华北水利水电大学14级电气答辩基本题

14级窦学长制作1一、电气主接线部分（基本题）1、简述电气主接线设计步骤。（1）对原始资料的分析。（2）主接线方案的拟定和选择。（3）短路电流的计算和设备的选择（4）绘制主接线图。2、电气主接线定性技术比较的内容具体包括哪些方面？可靠性：（1）断路器检修时是否影响供电。（2）母线或者断路器、线路故障时以及母线或母线侧隔离开关检修时，停电线路数目的多少和停电时间的长短，以及能否保证对重要用户的供电。（3）有没有使发电厂或变电站全部停止工作的可能性。（4）大型机组停运时，对电力系统稳定运行的影响和后果。灵活性：（1）调度灵活，操作方便。（2）检修灵活。（3）扩建方便。（4）事故处理灵活。经济性：（1）节省投资。（2）年运行费用小。（3）占地面积小。3、电气主接线经济比较的内容具体包括哪些方面？主要是对综合总投资以及年运行费用两大项进行综合效益比较。4、单母线接线在什么情况下会造成整个装置全部停电？（1）母线或任一母线隔离开关检修。（2）母线故障。5、在隔离开关分段的单母线中，其分段隔离开关的作用是什么？将单母线分成几段，当某段母线故障时，全部短时停电。拉开隔离开关，可以使完好母线段恢复供电。6、在双母线接线中，母线有几种可能的运行方式？一般采用那种运行方式？为什么？三种运行方式。（1）两组母线并列运行。（2）两组母线分裂运行。（3）一组母线工作，另一组母线备用的运行方式。一般采用第一种或第二种运行方式，在一组母线故障时可以缩小停电范围，且两组母线的负荷可以任意调配。7、下面3种接线，母线或母线段发生短路故障其结果会如何？（1）单母线接线；（2）单母线断路器分段接线；（3）双母线接线。（1）全部停电（2）仅发生故障的一侧停电（3）不停电8、正常运行时，双母线采用母线1与母线2并列运行的方式，其中电源1和线路1接在母线1上，电源2和线路2接在母线2上，欲检修母线1应如何操作？合上线路1和母线2的隔离开关，断开线路1与母线1相连的隔离开关，然后断开母线1和母线2相连的母联断路器、隔离开关。14级窦学长制作29、双母线三分段接线有几种运行方式？每种运行方式有何特点？两种运行方式。（1）上面一组作为备用母线，下面两段分别经一台母联断路器与备用母线相连。有分段单母线和一般双母线的特征，而且有更高的可靠性和灵活性。（2）上面一组母线也作为一个工作段，电源和负荷均分在三个分段上运行。故障时停电范围约为1/3.10、双母线与单母线分段接线相比较，那一种接线的供电可靠性和灵活性较高？具体表现在哪些方面？双母线供电的可靠性和灵活性更高。母线故障或检修不至停电，且扩建方便。11、何谓单元接线？什么情况下可以采用单元接线？发电机和主变压器直接连成一个单元，再经断路器接至高压系统，发电机出口处除厂用分支外不再装设母线，这种接线形式称为发电机—变压器单元接线。（1）发电机额定电压超过10kV（单机容量在125MW以上）。（2）不超过10kV，但无地区负荷。（3）原接于发电机电压母线的发电机已能满足该电压等级地区负荷的需要。（4）原接于发电机电压母线的发电机容量足够大。12、何谓厂用一级负荷？分别举出火电厂和水电厂的两个厂用一级负荷。厂用一级负荷指短时停电也可能会影响人身或设备安全，使生产停顿或发电量大量下降的负荷。火电厂：引风机、送风机、凝结水泵、循环水泵水电厂：调速器、压油泵、润滑油泵13、火电厂厂用高压工作电源是如何根据电气主接线的接线形式引接的？（1）当发电机直接接在发电机电压母线时，高压厂用工作电源一般由该机所连的母线段引接；（2）当发电机与主变压器成单元接线或扩大单元接线时，由该单元主变低压侧引接。14、外桥接线有何特点？适用于什么场合？（1）其中一回线路检修或故障时，有一台变压器短时停运，操作较复杂（2）变压器切除、投入或故障时，不影响其余部分的联系，操作较简单（3）穿越功率只经过桥连断路器，所造成的断路器故障、检修及系统开环的几率小。（4）变压器侧断路器检修时，变压器需较长时间停运。15、火电厂的厂用高压备用变压器为什么采用明备用方式而不采用暗备用方式？