8、画出小电流接地系统正常时及A相发生单相全接地时的三相电压相量图。
9、发电机在运行中如三相电流不对称,将会对发电机有何影响?
答:发电机在运行中如三相电流不对称且其值超出允许范围时,将会对发电机产生严重的不良后果。
当三相电流不对称时,利用对称分量法可将其分解成三组对称的电流,即正序、负序、零序三组分量。由于发电机采用星形结线,故无零序分量。正序电流产生的正序旋转磁场与转子同向同速,而负序电流所产生的负序旋转磁场与转子的转向相反,其转速对转子的相对速度是两倍的同步转速。
这个以两倍同步转速扫过转子表面的负序旋转磁场的产生,将对发电机产生两个主要的后果:
(1) 使转子表面发热。
(2)使转子产生振动。
10、什么是发电机的进相运行?进相运行时应注意什么?
答:发电机的进相运行是指其功率因素是超前的,即发电机的电流超前于端电压。此时,发电机向系统输送有功功率,但从系统中吸收无功功率,励磁电流较小。
应注意以下问题:
(1)从物理意义上理解,进相运行时,由于励磁电流较小,发电机定、转子磁极间用以拉住的磁力线减少,发电机容易失去稳定,即发电机在进相运行时其静态稳定性会降低。此时运行人员应根据实际情况来决定是否要限制发电机的出力。
(2)端部漏磁将会引起定子端部的温度升高。应密切监视温度。
(3)由于进相运行时,发电机出口电压可能下降,从而使厂用电电压下降,应注意厂用电的安全。
11、什么是电力系统静态稳定和动态稳定?提高系统动态稳定的措施有哪些?
答:电力系统的静态稳定是指当正常运行的电力系统受到很小的某个扰动后,能自动恢复到原来的运行状态的能力。
电力系统的动态稳定是指当正常运行的电力系统受到较大的某个扰动时,它的功率平衡在经过相当大的波动后,将过渡到一种新的运行状态稳定运行。
提高动态稳定的常用措施有:快速切除短路故障、采用自动重合闸装置、变压器中性点经小电阻接地、采用自动电压调整器及快速的励磁系统、强励、快速控制调速汽门、采用连锁切机、高速开关等。
12、为什么电流互感器的二次侧严禁开路运行?
答:电流互感器在正常工作时,由于阻抗很小,接近于短路状态,一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿,总磁通密度不大,二次绕组的电动势也不大。
当其二次侧开路时,阻抗无限增大,二次侧电流为零,副磁化力也等于零,总磁化力就是一次电流所产生的磁化力。也就是说一次电流完全变成了励磁电流,这将会在二次绕组中产生很高的电动势,造成仪表、保护、电流互感器二次绝缘损坏,甚至威胁到人身的安全。同时,一次电流产生的磁化力使铁芯的磁通密度过大,从而使铁芯过热而损坏。
13、什么是发电机的无载特性试验和短路特性试验?在试验时应注意什么问题?
答:发电机的无载特性是指发电机以额定转速空载运行时,其定子电压与励磁电流之间的关系曲线。做无载特性试验时,首先维持转速不变,,然后增加励磁电流,直至发电机的端电压等于额定电压的130%。在此过程中读取几个对应的励磁电流和端电压的数值,得到无载特性的上升分支。然后减少励磁电流,读取数值,得到无载特性的下降分支。在调节励磁电流时应注意只允许向同一方向调节,不允许反向调节。
短路特性指发电机在额定转速下,定子三相绕组短路时,定子稳态短路电流与励磁电流的关系曲线。在试验过程中,励磁电流也只允许向同一方向调节。
14、变压器中性点的接地方式有几种?各有何特点?
答:电力变压器中性点的接地方式一般有三种:不接地、经消弧线圈接地、直接接地。
在中性点不接地系统中,当发生单相接地时,三相系统的对称性不被破坏,系统可以正常运行,只是非接地相的对地电压会相应升高,对绝缘不好,故也不允许长期运行。
当系统容量大,线路较长时,接地电弧可能不能自行熄灭。为了防止电弧过电压,可采用经消弧线圈接地的方式。当发生单相接地时,消弧线圈中的感性电流能够补偿单相接地的电容电流。
而中性点直接接地方式可以降低设备绝缘的费用。
15、画出变压器零序电流保护原理图。
16、画出接线组别为Y,d11的变压器接线图及时钟法表示的向量图。
答:
17、什么是电力系统的静态稳定,提高电力系统静态稳定的措施有哪些?
答:电力系统运行的静态稳定性是指当正常运行的电力系统受到很小的扰动,将自动恢复到原来运行状态的能力。
提高电力系统静态稳定的措施是:
⑴减少系统各元件的感抗。
⑵采用自动调节励磁装置。
⑶采用按频率减负荷装置。
⑷增大电力系统的有功功率和无功功率的备用容量。
18、发电机启动升压过程中为什么要监视转子电流和定子电流?
