变电运行现场技术问答资料

变电运行现场技术问答

第一章基础知识 (1)

第二章一次设备 (41)

一、变压器部分 (41)

二、并联电抗器 (58)

三、互感器 (62)

四、断路器 (72)

五、隔离开关 (103)

六、阻波器、耦合电容器、结合滤波器 (107)

七、无功补偿装置 (108)

八、母线 (118)

九、绝缘子 (120)

十、过电压 (122)

第三章继电保护及自动化装置 (133)

一、基础知识 (133)

第四章综合自动化 (135)

第五章现场知识 (135)

一、设备巡视 (135)

四、事故处理 (143)

第六章安全知识 (172)

第七章综合管理 (172)

第一章基础知识

1. 什么叫电路 ?

答 :

电路就是电流流通的路径。它是由电源、负载 ( 用电设备 ) 、连接导线以及控制电器等组成。

电源 : 是产生电能的设备 , 它的作用是将其它形式的能量 ( 如化学能、热能、机械能、原子能等 ) 转变成电能 , 并向用电设备供给能量。

负载 : 是各种用电设备。它的作用是将电能转变为其它形式的能量。

连接导线 : 它把电源和负载联成一个闭合通路 , 起着传输和分配电能的作用。

控制电器 : 其作用是执行控制任务和保护电器设备。

2. 什么叫线性电路 ?

答 :

线性电路是指由线性元件所组成的电路。例如电阻是线性元件 , 其阻值是常数 , 与外加电压、电流数值无关。

3. 什么叫非线性元件 ? 什么叫非线性电路 ?

答 :

若流过元件的电流与外加电压不成比例 ,则这样的元件就称为非线性元件。含有非线性元件的电路称

为非线性电路。

4. 什么叫电荷 ?

答 :

电的量度 , 习惯上也把带电体本身简称电荷。电子是其最小单元。任何物体都含有大量的极微小带正电和带负电质点 , 在正常条件下 , 这些带正电和带负电质点在数值上是相等的。由于某种原因 , 使负

电荷多于 ( 或少于 ) 正电荷 , 因而这个物体便带负电 ( 或带正电 ) 。电荷以字母 Q 表示 , 单位为

库仑 (C), 一个电子的电荷 Q =1.6 × 10-9Co

5. 什么叫电流 ? 什么叫电流强度 ?

答 :

通常把电荷的有规律运动称为电流。

电流强度是表示电流大小的一个物理量 , 指单位时间穿过导体截面积的电荷 , 以字母 I 表示 , 单

位为安培 (A), 简称安。习惯上往往把电流强度简称电流。

6. 什么叫电位 ? 什么叫电压 ?

答 :

电场中某点的电位 , 在数值上等于单位正电荷沿任意路径从该点移至无限远处的过程中电场力所做

的功, 其单位为伏特 , 简称伏 , 用字母 V 表示。

静电场或电路中两点间的电位差称为电压。其数值等于单位正电荷在电场力的作用下 ,从一点移动到另一点所做的功 , 以字母 U 表示 , 单位为伏特 , 简称伏。

7. 什么叫电阻和电阻率 ?

答 :

将电荷在导体内定向运动所受到的阻碍作用称为导体的电阻 , 以字母 R 或 r 表示 ,单位为欧姆(Ω), 简称欧。

电阻率又叫电阻系数或比电阻。是衡量物质导电性能好坏的一个物理量 , 以字母ρ表示 , 单位为

Q .mm2/m。电阻率在数值上等于用该物质做的长 lm, 截面积为 1mm2的导线 , 在温度为 20 ℃时的电阻值。电阻率愈大 , 则物质的电阻愈大 , 导电性能愈低。

8. 什么叫电导和电导率 ?

答 :

物体传导电流的本能叫做电导。在直流电路里 , 电导的大小用电阻值的倒数衡量 ,以字母 G 表示 , 单位为西门子 (S) 。

电导率又叫电导系数 , 也是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。其大小用电阻率的倒数来衡量 , 以字母γ表示 , 单位为 (S/m) 。

9. 什么叫介电系数ε ?

答 : 介电系数ε是表示电介质在电场中极化性能的大小 ( 真空中的ε值为 1), 它影响到导体间的电容 , 在使用两层或多层不同介质时还影响到各层间电场强度的分布。

10. 什么叫电动势 ?

答 :

电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差 , 叫做电动势 , 其数值等于单位正电荷从电

源负极经电源内部移至正极时所做的功 , 以字母 E 表示 , 单位为伏特 (V) 。

11. 什么叫恒压源 ? 它有何特点 ?

