工厂供配电技术及技能训练第3章变电站电气设备运行及维修习题答案

第3章变电所电气设备及运行维护习题答案1.电弧的产生和熄灭需要经过哪几个过程？答：产生与维持需经历以下四个过程：1）热电子发射；2）强电场发射；3）碰撞游离；4）热游离。要使电弧熄灭，必须使触头间电弧中的去游离（带电质点消失的速率）大于游离（带电质点产生的速率）。带电质点的去游离主要是复合和扩散。2.高压断路器有何作用？按灭弧介质不同可分为哪几类？答：（1）高压断路器的作用是使电压在1000伏以上的高压线路在正常负荷下，接通或断开线路；在线路发生短路故障时，通过继电保护装置的作用将故障线路自动断开，使非故障部分正常运行。按灭弧介质不同断路器可分为：①油断路器。②压缩空气断路器。③六氟化硫(SF6）断路器。④真空断路器。⑤自动产气断路器。⑥磁吹断路器。3.简述断路器、隔离开关和负荷开关有何区别？答：高压断路器的作用是使电压在1000伏以上的高压线路在正常负荷下，接通或断开线路；在线路发生短路故障时，通过继电保护装置的作用将故障线路自动断开，使非故障部分正常运行。在断路器中最主要的问题是如何熄灭触头分断瞬间所产生的电弧，所以它必然具备可靠的灭弧装置。隔离开关是一个最简单的高压开关，在实际中也称为刀闸。由于隔离开关没有专门的灭弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流。高压负荷开关，具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流，装有脱扣器时，在过负荷情况下可自动跳闸。负荷开关断开后，具有明显可见的断口，也具有隔离电源、保证检修安全的功能。但它不能断开短路电流，必须与高压熔断器串联使用，借助熔断器来断开短路电流。4.断路器的操动机构有几种？答：根据断路器合闸所需能量不同，操动机构可分为手动机构、直流电磁机构、弹簧机构、液压机构、气动机构和永磁操作机构。5.简述高压隔离开关的用途。答：隔离开关没有专门的灭弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流。在配电装置中，隔离开关的主要用途有：（1）用隔离开关在需要检修的部分和其他带电部分构成明显可见的断口，保证检修工作的安全。（2）利用“等电位原理”，用隔离开关进行电路的切换工作。（3）由于隔离开关通过拉长电弧的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 灭弧，具有切断小电流的可能性，所以隔离开关可用于下列操作：断开和接通电压互感器和避雷器；断开和接通母线或直接联接在母线上设备的电容电流；断开和接通励磁电流不超过2A的空载变压器或电容电流不超过5A的空载线路；断开和接通变压器中性点的接地线（系统没有接地故障才能进行）。6.熔断器有何作用，如何分类？答：高压熔断器是人为的在电网中设置的一个最薄弱的发热元件，当过负荷或短路电流流过该元件时，利用元件（即熔体）本身产生的热量将自己熔断，从而使电路断开，达到保护电网和电气设备的目的。按限流作用，熔断器可分为限流式熔断器和非限流式熔断器。按安装地点，熔断器可以分为户内式和户外式。7.母线有何作用？常用的母线材料有几种，各有何特点？答：母线起汇集和分配电能的作用。母线包括一次设备部分的主母线和设备联接线、所用电部分的交流母线、直流系统的直流母线、二次部分的小母线等。常用的母线材料有铜、铝、铝合金、钢。各种材料的特点如下：（1）铜母线。电阻率低，抗腐蚀性强，机械强度大，是很好的母线材料，但价格较高。多用在持续工作电流大，位置特别狭窄或污秽对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀较轻的场所。