第4版发电厂电气部分课后题答案.pdf
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1、1-1 简述火电厂的分类,其电能生产过程及其特点 答:火电厂的分类:1.按原动机分:凝汽式汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂和蒸汽燃气轮机发电厂等。2.按燃料分:燃煤发电厂(煤炭),燃油发电厂(石油提取汽油,煤油,柴油后的渣油),燃气发电厂(天然气,煤气),余热发电厂(工业余热)还有利用垃圾和工业废料的发电厂。3.按蒸汽压力和温度分:中低压发电厂(蒸汽压力 3.92MPa,温度 450,电机功率小于 25MW),高压发电厂(9.9MPa。540,100MW),超高压发电厂(13.83MPa,540/540,200MW),亚临界压力发电厂(16.77MPa,540/540,3001000
2、MW),超 临 界 压 力 发 电 厂(大 于 22.11MPa,550/550,机 组 功 率600MW,800MW 及以上),超超临界压力发电厂(26.25MPa,600/600,机组功率1000MW 及以上)4.按输出源分:凝汽式汽轮机发电厂(只能向外供应电能,效率较低,只有 3040),热电厂(同时向外供应电能和热能的电厂,效率较高,6070)火电厂的电能生产过程:1.燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽,称为燃烧系统。2.锅炉产生的蒸汽进入汽轮机,冲动机轮机的转子旋转,将热能转变为机械能,称为汽水系统。3.由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转,将机械能变为
3、电能,称为电气系统。(凝汽式火电厂电力生产过程)特点:1.火电厂布局灵活,装机容量的大小可按需要决定。2.火电厂的一次性建设投资少,单位容量的投资仅为同容量水电厂的一般左右,建造工期短,发电设备利用小时数较高。3.火电厂耗煤量大。4.火电厂动力设备繁多,发电组控制操作复杂,厂用电量和运行人员都多与水电厂,运行费用高。5.燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几小时到十几小时,并附加耗用大量燃料。6.火电厂担负调峰、调频或事故备用时,相应的事故增多,强迫停运率增高,厂用电率增高。7.火电厂的各种排放物对环境污染较大。1-2 简述水电厂的分类,其电能生产过程及其特点 答:水电厂的分类:一:按集中落
4、差的方式分:1.堤坝式水电厂(坝后式和河床式,根据厂房位子)在落差较大的适宜地段拦河建坝,形成水库将水积蓄起来,抬高上游水位.2.引水式水电厂:在山区水流湍急的河道上,或河床坡度较陡的地方,由引水渠道造成水头,而且一般不需修坝或只低堰,适用于水头很高的情况。3.混合式水电厂:在适宜开发的河段拦河筑坝,坝上游河段的落差由坝集中,坝下游河段的落差由压力引水道集中,而水电厂的水头则由这两部分落差共同形成。二:按径流调节的程度分:1.无调节水电厂(如果水电厂取水口上游没有打的水库,就不能对径流进行调节以适应水电厂用水要求)2.有调节水电厂(上游有较大的水库,能按照水电厂的用水要求对天然来水流量进行调节
5、)(日调节水电厂,年调节水电厂,多年调节水电厂)。水电厂的特点:1.可综合利用水能资源(除发电外,还有防洪、灌溉、航运、供水、养殖及旅游,并且可以将一天河流分为若干河段分别修建水利枢纽,实行梯级开发)2.发电成本低,效率高 3.运行灵活(设备简单易于实现自动化,机组启动快,适于承担系统的调峰,调频和作为事故备用)4.水能可储蓄和调节 5.水力发电不污染环境 6.水电厂建设投资较大,工期较长 7.水电厂建设和生产都收到河流的地形,水量及季节气象条件限制,因此发电量也受到水文气象条件的制约,有丰水期和枯水期之别,因而发电部均衡 8.由于水库的兴建,土地淹没,移民搬迁,给农业生产带来一些不利,还可能
6、在一定程度上破坏自然界的生态平衡 水电厂基本的生产过程是:从河流较高处或水库内引水,利用水的压力或流速冲动水轮机旋转,将水能转变成机械能,然后由水轮机带动发电机旋转,讲机械能转换成电能。1-3 简述抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其效益 答:作用:1.调峰(电力系统峰荷的上升与下降变动比较强烈,抽水蓄能机组响应符合应动的能力很强,能够跟踪负荷的变化,在白天适合担任电力系统峰荷中的尖峰部分)2.填谷(在夜间或者周末,抽水蓄能电厂利用电力系统富裕电能抽水,使火电机组不必降低输出功率和保持在热效率较高的区间运行,从而节省燃料,并提高电力系统运行的稳定性)(特色)3.事故备用(启动灵活,迅速)4.调频
