熊信銀《發(fā)電廠電氣部分》第四版課后習題答案含計算題.pdf

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第 1 頁 共 30 頁 前 面 的 部 分 是 概 念 部 分 的 答 案 ， 后 面 的 部 分 是計 算 題 部 分 的 答 案 ！ 兩 部 分 是 分 開 的 ！第一章發(fā)電、變電和輸電的電氣部分2-1 哪 些 設 備 屬 于 一 次 設 備 ？ 哪 些 設 備 屬 于 二 次 設 備 ？ 其 功 能 是 什 么 ？答 ： 通 常 把 生 產(chǎn) 、 變 換 、 分 配 和 使 用 電 能 的 設 備 ， 如 發(fā) 電 機 、 變 壓 器 和 斷 路 器 等 稱 為 一 次設 備 。 其 中 對 一 次 設 備 和 系 統(tǒng) 運 行 狀 態(tài) 進 行 測 量 、 監(jiān) 視 和 保 護 的 設 備 稱 為 二 次 設 備 。 如 儀 用 互 感 器 、 測 量 表 計 ， 繼 電 保 護 及 自 動 裝 置 等 。 其 主 要 功 能 是 起 停 機 組 ， 調(diào) 整 負 荷 和 ， 切 換 設 備 和線 路 ， 監(jiān) 視 主 要 設 備 的 運 行 狀 態(tài) 。2-2 簡 述 300MW發(fā) 電 機 組 電 氣 接 線 的 特 點 及 主 要 設 備 功 能 。答 ： 1） 發(fā) 電 機 與 變 壓 器 的 連 接 采 用 發(fā) 電 機 —變 壓 器 單 元 接 線 ；2） 在 主 變 壓 器 低 壓 側 引 接 一 臺 高 壓 廠 用 變 壓 器 ， 供 給 廠 用 電 ；3） 在 發(fā) 電 機 出 口 側 ， 通 過 高 壓 熔 斷 器 接 有 三 組 電 壓 互 感 器 和 一 組 避 雷 器 ；4） 在 發(fā) 電 機 出 口 側 和 中 性 點 側 ， 每 組 裝 有 電 流 互 感 器 4個 ；5） 發(fā) 電 機 中 性 點 接 有 中 性 點 接 地 變 壓 器 ；6） 高 壓 廠 用 變 壓 器 高 壓 側 ， 每 組 裝 有 電 流 互 感 器 4個 。其 主 要 設 備 如 下 ： 電 抗 器 ： 限 制 短 路 電 流 ； 電 流 互 感 器 ： 用 來 變 換 電 流 的 特 種 變 壓 器 ； 電 壓 互 感 器 ： 將 高 壓 轉 換 成 低 壓 ， 供 各 種 設 備 和 儀 表 用 ， 高 壓 熔 斷 器 ： 進 行 短 路 保 護 ； 中 性 點接 地 變 壓 器 ： 用 來 限 制 電 容 電 流 。2-3 簡 述 600MW發(fā) 電 機 組 電 氣 接 線 的 特 點 及 主 要 設 備 功 能 。2-4 影 響 輸 電 電 壓 等 級 發(fā) 展 因 素 有 哪 些 ？答 ： 1） 長 距 離 輸 送 電 能 ；2） 大 容 量 輸 送 電 能 ；3） 節(jié) 省 基 建 投 資 和 運 行 費 用 ；4） 電 力 系 統(tǒng) 互 聯(lián) 。2-5 簡 述 交 流 500kV變 電 站 主 接 線 形 式 及 其 特 點 。答 ： 目 前 ， 我 國 500kV變 電 所 的 主 接 線 一 般 采 用 雙 母 線 四 分 段 帶 專 用 旁 路 母 線 和 3/2 臺 斷 路 器 兩 種 接 線 方 式 。 其 中 3/2臺 斷 路 器 接 線 具 有 以 下 特 點 ： 任 一 母 線 檢 修 或 故 障 ， 均 不 致 停 電 ；任 一 斷 路 器 檢 修 也 不 引 起 停 電 ； 甚 至 在 兩 組 母 線 同 時 故 障 （ 或 一 組 母 線 檢 修 另 一 組 母 線 故 障 ） 第 2 頁 共 30 頁 的 極 端 條 件 下 ， 功 率 均 能 繼 續(xù) 輸 送 。 一 串 中 任 何 一 臺 斷 路 器 退 出 或 檢 修 時 ， 這 種 運 行 方 式 稱 為不 完 整 串 運 行 ， 此 時 仍 不 影 響 任 何 一 個 元 件 的 運 行 。 這 種 接 線 運 行 方 便 ， 操 作 簡 單 ， 隔 離 開 關只 在 檢 修 時 作 為 隔 離 帶 電 設 備 用 。2-6 并 聯(lián) 高 壓 電 抗 器 有 哪 些 作 用 ？ 抽 能 并 聯(lián) 高 壓 電 抗 器 與 并 聯(lián) 高 壓 電 抗 器 有 何 異 同 ？2-7 簡 述 6kV抽 能 系 統(tǒng) 的 功 能 及 其 組 成 。2-8 簡 述 串 聯(lián) 電 容 器 補 償 的 功 能 及 其 電 氣 接 線 。2-9 簡 述 高 壓 直 流 輸 電 的 基 本 原 理 。2-10 簡 述 換 流 站 的 電 氣 接 線 及 主 要 設 備 的 功 能 。2-11 簡 述 高 壓 直 流 輸 電 的 優(yōu) 點 和 缺 點 各 有 哪 些 ？答 ： 優(yōu) 點 ： 1） 線 路 造 價 低 ， 年 電 能 損 失 小 ；2） 不 存 在 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 問 題 ；3） 限 制 短 路 電 流 。4） 調(diào) 節(jié) 快 速 ， 運 行 可 靠 ；5） 沒 有 電 容 充 電 電 流 。6） 節(jié) 省 線 路 走 廊 。缺 點 ：1） 換 流 裝 置 較 昂 貴 ；2） 消 耗 無 功 功 率 多 ；3） 產(chǎn) 生 諧 波 影 響 ； 4） 缺 乏 直 流 開 關 ；5） 不 能 用 變 壓 器 來 改 變 電 壓 等 級 。2-12 簡 述 高 壓 直 流 輸 電 系 統(tǒng) 的 主 接 線 及 其 運 行 方 式 。第二章導體的發(fā)熱和電動力3-1 研 究 導 體 和 電 氣 設 備 的 發(fā) 熱 有 何 意 義 ？ 長 期 發(fā) 熱 和 短 時 發(fā) 熱 各 有 何 特 點 ？答 ： 電 流 將 產(chǎn) 生 損 耗 ， 這 些 損 耗 都 將 轉 變 成 熱 量 使 電 器 設 備 的 溫 度 升 高 。 發(fā) 熱 對 電 氣 設 備的 影 響 ： 使 絕 緣 材 料 性 能 降 低 ； 使 金 屬 材 料 的 機 械 強 度 下 降 ； 使 導 體 接 觸 電 阻 增 加 。 