因为暗备用运行方式没有专门备用的变压器，每一台都处于半负荷的运行状态，留出一半的余量作为某一台故障或检修时候备用，所以容量要大。二、短路计算部分1.电力系统短路故障的类型.（1）对称短路：三相短路。（2）不对称短路：单相接地短路、两相短路、两相接地短路。2.计算短路电流的目的.（1）电气主接线方案的比较和选择（2）电气设备和载流导体的选择；（3）继电保护装置的选择和整定和计算；（4）验算接地装置的接触电压和跨步电压；14级窦学长制作3（5）系统运行和故障情况的分析等。3.短路的后果是什么?短路对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。（1）短路电流瞬间增大，短路点的电弧烧坏电气设备，引起导体或其绝缘的损坏。（2）导体收到很大的电动力的冲击，致使导体变形甚至损坏。（3）引起电网中的电压降低。（4）相当于改变了电网的结构，必然引起系统中功率的变化。有可能引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统的稳定，引起大面积停电。4.什么是无限大功率电源?当电源距短路点的电气距离较远时，由短路引起的电源送出功率的变化量远小于电源的容量，称该电源为无限大功率电源。5.简述三相短路电流的计算步骤.（1）根据电气主接线图画出系统等值网络，并给元件标号（2）计算电气设备电抗标幺值（3）化简网络得到转移电抗，然后求出计算电抗（4）查运算曲线，得短路电流标幺值（5）标幺值转化为有名值并求和6.短路电流计算中电源合并的原则.（1）发电机的频率、电压波形、电压大小、相位要相同（2）发电机的相序要相同7.求转移电抗的方法.（1）手算方法1.网络化简法：化简系统网络，找出电源电势节点与短路点之间的直接联系电抗就是转移电抗。2.单位电流法：所有电动势接地，仅在f点加电动势接地，使某电源支路电流为1，则很容易算出全网电流、电压和转移电抗。（2）计算机算法利用网络节点方程进行消元。8.网络变化-三角形变星形的公式.形电阻之和形相邻电阻的乘积形电阻Y9.网络变化-星形变三角形的公式.形不相邻电阻形电阻两两乘积之和形电阻YY10.简述不对称短路电流的计算步骤.（1）绘制三序等值电路，计算三序等值电路参数（2）对三序等值电路进行化简，得三序电压平衡方程（3）列故障处边界条件方程（4）根据三序电压方程和故障处边界条件方程求解故障处基本相三序电流分量（5）利用对称分量法公式，根据故障处基本相三序电流分量，求取故障处各相电流11.不对称短路电流计算中,发生单相接地短路故障时,故障点电压和电流的边界条件.0)0(2(1fffUUU））（14级窦学长制作4)0()2()1(fffIII12.不对称短路电流计算中,发生两相(b,c相)短路故障时,故障点电压和电流的边界条件.））c(()()()(,,0fbfcfbfafUUIII13.不对称短路电流计算中,发生两相(b,c相)短路接地故障时,故障点电压和电流的边界条件.0,0c(()(））fbfafUUI14.短路电流计算中,利用运算曲线时,需要查几个时间的值?分别是什么时间?根据自己情况作答。15.短路电流计算中,冲击效应系数的取值?（1）发电机端取1.9（2）发电厂高压侧母线及发电机出线电抗器取1.85（3）远离发电厂的地点取1.8三、继电保护部分1电力变压器（发电机）的不正常工作状态和可能发生的故障有哪些？变压器的故障可分为油箱外和油箱内两种故障：（1）油箱外的故障，主要是套管和引出线的上发生的相间短路以及接地短路。（2）油箱内的故障，包括绕组的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁芯的烧损等。不正常工作状态：变压器外部短路引起的过电流，负荷长时间超过额定的容量引起的过负荷，风扇故障或漏油等原因引起的冷却能力的下降。2电力变压器（发电机）一般都装设哪些保护？（1）电量保护（变压器纵差保护和瓦斯保护（主保护）、变压器过电流保护、低电压启动的过电流保护、复合电压启动的过电流保护、负序过电流保护）（2）非电量保护3变压器瓦斯保护的工作原理？