答 :

在定电势源中 , 如果内阻 R 。很小 ( 与负载电阻比较 ), 则电源、端电压将不随负载而变 , 称为

恒压源。

恒压源的特点如下 :

(1) 恒压源的端电压在电源允许的范围内不随负载电流的变化 , 其外特性 U =f(I) 是一条平行于横坐标 (I) 的直线。l

(2) 恒压源电流的大小是由外电路的负载电阻 RL 决定的 , 即 I=Us/RLo 恒压源不允许短路 , 否则输出电流趋向无限大而把电源烧坏。

恒压源是理想电源 , 实际上是不存在的。只有当电压源的内阻 R 。远小于负载电阻 RL时 , 可看作是恒压源。

12. 什么叫恒流源 ? 它有何特点 ?

答 :

在定激流源中 , 如果内电导很小 ( 即与负载比较 , 电源内阻很大 ), 则电源输出的电流将不随负载而变化 , 称为恒流源。恒流源的特点如下:

(1) 恒流源在电路中提供恒定的电流人 , 其值与负载电阻 RL 大小元关。

(2) 恒流源两端电压由外电路决定。

恒流源是理想元件 , 实际不存在。只有当电流源内阻 Rs 远大于负载电阻 RL 时 , 可近似看作是恒流源。

13. 什么叫自感和互感 ?

答 :

由线圈自身的电流变化而产生的感应电动势称为自感电动势。自感电动势的大小与电流的变化速度与线圈本身的结构及其周围的介质的导磁系数有关。为了计算方便 , 将线圈本身的匣数、几何形状、周围介质的导磁系数等因素综合起来 , 称为自感系数 , 简称自感或电感。其数值等于单位时间内 , 电流变化一个单位时由于自感而产生的电动势 , 以字母 L 表示 , 单位为亨利 ( 则 , 简称亨。有两只线圈互相靠近但没有电气联系 , 在第一只线圈中的电流所产生的磁通有一部分会与第二只线圈相环链。当第一只线圈中电流发生变化时 , 与第二只线圈环链的磁通也发生变化 , 在第二只线圈中产生感应电动势和感应电流 , 此感应电流反过来也会在第一只线圈中产生感应电势。这种现象叫做互感现象。两个线圈的交链磁通与产生交链磁通的电流之比称为两只线圈的互感系数 , 简称互感 , 以字母 M 表示 , 单位为亨利 (H), 简称亨。

14. 什么叫电感 ? 什么叫电容 ?

答 :

电感是自感与互感的统称。电容表示被介质分隔的两个任何形状的导体 , 在单位电压作用下 , 贮存电场能量 ( 电荷 ) 能力的一个参数 , 以字母 C 表示 , 单位为法拉 (F) 。电容在数值上等于导体所具有电量与两导体电位差 ( 电压 ) 之比值 , 即 :C =Q/Uo

15. 什么是感抗 ? 什么是容抗 ? 什么是阻抗 ?

答 :

当交流电流流过具有电感的电路时 , 电感有阻碍交流电流流过的作用 , 这种作用叫做感抗 , 以符号 XL 表示 , 单位为欧姆。感抗的大小可以表示为 XL=hiE= 叫。可见 XL 与频率 f 或角频率成正比。当交流电流过具有电容的电路时 , 电容有阻碍交流电流过的作用 , 这种作用叫做容抗 ,以符号 Xc 表

示 , 单位为欧姆。容抗的大小可以表示为 Xc=1/hjC=1/ ω C 。可见 Xc 与 f 或ω成反比。当交流电流过具有电阻、电感、电容的电路时 , 它们有阻碍交流电流过的作用 , 这种作用叫做阻抗 , 以字母 Z 表

z==

示 , 单位为欧姆。阻抗的大小可以表示为22

16. 什么叫直流电 ? 什么叫交流电 ?

答 :

大小和方向不随时间变化的电流称为直流 , 又称稳恒电流。交流又称交流电或交变电流 , 是指大小和方向随时间作周期性变化的电流。

17. 什么是正弦电流 ? 什么是非正弦电流 ?

答 :

正弦电流指随时间按正弦规律变化的交流电流。非正弦电流指不按正弦规律变化的交变电流称为非正弦电流。

18. 什么是脉动电流 ?

答 : 大小随时间变化而方向不变化的电流 , 称为脉动电流。

19. 什么叫频率 ? 什么叫周期 ?

答 :

将每秒钟内电流方向改变的次数称为交流电的频率 , 以字母 f 表示 , 单位为赫兹 ( Hz ) 或者 s-1, 简称赫。

交流电每变化一周所需要的时间称为周期 , 以字母 T 表示 , 单位为秒 (s) 。

20. 正弦量的三要素是什么 ? 各指什么含义 ?