導 體 短 路 時 ， 雖 然 持 續(xù) 時 間 不 長 ， 但 短 路 電 流 很 大 ， 發(fā) 熱 量 仍 然 很 多 。 這 些 熱 量 在 適 時 間 內(nèi) 不 容 易 散 出 ，于 是 導 體 的 溫 度 迅 速 升 高 。 同 時 ， 導 體 還 受 到 電 動 力 超 過 允 許 值 ， 將 使 導 體 變 形 或 損 壞 。 由 此可 見 ， 發(fā) 熱 和 電 動 力 是 電 氣 設 備 運 行 中 必 須 注 意 的 問 題 。 長 期 發(fā) 熱 是 由 正 常 工 作 電 流 產(chǎn) 生 的 ；短 時 發(fā) 熱 是 由 故 障 時 的 短 路 電 流 產(chǎn) 生 的 。 第 3 頁 共 30 頁 3-2 為 什 么 要 規(guī) 定 導 體 和 電 氣 設 備 的 發(fā) 熱 允 許 溫 度 ？ 短 時 發(fā) 熱 允 許 溫 度 和 長 期 發(fā) 熱 允 許 溫度 是 否 相 同 ， 為 什 么 ？答 ： 導 體 連 接 部 分 和 導 體 本 身 都 存 在 電 阻 (產(chǎn) 生 功 率 損 耗 )； 周 圍 金 屬 部 分 產(chǎn) 生 磁 場 ,形 成 渦 流 和磁 滯 損 耗 ； 絕 緣 材 料 在 電 場 作 用 下 產(chǎn) 生 損 耗 ， 如 ： ?tg 值 的 測 量載 流 導 體 的 發(fā) 熱 ： 長 期 發(fā) 熱 ： 指 正 常 工 作 電 流 引 起 的 發(fā) 熱短 時 發(fā) 熱 ： 指 短 路 電 流 引 起 的 發(fā) 熱一 發(fā) 熱 對 絕 緣 的 影 響絕 緣 材 料 在 溫 度 和 電 場 的 作 用 下 逐 漸 變 化 ， 變 化 的 速 度 于 使 用 的 溫 度 有 關 ；二 發(fā) 熱 對 導 體 接 觸 部 分 的 影 響溫 度 過 高 ?表 面 氧 化 ?電 阻 增 大 ? ? ??RI 2 惡 性 循 環(huán) 三 發(fā) 熱 對 機 械 強 度 的 影 響溫 度 達 到 某 一 值 ?退 火 ?機 械 強 度 ??設 備 變 形如 ： Cu 長 期 發(fā) 熱 70 C0 短 期 發(fā) 熱 300 C0Al 長 期 發(fā) 熱 70 C0 短 期 發(fā) 熱 200 C03-3 導 體 長 期 發(fā) 熱 允 許 電 流 是 根 據(jù) 什 么 確 定 的 ？ 提 高 允 許 電 流 應 采 取 哪 些 措 施 ？答 ： 是 根 據(jù) 導 體 的 穩(wěn) 定 溫 升 確 定 的 。 為 了 載 流 量 ， 宜 采 用 電 阻 率 小 的 材 料 ， 如 鋁 和 鋁 合 金等 ； 導 體 的 形 狀 ， 在 同 樣 截 面 積 的 條 件 下 ， 圓 形 導 體 的 表 面 積 較 小 ， 而 矩 形 和 槽 形 的 表 面 積 則 較 大 。 導 體 的 布 置 應 采 用 散 熱 效 果 最 最 佳 的 方 式 。3-4 為 什 么 要 計 算 導 體 短 時 發(fā) 熱 最 高 溫 度 ？ 如 何 計 算 ？答 ： 載 流 導 體 短 路 時 發(fā) 熱 計 算 的 目 的 在 于 確 定 短 路 時 導 體 的 最 高 溫 度 不 應 超 過 所 規(guī) 定 導 體短 路 時 發(fā) 熱 允 許 溫 度 。 當 滿 足 這 個 條 件 時 ， 則 認 為 導 體 在 短 路 時 ， 是 具 有 熱 穩(wěn) 定 性 的 。計 算 方 法 如 下 ：1） 有 已 知 的 導 體 初 始 溫 度 θ w； 從 相 應 的 導 體 材 料 的 曲 線 上 查 出 Aw；2） 將 Aw和 Qk值 代 入 式 ： 1/S2Qk=Ah-Aw求 出 Ah；3） 由 A h再 從 曲 線 上 查 得 θ h值 。3-5 等 值 時 間 的 意 義 是 什 么 等 值 時 間 法 適 用 于 什 么 情 況 ？答 ： 等 值 時 間 法 由 于 計 算 簡 單 ， 并 有 一 定 精 度 ， 目 前 仍 得 到 廣 泛 應 用 。 但 是 曲 線 所 示 是 根據(jù) 容 量 為 500MW以 下 的 發(fā) 電 機 ， 按 短 路 電 流 周 期 分 量 衰 減 曲 線 的 平 均 值 制 作 的 ， 用 于 更 大 容量 的 發(fā) 電 機 ， 勢 必 產(chǎn) 生 誤 差 。 這 時 ， 最 好 采 用 其 它 方 法 。3-6 用 實 用 計 算 法 和 等 值 時 間 法 計 算 短 路 電 流 周 期 分 量 熱 效 應 ， 各 有 何 特 點 ？答 ： 用 實 用 計 算 法 中 的 電 流 是 短 路 穩(wěn) 態(tài) 電 流 ， 而 等 值 時 間 法 計 算 的 電 流 是 次 暫 態(tài) 電 流 。3-7 電 動 力 對 導 體 和 電 氣 設 備 的 運 行 有 何 影 響 ？ 第 4 頁 共 30 頁 答 ： 電 氣 設 備 在 正 常 狀 態(tài) 下 ， 由 于 流 過 導 體 的 工 作 電 流 相 對 較 小 ， 相 應 的 電 動 力 較 小 ， 因而 不 易 為 人 們 所 察 覺 。 而 在 短 路 時 ， 特 別 是 短 路 沖 擊 電 流 流 過 時 ， 電 動 力 可 達 到 很 大 的 數(shù) 值 ，當 載 流 導 體 和 電 氣 設 備 的 機 械 強 度 不 夠 時 ， 將 會 產(chǎn) 生 變 形 或 損 壞 。 為 了 防 止 這 種 現(xiàn) 象 發(fā) 生 ， 必須 研 究 短 路 沖 擊 電 流 產(chǎn) 生 的 電 動 力 的 大 小 和 特 征 ， 以 便 選 用 適 當 強 度 的 導 體 和 電 氣 設 備 ， 保 證足 夠 的 動 穩(wěn) 定 性 。 必 要 時 也 可 采 用 限 制 短 路 電 流 的 措 施 。3-8 三 相 平 行 導 體 發(fā) 生 三 相 短 路 時 最 大 電 動 力 出 現(xiàn) 在 哪 一 相 上 ， 試 加 以 解 釋 。答 ： 三 相 平 等 導 體 發(fā) 生 三 相 短 路 時 最 大 電 動 力 出 現(xiàn) 在 中 間 相 B相 上 ， 因 為 三 相 短 路 時 ， B相 沖 擊 電 流 最 大 。