论述题1. 直流磁路与交流磁路有什么区别?
(1)在直流磁路中励磁电流、磁通、磁感应强度、磁场强度都是恒定不变的,而在交流磁路中,这些量都在不断地变化。
(2)在直流磁路中励磁电流的大小只取决于线圈端电压和电阻的大小,而在交流磁路中励磁电流的大小则主要与磁路的性质(材料、尺寸、有无气隙等)有关。
(3)在直流磁路中,当线圈的端电压一定时,磁通的大小还与磁阻有关,而在交流磁路中,磁通的大小基本上由线圈的端电压决定。
(4)在直流磁路中没有涡流和磁滞损耗,而在交流磁路中有涡流和磁滞损耗存在。
2. 为什么交流接触器与直流接触器不能互换使用?
如果将交流接触器接到额定电压相同的直流电源上,电流恒定不变,磁通也不变,感应电动势等于零,限制电流的因数只有电阻,线圈中的直流电流比接在交流电源上所通过的交流电流的有效值要大许多倍而将线圈烧坏。反之,如果将直流接触器接到有效值与其额定电压相同的交流电源上,线圈中会产生感应电动势,限制电流的因数除了电阻,还有很大的感抗,所通过的电流比额定值小得多,磁动势与磁通也减少很多,接触器不能可靠动作。
3. 直埋敷设电缆的技术要求有哪些?
有如下一些技术要求。
(1)电缆与建筑物基础最小距离不得小于0.6m。
(2)敷设电缆的沟底不能有石块及其他硬杂物,必要时在电缆沟铺垫100mm的细砂和盖上保护板,埋入深度不得少于0.7m。
(3)敷设的电缆交叉时,高压电缆应放在低压电缆的下面。
(4)电力电缆互相接近时,最小允许净距为0.25m。
(5)动力电缆相互交叉时,最小允许净距为0.5m。
(6)动力电缆与地下管接近或交叉时,允许的最小净距,电缆与热力管道接近的净距为2m,交叉的净距为0.5m,与其他管道接近或交叉的净距为0.5m。
(7)电缆从地下引出地面时,应用2m长的金属管或护罩加以保护,其根部埋入地下深度不得小于0.1m,以防外力的破坏。
4. 高压电缆的内屏蔽和外屏蔽各有什么作用?
为了使绝缘层和电缆导体有较好的接触、消除导体表面的不光滑(多股导线绞合产生的尖端)所引起导体表面电场强度的增加,一般在导体表面包有金属化纸或半导体纸带的内屏蔽层。为了使绝缘层和金属护套有较好的接触,一般在绝缘层外表面设有外屏蔽层。外屏蔽层用的材料与内屏蔽层相同,有时还外扎铜带或编织铜丝带。油浸纸绝缘分相铅包电缆,各芯的铅包都具有屏蔽电场的作用。但是,为了防止电缆在运行中由于纸绝缘和铅包的膨胀系数不同,可能造成纸绝缘与铅包间微小的间隙而产生游离放电,所以在分相铅包电缆内也加绝缘外屏蔽,使间隙产生于铅包与屏蔽层之间而不形成游离放电。
5. 在三相四线制供电系统中,中性线起什么作用?对中性线有什么要求?
中性线起的作用是强制负载中性点与电源中性点接近等电位,使不平衡负载的相电压达到基本对称。
对中性线要求如下:
(1)为强制负载中性点与电源中性点等电位,中性线中不能接入熔断器。
(2)中性线必须要有足够的机械强度,以防止中性线的开断。
(3)中性线要有合适的截面,保证强制等电位的作用。
6. 备用电源自动投入装置一般应满足哪些要求?
(1)工作母线电压消失时应动作;
(2)备用电源应在工作电源确已断开后才投入;
(3)备用电源只能自投一次;
(4)备用电源确有电压时才自投;
(5)备用电源投入的时间应尽可能短;
(6)电压互感器二次回路断线时,备用电源自投不误动。
7. 怎样进行二次回路试操作?
二次回路试操作按下列步骤和方法进行:
(1)做好试操作准备工作;
(2)在将要试操作的设备上挂警示牌,设专人监护;
(3)设备刚刚送电源时要观察设备有无异常现象,电源有无跳闸或爆熔丝现象,一旦设备出现异常,立即切断电源,仔细查线,排除故障;
(4)先试验近控功能,后试验远控功能,刀闸第一次试验时最好手动将其摇至半分半合状态,电动试验前应拿出机构手动摇把;
(5)破坏性试验(如断路器防跳试验)应有专人观察断路器动作情况,以免损伤设备;
(6)所有刀闸、断路器等设备都应逐一进行试操作并仔细核对信号。对相关的闭锁功能要一一进行试验。
8. 敷设电缆保护管应注意些什么?