（2）铝母线。电阻率较大，为铜的1.7~2倍，但质量轻，仅为铜的30%，且价格较低，因此母线一般都采用铝质材料。（3）铝合金母线。有铝锰合金和铝镁合金两种，形状均为管形。铝锰合金母线载流量大，但强度较差，采用一定的补强 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 后可广泛使用；铝镁合金母线机械强度大，但载流量小，主要缺点是焊接困难，因此使用范围较小。（4）钢母线。机械强度大，价格低，但电阻率较大，为铜的6~8倍。用于交流电时，有很大的磁滞和涡流损耗，故仅适用工作电流不大于300~400A的小容量电路中。软母线常用多股钢芯铝绞线，硬母线多用铝排和铜排，管型母线多用铝合金。8.常用的硬母线的型式有几种，各有何特点？答：常用的硬母线型式有矩形、槽形和管形等。（1）矩形母线。散热条件较好，有一定的机械强度，便于固定和联接，但集肤效应较大。矩形母线一般只用于35kV及以下，电流在4000A及以下的配电装置中。（2）管形母线。考虑到圆实心母线，由于集肤效应，中心利用率不好，而将其作成圆管型，这样不仅减小了集肤效应，而且还有利于散热，提高机械强度高，减小电晕放电。可用于电压在35KV及以上、大电流的配电装置中。（3）槽形母线。形状近似于方管，机械强度较好，载流量大，集肤效应较小。槽形母线一般用于4000~8000A的配电装置中。9.简述电压互感器的作用、工作原理和特性。答：作用：电压互感器能将系统的高电压变成低电压供给测量仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和继电保护装置。具体作用有：①与测量仪表配合，测量线路的电压。②与继电装置配合，对电力系统和设备进行过电压、单相接地等保护。③使测量仪表、继电保护装置与高压电网隔离，以保证操作人员和设备的安全。工作原理：利用电磁感应原理制成。一、二次侧的电压与一、二次侧的匝数成正比关系，即电压比等于匝数比。用公式表示为：特性：电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。电压互感器在运行中一次绕组与被测高压电路并接，其一次绕组的电压即电网的电压，不受电压互感器二次负荷的影响。电压互感器的二次负荷主要是仪表、继电器的电压线圈，二次绕组与测量仪表和继电器电压线圈并接。由于二次绕组的负载阻抗较大，因此电压互感器在正常运行中相当于一个空载降压变压器，U2≈E2，并随一次侧电压U1而变化，通过对U2的测量，就可以反映U1的值。10.电压互感器在运行中应注意什么？答：电压互感器运行中的注意事项如下：（1）电压互感器在运行中二次侧不允许短路。电压互感器二次绕组所接负载阻抗值都很大，电压互感器工作时相当于空载状态，发生短路时，将产生很大的短路电流。为防止短路，在二次侧装设熔断器或者空气小开关。（2）电压互感器在接入电路前，要进行极性校核，接入电路后，二次绕组要有一个可靠的接地点，防止互感器一、二次侧线圈间击穿时，危及人身和设备安全。（3）注意电压互感器端子的极性。单相电压互感器的一次绕组端子标以A、N，二次绕组端子标以a、n，端子A、a与N、n为“同名端”或“同极性端”。三相电压互感器，按照相序，一次绕组端子分别标以A、B、C、N，二次绕组端子对应标以a、b、c、n，端子A与a、B与b、C与c、N与n分别为对应的同名端。（4）电磁式电压互感器一次绕组N端必须可靠接地。11.什么是电压互感器的变比误差和角误差？答：变比误差：电压互感器二次绕组的输出电压U2与变比K的乘积与一次额定电压数值之间的误差称为变比误差（电压比误差）。