3-9 導 體 的 動 態(tài) 應 力 系 數(shù) 的 含 義 是 什 么 ， 在 什 么 情 況 下 ， 才 考 慮 動 態(tài) 應 力 ？答 ： 動 態(tài) 應 力 系 數(shù) β 為 動 態(tài) 應 力 與 靜 態(tài) 應 力 的 比 值 ， 導 體 發(fā) 生 振 動 時 ， 在 導 體 內(nèi) 部 會 產(chǎn) 生 動 態(tài) 應 力 ， 對 于 動 態(tài) 應 力 的 考 慮 ， 一 般 是 采 用 修 正 靜 態(tài) 計 算 法 ， 即 在 最 大 電 動 力 Fmax 上 乘 以動 態(tài) 應 力 系 統(tǒng) 數(shù) β ， 以 求 得 實 際 動 態(tài) 過 程 中 的 動 態(tài) 應 力 的 最 大 值 。3-10 大 電 流 母 線 為 什 么 常 采 用 分 相 封 閉 母 線 ？ 分 相 封 閉 母 線 的 外 殼 有 何 作 用 ？答 ： 大 電 流 母 線 采 用 分 相 封 閉 母 線 是 由 于 ：1） 運 行 可 靠 性 高 ， 因 母 線 置 于 外 殼 內(nèi) ， 能 防 止 相 間 短 路 ， 且 外 殼 多 點 接 地 ， 可 保 障 人 體 接人 體 接 觸 時 的 安 全 。 2） 短 路 時 母 線 相 間 電 動 力 大 大 降 低 ， 由 于 外 殼 渦 流 的 屏 蔽 作 用 ， 使 殼 內(nèi) 的磁 場 減 弱 ， 對 減 小 短 路 時 的 電 動 力 有 明 顯 的 效 果 ； 3） 殼 外 磁 場 也 因 外 殼 電 流 的 屏 蔽 作 用 而 減 弱 ，可 較 好 改 善 母 線 附 近 的 鋼 構 發(fā) 熱 ； 4） 安 裝 的 維 護 工 作 量 小 。3-11 怎 樣 才 能 減 少 大 電 流 母 線 附 近 鋼 構 的 發(fā) 熱 ？ 答 ： 減 小 大 電 流 母 線 附 近 的 鋼 構 發(fā) 熱 的 措 施 ：1） 加 大 鋼 構 和 導 體 間 的 距 離 ， 使 布 磁 場 強 度 減 弱 ， 因 而 可 降 低 渦 流 和 磁 滯 損 耗 ；2） 斷 開 鋼 構 回 路 ， 并 加 裝 絕 緣 墊 ， 消 除 環(huán) 流 ；3） 采 用 電 磁 屏 蔽 ；4） 采 用 分 相 封 閉 母 線 。3-12 設 發(fā) 電 機 容 量 為 10萬 kW， 發(fā) 電 機 回 路 最 大 持 續(xù) 工 作 電 流 Imax=6791A， 最 大 負 荷 利 用小 時 數(shù) Tmax =5200h， 三 相 導 體 水 平 布 置 ， 相 間 距 離 a =0.70m， 發(fā) 電 機 出 線 上 短 路 時 間 tk =0.2s，短 路 電 流 I?? =36.0kA， I tk/2 =28.0kA， Itk =24.0kA， 周 圍 環(huán) 境 溫 度 +35℃ 。 試 選 擇 發(fā) 電 機 引 出 導線 。第三章導體的發(fā)熱和電動力3-1 研 究 導 體 和 電 氣 設 備 的 發(fā) 熱 有 何 意 義 ？ 長 期 發(fā) 熱 和 短 時 發(fā) 熱 各 有 何 特 點 ？ 第 5 頁 共 30 頁 答 ： 電 流 將 產(chǎn) 生 損 耗 ， 這 些 損 耗 都 將 轉 變 成 熱 量 使 電 器 設 備 的 溫 度 升 高 。 發(fā) 熱 對 電 氣 設 備的 影 響 ： 使 絕 緣 材 料 性 能 降 低 ； 使 金 屬 材 料 的 機 械 強 度 下 降 ； 使 導 體 接 觸 電 阻 增 加 。 導 體 短 路時 ， 雖 然 持 續(xù) 時 間 不 長 ， 但 短 路 電 流 很 大 ， 發(fā) 熱 量 仍 然 很 多 。 這 些 熱 量 在 適 時 間 內(nèi) 不 容 易 散 出 ，于 是 導 體 的 溫 度 迅 速 升 高 。 同 時 ， 導 體 還 受 到 電 動 力 超 過 允 許 值 ， 將 使 導 體 變 形 或 損 壞 。 由 此可 見 ， 發(fā) 熱 和 電 動 力 是 電 氣 設 備 運 行 中 必 須 注 意 的 問 題 。 長 期 發(fā) 熱 是 由 正 常 工 作 電 流 產(chǎn) 生 的 ；短 時 發(fā) 熱 是 由 故 障 時 的 短 路 電 流 產(chǎn) 生 的 。3-2 為 什 么 要 規(guī) 定 導 體 和 電 氣 設 備 的 發(fā) 熱 允 許 溫 度 ？ 短 時 發(fā) 熱 允 許 溫 度 和 長 期 發(fā) 熱 允 許 溫度 是 否 相 同 ， 為 什 么 ？答 ： 導 體 連 接 部 分 和 導 體 本 身 都 存 在 電 阻 (產(chǎn) 生 功 率 損 耗 )； 周 圍 金 屬 部 分 產(chǎn) 生 磁 場 ,形 成 渦 流 和磁 滯 損 耗 ； 絕 緣 材 料 在 電 場 作 用 下 產(chǎn) 生 損 耗 ， 如 ： ?tg 值 的 測 量 載 流 導 體 的 發(fā) 熱 ： 長 期 發(fā) 熱 ： 指 正 常 工 作 電 流 引 起 的 發(fā) 熱短 時 發(fā) 熱 ： 指 短 路 電 流 引 起 的 發(fā) 熱一 發(fā) 熱 對 絕 緣 的 影 響絕 緣 材 料 在 溫 度 和 電 場 的 作 用 下 逐 漸 變 化 ， 變 化 的 速 度 于 使 用 的 溫 度 有 關 ；二 發(fā) 熱 對 導 體 接 觸 部 分 的 影 響溫 度 過 高 ?表 面 氧 化 ?電 阻 增 大 ? ? ??RI 2 惡 性 循 環(huán)三 發(fā) 熱 對 機 械 強 度 的 影 響溫 度 達 到 某 一 值 ?退 火 ?機 械 強 度 ??設 備 變 形如 ： Cu 長 期 發(fā) 熱 70 C0 短 期 發(fā) 熱 300 C0Al 長 期 發(fā) 熱 70 C0 短 期 發(fā) 熱 200 C03-3 導 體 長 期 發(fā) 熱 允 許 電 流 是 根 據(jù) 什 么 確 定 的 ？ 提 高 允 許 電 流 應 采 取 哪 些 措 施 ？答 ： 是 根 據(jù) 導 體 的 穩(wěn) 定 溫 升 確 定 的 。 