【正文】 第一篇：發(fā)電廠電氣部分問答題第四章 問答題中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時應如何處理？答案：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時不必停電，應盡快找出故障點，排除故障或將故障線路切除。如果尋找和排除故障的時間將超過二小時，必須考慮停電處理，并提早通知用戶。小接地短路電流系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，由Ｙ，ｄｎ0接線、變比為10／？答案：因為用戶承受的電壓是由Ｙ，ｄｎ0配電變壓器的低壓側供給的， 側各相電壓決定于高壓Ｙ側各相繞組的電壓，而Ｙ側各相繞組的電壓決定于系統(tǒng)提供的線電壓。當正常工作情況時，系統(tǒng)提供的線電壓對稱，Ｙ側各相繞組承受了對稱的相對系統(tǒng)中性點電壓，并等于相對地電壓，故側各相電壓及線電壓對稱，負荷正常工作；當系統(tǒng)發(fā)生單相接地，雖然各相的對地電壓發(fā)生了變化，但系統(tǒng)提供的線電壓仍然維持不變，Ｙ側各相繞組由于本側中性點是不接地的，承受的相對中性點電壓仍與正常工作情況相同，故側負荷承受的電壓也同正常工作情況，因此用戶并不知道系統(tǒng)發(fā)生單相接地，只不過系統(tǒng)故障不排除，用戶繼續(xù)工作的時間不能超過二小時。為什么額定電流小的交流接觸器用雙斷點結構，而額定電流大的反而用單斷點結構？ 答案：額定電流小的交流接觸器采用雙斷點結構，可以在電流過零時可靠熄弧，無需另裝滅弧裝置。同時，雙斷點結構的觸頭開距小、體積小、沒有軟連接、沖擊能量小、機械壽命高。雖然雙斷點結構觸頭壓力小，觸頭接觸時無摩擦自清掃作用，而且要用銀基合金做材料，但這些缺點影響不大。額定電流大的交流接觸器觸頭壓力要大，且由于開斷容量大，電弧不易自熄，一定要裝設滅弧裝置。此時，如還用雙斷點結構，必然使接觸器結構更加復雜，而采用單斷點已能滿足要求。消弧線圈有何作用？答案：消弧線圈的作用是將系統(tǒng)的接地電容電流加以補償，使接地點的電流補償?shù)阶钚≈?，防止弧光短路擴大事故；同時降低了弧隙電壓恢復速率以提高弧隙的絕緣強度，防止電弧重燃造成間歇性弧光接地過電壓。中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)又稱補償網(wǎng)絡，而補償原理是基于在接地點的電容電流上迭加一個相位相反的電感電流，使接地電流達到最小值。為什么對35kV的電力網(wǎng)，當接地電容電流大于10A時要求裝消弧線圈；對3～10kV的電力網(wǎng)，當接地電流大于 30～20A時要求裝消弧線圈；而對3～10kV由由發(fā)電機直接供電的電力系統(tǒng)，則接地電流大于５A就要裝消弧線圈？答案：對于35kV的電力網(wǎng)，當接地電容電流大于 10A時，易產(chǎn)生間歇性的弧光接地諧振過電壓，～3倍的相電壓峰值，從而危及絕緣裕度不大的該電網(wǎng)設備的絕緣。因此，35kV電力網(wǎng)接地電容電流大于10A時要裝消弧線圈，以減少接地電流，防止諧振過電壓。對于3～10kV電網(wǎng)，當接地電容電流大于 10A時，也會產(chǎn)生諧振過電壓，但是該電網(wǎng)設備的絕緣裕度較大，而不至于危及絕緣；但當接地電流大于30A～20A時，會形成穩(wěn)定性的電弧，此時電弧已不能自行熄滅，在風、熱力及電動力的作用下而拉長擺動，往往引起多相短路，造成事故而停電。因此，3～6kV電力網(wǎng)接地電容電流大于30A（10kV電網(wǎng)大于20A）時要裝消弧線圈，以減少接地電流，利于消除接地點電弧。由發(fā)電機直接供電的系統(tǒng)，如在機內發(fā)生單相接地故障而繼續(xù)帶故障運行時，就可能燒壞定子鐵芯而使其不可修復。