一、论述题1. 试述电缆的绝缘水平。
(1)在各种系统接地方式中,运行于系统的电缆绝缘水平由其过电压倍数和单相接地故障时间所决定。
(2)在正常运行的电缆线路上,绝缘将承受相电压。对于中性点接地系统,它等于
线电压;对于中性点非有效接地系统,例如经消弧线圈接地,一般规定消弧线圈上压降不超过相电压15%,在单相接地故障时,其他两相的电压就会达到线电压的75%~80%(对中性点非有效接地系统);而中性点不接地系统,可能达到线电压的100%。我国对于110kV及以上电压等级线路,规定采用中性点有效接地系统。
(3)线路故障时间和次数也对电缆绝缘水平影响较大。由于各地系统不一样,管理水平不同,因而故障的切除时间相差甚大,如一些低压故障时间约为125h,其中约为20%的故障超过国家规定值,10kV系统个别故障长达8h,电缆绝缘这样长时间的承受线电压对寿命的影响会很大。
(4)另外,电缆是一个分布参数的元件,因而这些过电压波进入电缆后会出现叠加现象,各种过电压对其绝缘的破坏程度要比其他电器设备严重得多。
(5)大气过电压是由大气雷电引起系统的过电压,它的波形与发生和反击的距离及系统参数有关,而过电压幅值大小主要由避雷器特性决定。为了保证线路在出现可能最高工频电压时,避雷器不动作,避雷灭弧电压应大于可能出现的最大工频电压。线路一相接地,另一相可能出现过电压(U
m)的80%,对非有效接地系统则等于系统最高工作线电压,即U
p=保护比×(100-80)%×系统最高工作线电压;而电缆的冲击绝缘水平要比避雷器的保护绝缘水平高出30%~70%,即BIL(基本绝缘水平)≥(20%~30%)U
p。
(6)电源和负载开断、合闸、短路故障等引起的内部过电压,由于波形变化缓慢,持续时间长,因而对电缆线路的破坏要大于大气过电压。对于中性点非有效接地系统,使用无并联电阻断路器时,操作过电压幅值可达相电压的4倍;中性点有效接地系统可达最大相电压3倍左右。
2. 试述真空开关是怎样熄灭电弧并维持极间绝缘的。
真空开关的灭弧原理是:同任何一种高压开关一样,熄灭电弧都要靠灭弧室。灭弧室是高压开关的心脏。当开关的动触头和静触头分开的时候,在高电场的作用下,触头周围的介质粒子发生电离、热游离、碰撞游离,从而产生电弧。如果动、静触头处于绝对真空之中,当触头开断时由于没有任何物质存在,也就不会产生电弧,电路就很容易分断了。但是绝对真空是不存在的,人们只能制造出相当高的真空度。真空开关的灭弧室的真空度已做到1.3×10-2~1.3×10-44Pa(10-4~10-6mm汞柱)以上,在这种高真空中,电弧所产生的微量离子和金属蒸气会极快地扩散,从而受到强烈的冷却作用,一旦电流过零熄弧后,真空间隙介电强度恢复速度也极快,从而使电弧不再重燃。这就是真空开关利用高真空来熄灭电弧并维持极间绝缘的基本原理。
3. 试述在变压器空载试验中要采用低功率因数的瓦特表的原因,并举例说明。
有的单位在进行变压器空载试验时,不管功率表的额定功率因数为多少,拿起来就测量。例如有用D26-W、D50-W等型cosφW=1的功率表来测量的,殊不知前者的准确度虽达0.5级,后者甚至达到0.1级,但其指示值反映的是U、I、cosφ,三个参数综合影响的结果,仪表的量程是按cosφ=1来确定的。而在测量大型变压器的空载或负载损耗时,因为功率因数很低,甚至达到cosφ≤0.1,若用它测量,则必然出现功率表的电压和电流都已达到标准值,但表头指示值和表针偏转角却很小的情况,给读数造成很大的误差。
设功率表的功率常数为Cw(W/格),则有
Cw=UnIncosφ/αN
式中Un——功率表电压端子所处位置的标称电压,V;
In——功率表电流端子所处位置的标称电流,A;
cosφ——功率表的额定功率因数;
αN——功率表的满刻度格数。
举一个例子来说明这个问题。若被测量的电压和电流等于功率表的额定值100V和5A,当功率表和被测量的功率因数皆等于1时,则功率表的读数为满刻度100格,功率常数等于5W/格。若被测量的功率因数为0.1时,同样采用上面那只功率因数等于1的功率表来测量,则功率表的读数便只有10格。很明显,在原来的1/10刻度范围内读出的数其准确性很差。假如换用功率因数也是0.1的功率表来测量,则读数可提高到满刻度100格,功率常数为0.5W/格。从两个读数来看,采用低功率因数的功率表读数误差可以减小很多。
4. 发电机励磁回路为什么要装设一点接地和两点接地保护?