答 :

正弦量的三要素是指正弦量的幅值、频率和初相位。幅值指的是正弦量的最大瞬时值 , 用大写字母加下标 "m" 表示。

频率 f 是正弦量在单位时间内重复的次数 , 在表达式中 , 一般用角频率ω来表示 ( ω =2πf) 。角频率表示单位时间所变化的弧度 , 单位为弧度 / 秒 (mdh) 。

初相位指计时起点 (t=0 时刻 ) 正弦量的相位角。初相位在这三要素中也非常重要 ,初相位不同 , 所体现的波形位置就不同。

21. 什么叫相位差 ?

答 :

相位差是反映两个同频率正弦量之间相位关系的一个量 , 等于两者的初相位之差

22. 什么叫平均值 ? 什么叫有效值 ?

答 :

交变电流的平均值是指在某段时间内流过电路的总电荷与该段时间的比值。正弦量的平均值通常指正半周内的平均值 , 它与最大值的关系是 : 平均值 =0.637 最大值。

有效值 : 在两个相同的电阻器中 , 分别通以直流电和交流电 , 如果在一个周期内 , 它们产生的

热量相等 , 那么就把此直流电的大小定为交流电的有效值。正弦电流的有效值等于它最大值的 JE/2 倍。在工程上 , 一般所说的正弦电压、电流的大小都是指有效值。

23. 什么叫功率 ? 什么叫有功功率 ? 什么叫无功功率 ? 什么叫视在功率 ? 什么叫电能 ?

答 :

将单位时间内所做的功称为功率。单位时间内的电能称为电功率。电功率可分为视在功率、有功功率和无功功率三种。

有功功率 : 指交流电瞬时功率在一个周期内平均值 , 故又称为平均功率 , 以字母 P 表示 , 单位为千瓦 (KW) 。它在电路中指电阻部分所消耗的功率 , 对电动机来说是指它的出力。

无功功率 : 在具有电感 ( 或电容 ) 的电路里 , 电感 ( 或电容 ) 在半周期的时间里把电源的能量变成磁场 ( 或电场 ) 的能量贮存起来 , 在另外半周期的时间里又把贮存的磁场( 或电场) 能量送还给电源。它们只是与电源进行能量交换 , 并没有真正消耗能量。把与电源交换能量的速率的振幅值叫做无功功率 , 以字母 Q 表示 , 单位为乏 var。

电动机、变压器等带有电感线圈的设备在运行中 , 建立交变磁场 , 进行着 " 电 " 、 " 磁 " 转换或 " 电磁能 " 和 " 机械能 " 转换的过程 , 在一个周波内吸收的功率和释放的功率相等 , 实际不消耗能量 , 这种功率叫做感性无功功率。

电容器等设备在交流电网中运行 , 在一个周波内 ( 不考虑有功损耗 ), 上半周波的充电功率和下半

周波的放电功率相等 , 实际没有消耗能量 , 这种充、放电功率叫做容性无功功率。

感性无功功率的电流相量滞后于电压相量 900 , 容性无功功率的电流相量超前电压相量 900。故常用容性无功功率补偿感性无功功率以减少电网元功负荷。这就是所谓电动机、变压器 " 吸收 " 元功电流而电容器 " 发 " 无功电流的道理。

视在功率 : 在具有电阻和电感、电容的电路内 , 电压有效值与电流有效值的乘积称为视在功率 , 以字母 S 或符号 Ps 表示 , 单位为伏安 (VA) 。

视在功率、有功功率、无功功率问满足 S2=P2+Q2。

电能 : 指在一段时间内 , 电源力 ( 电场力 ) 所做的功 , 用符号 W 表示 , 其单位是 J( 焦耳 ), 通常电能也以电量的形式千瓦·小时 (kw-h) 表示。

24. 什么叫功率因数 ?

答 :

有功功率 P 与视在功率 S 之比 , 称为功率因数 , 以 cosφ表示。

25. 什么叫相电压、相电流、线电压、线电流 ?

答 :

三相输电线 ( 火线 ) 与中性线间的电压称为相电压。三相输电线的每相负载中流过的电流称为相电流。三相输电线各线 ( 火线 ) 间的电压称为线电压。三相输电线各线中流过的电流称为线电流。线电压

( 电流 ) 的大小为相电压 ( 电流 ) 的倍。

26. 什么叫磁路 ?

答 : 在电工技术中 , 为了获得强磁场 , 常将线圈绕在铁芯上。由于铁磁物质的磁导率比周围空气的磁

导率大很多 , 所以磁力线分布可看成集中在铁磁物质内。通常 , 工程上把这种主要由铁磁物质所组成的 , 能使磁力线集中通过的整体称为磁路。 .