所以，如要求發(fā)電機帶故障運行一定時間的話，則接地電容電流一定要小于5A，否則就要在發(fā)電機的中性點裝設消弧線圈進行補償，以減少接地電流，防止燒壞發(fā)電機。消弧線圈為什么能起消弧作用？ 答案：消弧線圈是安裝在不接地系統(tǒng)變壓器或發(fā)電機Ｙ形連接線圈的中性點上。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，中性點位移電壓作用在消弧線圈上，產(chǎn)生電感電流流過接地點。電容電流與的方向相反，流過故障點的總電流為此兩者之差，故可起補償作用。通過補償，接地點電流在允許范圍之內，不會形成間歇性電弧，因此可以說，消弧線圈起了消弧作用。為什么中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力網(wǎng)多采用過補償方式？答案：實踐證明，在同時滿足故障點殘流和中性點位移電壓的要求時，過補償和欠補償對滅弧的影響是差不多的。但欠補償時，因系統(tǒng)頻率下降、切除部分線路或線路一相斷線等，有可能會形成完全補償（即接地點殘流為零），而造成串聯(lián)諧振，產(chǎn)生危險的過電壓。所以，在正常情況下不宜采用欠補償?shù)倪\行方式，而應采用過補償?shù)倪\行方式。只有當消弧線圈的容量不足，才允許在一定時間內采用欠補償?shù)姆绞竭\行，但要對可能產(chǎn)生的過電壓進行校驗。為什么消弧線圈要制成許多分接頭？答案：流過消弧線圈的電感電流是用來補償系統(tǒng)單相接地時，通過接地點的電容電流的。而系統(tǒng)電容電流是隨運行方式的變化而變化，如投入設備和切除設備都會使對地電容電流發(fā)生變化。因此，消弧線圈的電感電流也要相應地改變，以保證接地點電流在允許范圍。當消弧線圈制成多個分接頭，就可通過改變電感量達到調節(jié)電感電流大小的目的。為什么消弧線圈的鐵芯是帶間隙的？答案：消弧線圈是鐵芯帶間隙的電感線圈，間隙是沿整個鐵芯分布的。這樣做的目是避免磁飽和，使補償電流與電壓成正比，減少高次諧波分量，得到穩(wěn)定的電感值。此外，還可以增大消弧線圈的容量。為什么消弧線圈要單獨安裝？為什么也不宜裝在由單回路供電的終端變電所？答案：消弧線圈應分散安裝，以避免發(fā)生事故或停電檢修時，造成多臺消弧線圈退出運行。由單回路供電的終端變電所也不宜安裝消弧線圈，因該回線路跳閘后，終端變電所的消弧線圈就退出運行，系統(tǒng)就得不到該消弧線圈的補償。1一個系統(tǒng)采用多臺消弧線圈時，為什么額定容量最好不等？答案：當選用多臺消弧線圈時，應盡量使其額定容量不等。例如，當補償電流為200A時，不宜選用兩臺額定電流為100A的消弧線圈，而應當選用一臺150A和一臺50A的消弧線圈，這樣做有利于調節(jié)補償范圍。1為什么110kV及以上的電力系統(tǒng)為中性點直接接地系統(tǒng)，而3～35kV的電力系統(tǒng)為中性點不接地系統(tǒng)？而380／220V的系統(tǒng)卻又是中性點直接接地系統(tǒng)？答案：在高壓電力系統(tǒng)中，中性點直接接地時的絕緣水平大約比不接地時降低了20％左右，而降低絕緣水平的經(jīng)濟意義則隨額定電壓的不同而不同。在110kV及以上系統(tǒng)中，變壓器及電器的造價大約與試驗電壓（試驗電壓加于被試驗物時，不應引起擊穿或閃絡，也不應引起油中發(fā)生局部放電）成正比，因此110 kV及以上的系統(tǒng)如果采用中性點直接接地的方式，則變壓器及電器的價格也將降低20％左右，所以這種高壓系統(tǒng)常是接地系統(tǒng)。但在3～35kV系統(tǒng)中，絕緣投資比例較小，中性點接地沒有太大的經(jīng)濟價值，并且還使得單相接地成為短路，接地電流大大增加，所以該系統(tǒng)都采用中性點不接地方式。至于380/220V系統(tǒng)則因它是人們日常生產(chǎn)、生活上方便使用的動力和照明共用的電壓系統(tǒng)。