為 了 載 流 量 ， 宜 采 用 電 阻 率 小 的 材 料 ， 如 鋁 和 鋁 合 金等 ； 導 體 的 形 狀 ， 在 同 樣 截 面 積 的 條 件 下 ， 圓 形 導 體 的 表 面 積 較 小 ， 而 矩 形 和 槽 形 的 表 面 積 則較 大 。 導 體 的 布 置 應 采 用 散 熱 效 果 最 最 佳 的 方 式 。3-4 為 什 么 要 計 算 導 體 短 時 發(fā) 熱 最 高 溫 度 ？ 如 何 計 算 ？答 ： 載 流 導 體 短 路 時 發(fā) 熱 計 算 的 目 的 在 于 確 定 短 路 時 導 體 的 最 高 溫 度 不 應 超 過 所 規(guī) 定 導 體短 路 時 發(fā) 熱 允 許 溫 度 。 當 滿 足 這 個 條 件 時 ， 則 認 為 導 體 在 短 路 時 ， 是 具 有 熱 穩(wěn) 定 性 的 。計 算 方 法 如 下 ： 1） 有 已 知 的 導 體 初 始 溫 度 θ w； 從 相 應 的 導 體 材 料 的 曲 線 上 查 出 Aw；2） 將 Aw和 Qk值 代 入 式 ： 1/S2Qk=Ah-Aw求 出 Ah；3） 由 Ah再 從 曲 線 上 查 得 θ h值 。3-5 等 值 時 間 的 意 義 是 什 么 等 值 時 間 法 適 用 于 什 么 情 況 ？ 第 6 頁 共 30 頁 答 ： 等 值 時 間 法 由 于 計 算 簡 單 ， 并 有 一 定 精 度 ， 目 前 仍 得 到 廣 泛 應 用 。 但 是 曲 線 所 示 是 根據(jù) 容 量 為 500MW以 下 的 發(fā) 電 機 ， 按 短 路 電 流 周 期 分 量 衰 減 曲 線 的 平 均 值 制 作 的 ， 用 于 更 大 容量 的 發(fā) 電 機 ， 勢 必 產(chǎn) 生 誤 差 。 這 時 ， 最 好 采 用 其 它 方 法 。3-6 用 實 用 計 算 法 和 等 值 時 間 法 計 算 短 路 電 流 周 期 分 量 熱 效 應 ， 各 有 何 特 點 ？答 ： 用 實 用 計 算 法 中 的 電 流 是 短 路 穩(wěn) 態(tài) 電 流 ， 而 等 值 時 間 法 計 算 的 電 流 是 次 暫 態(tài) 電 流 。3-7 電 動 力 對 導 體 和 電 氣 設 備 的 運 行 有 何 影 響 ？答 ： 電 氣 設 備 在 正 常 狀 態(tài) 下 ， 由 于 流 過 導 體 的 工 作 電 流 相 對 較 小 ， 相 應 的 電 動 力 較 小 ， 因而 不 易 為 人 們 所 察 覺 。 而 在 短 路 時 ， 特 別 是 短 路 沖 擊 電 流 流 過 時 ， 電 動 力 可 達 到 很 大 的 數(shù) 值 ，當 載 流 導 體 和 電 氣 設 備 的 機 械 強 度 不 夠 時 ， 將 會 產(chǎn) 生 變 形 或 損 壞 。 為 了 防 止 這 種 現(xiàn) 象 發(fā) 生 ， 必須 研 究 短 路 沖 擊 電 流 產(chǎn) 生 的 電 動 力 的 大 小 和 特 征 ， 以 便 選 用 適 當 強 度 的 導 體 和 電 氣 設 備 ， 保 證 足 夠 的 動 穩(wěn) 定 性 。 必 要 時 也 可 采 用 限 制 短 路 電 流 的 措 施 。3-8 三 相 平 行 導 體 發(fā) 生 三 相 短 路 時 最 大 電 動 力 出 現(xiàn) 在 哪 一 相 上 ， 試 加 以 解 釋 。答 ： 三 相 平 等 導 體 發(fā) 生 三 相 短 路 時 最 大 電 動 力 出 現(xiàn) 在 中 間 相 B相 上 ， 因 為 三 相 短 路 時 ， B相 沖 擊 電 流 最 大 。3-9 導 體 的 動 態(tài) 應 力 系 數(shù) 的 含 義 是 什 么 ， 在 什 么 情 況 下 ， 才 考 慮 動 態(tài) 應 力 ？答 ： 動 態(tài) 應 力 系 數(shù) β 為 動 態(tài) 應 力 與 靜 態(tài) 應 力 的 比 值 ， 導 體 發(fā) 生 振 動 時 ， 在 導 體 內(nèi) 部 會 產(chǎn) 生動 態(tài) 應 力 ， 對 于 動 態(tài) 應 力 的 考 慮 ， 一 般 是 采 用 修 正 靜 態(tài) 計 算 法 ， 即 在 最 大 電 動 力 Fmax 上 乘 以動 態(tài) 應 力 系 統(tǒng) 數(shù) β ， 以 求 得 實 際 動 態(tài) 過 程 中 的 動 態(tài) 應 力 的 最 大 值 。3-10 大 電 流 母 線 為 什 么 常 采 用 分 相 封 閉 母 線 ？ 分 相 封 閉 母 線 的 外 殼 有 何 作 用 ？答 ： 大 電 流 母 線 采 用 分 相 封 閉 母 線 是 由 于 ： 1） 運 行 可 靠 性 高 ， 因 母 線 置 于 外 殼 內(nèi) ， 能 防 止 相 間 短 路 ， 且 外 殼 多 點 接 地 ， 可 保 障 人 體 接人 體 接 觸 時 的 安 全 。 2） 短 路 時 母 線 相 間 電 動 力 大 大 降 低 ， 由 于 外 殼 渦 流 的 屏 蔽 作 用 ， 使 殼 內(nèi) 的磁 場 減 弱 ， 對 減 小 短 路 時 的 電 動 力 有 明 顯 的 效 果 ； 3） 殼 外 磁 場 也 因 外 殼 電 流 的 屏 蔽 作 用 而 減 弱 ，可 較 好 改 善 母 線 附 近 的 鋼 構 發(fā) 熱 ； 4） 安 裝 的 維 護 工 作 量 小 。3-11 怎 樣 才 能 減 少 大 電 流 母 線 附 近 鋼 構 的 發(fā) 熱 ？答 ： 減 小 大 電 流 母 線 附 近 的 鋼 構 發(fā) 熱 的 措 施 ：1） 加 大 鋼 構 和 導 體 間 的 距 離 ， 使 布 磁 場 強 度 減 弱 ， 因 而 可 降 低 渦 流 和 磁 滯 損 耗 ；2） 斷 開 鋼 構 回 路 ， 并 加 裝 絕 緣 墊 ， 消 除 環(huán) 流 ；3） 采 用 電 磁 屏 蔽 ；4） 采 用 分 相 封 閉 母 線 。 3-12 設 發(fā) 電 機 容 量 為 10萬 kW， 發(fā) 電 機 回 路 最 大 持 續(xù) 工 作 電 流 Imax=6791A， 最 大 負 荷 利 用小 時 數(shù) Tmax =5200h， 三 相 導 體 水 平 布 置 ， 相 間 距 離 a =0.70m， 發(fā) 電 機 出 線 上 短 路 時 間 tk =0.2s，短 路 電 流 I?? =36.0kA， Itk/2 =28.0kA， Itk =24.0kA， 周 圍 環(huán) 境 溫 度 +35℃ 。 