发电机励磁回路一点接地,虽不会形成故障电流通路,从而不会给发电机造成直接危害,但要考虑第二点接地的可能性,所以由一点接地保护发出信号,以便加强检查、监视。
当发电机励磁回路发生两点接地故障时:(1)由于故障点流过相当大的故障电流而烧伤发电机转子本体;(2)破坏发电机气隙外伤的对称性,引起发电机的剧烈振动;(3)使转子发生缓慢变形而形成偏心,进一步加剧振动。所以在一点接地后要投入两点接地保护,以便发生两点接地时经延时动作停机。
5. 请说明电力平面图、电力系统图与安装图的特点。
(1)电力平面图
①图纸内容:
a.画出建筑物门窗、轴线、主要尺寸,注明房间名称、工艺设备编号及容量。
b.表示配电箱、控制箱、开关设备的平面布置,注明编号及型号规格;两种电源以上的配电箱应冠以不同符号。
c.注明干线、支线,引上及引下回路编号、导线型号规格、保护管径、敷设方法;敷出线路始终位置(包括控制线路)。线路在竖井内敷设时应绘出进出方向和排列图。
d.简单工程不出电力系统图时,应在平面图上注明电源线路的设备容量、计算电流,标出低压断路器整定电流或熔断器电流。
e.配电箱、控制箱及开关设备较多或线路复杂的竖井,应画局部放大图。
f.索引标准图或安装图编号、页次。
②说明内容:
a.电源电压,引入方式。
b.导线选型和敷设方式。
c.设备安装方式及高度。
d.保护接地措施。
(2)电力系统图
电力系统图(简单工程可不出图)用单线图绘制(一般绘至末级配电箱),标出电源进线总设备容量、计算电源、配电箱编号、型号及容量;注明开关、熔断器、导线型号规格、保护管径和敷设方法,对重要负荷应标明用电设备名称等。
(3)安装图
安装图包括设备安装图、大样图、非标准件制作图和设备材料表。
6. 说明绝缘电阻测量时为什么要遵守规定加压时间。
被试品加上直流电压后,通过绝缘介质的电流,随加压时间的增加而下降。这是因为绝缘介质在外加电压作用下,除了束缚很弱的离子和少数的自由离子产生移动形成(传导)电流外,其内部偶极子的转动、束缚较强的离子弹性位移和束缚电荷的位移也形成(吸收)电流,这样,总电流为传导电流与吸收电流之和,反映到绝缘电阻表上,绝缘电阻值偏低。经过一段时间,当偶极子转动、束缚电荷位移取得了与外电场的平衡时就静止了,使吸收电流消失,这时绝缘介质内只有传导电流,绝缘电阻明显上升且稳定下来。测试的目的,主要是查明传导电流大小,其次是查明吸收特性有何变化。
不同的绝缘,吸收电流消失的时间不同。但大多数材料在摇测1min时电流已趋稳定。因此规定以加电压1min后的电流或稳定的电流来计算绝缘电阻,这样,不但测量较为准确,而且具有了可比性。摇测1min时的绝缘电阻与摇测15s时的绝缘电阻之比,称为绝缘电阻吸收比。良好的绝缘,其吸收比应不小于1.3。
7. 试述电动机端电压与额定电压的偏差超过±5%的危害。
当端电压与额定电压的偏差不超过±5%时,电动机的输出功率能维持额定值。
若电压过低,则电动机启动困难,且易过热。因电压降低后,电动机中的磁通量减少会引起励磁电流分量减少,并引起负载电流分量增加,特别是当负载较重时,负载电流分量增大的数值大于励磁电流分量减少的数值,使定子总电流增加,超过其额定值。电流增大使定子和转子绕组上的功率消耗增加,故发热量增大。电动机会因过热而加速绝缘老化,甚至使绕组烧坏。
若电压过高,尤其是当电压超过电动机额定电压值的+10%时,电动机铁芯的磁通密度会急剧增加,同样会造成定子总电流增加,从而使电动机绕组过热。
8. 试述35kV以下线路的放线、紧线的基本过程以及组织措施。
放线、紧线的基本过程是:在立好杆塔、打好拉线、装好包括悬式绝缘子的顶部装配后,即可进行放线、紧线施工。