1為什么在煤礦井下禁止供電系統(tǒng)中性點接地？答案：因井下很潮濕，如采用中性點接地系統(tǒng)，則人在偶爾接觸一相導體時就有生命危險，同時中性點接地時單相接地短路電流較大，弧光容易引起瓦斯燃燒和爆炸。為了保證礦井的安全，所以在煤礦井下禁止供電系統(tǒng)中性點接地。1為什么中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時會產(chǎn)生弧光接地過電壓，而中性點直接接地系統(tǒng)卻不會？ 答案：在中性點不接地系統(tǒng)中，若單相接地時接地電容電流較大，約大于10A左右，接地點電弧熄滅又重燃，產(chǎn)生間歇性電弧，會引起另兩相對地電容與變壓器、線路的電感發(fā)生振蕩，從而產(chǎn)生弧光接地過電壓。在中性點直接接地系統(tǒng)中，單相接地即是單相接地短路，短路電流很大，保護裝置立即作用于斷路器跳閘，切除該電路。因此它不會產(chǎn)生間歇性電弧，不會出現(xiàn)弧光接地過電壓。1計算電力系統(tǒng)短路時，為什么一般電氣元件的額定電壓用平均額定電壓，而電抗器卻例外？答案：在電力系統(tǒng)中，由于線路中存在著電壓損失，因此首端電壓比末端電壓可高達10％。為了簡化計算，可認為接在同一電壓級的所有元件的額定電壓都等于其平均額定電壓，這樣計算造成的誤差在允許范圍之內。但電抗器則需要考慮實際額定電壓，因為電抗器的電抗比其它的元件大得多，對短路電流的影響大，所以在計算短路電流時，要用實際的額定電壓才能滿足準確度的要求。1電力系統(tǒng)短路時，為什么電抗器有較大的限流作用？答案：電抗器串聯(lián)在電路中，正常工作時電抗器的阻抗遠小于負載阻抗，僅占電路總阻抗百分只幾，限流作用很小，電壓降也很?。辉诙搪窌r負載阻抗接近于零，短路電路中的總阻抗主要是電抗器的阻抗，因而可使電路中短路電流大大減少，故有明顯的限流作用。1不對稱短路電流計算方法與對稱短路電流計算方法有什么共同點和不同點？ 答案：三相短路電流的計算即為正序分量電流的計算，它與不對稱短路電流正序分量的計算公式相同；而不對稱短路電流的計算，必須根據(jù)對稱分量法計算序電抗和不為零的一個附加電抗，不對稱短路電流的實際值為不對稱短路電流的正序分量乘以一個不為１的電流倍數(shù)。1簡要說明電弧形成和熄滅的物理過程。答案：電弧是導電體，但與金屬導電性質不同，它屬于氣體游離導電。因為觸頭間隙正常充滿著絕緣介質，不能導電，只有游離時使觸頭間隙弧道中充滿了自由電子和正離子時，才具備良好的導電性能。電弧形成的起因是開關電器的觸頭開始分離時，由于動、靜觸頭間的接觸壓力不斷下降，接觸面積不斷減少，使接觸電阻迅速增大，接觸處的溫度急劇升高；另一方面，觸頭剛分離時，由于觸頭間的距離極小，即使觸頭間的電壓很小，電場強度也很大。上述兩個原因使陰極表面向外發(fā)射起始自由電子，這種現(xiàn)象前者稱熱電子發(fā)射而后者稱強電場發(fā)射。電弧形成的重要因素是從陰極表面發(fā)射出來的自由電子，在電場力的作用下向陽極作加速運動且自由行程較大時將獲得大的動能，當它與前方中性質點相撞時就能把其撞裂為自由電子和正離子，連續(xù)碰撞游離的結果，尤如雪崩一樣使觸頭間隙內充滿了自由電子和正離子，這種現(xiàn)象稱碰撞游離。此時，間隙具有很大的電導，在外加電壓作用下，帶電粒子作定向運動形成電流而被擊穿形成電弧。電弧形成后，維持其穩(wěn)定燃燒的主要因素是由于處于弧隙高溫下的中性質點產(chǎn)生強烈的熱運動，它們之間不斷碰撞的結果，又可能發(fā)生游離，這種現(xiàn)象稱熱游離。熱游離維持電弧穩(wěn)定持續(xù)燃燒。在觸頭間隙產(chǎn)生大量帶電粒子的同時，還發(fā)生帶電粒子消失的相反過程即去游離。去游離有復合和擴散兩種形式，當去游離作用比游離作用強時，電弧電流將逐漸減少而使電弧熄滅。1直流電路中，為什么大都采用空氣滅弧的開關電器，而不采用油斷路器？