27. 什么叫磁场、磁感应强度 ?

答 :

在磁铁或载流导体周围空间的其他磁性物质或载流导体将会受到力作用 , 我们就说在磁铁或载流导

体周围的空间中存在着磁场。

磁感应强度是表示磁场强弱与方向的物理量 , 包括由电流产生的磁场和磁介质因磁化而产生的磁

场 , 在充满均匀磁介质情况下 , 由它决定磁场作用于磁性物质 ( 或载流导体 ) 上的作用力。以字母 B 表示 , 单位为斯特拉 (T) 、高斯 (Gs) 。

28. 什么叫磁力线 ?

答 :

为了直观地描绘磁场 , 人们在磁场中常画出一种几何曲线 , 称磁力线。画磁力线时要求磁力线上每点的切线方向和这一点的磁感应强度方向一致 , 并使通过垂直于磁场单位面积(cm2) 的线数等于 ( 或

正比于 ) 该点磁感应强度的数值。所以磁力线不仅可以表示磁场的方向 , 而且还可以反映出磁场的强弱。磁力线具有以下性质 :

(1) 磁力线总是环绕电流闭合的 , 是无头无尾的 , 它不同于发自正电荷、终止于负电荷的有头有尾的电力线。

(2) 磁力线总是互不相交的 , 因为磁场中某点的磁场方向只有一个。

29. 什么叫磁通 ? 什么叫磁通密度 ?

答 :

磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积称为磁通 , 以字母φ表示 , 单位为韦伯 (Wb) 、麦克斯

韦 (Mx),1MX=10-8Wbo

单位面积上所通过的磁通的大小叫磁通密度 , 以字母 B 表示 , 单位为斯特拉 (T) 、高斯 (Gs), 其中 1T=1Wb/m2,lQ=10-4T 。磁通密度和磁感应强度在数值上是相等的。

30. 什么叫磁场强度 ?

答 :

磁场强度也是表示磁场强弱与方向的一个物理量 , 但它不包括磁介质因磁化产生的磁场 , 以字母 H 表示 , 单位为安 / 米 (A/m) 、奥斯特。磁场强度的大小在数值上等于磁感应强度与导磁率之比。

31. 什么叫磁通势 ?

答 :

在电路中产生电流的源称为电动势 , 同样在磁路中产生磁通的源称为磁通势 , 又称磁动势 , 以字母 F 表示 , 单位为安匝。磁通势的大小等于绕在磁路上的线圈匝数乘以流过线圈的电流。

32. 什么叫磁阻 ?

答 :

与电阻的意义相仿 , 磁阻是表示磁路对磁通所起的阻碍作用 , 以符号 Rm 表示 , 单位为每亨

（H-I) 。

33. 什么叫导磁率 ?

答 :

导磁率又称导磁系数 , 是衡量物质导磁性能的一个系数 , 以字母μ表示 , 单位为亨 / 米

(H/m) 。

34. 什么叫电磁力 ?

答 :

载流导体在外磁场中将受到力的作用 , 这种力称为电磁力。

35. 什么叫涡流 ?

答 :

放在变化磁场中的导电物质内部会产生感应电流 , 以反抗磁通的变化 , 这种感应电流称为涡流。

36. 什么叫剩磁 ?

答 :

剩磁是铁磁体的一种性质。将铁磁体放在磁场中 , 当磁场移去后 , 铁磁体仍保持一定的磁性( 磁感应 ) 称为剩磁。永久磁铁就是利用铁磁体的这种剩磁性质制成的。

37. 什么是磁滞回线 ?

答 :

当磁化磁场作周期性的变化时 , 铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合曲线 , 这条闭合曲线称为磁滞回线 , 如图 1"1 所示。

38. 什么是基本磁化曲线 ?

答 :

铁磁体的磁滞回线的形状是与磁感应强度 ( 或磁场强度 ) 的最大值有关。在画磁滞回线时 , 如果对磁感应强度 ( 或磁场强度 ) 最大值取不同的数值 , 就得到一系列的磁滞回线 , 连接这些回线顶点的曲线叫基本磁化曲线 , 也叫做正常磁化曲线或实用磁化曲线 , 如图 1 · 2 所示。

图1-1 磁滞回线

图1 · 2 基本磁化曲线

39. 什么叫磁滞损耗 ?

答 :

放在交变外磁场中的铁磁体 , 因磁滞现象而产生一些功率损耗使铁磁体发热 , 这种损耗叫做磁滞

损耗。

40. 什么叫电场 ? 什么叫电场强度 ?