試 選 擇 發(fā) 電 機 引 出 導線 。 第 7 頁 共 30 頁 第四章廠用電5-1 什 么 叫 廠 用 電 和 廠 用 電 率 ？答 ： 發(fā) 電 機 在 啟 動 ， 運 轉 、 停 止 ， 檢 修 過 程 中 ， 有 大 量 電 動 機 手 動 機 械 設 備 ， 用 以 保 證 機組 的 主 要 設 備 和 輸 煤 ， 碎 煤 ， 除 塵 及 水 處 理 的 正 常 運 行 。 這 些 電 動 機 及 全 廠 的 運 行 ， 操 作 ， 實驗 ， 檢 修 ， 照 明 用 電 設 備 等 都 屬 于 廠 用 負 荷 ， 總 的 耗 電 量 ， 統(tǒng) 稱 為 廠 用 電 。 廠 用 電 耗 量 占 發(fā) 電廠 全 部 發(fā) 電 量 的 百 分 數(shù) ， 稱 為 廠 用 電 率 。5-2 廠 用 電 的 作 用 和 意 義 是 什 么 ？答 ： 發(fā) 電 機 在 啟 動 、 運 轉 、 停 機 ， 檢 修 過 程 中 ， 有 大 量 電 動 機 手 動 機 械 設 備 ， 用 以 保 證 機組 的 主 要 設 備 和 輸 煤 ， 碎 煤 ， 除 塵 及 水 處 理 等 的 正 常 運 行 。 降 低 廠 用 電 率 可 以 降 低 電 能 成 本 ，同 時 也 相 應 地 增 大 了 對 電 力 系 統(tǒng) 的 供 電 量 。 5-3 廠 用 電 負 荷 分 為 哪 幾 類 ？ 為 什 么 要 進 行 分 類 ？答 ： 廠 用 電 負 荷 ， 根 據(jù) 其 用 電 設 備 在 生 產(chǎn) 中 的 作 用 和 突 然 中 斷 供 電 所 造 成 的 危 害 程 度 ， 按其 重 要 性 可 分 為 四 類 ：⑴ I類 廠 用 負 荷 ： 凡 是 屬 于 短 時 停 電 會 造 成 主 輔 設 備 損 壞 ， 危 及 人 身 安 全 ， 主 機 停 用 及 影響 大 量 出 力 的 廠 用 設 備 ；⑵ II類 廠 用 負 荷 ： 允 許 短 時 斷 電 ， 恢 復 供 電 后 ， 不 致 造 成 生 產(chǎn) 紊 亂 的 常 用 設 備 ；⑶ III類 廠 用 負 荷 ： 較 長 時 間 停 電 ， 不 會 直 接 影 響 生 產(chǎn) ， 僅 造 成 生 產(chǎn) 不 方 便 的 廠 用 負 荷 ；⑷ 事 故 保 安 負 荷⑸ 交 流 不 間 斷 供 電 負 荷5-4 對 廠 用 電 接 線 有 哪 些 基 本 要 求 ？ 答 ： 對 于 廠 用 電 接 線 的 要 求 主 要 有 ：1） 各 機 組 的 廠 用 電 系 統(tǒng) 是 獨 立 的 ；2） 全 廠 新 公 用 負 荷 應 分 散 接 入 不 同 機 組 的 廠 用 母 線 ；3） 充 分 考 慮 發(fā) 電 廠 正 常 ， 事 故 ， 檢 修 啟 動 等 運 行 方 式 下 的 供 電 要 求 ， 盡 可 能 的 使 切 換 操 作簡 便 ， 啟 動 電 源 能 在 短 時 間 內(nèi) 投 入 ；4） 充 分 考 慮 電 廠 分 期 建 設 ， 連 續(xù) 施 工 過 程 中 廠 用 電 系 統(tǒng) 的 運 行 方 式 ， 特 別 是 要 注 意 對 公 用負 荷 供 電 的 影 響 ， 要 便 于 過 渡 ， 盡 量 減 少 改 變 和 更 換 裝 置 。5） 200MW及 以 上 的 機 組 應 設 置 足 夠 容 量 的 交 流 事 故 保 安 電 源 。5-5 廠 用 電 接 線 的 設 計 原 則 是 什 么 ？ 對 廠 用 電 壓 等 級 的 確 定 和 廠 用 電 源 引 接 的 依 據(jù) 是 什么 ？ 答 ： 廠 用 電 的 設 計 原 則 主 要 是 ：⑴ 廠 用 電 接 線 應 保 證 對 廠 用 負 荷 可 靠 和 連 續(xù) 供 電 ， 使 發(fā) 電 廠 主 機 安 全 運 行 。⑵ 接 線 應 能 靈 活 地 適 應 正 常 、 事 故 、 檢 修 等 各 種 運 行 方 式 的 要 求 。⑶ 廠 用 電 源 的 對 應 供 電 性 ， 本 機 、 爐 的 廠 用 負 荷 由 本 機 組 供 電 。 第 8 頁 共 30 頁 ⑷ 設 計 時 還 應 適 當 注 意 其 經(jīng) 濟 性 和 發(fā) 展 的 可 能 性 并 積 極 慎 重 地 采 用 新 技 術 、 新 設 備 ， 使 廠用 電 接 線 具 有 可 行 性 和 先 進 性 。⑸ 在 設 計 廠 用 電 接 線 時 ， 還 應 對 廠 用 電 的 電 壓 等 級 、 中 性 點 接 地 方 式 、 廠 用 電 源 及 其 引 接和 廠 用 電 接 線 形 式 等 問 題 進 行 分 析 和 論 證 。廠 用 電 的 電 壓 等 級 是 根 據(jù) 發(fā) 電 機 的 額 定 電 壓 ， 廠 用 電 動 機 的 電 壓 和 廠 用 電 ， 供 電 網(wǎng) 絡 等 因素 ， 相 互 配 合 ， 經(jīng) 技 術 經(jīng) 濟 比 較 后 確 定 的 。5-6 在 大 容 量 發(fā) 電 廠 中 ， 要 設 啟 動 電 源 和 事 故 保 安 電 源 ， 如 何 實 現(xiàn) ？答 ： 啟 動 電 源 的 設 計 ：1） 從 發(fā) 電 機 電 壓 母 線 的 不 同 分 段 上 ， 通 過 廠 用 備 用 變 壓 器 引 接 。2） 從 發(fā) 電 廠 聯(lián) 絡 變 壓 器 的 低 壓 繞 組 引 接 ， 但 應 保 證 在 機 組 全 停 情 況 下 ， 能 夠 獲 得 足 夠 的 電 源 容 量 。3） 從 與 電 力 系 統(tǒng) 聯(lián) 系 緊 密 ， 供 電 可 靠 的 最 低 一 級 電 壓 的 母 線 引 接 。4） 當 經(jīng) 濟 技 術 合 理 時 ， 可 由 外 部 電 網(wǎng) 引 接 專 用 線 路 ， 經(jīng) 過 變 壓 器 取 得 獨 立 的 備 用 電 源 或 啟動 電 源 。