7、 5.调相 6.黑启动(在黑启动刚开始时,无需外来电源支持能迅速自动完成机组的自启动,并想部分电力系统供电)7.蓄能(水能借助抽水蓄能电厂的上游水库储存,把下游的水抽到上游水库,以位能形式储存起来)效益:1.容量效益(在电力系统负荷出现高峰时,大型抽水蓄能电厂可以像火电厂一样发电,能有效地担负电力系统的工作容量和备用容量,减少电力系统对火电机组的装机容量要求,从而实现节省火电设备的投资和运行费用)2.节能效益 3 环保效益(燃煤含硫大于 1的电厂必须安装脱硫装置)4 动态效益(可归纳为调频,调相,快速负荷跟踪,事故备用,提高供电可靠性和黑启动)5.提高火电设备利用率 6,对环境没有污染课美化环
8、境 1-9 简述 300MW 发电机电气主接线的特点及主要设备 答:特点:1 发电机与主变压器的连接采用发电机-变压器单元接线,无发电机出口断路器和隔离开关 2.在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器,供给厂用电 3.在发电机出口侧,通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器 4 在发电机出口侧和中性点侧没相装有电流互感器 4 只。5.发电机中性点接有中性点接地变压器 6.高压厂用变压器高压侧,每相装有电流互感器 4 只。主要电气设备:1.发电机(额定功率 300MW,额定电压为 20KV,额定电流为 10189A,COS=0.85,额定转速为 3000r/min)2.主变压器(额定容量为
9、360MV A,额定电压为 242+/-2*2.5、20KV,额定电流为 858.9/10392.3A,联结组号为 YNd11,0=177,0%=0.3,=809,%=11。)3.高压厂用变压器(额定容量为 40/20-20MW A,额定电压为 20+/-2*2.5/6.3-6.3KV,联结组号为 Dd12d12。4 电压互感器 5.高压熔断器(RN4-20,额定电压为 20KV,额定电流为 0.35A,最大开断电流有效值为 20KA,三相最大开断容量为 4500MV A)6.电流互感器(LGD-20 型,变比为 12000/5A)7.中性点接地变压器(形式为干式,单相,额定电压为20KV/0
10、.23KV,额定容量为 25KV A,二次侧负载电阻为 0.50.6,实际为高电阻接地方式,用来限制电容电流)1-10 简述 600MW 发电机组电气主接线的特点及其主要设备 答:特点:1.发电机与主变压器的连接采用发电机变压器单元接线,发电机和主变压器之间没有断路器与隔离开关。根据实际情况发电机和主电压器之间可设置断路器和隔离开关,但需技术经济分析论证确定。2.主变压器采用三相双绕组变压器,低压侧绕组接成三角型,高压侧绕组接成星型,高压器高压侧中性点接地方式为直接接地。3。在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器和一台高压公用变压器,供给厂用电。4.在发电机出口侧,通过高压熔断器接有三组电压互
11、感器 和一组避雷器。5.在发电机出口侧和中性点侧,每相装有电流互感器 4 只。6.发电机中性点接有中性点接地变压器。7.高压厂用变压器高压侧,每相配置套管式电流互感器 3 只。8.主变压器高压侧每相各配置套管式电流互感器 3 只,中性点配置电流互感器 1 只。主要电气设备:1.发电机(额定功率为 600MW,额定电压为 20KV,额定电流为 19245A,COS=0.9,额定转速为 3000r/min)2.主变压器(三相双绕组变压器,额定容量为 720MV A。额定电压为 550/20KV,调压范围为 550/3(1+3 2.5),额定电流为 755.8/20784.6A(高压/低压),联结组
12、号 YNd11,0=278.4,0%=0.12,=1280,%=13.5)。3.电压厂用变压器(额定容量为 50/31.531.5MV A,额定电压为 20+/-8*1.25/6.36.3KV,联结组号 Dyn1yn1)4.电压互感器 5.电流互感器(LRD-20 型,变比为 12000/5A)6.中性点接地变压器(干式,单相,额定电压为 20/0.35KV,额定容量为 25KV A,其二次侧接负载电阻值为 0.50.6)7.高压熔断器(RN4-20 型,额定电压为 20KV,额定电流为 0.35A,最大开断电流有效值为 20KA,三相最大开断容量为 4500MV A)8.避雷器(FCD2-2
13、0 型)2-4 屋内配电装置中,安装有 100mm*10mm 的矩形铝导体,导体正常运行温度为=70,周围空气温度为0=25。试计算该导体的载流量。答:无风无日照时导体的载流量为I=1+1.求交流电阻 R。温度 20时的铝的电阻率20=0.029 2/。铝的电阻温度系数=0.004031。当温度为 70时,1000m 长铝导体的直流电阻为=1000201+(20)=10000.029 1+0.00403(70 20)100 10=0.0348435()对于=500.00348435=119.79及=1,集肤系数=1.05,则每米长导体的交流电阻为 R=1.05 0.0348435 103=0.
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