答 :

在带电体周围的空间引人其他带电体时 , 被引人的带电体将受到力的作用 , 我们就说在带电体周

围的空间中存在电场。电场强度是表示电场作用于带电体上的作用力的大小与方向的一个物理量 , 以字母 E 表示 , 单位为伏 / 米 (V/m) 。

41. 什么是电力线 ?

答 :

为了直观而形象地描绘电场 , 人们在电场中画出的一种几何曲线 , 称为电力线。在静电场中 , 电力线总是从正电荷出发 , 终止于负电荷 , 不闭合、不中断、不相交。

42. 高压设备地面的最大场强 Em 大约在什么范围 ?

答 :

220KV 电压等级的地面 Em=3KV/m；330KV 等级的 Em=5～8KV/m；500KV 等级的 Em=7～1OKV/m；1000 KV 等级的 Em=9～15KV/m。

43. 变电站内空间场强的分布规律如何 ?

答 :

表 1-1 是设备旁离地面 1.5m 高处最大场强。表 1 · 1

各设备边缘离地1.5m 高处的最大场强 (kvfm)

从对测量结果的分析可以找出变电站内场强分布的一些规律, 例如 :

(1) 同平行输电线下的场强分布类似 , 各配电间隔里的相间场强低于相外场强 , 最大场强常出现

于边相外 1～4m 处。当相邻间隔为同相序排列时 , 异名相导线对间隔之间的电场有削弱作用 ; 反之 , 同名相的母线、引线的存在 , 将增强其下方的电场。

(2) 电气设备的高压带电部分离地愈近或尺寸愈大时 , 地面附近场强愈高。如表 1-1| 中 , 因断路器头部尺寸较大 , 使其旁边靠近地面处的场强偏大 ; 而整个都处在高电位的串补站的尺寸更大 , 因此其下方的场强也更大些 ; 电流互感器的一次绕组下伸到瓷套的底部 , 离地很近 , 它的附近也常常是变

电站里出现最大场强的地方之一。

(3) 油箱、构架、底座等金属接地物都有明显的屏蔽作用。因此 , 表中在变压器等油箱附近的场强 , 通常是同一变电站里各设备旁场强中最低者。

44. 电场影晌的标准如何 ?

答 :

电场影响的标准 , 大多数国家要求控制在 1OKV/m 以下 , 对于变电站开关场 , 个别地点也不应超

过 15KV/m。

45. 什么叫静电感应 ?

答 :

导体在电荷形成的电场的作用下感应带电 , 靠近电荷的一端感生与它符号相反的电荷 , 另一端则感

生与它符号相同的电荷 , 这种导体内的电荷受到外电场作用重新分布的现象叫做静电感应。如图 13 所示。

图 13 空间绝缘导体在高

电场作用下的物理现象

46. 静电的危害主要表现在哪些方菌 ?

答 :

(1) 引起爆炸和火灾。静电的电量虽然不大 , 但电压却很高 , 容易发生放电 , 出现静电火花。在

有可燃液体的作业场所 , 静电火花可能引起火灾 ; 在有由易燃物品形成爆炸性混合物的场所 , 静电火

花可能引起爆炸。

(2) 静电电击。虽然静电的能量很小 , 由此引起的电击不致直接使人丧命 , 但却能导致受击者坠落、摔倒 , 引起二次事故 , 电击还能使人精神紧张 , 妨碍工作。

(3) 静电妨碍生产的正常进行。静电对有些电子控制设备产生干扰 , 影响正常调控运行。

47. 什么叫感应电压 ?

答 :

变电站 500KV 带电导体是产生静电感应的主要根源 , 在其下面有一个对地绝缘的导体 ( 被感应物

体 ), 如图 14 所示。带电导体 1 与被感应物体 2 之间具有极间电容 , 记作 Cl20 被感应物体 2 与地

之间具有对地电容 , 记作 Cmo 假设带电导体的对地电压为 U1( 工频、有效值 ), 由于电容搞合的作用 , 被感应物体出现了感应电压 U2, 根据电容分压原理 , 感应电压 U2 可表示为

48. 什么是感应电流 ?

答 :

当人体接触图 14 中被感应物体时 , 由于标准的人体电阻一般为 1000 ～1500Ω左右 , 它与被感

应物体 2 与地之间的容抗 X20相比 , 小得多 , 可以忽略不计。此时相当于将被感应物体直接接地 , 因

此带电导体通过容抗 X12瞬间 , 先有一个暂态电流 , 它是由于原来积蓄在被感应物体上的电荷 ( 对地电

容 Cm 的充电电荷 ) 通过人体被释放而形成的瞬间电流。达到稳定后 , 还有一个工频稳态电流流过人

体 , 它是由于带电导体对地电容形成的电容电流。将在高电场中人体接触被感应物体时流过人体的稳态

电流称为感应电流。感应电流的大小标志着稳态电击的严重程度。由于它是人手接触被感应物体时相当于被感应物体对地短路而产生的电流 , 故又称为短路电流。

49. 暂态感应电流对人体是否有影晌 ?