事 故 保 安 電 源 必 須 是 一 種 獨 立 而 又 十 分 可 靠 的 電 源 ， 通 常 采 用 快 速 自 動 程 序 啟 動 的 柴 油 發(fā)電 機 組 ， 蓄 電 池 以 及 逆 變 器 將 直 流 變 為 交 流 事 故 保 安 電 源 。 對 300MW 及 以 上 機 組 還 就 由 附 近110kV及 以 上 的 變 壓 器 工 發(fā) 電 廠 引 入 獨 立 可 靠 的 專 用 線 路 作 為 事 故 備 用 保 安 電 源 。5-7 火 電 廠 廠 用 電 接 線 為 什 么 要 按 鍋 爐 分 段 ？ 為 提 高 廠 用 電 系 統(tǒng) 供 電 可 靠 性 ， 通 常 都 采 用那 些 措 施 ？答 ： 為 了 保 證 廠 用 供 電 的 連 續(xù) 性 ， 使 發(fā) 電 廠 安 全 滿 發(fā) ， 并 滿 足 運 行 安 全 可 靠 靈 活 方 便 。 所 以 采 用 按 爐 分 段 原 則 。 為 提 高 廠 用 電 工 作 的 可 靠 性 ， 高 壓 廠 用 變 壓 器 和 啟 動 備 用 變 壓 器 采 用 帶負 荷 高 壓 變 壓 器 ， 以 保 證 廠 用 電 安 全 ， 經(jīng) 濟 的 運 行 。5-8 發(fā) 電 廠 和 變 電 站 的 自 用 電 在 接 線 上 有 何 區(qū) 別 ？答 ： 發(fā) 電 廠 廠 用 電 系 統(tǒng) 一 般 采 用 單 母 線 分 段 接 線 形 式 ， 并 多 以 成 套 配 電 裝 置 接 受 和 分 配 電能 。 廠 用 電 源 由 相 應 的 高 壓 廠 用 母 線 供 電 。 而 變 電 站 的 站 用 電 源 引 接 方 式 主 要 有 ： 1） 由 變 電 站內(nèi) 主 變 壓 器 第 三 繞 組 引 接 ， 站 用 變 壓 器 高 壓 側 要 選 用 較 大 斷 流 容 量 的 開 關 設 備 ， 否 則 要 加 限 流電 抗 器 。 2） 當 站 內(nèi) 有 較 低 母 線 時 ， 一 般 由 這 類 電 壓 母 線 上 引 接 兩 個 站 用 電 源 。 這 種 站 用 電 源 引接 方 式 經(jīng) 濟 性 好 和 可 靠 性 高 的 特 點 ； 3） 500kV變 電 站 的 外 接 電 源 多 由 附 近 的 發(fā) 電 廠 或 變 電 站 的低 壓 母 線 引 接 。5-9 何 謂 廠 用 電 動 機 的 自 啟 動 ？ 為 什 么 要 進 行 電 動 機 自 啟 動 校 驗 ？ 如 果 廠 用 變 壓 器 的 容 量 小 于 自 啟 動 電 動 機 總 容 量 時 ， 應 如 何 解 決 ？答 ： 廠 用 電 系 統(tǒng) 運 行 的 電 動 機 ， 當 突 然 斷 開 電 源 或 廠 用 電 壓 降 低 時 ， 電 動 機 轉 速 就 會 下 降 ，甚 至 會 停 止 運 行 ， 這 一 轉 速 下 降 的 過 程 稱 為 惰 行 。 若 電 動 機 失 去 電 壓 后 ， 不 與 電 源 斷 開 ， 在 很短 時 間 內(nèi) ， 廠 用 電 源 恢 復 或 通 過 自 動 切 換 裝 置 將 備 用 電 源 投 入 ， 此 時 ， 電 動 機 惰 行 還 未 結 束 ， 第 9 頁 共 30 頁 又 自 動 啟 動 恢 復 到 穩(wěn) 定 狀 態(tài) 運 行 ， 這 一 過 程 稱 為 電 動 機 自 啟 動 。 分 為 ： ⑴ 失 壓 自 啟 動 ； ⑵ 空 載自 啟 動 ； ⑶ 帶 負 荷 自 啟 動 。 若 參 加 自 啟 動 的 電 動 機 數(shù) 目 多 ， 容 量 大 時 ， 啟 動 電 流 過 大 ， 可 能 會使 廠 用 母 線 及 廠 用 電 網(wǎng) 絡 電 壓 下 降 ， 甚 至 引 起 電 動 機 過 熱 ， 將 危 及 電 動 機 的 安 全 以 及 廠 用 電 網(wǎng)絡 的 穩(wěn) 定 運 行 ， 因 此 ， 必 須 進 行 電 動 機 自 啟 動 校 驗 。 若 不 能 滿 足 自 啟 動 條 件 ， 應 采 用 以 下 措 施 ：⑴ 限 制 參 加 自 啟 動 的 電 動 機 數(shù) 量 。⑵ 機 械 負 載 轉 矩 為 定 值 的 重 要 設 備 的 電 動 機 ， 因 它 只 能 在 接 近 額 定 電 壓 下 啟 動 ， 也 不 應 參加 自 啟 動 ， 可 采 用 低 電 壓 保 護 和 自 動 重 合 閘 裝 置 ， 即 當 廠 用 母 線 電 壓 低 于 臨 界 值 時 ， 把 該 設 備從 母 線 上 斷 開 ， 而 在 母 線 電 壓 恢 復 后 又 自 動 投 入 。⑶ 對 重 要 的 廠 用 機 械 設 備 ， 應 選 用 具 有 較 高 啟 動 轉 矩 和 允 許 過 載 倍 數(shù) 較 大 的 電 動 機 與 其 配套 。 ⑷ 在 不 得 已 的 情 況 下 ， 或 增 大 廠 用 變 壓 器 容 量 ， 或 結 合 限 制 短 路 電 流 問 題 一 起 考 慮 進 適 當減 小 廠 用 變 壓 器 的 阻 抗 值 。5-10 已 知 某 火 電 廠 廠 用 6kV備 用 變 壓 器 容 量 為 12.5MVA,Uk(%)=8， 要 求 同 時 自 啟 動 電 動機 容 量 為 11400kW， 電 動 機 啟 動 平 均 電 流 倍 數(shù) 為 5， cosφ =0.8， η =0.90。 試 校 驗 該 備 用 變 壓 器容 量 能 否 滿 足 自 啟 動 要 求 。解 ：5-11 廠 用 母 線 失 電 的 影 響 和 應 采 取 的 措 施 ？答 ： 廠 用 母 線 的 工 作 廠 用 電 源 由 于 某 種 故 障 而 被 切 除 ， 即 母 線 的 進 線 斷 路 器 跳 閘 后 ， 由 于連 接 在 母 線 上 運 行 的 電 動 機 的 定 子 電 流 和 轉 子 電 流 都 不 會 立 即 變 為 零 ， 電 動 機 定 子 繞 組 將 產(chǎn) 生變 頻 電 壓 ， 即 母 線 存 在 殘 壓 。 殘 壓 的 大 小 和 頻 率 都 隨 時 間 而 降 低 。 電 動 機 轉 速 下 降 的 快 慢 主 要 決 定 于 負 荷 和 機 械 時 間 常 數(shù) ， 一 般 經(jīng) 0.5S后 轉 速 約 降 至 額 定 轉 速 。 若 在 此 時 間 內(nèi) 投 入 備 用 電 源 ，一 般 情 況 下 ， 電 動 機 能 迅 速 恢 復 到 正 常 穩(wěn) 定 運 行 狀 態(tài) 。 