答案：斷開有電感的直流電路，會在電路中產(chǎn)生自感電勢，其大小與電流變化速度成正比。如用油斷路器斷開電路，因其滅弧裝置的滅弧能力較強，電弧迅速熄滅，電流極快降為零，此時較大的電流變化率使電路產(chǎn)生很高的自感電勢，危及電路和設備的絕緣。因此，直流電路中一般要用滅弧能力不很強的開關。目前多采用在空氣中滅弧的開關，如自動空氣開關、閘刀開關、接觸器等。為什么高壓斷路器都采用多個斷口？答案：高壓斷路器每相有兩個或多個串聯(lián)斷口，其作用有（1）可使加在每個斷口上的電壓降低，從而使弧隙的恢復電壓降低（2）可以把電弧分割成多個小電弧段，在相等的觸頭行程下，多斷口的電弧比單斷口的電弧拉得較長，從而增大弧隙電阻（3）多斷口總的分閘速度增加了，介質恢復速度也就增大。這些使斷路器有較好的滅弧性能，所以高壓斷路器采用多個斷口。2低壓開關利用金屬滅弧柵熄滅交流電弧和直流電弧的滅弧原理有什么不同？答案：低壓交流電弧的滅弧，是利用電弧電流過零時，每一柵片內的短弧由于近陰極效應作用，立即在陰極附近產(chǎn)生150～250V的起始介質電強度。若所有短電弧中陰極的介質電強度的總和，永遠大于觸頭間外加的恢復電壓，電弧就不再重燃。這就是以近陰極效應的原理為基礎的交流短弧滅弧原理。低壓直流電弧的滅弧，是利用每一柵片內維持短弧燃燒的陰極和陽極電壓降的總和大于觸頭的外加電壓，電弧就不能維持，來實現(xiàn)滅弧的。這就是以直流電弧特性為基礎的直流短弧滅弧原理。2為什么電氣設備的銅鋁接頭不宜直接連接？答案：以氫為基準，金屬物質都有不同的電化序。鋁的電化序在氫之前，標準電極電位為－；銅的電化序在氫之后，標準電極電位為＋。如把銅和鋁用簡單的機械方法連接在一起，特別是在潮濕并含鹽份的環(huán)境中，銅、鋁接頭就相當于浸泡在電解液中的一對電極，－()＝。在原電池的作用下，鋁會很快喪失電子而被腐蝕掉，從而使電氣接頭慢慢地松馳，使接觸電阻增大。如此惡性循環(huán)，直到接頭燒毀為止。2熔斷器的銅熔絲上焊上一顆小錫球有什么作用？答案：銅熔絲上焊上一低熔點的小錫球后，由于冶金效應的作用，通過電流時若溫度達到錫的熔點，錫球熔化，液態(tài)錫與銅作用形成銅錫液態(tài)合金。合金的熔點比銅低，電阻率卻比銅大幾倍，使局部發(fā)熱劇增。這樣可減少熔化時間和熔化系數(shù),改善了銅熔絲的保護特性,并且不致引起熔斷器本體長期過熱而損壞。2熔斷器的熔絲是否達到其額定電流時即熔斷？答案：熔斷器的熔絲在接觸良好、正常散熱時，通過額定電流時是不熔斷。但在實際使用時，因接觸和散熱不好，并可能有震動，或熔絲裝設時受損傷使截面積變小，都有可能使熔絲在額定電流左右就熔斷。2為什么在額定電流大的填充石英砂的熔斷器中，其熔絲常用幾根并聯(lián)，而不用一根較粗的熔絲來代替？ 答案：幾根小截面的熔絲在石英砂中熔斷時形成了幾個并聯(lián)的電弧，由于石英砂限制了電弧直徑的擴展，幾條細電弧的溫度容易散發(fā)，從而能很快熄滅。用一根粗熔絲熔斷時電弧的截面也大，冷卻較慢對電弧的熄滅不利。因此熔絲常用幾根并聯(lián)。2為什么有些熔斷器的熔管內要填充石英砂，而RM系列熔斷器卻不要？答案：熔管內填充石英砂是為了利用石英砂構成的狹縫滅弧。電弧在石英砂中燃燒時，電弧與周圍的石英砂緊密接觸，冷卻較好，增強了去游離；也使熔體氣化產(chǎn)生的熾熱蒸氣形成高溫高壓作用，迅速分散滲入到石英砂的縫隙中凝結，迫使電弧在短路電流未達到?jīng)_擊值時就完全熄滅。RM系列熔斷器的熔體裝在封閉的纖維管內。當熔體熔斷時，電弧高溫使內壁纖維氣化，分解為氫、二氧化碳和水汽，這些氣體都有很好的滅弧性能。同時熔管又是封閉的，且容積很小，產(chǎn)生的氣體被電弧強烈加熱，管內壓力迅速增大，去游離加強，也在短路電流達到最大沖擊值之前就可熄弧。故RM系列熔斷器不用石英砂作填料，這樣還可使其體積小巧。2為什么熔斷器中石英砂顆粒大小對滅弧性能有影響？答案：石英砂的顆粒太小時縫隙小，電弧的滲透能力大為減低，失去對電