答 :

暂态感应电流是由于被感应物体本身积蓄的电荷对人体放电的结果 , 它对于人体的影响可以用能量

来表示。研究结果表明 , 暂态电击造成人体死亡所需要的能量约为 3 J。在这样大的能量之下, 会引起

人体心脏纤维性颤动 , 使人致死。但是在 500kV 变电所中通常很难有积蓄 30J 能量的被感应物体。例

如变电所内特大车辆的对地电容约 3 侧 pF, 当其感应电压达到 15KV 时 , 所积蓄的能量仅有 0.675J, 比造成人体死亡的 30J 能量小得很多。我国电力科学研究院采用雨伞进行暂态感应电流试验 , 当感应电压为 8.6 kV , 伞的对地电容为 47pF时 , 感应的能量约为 3.5 时 , 这时人接触雨伞有严重刺疼的感觉。因此 , 暂态感应电流对人体的影响主要是感觉反应。被感应物体积蓄的能量从 0.5mJ 开始 , 一直到接近30J为止 , 都会使人体有所感觉 , 产生感觉反应的范围很广。综上所述 , 由于暂态感应电流作用时间极短 , 而且被感应物体不可能积蓄那么大的能量 , 所以它对人身没有危险。但在高电场作用下暂态感应电流对人体的影响却比较大 , 主要表现在以下两个方面 :

(1) 在高电场中如果被感应物体的感应电压数值比较高时 , 虽然人体并没有接触被感应物体 , 但被感应物体仍会经过小空气间隙对人体放电 ( 参考第 70 条 ) 。

(2) 人体站立在高电场中不接触任何带电物体和被感应物体 , 但是会出现毛发竖立 , 手臂与衣服之间有刺痛的感觉 , 人的头发对帽子 , 脚部对鞋子都会产生放电现象。

50. 稳态感应电流对人体有何影晌 ?

答 :

稳态感应电流是被感应物体的电容电流 , 它是 5OHz 的工频电流。其对人体的影响归纳起来有以下三点。

(1) 工频电流为 1mA 时 , 人体有感觉 , 通常称为感觉电流。

(2) 工频电流为5mA及以下时 , 人体可以摆脱带电体 , 通常成为摆脱电流

（3）工频电流为25mA时 , 人体有剧烈疼痛的感觉 , 肌肉收缩、呼吸困难 , 通常称为危险电流。

经过反复试验后发现 , 在高电场中稳态感应电流对人体的影响和低压电场差不多 ; 电流密度对人

体也有影响。例如在人的脚踩部位绕一圈细铜丝 , 人处在高电场中 , 此时既使流过人体的稳态感应电流

的数值很小 , 不到 0.2mA 时 , 远小于上述感觉电流 1mA 时 , 但由于电流密度比较大 , 超过了

0.3mA/mm2, 人体产生了强烈的刺痛感觉。试验结果见表 1-2。

表1-2

稳态感应电流对人体的影晌

在同样的条件下如果人体用手握住位于高电场下机构箱的门把手时, 由于接触面积增大 , 电流密

度明显减少 , 则感应电流达到 0.9mA 时 , 人体才有明显的刺痛感觉 , 感应电流的数值比表 1-3 中试

验值大了二倍多。由此可见 , 高电场中感应电流密度是影响人体感觉的因素之一。

51. 静电感应的主要影晌因素有哪些 ?

答 :

(1) 导线对地的距离 : 三相导线对地高度越高 , 相当于带电体离地面越远 , 则它在地面附近产生

的电场强度就越小。

（2）导线的相间距离 : 增大相间距离 , 就相当于把带电体扩大 , 平均电容增大 , 在地面附近产生的电场强度也就随之增大。

(3) 导线分裂根数 : 增加导线的分裂根数 , 使导线的等效直径加大 , 导线平均对地电容 t 增大 , 它产生的电场强度随之增加。

(4) 相邻平行回路导线的相序 : 同相序平行回路两个相邻相的地面电场强度最小值为 35KV/m; 反相序平行回路两个相邻相的地面电场强度最小值为 12.5KV/m, 是前者的 3.57 倍。因此 , 一般要求 500KV 变电所的各回路相序必须相同。

(5) 电气设备的影响 : 电气设备带电部分的头部和均压环尺寸对其周围静电感应影响较大 , 如均压环大的场强高 , 均压环小的场强低 ; 电流互感器附近的空间电场强度比较高 ; 在同一水平面上 , 设备支架高的电场强度低 , 设备支架低的电场强度高。另外 , 设备布置、接地围栏、各种屏蔽都对电场强度有影响。

52.500KV 变电站内部工作场所对噪声的允许标准有何规定 ?