放线包括将导、地线线轴运至现场,沿着线路方向展开以及挂入悬挂的滑轮之内等工作。为了减少导线接头以及为了施工方便,可选线轴中导线长度比实际需要长度稍长的线轴,注意留有适当裕度。线轴运至放线段的耐张杆塔附近,山区应尽量运至山的上部。放线前应将线轴架在放线架上,放线头应在线轴的下方,以保证放线架的稳定。在放线过程中应力不得过大,线轴旋转应均匀,不宜过快,以免导线扭伤。挂好滑车后,将展放好的导线,全部放入滑车内。
放线工作全部完成后,可先在一端固定,开始准备紧线。紧线可采用单线紧、二线紧或三线紧,首先要从地线紧起,单线先紧中线,然后再紧边线。紧线工具可采用汽车、拖拉机作牵引动力j也可采用滑车组、绞磨、双钩紧线器等工具。紧线工作开始前应选好观测挡,观测弧垂;放、紧线工作时应做好通信联系。另外,线路如需要跨越其他线路和通信线路、河流等,必须做好停电工作,做好安全措施,在确保安全的情况下,搭好跨越架。
组织措施:(1)选择线轴安放处;(2)打好临时拉线及跨越架;(3)放线;(4)挂好导线选择观测挡;(5)紧线;(6)连接好导线;(7)拆除工器具;(8)进行质量检查;(9)收工。
9. 试述组织大型新建,改、扩建工程的施工工作。
接受施工任务后应做以下工作:
(1)了解有关设计图纸资料及工程概算。
(2)进行现场调查,做好施工准备工作。
(3)根据现场调查报告、施工力量及工程实际状况,确定施工方案,编制工程施工组织设计、施工预算。提出并落实材料及加工订货计划。
(4)施工前,应介绍施工项目及要求,进行分工。
(5)组织施工。
(6)竣工后进行自检验收工作。
施工的准备工作:
(1)施工综合进度安排。
(2)制定重要的经济技术指标。
(3)制定物资供应计划。
(4)劳动力供应计划。
(5)加强技术管理的措施,根据施工设计,编制施工技术手册及交底资料。
(6)制定特殊施工的措施,对工程中有高塔、大跨越等特殊工程施工,应及早做好准备,包括制定施工方案,准备设备及材料。
根据施工任务及现场情况具体组织指导施工工作。
10. 试述线路施工工程预算书的编制程序。
线路施工工程预算书编制程序如下:
(1)准备工作阶段:
①接受任务书;
②借出和熟悉施工的图纸;
③整理并分析初设修改的内容;
④制定技术组织措施计划(包括计划进度)。
(2)文件编制阶段:
①各种调整系统计算;
②整理施工图纸,计算工程量,编制补充材料、设备预算价格;
③编制各单位工程预算表;
④编写总预算及写说明书;
⑤编制其他费用预算表;
⑥组织审核及修改。
(3)结尾工作阶段:
①交设专工、总工审阅并签署;
②成品送出给印制室印刷分发:
③工程总结;
④资料归档。
11. 试述电力线路三段式过流保护的工作原理。
电力线路的三段式电流保护是指:电流速断保护,带时限电流速断保护和过电流保护。
(1)电流速断保护是按本线路的末端短路时的最大短路电流整定,保护范围为本线路全长的一部分,动作时间为继电器固有时间决定。
(2)带时限电流速断保护是按下一线路的速断保护整定,保护范围为本线路全长,动作时间按下一线路的速断保护整定。其时限t=0.5s。
(3)过电流保护是按线路最大负荷电流整定,保护范围根据近后备及远后备设置不同,近后备只对本线路起后备保护作用;远后备不仅对本线路起保护作用并延伸至下一线路或更远。动作时间按阶梯原则整定,靠近电流侧时间长,靠近负荷侧时间短。
12. 试述扩大直流电流表及交流电压表量程的措施。
直流电流表的机构为磁电系机构,可采用并联电阻的方法扩大量程。并联电阻阻值比电流表内阻值小多少倍,量程也就被扩大多少倍。