用公式表示为：（4-3）式中：K—电压互感器的变比；U1N—电压互感器的一次额定电压；Ｕ2—二次电压实际测量值。（2）角误差：是指二次电压相量与一次电压相量间的夹角δ。如果二次侧电压转过180°后，超前于一次电压，角误差为正，反之为负。12.什么是电压互感器的准确度等级？如何表示？答：电压互感器的准确度等级，是以最大变比误差和角误差来区分的。电压互感器供测量用绕组的准确度等级以额定电压和相应准确度等级所规定的额定负荷下最大允许电压误差的百分数来标称。13.电压互感器常见的故障有哪些？简述其产生的原因？答：电压互感器常见的故障有：（1）电压互感器回路断线。运行中的10千伏电压互感器，除了其内部线圈发生匝间、层间或相间短路及一相接地等故障，使一次侧熔丝熔断，还可能由于以下几个原因造成熔丝熔断：①一、二次回路故障。②10千伏系统一相接地。③系统发生铁磁谐振。（2）电压互感器二次电路短路。电压互感器由于二次电路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地，便可能发展成二相接地短路。另外，电压互感器内部存在着金属性短路，也会造成电压互感器二次电路短路。（4）防止铁磁谐振过电压的措施。电力系统铁磁谐振会使电压互感器保险熔断和烧毁，还可能损坏其他电气设备，甚至造成系统停电事故。这需要采用相应措施，一般简单可行的办法是在接地监察用的电压互感器开口三角形绕组两端和一次中性点处接入电阻，以增加回路阻尼，使谐振不易发生。14.简述电流互感器的作用、工作原理和特性。答：作用：电流互感器是一种电流变换装置，它将大电流变换成电压较低的小电流，一般为5A，供给测量仪表和继电保护装置使用。其主要作用有：①与测量仪表配合，对线路的电流等进行测量。②与继电保护装置配合，对电力系统和设备进行过负荷和过电流等保护。③使测量仪表、继电保护装置与线路的高压电网隔离，以保证人身和设备的安全。工作原理：按电磁感应原理进行工作，一、二次绕组的电流的有效值之比为，即电流比与一、二次侧匝数成反比。I1≈KiI2。电流互感器的特点：①电流互感器的一次侧匝数很少，并且串联在被测电路中，因此运行中的电流互感器一次绕组中的电流取决于被测线路的负载电流，与二次负荷无关。②电流互感器二次侧串接的是测量仪表和保护装置的电流线圈。其负载的阻抗都很小，正常运行时电流互感器接近短路状态。③电流互感器的二次线圈的额定电流I2N一般为5A，而一次线圈的额定电流则按不同电压等级标准有：5、10、15、20……1500A等。15.电流互感器在运行中应注意什么？答：（1）电流互感器的所有的二次绕组必须可靠接地。（2）运行中的电流互感器二次绕组不得开路。（3）电流互感器在运行中不允许超过额定容量长期运行。16.什么是电流互感器的准确度等级？如何规定？答：电流互感器的准确度等级是指规定的二次负荷范围内，一次电流为额定时的最大误差极限值。我国规定的标准准确级分为0.1级、0.2级、0.5级、1级、3级和5级等六个等级，特殊使用要求的电流互感器的准确级有0.2S和0.5S级。17.造成电流互感器开路的原因有哪些？有何现象？如何处理？答：电流互感器在运行中造成开路的原因有：①端子排上导线端子的螺丝因受振动而自行脱扣，造成电流互感器二次开路；②保护盘上的压板，未与铜片接触而压在胶木上，造成保护回路开路，相当于电流互感器二次开路；③经切换可读三相电流值的电流表的切换开关接触不良，造成电流互感器二次开路。④靠近传动部分的电流互感器二次导线，有受机械磨擦的可能，使二次导线磨断，造成电流互感器二次开路。在运行时，如果电流互感器二次开路，则会引起电流保护动作不正确，差动保护的电流回路断线光字牌亮，电流表指示为零。另外，铁心还发出“嗡嗡”的异声，以及因电压峰值很高，在二次线圈的端子处会出现放电火花。