根据施工图的要求应注意敷设几根保护管、穿多大型号的电缆、从哪里起到哪里止、需多长、是否要接长、具体方位和几何尺寸是否符合要求。除掌握以上这些事项之外,还应注意以下事项。
(1)电缆保护管应涂防锈漆(埋入混凝土的可以不涂),管口应用木塞堵牢,也可用铁板暂用点焊封盖好,以防杂物等落入影响电缆穿进。
(2)电缆保护管应用钢锯下料,不得使用气焊切割,管口应胀成喇叭形或打磨光滑。
(3)电缆保护管的弯曲部分不应露出地面,每根管露出地面的垂直高度应一致,多根时要排列整齐。
(4)对接管必须对准,管壁内打磨光滑,焊接要严密,以防水泥浆渗入,埋入地下管应有1%的排水坡度。
9. 二次回路通电前应具备哪些条件?
二次回路通电前应具备下列条件:
(1)一、二次设备安装接线全部完成,所有的标志明显、正确、齐全;
(2)被检验回路的主要部件继电器、仪表、中间变流器等均校验合格;
(3)被检验回路的断路器、隔离开关都已调整好,并能手动、电动分、合闸;
(4)TA、TV经电气试验合格,电流回路无开路,电压回路无短路;
(5)已具备操作的直流电源;
(6)被检验回路的绝缘耐压合格。
10. 断路器的控制回路应满足哪些要求?
应满足以下要求。
(1)操动机构分合闸线圈通电应为短时的,在操作完成后立即断开。
(2)接线不仅应满足手动分合闸的要求,而且应满足继电保护和自动装置实现自动跳、合闸的要求。
(3)应有反映断路器分合闸位置的信号,并在继电保护和自动装置动作使断路器分合闸后,应有区别于手动操作的信号。
(4)应有防跳装置。
(5)对控制回路是否完好应有监视装置。
11. 安装跳闸连接片有些什么要求?
有如下要求。
(1)跳闸连接片的开口端应装在上方,接到断路器的跳闸回路。
(2)跳闸连接片在落下过程中必须和相邻的跳闸连接片有足够的距离,以保证在操作跳闸连接片时不会碰到相邻的跳闸连接片。
(3)检查并确认跳闸连接片在拧紧螺栓后可靠地接通回路。
(4)穿过保护屏的跳闸连接片导电杆必须有绝缘套,并距屏孔有明显距离。
(5)检查跳闸连接片在拧紧后不会接地。
不符合上述要求的需立即处理或更换。
12. 对二次接线有哪些工艺要求?
对二次接线有下列工艺要求:
(1)按图施工,接线正确。
(2)接线应牢固可靠。
(3)盘柜内导线不应有接头,不许损伤芯线。
(4)每根线均应标明回路编号,编号应正确,字迹应清晰且不易脱色。
(5)配接线应整齐、清晰、美观、绝缘良好无损伤。
(6)一个端子每侧只能接不超过两根线,不同截面的两根导线不得插接在同一个端子上,对于螺栓连接端子,当接两根导线时,中间应加平垫。
(7)引入盘柜的电缆应排列整齐,编号清晰,避免交叉,固定牢固,不得使所接的端子受到机械应力,铠装电缆钢带切断处的端部应扎紧,钢带应接地,电缆芯线应按垂直或水平有规律地配置,不得任意歪斜、交叉连接。备用芯应留至最高的端子排的上部并留有适量的裕度。
(8)强、弱电回路应分开排列。
13. 什么叫综合重合闸装置?综合重合闸装置有哪几种工作方式?
当发生单相接地故障时,采用单相重合闸方式,当发生三相短路时采用三相重合闸方式,综合考虑这两种重合闸方式的装置称为综合重合闸装置。
综合重合闸装置有哪以下4种工作方式:
(1)综合重合闸方式:单相故障时,切除故障相,进行一次单相重合,重合于永久性故障时再切除三相。相间故障时,切除三相,进行一次三相重合,重合于永久性故障时再切除三相。
(2)单相重合闸方式:单相故障时,切除故障相,进行一次单相重合,重合于永久性故障时再切除三相。相间故障时,切除三相,不进行重合。
(3)三相重合闸方式:任何类型故障均切除三相,进行一次三相重合,重合于永久性故障时再切除三相。
(4)停用方式:任何类型故障均切除三相,不再重合。
14. 直流输电系统换流站内平波电抗器的作用有哪些?