交流电压表的机构有两种类型。一种为整流型磁电系机构,可采用串联附加电阻的方法扩大量程。附加电阻阻值是电压表内阻值的多少倍,电压表量程也就被扩大了多少倍;电压表的另一种机构为电磁系机构,则通常采用电压互感器来扩大量程,将电压互感器一次侧并联于主电路,电压表接于电压互感器二次侧。电压互感器的变比(倍率)即为电压表量程被扩大的倍数。
13. 试述10kV配电线路装设防振锤的重要性。
10kV配电线路杆塔两侧电线上悬挂的小锤称为防振锤。
当配电线路的电线在空中受到稳定的横向匀速空气流作用时,在电线背风面形成按一定频率变化的空气涡流,这涡流使电线受到冲击力而交变地上下运动。当空气冲击力的频率和电线的固有频率相重合时,将使电线在垂直面内产生共振。长时期的振动将造成电线疲劳损坏,使电线发生断股、断线。为了防止和减轻电线的振动,一般在悬挂电线线夹的附近安装一定数量的防振锤。当电线发生振动时,防振锤也上下运动,产生一个与电线振动不同步甚至相反的作用力,可减小电线的振幅,甚至能消除电线的振动。
14. 试述竣工验收的意义,竣工验收的依据是什么。
竣工验收是建设项目、建设全过程的最后一个程序,它是全面考核基本建设工作,检查其是否符合设计要求和工程质量的重要环节,是投资成果转入生产或使用的标志,对促进建设项目及时投产、发挥投资效果、总结经验教训都有重要作用。
竣工验收的依据是:批准的可行性研究报告;初步设计或扩大的初步设计;图和设备、技术说明书以及现行施工验收规范、主管部门(公司)有关审批、修改、调整文件等,从国外引进的新技术或成套设备的项目,还应按国外提供的设计文件等资料进行验收。
15. 说明供电系统高次谐波产生的根本原因以及对补偿电容有什么影响。限制谐波主要有哪些方法?
供电系统高次谐波产生的根本原因在于电网中某些设备和负荷的非线性特性。
高次谐波对补偿电容的影响很大,首先高次谐波使电容的运行电流有效值增大,导致温度升高,电容器过热,降低寿命甚至损坏。另一方面,谐波电压的叠加也使电压增加,峰值增高,可能产生局部放电进而损坏电容器。
限制电力谐波最有效的方法是在谐波源处采取措施,主要有减少谐波源的谐波含量,如增加换流设备的换流相数、装设各种滤波器等。
16. 试述供电系统短路故障发生的原因、种类和危害。
供电系统由于雷击或高电位侵入,破坏了电气设备绝缘;设备陈旧绝缘老化或外力引起机械损伤;误操作引起过电压和鸟兽跨越裸露载流导体等常引起短路故障。
短路主要有三相短路、两相短路和单相短路三种类型。单相短路只发生在中性点接地系统或中性线引出的四线制供电系统中,现代电力系统均采取措施使单相短路电流不超过三相短路电流。两相短路电流通常小于三相短路电流,仅在发电机附近发生短路时,两相短路稳态电流才有可能大于三相短路稳态电流。
短路的特点是短路电流远大于正常负荷电流,其危害是严重的。由于短路瞬间的冲击电流产生的电动力和热量而损坏电气设备,如果系统容量不变,当其短路时电流增大,电压降低,将影响附近非故障设备的正常工作,由于两相、单相非对称短路引起的磁场不平衡将会干扰附近通信系统和电子设备的正常工作。
17. 试述架空电线路的勘测方法。
根据架空电线路的不同特点,有与其相适应的勘测方法和设计图形式。
关于架空电线路的测定方法,一般有花杆测量法和仪器测量法两种。花杆测量法适用于地形起伏不大的平原和丘陵,站场内和较短的电线路;仪器测量法适用各种条件的电线路。具体工程可根据实际情况选择适当的测定方法。
架空电线路的杆塔定位,有现场一次勘测定位法和二次勘测定位法。近年来,多采用现场一次勘测定位法。特别是配电线路,由于档距小、杆型简单,采用现场一次勘测定位可以达到二次勘测定位相同的经济技术指标,但花费的勘测工时和费用却少得多。
18. 试述电力远动终端的技术要求。