此时，应先将一次电流（即电路负荷）减少或降至零，然后将电流互感器所带的保护退出运行，在做好安全措施后，将故障电流互感器的端子进行短接，以免二次开路后引起高电压。如果电流互感器有焦臭气味或冒烟等情况，在取得运行领导人同意后，应立即停用电流互感器。18.分别画图说明电压互感器和电流互感器的接线方式。答：电压互感器的接线形式（a）单相电压互感器（b）两个单相电压互感器接成V/V形（c）三个单相电压互感器接成Y0/Y0形（d）三个单相三绕组电压互器或一个三相五芯柱三绕组电压互器接成Y0/Y0/开口三角形EMBEDAutoCAD.Drawing.16电流互感器的接线方式（a）单向式接线（b）不完全星形接线（c）两相电流差接线（d）三相星形接线19.在电力系统中电容器的作用是什么？电容器端电压的变化对电容器有何影响？答：电力电容器主要用于频率为50赫兹的电力网中提高功率因数，作为产生无功功率的电源。电容器的无功功率随外加电压的平方而变化，因此电容器的端电压决定了其无功出力。由式ΔPC=ωCU2tgδ可知，电容器的功率损耗和发热量随其端电压的平方而变化，运行电压升高，使电容器的温度显著增加，当电压升得太高时，就会导致电容器产生的热量不能及时散发出去，最后导致电容器的损坏。我国规定，移相电容器允许在电压高于其额定电压的5％时，能长期运行，在一昼夜内最高不超过1.1倍额定电压（瞬时过电压除外）下运行不超过6小时，当运行电压低于额定电压时，对电容器本身无损害，但其无功出力将随外加电压的平方而下降。20.电容器在接线时必须注意什么问题？在什么情况下电容器需要串联？什么情况下电容器并联？答：电容器的容量和介质损耗均随其端电压的平方而变化，因此电容器的联接，必须保证其端电压与电网电压相符。电容器既可以串联，也可以并联，当单台电容器的额定电压低于电网电压时，可采用串联联接，使串联后的电压与电网电压相同。当电容器的额定电压与电网电压相同时，根据容量的需要，可采用并联联接。但如果条件允许，尽量采用并联，而不采用串联。21.单相电容器组接入三相电网时采用三角形联接或星形联接？各有何特点，国标中如何规定？答：单相电容器组接入三相电网时可采用三角形联接或星形联接，但必须满足电容器组的线电压与电网电压相同。当3个电容为C的电容器接成三角形时，QC（Δ）=3QC（Y）。另外电容器采用三角形接线时，任一电容器断线，三相线路仍得到无功补偿；而采用星形接线时，一相断线时，断线的那一相将失去无功补偿。电容器采用三角形接线时，任一电容器击穿短路时，将造成三相线路的两相短路，短路电流很大，有可能引起电容器爆炸。这对高压电容器特别危险。而采用星形接线时，在其中一相电容器击穿短路时，其短路电流仅为正常工作电流的3倍，因此相对比较安全。所以GB50059-92《35~110KV变电所 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 》规定：电容器装置宜采用中性点不接地的星形或双星形接线》，而GB50053-94《10KV及以下变电所设计规范》规定：高压电容器组宜接成中性点不接地的星形，容量较小时（450Kvar及以下）宜接成三角形。低压电容器组应接成三角形。对于中性点不接地系统，当电容器组采用Y形接线时，其外壳亦应对地绝缘起来，绝缘水平应与电网的额定电压相同。这是因为在中性点不接地系统中，当发生一相接地时，其他两相对地电压升高为线电压。为了防止电容器过电压，应将电容器的外壳绝缘起来。22.电容器为何要加装放电电阻？对放电装置有何要求？答：电容器从电源上断开后，为使放电快速进行，必须加装放电装置，使电容器断开电源后能迅速进行放电，以保证运行和检修人员在停电的电容器上进行工作时的安全。