一 般 用 電 源 的 快 捷 切 換 ， 要 求 工 作 廠 用電 源 切 除 后 ， 在 廠 用 母 線 殘 壓 于 備 用 電 源 電 壓 之 間 的 相 角 差 未 達 到 第 一 次 反 相 之 前 合 上 備 用 電源 ， 可 保 證 備 用 電 源 合 上 時 電 動 機 的 轉 速 下 降 尚 少 ， 且 沖 擊 電 流 亦 小 。5-12 廠 用 電 源 的 各 種 切 換 方 式 及 其 優(yōu) 缺 點 ？答 ： 廠 用 電 源 的 切 換 ， 除 按 操 作 控 制 分 為 手 動 與 自 動 外 ， 還 可 按 廠 用 系 統(tǒng) 的 運 行 狀 態(tài) ， 斷路 器 動 作 順 序 ， 廠 用 電 源 切 換 的 速 度 等 進 行 區(qū) 分 。 按 廠 用 電 系 統(tǒng) 正 常 運 行 狀 態(tài) 廠 用 電 源 的 切 換分 為 正 常 切 換 和 事 故 切 換 。 按 斷 路 器 的 運 行 順 序 廠 用 電 源 的 切 換 分 為 并 聯(lián) 切 換 、 斷 電 切 換 和 同時 切 換 。 按 廠 用 電 源 的 切 換 速 度 廠 用 電 源 的 切 換 分 為 快 速 切 換 和 慢 速 切 換 。第五章導體和電氣設備的原理與選擇 6-1 什 么 是 驗 算 熱 穩(wěn) 定 的 短 路 計 算 時 間 tk以 及 電 氣 設 備 的 開 斷 計 算 時 間 tbr？答 ： 演 算 熱 穩(wěn) 定 的 短 路 計 算 時 間 tk為 繼 電 保 護 動 作 時 間 tpr和 相 應 斷 路 器 的 全 開 斷 時 間 tbr 第 10 頁 共 30 頁 之 和 ， 而 tbr是 指 斷 路 器 分 斷 脈 沖 傳 送 到 斷 路 器 操 作 機 構 的 跳 閘 線 圈 時 起 ， 到 各 種 觸 頭 分 離 后 的電 弧 完 全 熄 滅 位 置 的 時 間 段 。6-2 開 關 電 器 中 電 弧 產(chǎn) 生 與 熄 滅 過 程 與 那 些 因 素 有 關 ？答 ： 電 弧 是 導 電 的 ， 電 弧 之 所 以 能 形 成 導 電 通 道 ， 是 因 為 電 弧 柱 中 出 現(xiàn) 了 大 量 的 自 由 電 子的 緣 故 。 電 弧 形 成 過 程 ： ⑴ 電 極 發(fā) 射 大 量 自 由 電 子 ： 熱 電 子 +強 電 場 發(fā) 射 ； ⑵ 弧 柱 區(qū) 的 氣 體 游 離 ，產(chǎn) 生 大 量 的 電 子 和 離 子 ： 碰 撞 游 離 +熱 游 離 。 電 弧 的 熄 滅 關 鍵 是 去 游 離 的 作 用 ， 去 游 離 方 式 有 ２種 ： 復 合 ： 正 負 離 子 相 互 吸 引 ， 彼 此 中 和 ； 擴 散 ： 弧 柱 中 的 帶 電 質(zhì) 點 由 于 熱 運 行 逸 出 弧 柱 外 。開 關 電 器 中 電 弧 產(chǎn) 生 與 熄 滅 過 程 與 以 下 因 素 有 關 ： ⑴ 電 弧 溫 度 ； ⑵ 電 場 強 度 ； ⑶ 氣 體 介 質(zhì) 的 壓力 ； ⑷ 介 質(zhì) 特 性 ； ⑸ 電 極 材 料 。6-3 開 關 電 器 中 常 用 的 滅 弧 方 法 有 那 些 ？ 答 ： 有 以 下 幾 種 滅 弧 方 式 ：1） 利 用 滅 弧 介 質(zhì) ， 如 采 用 SF6 氣 體 ； 2） 采 用 特 殊 金 屬 材 料 作 滅 弧 觸 頭 ； 3） 利 用 氣 體 或 油吹 動 電 弧 ， 吹 弧 使 帶 電 離 子 擴 散 和 強 烈 地 冷 卻 面 復 合 ； 4） 采 用 多 段 口 熄 弧 ； 5） 提 高 斷 路 器 觸頭 的 分 離 速 度 ， 迅 速 拉 長 電 弧 ， 可 使 弧 隙 的 電 場 強 度 驟 降 ， 同 時 使 電 弧 的 表 面 突 然 增 大 ， 有 利于 電 弧 的 冷 卻 和 帶 電 質(zhì) 點 向 周 圍 介 質(zhì) 中 擴 散 和 離 子 復 合 。6-4 什 么 叫 介 質(zhì) 強 度 恢 復 過 程 ？ 什 么 叫 電 壓 恢 復 過 程 ？ 它 與 那 些 因 素 有 關 ？答 ： 弧 隙 介 質(zhì) 強 度 恢 復 過 程 是 指 電 弧 電 流 過 零 時 電 弧 熄 滅 ， 而 弧 隙 的 絕 緣 能 力 要 經(jīng) 過 一 定的 時 間 恢 復 到 絕 緣 的 正 常 狀 態(tài) 的 過 程 為 弧 隙 介 質(zhì) 強 度 的 恢 復 過 程 ?；?隙 介 質(zhì) 強 度 主 要 由 斷 路 器 滅 弧 裝 置 的 結 構 和 滅 弧 介 質(zhì) 的 性 質(zhì) 所 決 定 ， 隨 斷 路 器 形 式 而 異 ?；?隙 電 壓 恢 復 過 程 是 指 電 弧 電 流 自 然 過 零 后 ， 電 源 施 加 于 弧 隙 的 電 壓 ， 將 從 不 大 的 電 弧 熄 滅 電 壓 逐 漸 增 長 ， 一 直 恢 復 到 電 源 電 壓 的 過 程 ， 這 一 過 程 中 的 弧 隙 電 壓 稱 為 恢 復 電 壓 。 電 壓 恢復 過 程 主 要 取 決 于 系 統(tǒng) 電 路 的 參 數(shù) ， 即 線 路 參 數(shù) 、 負 荷 性 質(zhì) 等 ， 可 能 是 周 期 性 的 或 非 周 期 性 的變 化 過 程 。6-5 電 流 互 感 器 常 用 的 二 次 接 線 中 ， 為 什 么 不 將 三 角 形 接 線 用 于 測 量 表 計 ？答 ： 計 量 用 電 流 互 感 器 接 線 方 式 的 選 擇 ， 與 電 網(wǎng) 中 性 點 的 接 地 方 式 有 關 ， 當 為 非 有 效 接 地系 統(tǒng) 時 ， 應 采 用 兩 相 電 流 互 感 器 ， 當 為 有 效 接 地 系 統(tǒng) 時 ， 應 采 用 三 相 電 流 互 感 器 ， 一 般 地 ， 作為 計 費 用 的 電 能 計 量 裝 置 的 電 流 互 感 器 應 接 成 分 相 接 線 （ 即 采 用 二 相 四 線 或 三 相 六 線 的 接 線 方式 ） ， 作 為 非 計 費 用 的 電 能 計 量 裝 置 的 電 流 互 感 器 可 采 用 二 相 三 線 或 三 相 的 接 線 方 式 ，6-6 為 提 高 電 流 互 感 器 容 量 ， 能 否 采 用 同 型 號 的 兩 個 互 感 器 在 二 次 側 串 聯(lián) 或 并 聯(lián) 使 用 ？