答:
发电机启动升压过程中,监视转子电流的目的:
⑴监视转子电流和与之对应的定子电压,可以发现励磁电路有无短路。
⑵额定电压下的转子电流较额定空载励磁电流显著增大时,可以粗略判定转子有匝间短路或定子铁芯有局部短路。
⑶电压回路断线或电压表卡涩时,防止发电机电压升高,威胁绝缘。
发电机启动升压过程中,监视定子电流是为了判断发电机出口及主变压器高压侧有无短路线。
19、图示为小电流接地系统交流绝缘监视的原理接线图,说明工作原理。
答:交流绝缘监视装置的工作原理为:
TV是母线电压互感器(三相五柱式),其一次中性点接地,正常时每相绕组对地电压为相电压,故二次星形每相绕组电压是100/3 V,开口三角形每相绕组电压是100/3V。
当一次系统中A相发生接地时,一次A相绕组电压降到零,其它两相绕组的电压升高到线电压。二次星形绕组的A相绕组电压降到零,其它两相绕组电压升高到100V。
三个电压表中,A相电压表指示零、另两相指示线电压,由此得知一次系统A相接地。二次开口三角形的A相绕组电压降到零,其它两相绕组电压升高到100/3 V,三角形开口两端电压升高到100V。加在电压继电器KV上的电压由正常时的零伏升高到100V,KV动作发出信号。
20、串联谐振与并联谐振各有什么特点?
答:串联谐振具有以下特点:(1)因为感抗等于容抗,所以阻抗达到最小值,具有纯电阻特性;(2)在电压不变的情况下,电路中的电流达到最大值即为谐振电流;(3)由于谐振时容抗等于感抗,所以电感上的电压等于电容上的电压,而电感和电容上的电压与电阻有关,如果感抗和容抗远大于电阻时,则电感和电容上的电压可能远大于电源电压,因而串联谐振又称电压谐振,具有破坏性。
并联谐振有以下特点:(1)并联谐振时电路的总电流最小,与电压同相,即电路的总阻抗达到最大值,电路呈电阻性;(2)支路电流占总电流的倍数就是谐振电路的品质因数Q,所以并联谐振又称为电流谐振。因而,并联谐振不会产生危害设备安全的谐振过电压,且功率因数达到最大值,可以被应用。
21、发电机失磁后运行状态怎样?
答:发电机在运行中失去励磁电流,使转子的磁场消失,电磁力矩减少,出现过剩力矩,脱离同步,转子与定子有相对速度,定子磁场以转差速度切割转子表面,使转子表面感应出电流来。这个电流与定子旋转磁场作用就产生一个力矩,称异步力矩,这个异步力矩在这里也是个阻力矩起制动作用,发电机转子便在克服这力矩的过程中作了功,把机械能变为电能,可继续向系统送出有功,发电机的转速不会无限升高的,因为转速越高,这个异步力矩越大。这样,同步发电机相当于变成异步发电机。
在异步状态下,电机从系统吸收无功,供定子和转子产生磁场,向系统送出有功,此时的运行应注意定子电流不能超过额定值以及转子部件温度不能超过允许值。
22、当电源频率为额定值时,电压降低对电动机运行的影响:
答:在负荷不变的情况下,当加在电动机定子绕组上的电压降低很多时,电动机的电动势和磁通将减少,电动机的电磁转矩与电压平方正比地减少,导致转差s增加,使转子感应电势和电流随着增加。此时,转子电流增加必然引起定子电流的增加,于是电动机绕组的温度有可能超过允许值,严重时甚至会将电动机烧坏。一般规定,电动机所接的电源电压不得低于额定电压的5%。
23、简述油断路器的灭弧原理和灭弧方式是什么?
答:高压断路器的任务就是保证将断路器分闸时产生的电弧,能尽快地熄灭,使其不再重燃。油断路器的灭弧方式大体分为:横吹灭弧,纵吹灭弧,横纵吹灭弧以及去离子栅灭弧等。
横吹灭弧:分闸时动静触头分开,产生电弧,电弧热量将油气化并分解,使消弧室中的压力急剧增高,此时气体收缩储存压力,当动触头继续运行喷口打开时,高压油和气喷出,横吹电弧,使电弧拉长、冷却熄灭。
纵吹灭弧:分闸时中间触头、定触头先分断,中间触头、动触头后分断。前者分断时形成激发弧,使灭弧上半室的活塞压紧,当动触头继续向下移动形成被吹弧时,室内由于激发弧的压力油以很高的速度自管中喷出,把被吹弧劈裂成很多细弧,从而使之冷却熄灭。
纵横吹灭弧:它是纵横吹结合进行灭弧的。
去离子栅灭弧:分闸时,电弧的马蹄形钢片形成强大的磁场,这磁场又把电弧吸引到狭缝的各个纵槽缝里,在电弧的通道上,各个纵槽缝中的油都被蒸发分解。蒸发分解出来的气体向外喷出,结果把弧切成许多细弧。
24、为什么现代大型发电机应装设非全相运行保护?
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