(1)限制直流系统故障时直流电流的上升率,防止事故扩大。
(2)抑制直流侧脉动的谐波分量,减少对临近高频通道的干扰。
(3)防止直流低负荷时直流电流的间断和过电压。
(4)抑制线路电容和换流站直流端容性设备通过换流阀的放电电流,以免损坏阀组件。
(5)对沿直流线路向换流站入侵的过电压起缓冲作用。
15. 对500kV及以上的变压器油过滤,真空滤油机主要指标应满足的要求?
(1)真空滤油机标称流量应达到6000~12000L/h;
(2)真空滤油机具有两级真空功能,真空泵能力宜大于1500L/min,机械增压泵能力宜大于280m3/h,运行真空≤67Pa,加热器应分2~3组;
(3)真空滤油机运行油温20~70℃;
(4)过滤能力(滤油机出口油样阀取油样):
击穿电压≥75kV/2.5mm
含水量≤5μL/L
含气量≤0.1%
杂质滤芯≤0.5μm
16. 晶闸管在直流输电中起什么作用?
晶闸管是构成换流阀的基本元件。一个换流阀由数十或数百只晶闸管构成。由于换流阀是直流输电工程的心脏,直接决定直流工程的最大通流能力和运行电压。因此单只晶闸管的容量直接影响换流阀的性能。晶闸管不仅具有反向阻断电流能力,并且在受触发开通之前具有正向阻断电流的能力。同时,给晶闸管控制极通以很小的电流,就能使它在较低的正向电压下开通,并在阴极一阳极间通过很大的电流。因此晶闸管的作用就是赋予换流阀实现交直流转换的功能。
17. 晶闸管对触发电路的要求有哪些?
触发电路应供给足够大的触发电压和触发电流。
(1)触发脉冲的宽度必须在10μs以上(最好有20~50μs)。
(2)不触发时,触发电路的电压应小于0.15~0.2V,必要时可在控制极加上绝对值不大于10V的负偏压(一般为1~2V)。
(3)触发脉冲的前沿要陡,最好在10μs以下。
(4)在可控整流等移相控制的触发电路中,触发电路应该和主回路同步,脉冲发出的时间应该能够平稳地前后移动,移相的范围要足够宽。
18. 晶闸管导通和截止的必要条件是什么?晶闸管的工作特点是什么?
导通条件:阳极和阴极之间加正向电压,控制极加正触发脉冲信号,晶闸管电流大于维持电流。晶闸管的工作特点:由阻断到导通必须同时具备两个条件:一是晶闸管阳极与阴极间加有正向电压;二是在控制极与阴极间加入一个正向触发电压。晶闸管导通后,控制极失去作用,要使它关断,必须使阳极与阴极间电流低到一定值,或使电路断开,或使阳极电压反向。
19. 直流输电系统的保护设置原则有哪些?
(1)在直流系统各种运行方式下,对全部运行设备都能提供完全的保护。
(2)各保护段和相邻保护段应有一小段重叠,严格消除保护死区。
(3)各保护段的配合严格协调,并能正确识别发生故障的区域。
(4)系统保护的每一区域应具备充分冗余度。
(5)充分利用换流器控制系统的功能,并与保护操作密切协调。
20. 直流输电系统大地回路的优点和副作用有哪些?
利用大地作回流电路有下列好处:
(1)具有较小的电阻和较小的损耗。
(2)可以根据输送容量分批建设。
(3)在双极线路中,当一极导线或一极换流器停止工作,可利用另一极导线和大地回路运行。
利用大地作回流电路有下列副作用:
(1)接地极附近产生可能会危及人、畜、鱼类的危险电位梯度。
(2)地下电流对地下物体(电缆、管道等)的电腐蚀。
(3)地中电流对其他电系统(交流电力系统和通信系统等)的干扰影响。
(4)海底电缆的电流对磁罗盘的影响。
(5)回流电流对鱼类等水生物的影响。
21. 简单叙述直流输电的优缺点是什么?
直流输电的优点:
(1)线路造价低。
(2)适用远距离隔海输电。
(3)输电距离不受电力系统同步运行稳定性的限制。
(4)限制短路电流。
(5)交直流输电线路并列运行,提高交流输电系统稳定性。
(6)接线方式灵活,提高运行可靠性。
(7)便于分阶段建设,分期投资。
直流输电的缺点:
(1)换流装置价格昂贵,结构复杂。
(2)消耗无功功率。
(3)产生谐波影响。
(4)缺乏直流断路器。
(5)控制复杂。
22. 特高压交流输电技术的主要特点是什么?