对放电电阻的要求：①放电电阻的接线必须牢靠。②电容器从电源侧断开进行放电后，其端电压应迅速降低，不论电容器的额定电压是多少，在电容器切断后30秒钟，其端电压不超过65伏；③为减少正常运行过程中在放电电阻中的电能损耗，一般规定，电网在额定电压时，每千乏电容器在其放电电阻中的有功损耗不超过一瓦；④对于额定电压在1千伏以上的电容器组可采用互感器的一次线圈做为放电电阻，通常采用两台电压互感器V接线，最好是采用三台电压互感器三角形接线。23.运行中电容器组的过电压是如何引起的？答：（1）当电容器从电网上切除时，产生操作过电压，其幅值与被切电容和母线侧电容的大小有关。（2）高次谐波过电压。24.什么是电容器的合闸涌流？答：由于电容器组是储能元件，其端电压是不能突变的。在电容器组投入运行瞬间，其端电压为零，相当于电源在电容器组安装处发生短路。在合闸后很短时间内存在一个暂态过程。在此过程中，电压和电流的幅值都要随时间而产生相应的变化，此时电流是频率很高、幅值很大的过渡电流，此电流称合闸涌流。25.电容器组的操作因注意哪些问题？答：①电容器组的投入或退出运行。应根据系统无功分布及电压情况来决定，按调度规程执行。②全变电所停电，必须首先将电容器组的断路器断开，后拉开各路出线开关，恢复送电时，后合电容器组开关。这是因为变电所母线无负荷时，母线电压有可能超过电容器的允许电压，这对电容器是不利的。另外，应避免在变压器空载时投入电容器组以防止电容器组和空载变压器间可能产生的共振，使过电流保护动作。③电容器组开关跳闸后不允许强送。保护熔丝熔断后，在未查明原因之前，也不准更换熔丝送电。首先应根据保护动作情况进行全面分析判断，然后检查电容器开关，电流互感器、电缆及每台电容器，经验证非电容器本身故障，电容器开关跳闸是由于外部原因所致，方可试送。④电容器组切除后，必须经过3分钟后，方能再次合闸。⑤发生下列情况，应立即将电容器组停止运行：电容器爆炸；接头严重过热；套管严重放电闪络；电容器喷油或起火。另外，当环境温度过高或电容器电流超过允许值时，也应将电容器组退出运行。26.电容器运行中的异常情况有哪些？如何处理？答：①渗漏油。对于装配式套管由于结构上的特点，有轻微渗油现象，并不影响其使用，一般适当拧紧上部螺帽即可解决，否则应拆开套管的外瓷件用汽油将零件拭净，更换耐油胶垫，并涂以环氧树脂等胶合剂再行紧固。对于采用焊接套管的电容器渗油，要加以补焊，补焊时要防止由于温度过高引起银层脱落。②外壳膨胀（鼓肚）。运行中发现凡有外壳膨胀现象，应查明原因，予以消除。膨胀严重者，应立即停止使用，以防事故扩大。③瓷绝缘表面闪络。对运行中的电容器组应进行定期的清扫、检查。对污秽严重地区应采取相应措施，防止发生瓷绝缘表面闪络现象。④异常响声。电容器在运行过程中不应发出特殊的响声。若在运行中有“滋滋”声或“咕咕”声是电容器内部绝缘崩溃的先兆，应立即停止运行。⑤电容器温度过高。必须针对情况，采取相应的措施，将温度限制在允许范围内。若采取措施后，仍超过允许温度者，应将电容器停止运行。⑥电容器爆破。为了防止电容器发生爆破事故，除加强运行中的巡视检查外，最主要的是在电容器内部元件中，安装保护装置，使电容器在酿成爆炸事故前及时从电网中切除。27.提高功率因数的方法有几种？提高功率因数的补偿方法有几种？各有何特点？答：提高功率因数的方法有提高自然功率因数的方法和提高功率因数的补偿法。采用补偿方法来提高功率因数，一般有两方法：一是采用同期调相机；二是装设电力电容器。同期调相机就是空载运行的同步电动机，在过励磁情况下，输出感性的无功功率。与采用电力电容器补偿相比，有功功率的单相损耗较大，具有旋转部分，需专人监护，运行时有噪音。但在短路故障时较为稳定，损坏后可修复继续使用。