答 ： 可 以 將 電 流 互 感 器 串 聯(lián) 使 用 ， 提 高 二 次 側 的 容 量 ， 但 是 要 求 兩 個 電 流 互 感 器 型 號 相 同 。 因 為 電 流 互 感 器 的 變 比 是 一 次 電 流 與 二 次 電 流 之 比 。 兩 個 二 次 繞 組 串 聯(lián) 后 ， 二 次 電 路 內(nèi) 的 額 定電 流 不 變 ， 一 次 電 路 內(nèi) 的 額 定 電 流 也 沒 有 變 ， 故 其 變 比 也 保 持 不 變 。 二 次 繞 組 串 聯(lián) 后 ， 因 匝 數(shù)增 加 一 倍 ， 感 應 電 勢 也 增 加 一 倍 ， 互 感 器 的 容 量 增 加 了 一 倍 。 也 即 每 一 個 二 次 繞 只 承 擔 二 次 負荷 的 一 半 ， 從 而 誤 差 也 就 減 小 ， 容 易 滿 足 準 確 度 的 要 求 。 在 工 程 實 際 中 若 要 擴 大 電 流 互 感 器 的 第 11 頁 共 30 頁 容 量 ， 可 采 用 二 次 繞 組 串 聯(lián) 的 接 線 方 式 。不 能 將 電 流 互 感 器 并 聯(lián) 使 用 。6-7 電 壓 互 感 器 一 次 繞 組 及 二 次 繞 組 的 接 地 各 有 何 作 用 ？ 接 地 方 式 有 何 差 異 ？答 ： 電 壓 互 感 器 一 次 繞 組 直 接 與 電 力 系 統(tǒng) 高 壓 連 接 ， 如 果 在 運 行 中 電 壓 互 感 器 的 絕 緣 損 壞 ，高 電 壓 就 會 竄 入 二 次 回 路 ， 將 危 及 設 備 和 人 身 的 安 全 。 所 以 電 壓 互 感 器 二 次 繞 組 要 有 一 端 牢 固接 地 。6-8 電 流 互 感 器 的 誤 差 與 那 些 因 素 有 關 ？答 ： 電 流 互 感 器 的 電 流 誤 差 fi及 相 位 差 δ i決 定 于 互 感 器 鐵 心 及 二 次 繞 組 的 結 構 ， 同 時 又 與互 感 器 運 行 狀 態(tài) （ 二 次 負 荷 Z 2L及 運 行 鐵 心 的 磁 導 率 μ 值 ） 有 關 。6-9 運 行 中 為 什 么 不 允 許 電 流 互 感 器 二 次 回 路 開 路 ？答 ： 需 要 強 調(diào) 的 是 電 流 互 感 器 在 運 行 時 ， 二 次 繞 組 嚴 禁 開 路 。 二 次 繞 組 開 路 時 ， 電 流 互 感器 由 正 常 工 作 狀 態(tài) 變 為 開 路 狀 態(tài) ， I2=0， 勵 磁 磁 動 勢 由 正 常 為 數(shù) 甚 小 的 10N1驟 增 為 11N1， 鐵心 中 的 磁 通 波 形 呈 現(xiàn) 嚴 重 飽 和 和 平 頂 波 ， 因 此 ， 二 次 繞 組 將 在 磁 能 過 零 時 ， 感 應 產(chǎn) 生 很 高 的 尖頂 電 動 勢 ， 其 值 可 達 數(shù) 千 伏 甚 至 上 萬 伏 （ 與 Ki及 Ii 大 小 有 關 ） ， 危 及 工 作 人 員 的 安 全 和 儀 表 、繼 電 器 的 絕 緣 。 由 于 磁 感 應 強 度 劇 增 ， 會 引 起 鐵 心 和 繞 組 過 熱 。 此 外 ， 在 鐵 心 中 還 會 產(chǎn) 生 剩 磁 ，使 互 感 器 準 確 級 下 降 。6-10 三 相 三 柱 式 電 壓 互 感 器 為 什 么 不 能 測 量 相 對 地 電 壓 ？答 ： 為 了 監(jiān) 視 系 統(tǒng) 各 相 對 地 絕 緣 情 況 ， 就 必 須 測 量 各 相 的 對 地 電 壓 ， 并 且 應 使 互 感 器 一 次 側 中 性 點 接 地 ， 但 是 ， 由 于 普 通 三 相 三 柱 式 電 壓 互 感 器 一 般 為 Y， yn型 接 線 ， 它 不 允 許 一 次 側中 性 點 接 地 ， 故 無 法 測 量 對 地 電 壓 ． 假 使 這 種 裝 置 接 在 小 電 流 接 地 系 統(tǒng) 中 ， 互 感 器 接 成 YN,yn型 ， 既 把 電 壓 互 感 器 中 性 點 接 地 ， 當 系 統(tǒng) 發(fā) 生 單 相 接 地 時 ， 將 有 零 序 磁 通 在 鐵 芯 中 出 現(xiàn) ． 由 于鐵 芯 是 三 相 三 柱 的 ， 同 方 向 的 零 序 磁 通 不 能 在 鐵 芯 內(nèi) 形 成 閉 和 回 路 ， 只 能 通 過 空 氣 或 油 閉 合 ，使 磁 阻 變 得 很 大 ， 因 而 零 序 電 流 將 增 加 很 多 ， 這 可 能 使 互 感 器 的 線 圈 過 熱 而 被 燒 毀 ． 所 以 ， 普通 三 相 三 柱 式 電 壓 互 感 器 不 能 作 絕 緣 監(jiān) 視 用 ， 而 作 絕 緣 監(jiān) 視 用 的 電 壓 互 感 器 只 能 是 三 相 五 柱 式電 壓 互 感 器 (JSJW)或 三 臺 單 相 互 感 器 接 成 YN,yn 型 接 線 ．6-11 運 行 中 為 什 么 不 允 許 電 壓 互 感 器 二 次 回 路 短 路 ？答 ： 當 電 壓 互 感 器 二 次 側 發(fā) 電 短 路 時 ， 由 于 回 路 中 電 阻 R和 剩 余 的 電 抗 XL-XC均 很 小 ， 短路 電 流 可 達 到 額 定 電 流 的 幾 十 倍 ， 此 電 流 將 產(chǎn) 生 很 高 的 共 振 過 電 壓 ， 為 此 在 LL上 關 聯(lián) 放 電 間 隙 EE， 用 以 保 護 。 此 外 由 于 電 容 式 電 壓 互 感 器 系 由 電 容 （ C1C2） 和 非 線 性 電 抗 所 構 成 ， 當 受 到 二次 側 短 路 或 斷 開 等 沖 擊 時 ， 由 于 非 線 性 電 抗 的 飽 和 ， 可 能 激 發(fā) 產(chǎn) 生 某 次 諧 波 鐵 磁 諧 振 過 電 壓 ，為 了 擬 制 諧 振 的 產(chǎn) 生 ， 常 在 互 感 器 二 次 側 接 入 D。6-12 在 發(fā) 電 廠 中 ， 電 壓 互 感