答 :

500KV 变电站内部工作场 , 按不同的工作性质对噪声的不同要求 , 可以分为三类 :

第一类是主控制室、计算机室、通信室以及办公室。其中主控制室、计算机室、通信室内连续噪声一般应不大于 55dB 。办公室的标准不大于 60dB 。

第二类是 500kV 变电站内休息室。标准不大于 45dBo

第三类是 500KV 配电装置区域。其噪声标准见表 13。

表1 · 3

虫"KV 配电装置噪声允许标准 ( 画 ){A 声级 )

53. 什么是导体 ? 绝缘体 ? 半导体 ?

答 :

带电质点 ( 电子或离子 ) 能够自由移动的物体称为导体。电导率很小的物体称为绝缘体 , 又叫电介质。导电性能介于导体与绝缘体之间的物体称为半导体。

54. 什么叫绝缘材料 ?

答 :

绝缘材料也称电介质 , 是导电性很小的材料 , 按其物理性质可分为气体 ( 如空气、 SF6) 、液体( 如变压器油 ) 和固体 ( 如电瓷、电缆纸 ) 三类。按其化学组成可分为有机和无机两类。

55. 什么叫电流的热效应 ? 电流的磁效应 ? 电流的化学效应 ?

答 :

当电流通过导体时 , 由于电阻的存在 , 将产生功率损耗而引起发热 , 这种效应称为电流的热效应。

电流在其周围的空间产生磁场 , 这磁场将使载流导体或铁磁物质受到力的作用 , 这种效应称为电流的磁效应。

电流通过盐类、碱类和酸类的溶液时 , 能使它们分解 , 将电能转换为化学能或其他形式能量 , 这种作用称为电流的化学效应。

56. 什么叫电磁感应 ?

答 :

当环链着某一导体的磁通发生变化时 , 导体内就会感应出现电动势 , 这种现象称为电磁感应。因电磁感应产生的电动势又称为感应电动势。

57. 什么叫趋肤效应 ?

答 :

当高频电流通过导体时 , 电流将集中在导体表面流过。这种现象称为趋肤效应 , 又叫集肤效应。

58. 什么叫热电效应 ?

答 :

将两根不同的金属导线的两端分别连接起来。形成一闭合回路。若在其一端加热 , 另一端冷却 , 导

体中将产生电流 ; 此外 , 在一段均匀导线上如有很高的温度差存在时 , 导线两端会有电动势出现 ,

这些现象称为热电效应。

59. 什么叫光电效应 ?

答 : 光线被物质吸收 , 产生电的效应称为光电效应。

60. 什么是中性点位移 ?

答 :

当星形连接的负载不对称时 , 如果没有中线或中线阻抗较大 , 就会出现中性点电压 , 这样的现象

称为中性点位移。

61. 什么叫波阻抗 ?

答 :

电磁沿线路单方向传播时 , 行波电压与行波电流绝对值之比称为线路的波阻抗 , 又lLn称特征阻抗 ,

z 其中L0、C0分别为单位长度线路电感与电容。表 1-4 列出了不同电压用 Zc 表示。其值为

c

等级输电线路的波阻抗参考值。

表1-4

不同电压等级输电线路的波阻抗参考值

答 :

在中性点直接接地的系统中 , 若电力设备的外壳与变压器中性点零线引出线相连称 ' 为接零。

64. 什么是保护接地与保护接零 ?

答 :

保护接地多用在三相电源中性点不接地的供电系统中。将三相用电设备的外壳用导线和接地电阻相联就是保护接地。当人碰到一相因绝缘损坏已与金属外壳短路的电机 , 则此相电流将分两路入地 , 由于接地电阻远小于人体电阻 , 所以大部分电流通过接地电阻入地 ,流入人体电流微小 , 人身安全得以保证。

要求高压设备接地保护的接地电阻为 1～100 。

在动力和照明共用的低压三相四线供电系统中 , 电源中点接地 , 这时应采用保护接零 , 即把设备的外壳用导线和中线相连。假如设备与外壳相连 , 则该相导线即与中线形成短路 , 致使该相熔丝熔断 , 免除危险。

必须指出的是 , 同一配电线路中 , 不允许一部分设备接地 , 另一部分设备接中线。因为当接地设备的外壳碰线时 , 则该设备的外壳与相邻接零设备的外壳之间具有大小为相电压 U 的电位差 , 非常危险。

65. 什么是工作接地 ?