由于其容量较大，一般用于电力系统较大的变电所中，工业企业较少采用。在工业企业中普遍采用的补偿方法是装设电力电容器，与同期调相机相比，移相电容移有下列优点：无旋转部件，不需专人维护管理；安装简单；可以自动投切，按需要增减其补偿量；有功功率损耗小。其缺点是：电力电容器的无功功率与其端电压的平方成正比，因此电压波动对其影响较大；寿命短，损坏后不易修复；对短路电流的稳定性差；切除后有残留电荷，危及人身安全。尽管如此，电力电容器的优点是主要的，被广泛用来提高功率因数。28.高压开关柜的“五防”指的是什么？答：“五防”是指：①防止误分、合断路器；②防止带负荷分、合隔离开关；③防止带电挂地线；④防止带地线合闸；⑤防止误入带电间隔。29.什么是全封闭组合电器（GIS）？包括哪些元件？答：将SF6断路器和其他高压电器元件（除主变压器外），按照所需要的电气主接线安装在充有一定压力的SF6气体金属壳体内所组成的一套变电站设备叫气体绝缘变电站，有时也可称为气体绝缘开关设备或全封闭组合电器（简称GIS）。GIS一般包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、进出线套管或电缆联接头等元件。30.真空灭弧室真空度会降低的检测方法有几种？答：目前采用的检测方法有火花计法；观察法；工频耐压法；真空度测试仪。31.操作跌落式熔断器时，应注意什么？答：（1）送电操作时，先合两边相，后合中相；（2）停电操作时，先拉中相，后拉两边相；（3）有风时，先拉下风侧边相，后拉上风侧边相，防止弧光短路。32.什么是在线监测？设备的状态如何划分？答：在线监测系统的主要功能可实现对电力设备状态的参数的连续检测、传输、处理分析，并可实现越限报警，提示设备可能有潜在缺陷。设备状态一般分为正常状态、注意状态、异常状态和严重状态四种。（1）正常状态。运行数据稳定，所有状态量符合标准，各种状态量处于稳定且在规程规定的标准限值以内，可以正常运行的设备状态。（2）注意状态。单项或多项状态量变化趋势朝接近标准限值方向发展，但未超过标准限值，仍可以继续运行，但应加强运行监视的设备状态。（3）异常状态。单项重要状态量变化较大，或几个状态量明显异常，已接近或略微超过标准限值，己影响设备的性能指标或可能发展成严重状态，设备仍能继续运行但应监视运行，并应适时安排停电检修的设备状态。（4）严重状态。单项或几个重要状态量严重超过标准限值，需要尽快安排停电检修的设备状态。33.如何根据断路器的设备评价结果，制定相应的检修策略。答：1）正常状态的检修策略。被评价为正常状态的SF6高压断路器，执行C类检修。C类检修可按照正常周期或延长一年并结合例行试验安排，在C类检修之前可以根据实际需要适当安排D类检修。2）注意状态的检修策略。被评价为注意状态的SF6高压断路器，执行C类检修。如果单项状态量扣分导致评价结果为注意状态时，应根据实际情况提前安排C类检修。如果仅由多项状态量合计扣分导致评价结果为注意状态时，可按正常周期执行，并根据设备的实际状况，增加必要的检修或试验内容。在C类检修之前可以根据实际需要适当加强D类检修。3）异常状态的检修策略。被评价为异常状态的SF6高压断路器，根据评价结果确定检修类型，并适时安排检修。实施停电检修前应加强D类检修。4）严重状态的检修策略。被评价为严重状态的SF6高压断路器，根据评价结果确定检修类型，并尽快安排检修。实施停电检修前应加强D类检修。89_1278057277.unknown_1278068031.unknown_1283016228.dwg_1283016419.dwg_1283009074.unknown_1278057309.unknown_1278054495.unknown_1270732771.dwg