(1)状态量输入回路采用光电隔离,提高远动终端接口的抗干扰能力,采用无源触点方式,为了工程施工和运行管理方便,一般需装设状态量转换端子。状态量转换端子可视工程情况不同,安装在远动终端、变送器屏中,也可单独设置状态量转换屏。
(2)脉冲量输入主要用于电能量的累计,设计中应注意其数据的准确性。
(3)模拟量输入,目前有交流输入、直流输入两种方式。
(4)遥控输出直接驱动电力设备,宜根据实际需要选定。例如:遥控输出直接接入电力系统的二次控制回路时,其触点容量应选用直流220V、5A。遥控输出直接接入线路隔离开关操作机构控制回路时,其触点容量视电动操作机构参数,选用交流或直流220V、5A。遥控输出接入遥控重动继电器回路时,其触点容量视重动继电器参数,选用直流110V、5A或24V、1A。
(5)目的在于减少电磁干扰影响,提高远动系统的抗干扰性。
(6)为保证人身安全,需要可靠的保护接地。
(7)对远动终端平均故障间隔时间的要求,不仅出于减少维护工作量,更重要的是出于远动系统协调工作的要求,鉴于国产元器件质量和工艺水平,可按不小于10000h考虑。对于引进设备,按17000h考虑。
(8)为了保证远动系统具有一定的纠错能力,要求远动信息的海明距离不小于4,提高数据传输的可靠性和正确性。
(9)主要指温度、湿度和洁净度要满足设备要求,并尽量缩短电缆连线。
19. 论述用标杆进行测量定位的操作过程。
首先要进行目测,如果线路是一条直线,可在线路~端竖立一醒目的标志(如标杆)。同时在另一端也同样竖立一垂直标杆,由观察者站在距垂直标杆前3m的地方,使观察者的眼睛、始端标杆、终端标杆成一直线,然后沿着这一直线利用皮尺或测绳,按照规定档距数值测定距离,参考地形竖立标杆,由观察者利用三点一线的道理,用手势、旗语或对讲机指挥,使标杆左右移动,最后位于这条直线之中,这根标杆的位置就是“杆位”,可钉上标桩,然后再倒换使用这根标杆,照样顺次测量其他杆位。如果有转角,则应先测定角度杆的位置,然后再按上述办法分别测定始端杆和转角杆以及终端杆各直线段上的杆位。
用标杆测量比较简单,但不能测出各杆位的标高,也不能准确地测出各转角的角度,因此只适用于地势平坦,距离较短的配电线路。
20. 试论铁路电力工程应按哪些规定进行施工质量控制。
铁路电力工程应按下列规定进行施工质量控制:
(1)工程采用的主要材料、构配件和设备,施工单位应对其外观、规格、型号和质量证明文件等进行验收,并经监理工程师检查认可;凡涉及结构安全和使用功能的,施工单位应进行检验,监理单位应按规定进行平行检验或见证取样检测。新材料新设备、新器材及进口设备和器材的进场验收,除符合本标准规定外,尚需提供安装、使用、维修、实验及合同规定的有关文件、检测报告等。
(2)各工序应按施工技术标准进行质量控制,每道工序完成后,施工单位应进行检查,并形成记录。
(3)工序之间应进行交接检验,上道工序应满足下道工序的施工条件和技术要求。相关专业工序之间的交接检验应经监理工程师(建设单位技术负责人)检查认可,未经检查或检验不合格的不得进行下道工序施工。
二、绘图题1. 画出变压器短路试验接线图。
如图所示。
2. 画出三相感应电动机接触器联锁正反转控制电路图。
如图所示。
3. 画出固定式人字抱杆立杆示意图。
如图所示。
4. 图为顺序控制电路,其顺序为M1先启动(即KM线圈先得电),然后才能启动M2(即KM2线圈得电),M2先停止,然后M1才能停止,此图是否正确?如不正确请画出正确图。
不正确,正确图如所示。
5. 画出三相半桥式整流电路图。
如图所示。
6. 根据明细表,画出终端式单杆变电台结构组装图,并标注清楚。