当变压器油箱内故障时，在故障电流和故障点电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会因受热而分解，产生大量气体。气体排出的多少以及排除速度，与变压器故障的严重程度有关，利用这种气体来实现保护的装置，称为瓦斯保护。4变压器瓦斯保护的整定原则？1）轻瓦斯保护的整定轻瓦斯动作值的大小用气体容量大小表示。一般轻瓦斯保护的气体容积范围为20-300cm3;气体容量的调整可通过改变重锤的力臂长度来实现。2）重瓦斯保护的整定重瓦斯保护动作值的大小用油流速度大小来表示。对油流的一般要求：自冷式变压器为0.8-1.0m/s，强油循环变压器为1.0-1.2m/s，120MVA以上的变压器为1.2-1.3m/s。5变压器（发电机）差动保护的工作原理？（一两句话说不清，想知道来问我。）6为什么装设瓦斯保护？差动保护能代替瓦斯保护吗？对于变压器内部的某些轻微的故障，纵差保护（反应电气量的保护）的灵敏性不能满足要求。必须用一些反油箱内的非电气量的保护。7变压器差动保护中不平衡电流怎样产生的？14级窦学长制作5（1）计算变比与实际变比不一致所产生不平衡电流。（2）由变压器带负荷调节分接头产生的不平衡电流。（3）电流互感器传变误差所产生的不平衡电流。（4）变压器励磁电流产生的不平衡电流。8单相变压器励磁涌流的特点？、（1）含有大量高次谐波，以二次谐波为主。（2）含有很大的非周期分量。（3）励磁涌流相邻波形之间存在间断角。9变压器纵差动保护的其本原则是什么？（1）纵差动保护动作电流的整定原则。①躲过外部短路故障时的最大不平衡电流②躲过变压器最大的励磁涌流。③躲过电流互感器二次回路断线引起的差电流。（2）纵差动保护灵敏系数的校验。10变压器防止励磁涌流的方法？（1）采用具有速饱和中间变流器的差动继电器。（2）利用二次谐波制动。（3）鉴别短路电流和励磁电流波形的差别。11变压器相间短路的后备保护有哪些？（1）过电流保护。（2）低电压启动的过电流保护。（3）复合电压启动的过电流保护。（4）负序电压保护。12复合电压启动的过电流保护组成部分及工作原理？（1）组成部分：①接于相电流的继电器KA1~KA3组成的电流元件。②反应不对称短路的负序电压继电器KVN和反应对称短路接于相间电压的低电压继电器KV组成的电压元件。③时间继电器KT构成的时间元件。（2）工作原理正常运行时，因无负序电压，负序电压继电器KVN不动作，动断触点闭合，将线电压加在低电压继电器KV上，其动断触点打开，保护装置不动作。发生不对称短路故障时，有负序电压，负序电压继电器KVN动作，动断触点打开，低电压继电器KV失压，KV动作，动断触点闭合，启动中间继电器KM，动合触点闭合。启动时间继电器KT，经整定延时启动信号和出口继电器，将变压器两侧断路器断开。13对于中性点可能接地或不接地运行时，为什么装设两套零序保护（零序电流和零序电压）？对于变压器可接地也可不接地运行的变压器，可在变压器中性点装设放电间隙，当间隙上的电压超过动作电压时迅速放电，形成中性点对地的保护，从而保护中性点的绝缘，因放电间隙不能长时间通过电流，故在放电间隙上装设零序电流元件，在检测到间隙放电后迅速切除变压器。由于放电间隙是一种比较粗糙的设施，有可能会出现该动作而不能动作的情况，还需要装设零序电压元件，作为间隙不能放电时的后备，动作于切除变压器。14为什么在Y/Δ-11变压器中差动保护电流互感器在Y侧接成Δ，而在Δ接成Y形？因为三角形侧的线电流超前星形侧线电流30度，如果不进行补偿，正常运行时，由于变压器两侧电流相位不同，会产生不平衡电流流入继电器，引起保护的误动作。（消除变压14级窦学长制作6器两侧电流相位不同产生的不平衡电流）15二次谐波制动原理的变压器差动保护中为什么要设置差电流速断元件？当变压器内部严重故障使得电流互感器TA严重饱和时，电流互感器TA二次电流的波形将产生严重畸变，其中含有大量的谐波分量，从而使涌流判别元件误判断成励磁涌流，