(1)特高压交流输电中间可以有落点,具有网络功能,可以根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等实际需要构成国家特高压骨干网架。特高压交流电网的突出优点是:输电能力大、覆盖范围广、网损小、输电走廊明显减少,能灵活适合电力市场运营的要求。
(2)采用特高压实现联网,坚强的特高压交流同步电网中线路两端的功角差一般可控制在20"及以下。因此,交流同步电网越坚强,同步能力越大、电网的功角稳定性越好。
(3)特高压交流线路产生的充电无功功率约为500kV的5倍,为了抑制工频过电压,线路须装设并联电抗器。当线路输送功率变化,送、受端的无功将发生大的变化。如果受端电网的无功功率分层分区平衡不合适,特别是动态无功备用容量不足,在严重工况和严重故障条件下,电压稳定可能成为主要的稳定问题。
(4)适时引入1000kV特高压输电,可为直流多馈入的受端电网提供坚强的电压和无功支撑,有利于从根本上解决500kV短路电流超标和输电能力低的问题。
23. 特高压直流输电技术的主要特点是什么?
(1)特高压直流输电系统中间不落点,可点对点、大功率、远距离直接将电力送往负荷中心。在送受关系明确的情况下,采用特高压直流输电,实现交直流并联输电或非同步联网,电网结构比较松散、清晰。
(2)特高压直流输电可以减少或避免大量过网潮流,按照送受两端运行方式变化而改变潮流。特高压直流输电系统的潮流方向和大小均能方便地进行控制。
(3)特高压直流输电的电压高、输送容量大、线路走廊窄,适合大功率、远距离输电。
(4)在交直流并联输电的情况下,利用直流有功功率调制,可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡,包括区域性低频振荡,明显提高交流的暂态、动态稳定性能。
(5)大功率直流输电,当发生直流系统闭锁时,两端交流系统将承受大的功率冲击。
24. 为什么要对直流输电系统的可靠性指标进行定期统计和评价?
直流输电系统是一个复杂的自成体系的工程系统,多数情况下承担大容量、远距离输电和联网任务。因此,需要设定一些直流输电系统可靠性指标,用于衡量直流输电系统实现其设计要求和功能的可靠程度,评价直流输电系统运行性能。直流系统可靠性直接反映直流系统的系统设计、设备制造、工程建设以及运行等各个环节的水平。通过直流系统可靠性分析,可以提出改善工程可靠性的具体措施,对新建工程提出合理的指标要求。国际大电网会议专门成立一个直流输电系统可靠性工作组,每两年对全世界所有直流输电工程进行一次可靠性的综合统计和评价。
25. 如何提高特高压直流输电的可靠性?
所有提高常规直流输电可靠性的措施对于提高特高压直流输电的可靠性依然有效,并且要进一步予以加强。主要包括:降低元部件故障率;采取合理的结构设计,如模块化、开放式等;广泛采用冗余的概念,如控制保护系统、水冷系统的并行冗余和晶闸管的串行冗余等;加强设备状态监视和设备自检功能等。
针对常规直流工程中存在的问题,如曾经导致直流系统单极或者双极停运的站用电系统、换流变本体保护继电器、直流保护系统单元件故障等薄弱环节,在特高压直流输电系统的设计和建设中将采取措施进行改进。此外,还将加强运行维护人员的培训,适当增加易损件的备用。
提高特高压直流输电工程可靠性,还可以在设计原则上确保每一个极之间以及每极的各个换流器之间最大程度相互独立,避免相互之间的故障传递。其独立性除了主回路之外,还需要考虑:阀厅布置、供电系统、供水系统、电缆沟、控制保护系统等。
26. 交流特高压输电线路无功功率的特点是什么?
(1)由于特高压输电线路电压等级高,其无功功率的一个显著特点就是线路电容产生的无功功率很大,对于100km的特高压线路,在额定电压为1000kV以及最高运行电压为1100kV的条件下,发出的无功功率可以达到40万~50万kvar,约为500kV线路的5倍。
(2)在特高压电网不同的发展时期,特高压输电线路传输的功率有较大分别,因此无功功率的变化也很不一样。
(3)特高压电网在建设初期,主要是实现点对点的电能输送,受系统阻抗特性及稳定极限的限制,输送功率将小于线路的自然功率,线路发出的容性无功功率过剩;
(4)随着特高压电网的进一步建设,特高压电网将实现各区域电网的互联,电网的输送功率将有很大提高,而且为了充分利用各区域电网的发电资源,实现水火电互济和更大范围内的资源优化配置,特高压电网的输送功率将随时变化,因而输电线路的无功功率也将频繁变化。