序号 | 名 称 | 型号及规格 | 单位 | 数量 |
1 | 钢筋混凝土电杆 | 190 | 根 | 1 |
2 | 耐张绝缘子串 | | 串 | 3 |
3 | 并沟线夹 | JB型 | 个 | 6 |
4 | 拉线包箍 | | 副 | 3 |
5 | 拉 线 | | 组 | 2 |
6 | 高压横担 | L63×6×1500 | 副 | 1 |
7 | 五孔连班 | 63×6×L | 副 | 2 |
8 | 方头螺栓 | M16×230 | 个 | 2 |
9 | 方螺母 | M16 | 个 | 22 |
10 | 方垫圈 | 35×35×3,18 | 个 | 22 |
11 | 低压横但 | L63×6×1500 | 副 | 1 |
12 | 蝶型绝缘子 | ED型 | 个 | 4 |
13 | 方头螺栓 | M16×130 | 个 | 4 |
14 | 方螺母 | M12 | 个 | 8 |
15 | 方垫圈 | 35×35×3,14 | 个 | 6 |
16 | 铁拉板 | 35×35×3,14 | 个 | 8 |
17 | 方头螺栓 | M16×50 | 个 | 4 |
18 | 接地装置 | | 处 | 1 |
19 | 熔断器支架 | L50×5×1000对称两件加工 | 个 | 2 |
20 | 熔断器支架支撑 | L50×5×1180 | 爪 | 2 |
21 | 熔断器横担 | L63×6×1700 | 根 | 1 |
22 | 熔断器固定支架 | | 副 | 3 |
23 | 方头螺栓 | M12×35 | 个 | 8 |
24 | 跌落式熔断器 | RW□-10/50 | 个 | 3 |
25 | 方头螺栓 | M16×35 | 个 | 4 |
26 | 方头螺栓 | M16×250 | 个 | 4 |
27 | 铜铝过渡设备线夹 | 按导线截面定 | 个 | 18 |
28 | 针式绝缘子 | P-15T | 爪 | 3 |
29 | 避雷器 | FS、YWS | 个 | 3 |
30 | 避雷器固定支架 | | 副 | 3 |
31 | 引线管 | 内径按导线截面定 | m | 8 |
32 | 防湿帽 | 内径按导线截面定 | 个 | 2 |
33 | 引线管固定抱箍 | | 个 | 2 |
34 | 引线管固定抱箍 | | 个 | 1 |
35 | 工作台 | | 处 | 1 |
36 | 变压器托架横担 | L63×6×1852 | 根 | 2 |
37 | 变压器托架支撑 | L50×5×1954 | 根 | 2 |
38 | 方头螺栓 | M16×350 | 个 | 4 |
39 | 变压器固定横担 | L50×5×700 | 根 | 1 |
40 | 木垫块 | 100×50×430 | 块 | 1 |
41 | 变压器腰箍 | 40×4×L | 个 | 1 |
42 | 电力变压器 | S7、SJL-10kV·A10/0.4V | 台 | 1 |
43 | 配电箱 | 单门 | 个 | 1 |
44 | 卡 盘 | | 个 | 1 |
45 | 底 盘 | | 个 | 1 |
46 | U形抱箍 | | 副 | 5 |
47 | M形抱铁 | | 个 | 4 |
48 | 弹簧垫圈 | 16 | 个 | 20 |
如图所示。
7. 如图所示,将两个380/220V的电压互感器,请把它接成V,v形,用于测量三相电压。
如图所示。
8. 画出接触器控制正转启动异步电动机控制电路图。
如图所示。
9. 画出线路弧垂示意图。
如图所示。
10. 试画出电动机用倒顺开关的正反转控制安装图。
如图所示。