答 :

为保证电力设备和设施安全运行和满足正常故障要求而进行的接地 , 称为工作接地 , 如电源中性

点的直接接地或经消弧线圈接地以及防雷设备的接地等。工作接地要求的电阻值为 0.5～100 。

66. 什么是防雷接地 ?

答 :

防雷接地是为了让强大的雷电流安全导人地中 , 以减少雷电流流过时引起的电位升高。防雷接地的电阻值为 1～300 。

67. 中性点与零点、零线有何区别 ?

答 :

凡三相绕组的首端 ( 或尾端 ) 连接在一起的共同连接点 , 称电源中性点。当电源的中性点与接地装置有良好的连接时 , 该中性点便称为零点 ; 而由零点引出的导线 , 则称为零线。

68. 什么是尖端放电 ?

答 :

电荷在导体表面分布的情况取决于导体表面的形状。曲率半径越小的地方电荷越密集 , 形成的电场也越强 , 这样会使空气发生电离 , 在空气中产生大量的电子和离子。在一定的条件下会导致空气击穿而放电 , 这种现象称为尖端放电。

69. 什么叫电击 ?

答 :

在高压输电线路下或高压设备附近 , 当人接触电场中对地绝缘的物体时 , 可能会产生有刺痛感的电流 , 这种现象称为电击。

穿着绝缘鞋的人接触接地体或者触及具有不同感应电位的物体 , 也会产生这种现象。

70. 什么叫暂态电击 ? 什么叫稳态电击 ?

答 :

由静电感应产生的电击可分为两类 , 一类是暂态电击 , 一类是稳态电击。暂态电击是指人体接触受到静电感应的物体的瞬间 , 原来积蓄在被感应物体上的电荷通过人体释放 , 亦即由暂态电流造成的电击。暂态电击常伴随有火花放电发生。这是由于被感应物体的电压较高, 当人接近被感应物体但尚未完全接触时 , 其间的小空气间隙击穿而发生火花放电。这和人走过地毯后再接触门把手可能产生的静电放电相类似。

稳态电击是指人接触被感应物体后 , 由于被感应物体与高压带电体的电容相祸合 , 产生流过人体的持续工频电流造成的电击。

71. 什么叫气体放电 ?

答 :

气体介质在强电场作用下 , 失去绝缘能力而变成导电体 , 称为气体介质的击穿 , 也称为气体放电。

72. 什么叫冲击放电 ? 冲击放电有何特点 ?

答 :

几个或几十个微秒中瞬时作用的电压称为冲击电压 , 在冲击电压作用下的放电称为冲击放电。冲击放电有以下特点 :

(1) 冲击放电电压一般高于长时间放电电压 ( 通常称为静态放电电压 ) 。

(2) 放电电压有很大的分散性。

(3) 放电电压和放电时间有关 , 放电时间缩短 , 则放电电压增加。

73. 什么叫谐振 ?

答 :

所谓谐振 , 是指振荡回路的固有自振频率与外加电源频率相等或接近时出现一种周期性或准周期性的运行状态 , 其特征是某一个或几个谐波幅值将急剧上升。复杂的电感、电容电路可以有一系列的自振

频率 , 而非正弦电源则含有一系列的谐波 , 因此 , 只要某部分电 路的自振频率与电源的谐振频率之一相等 ( 或接近 ) 时 , 这部分电路就会出现谐振。

74. 什么叫线性谐振 ?

答 :

所谓线性谐振是指在由恒定电感、电容和电阻组成的回路中所产生的谐振 , 这是电 力系统中最简单的谐振形式。

75. 什么叫非线性谐振 ?

答 :

所谓非线性 ( 铁磁 ) 谐振是指在电力系统中 , 由于变压器、电压互感器、消弧线圈 等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压 , 它具有与线性谐 振过电压完全不同的特点和性能。

铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振 , 也可以是分次谐波谐振。其表现形式可能是 单相、两相或三相对地电压升高 , 或因低频摆动引起绝缘闪络或避雷器爆炸 ; 或产生高值零 序电压分量 , 出现虚幻接地现象和不正确的接地指示 ; 或者在电压互感器中出现过电流 , 引 起熔断器熔断或互感器烧毁 ; 还可能使小容量的异步电动机发生反转等现象。

76. 什么叫电平 ?

答 :

在计算和测量高频通道的衰耗时 , 需要用到电平的概念。电路中任一点的功率 PI 和另一点的功率 P2 之比的对数 , 称为电平 ( 相对电平 ) 。 电平的概念来源于声学。用两点功率之比的对数来定义电平 , 是因为人声音强弱的感觉符合对数规律的缘故。

将电平再放大 10 倍 , 称之为分贝 (dB), 即 dB=12

10p dB Lg p

77. 什么叫干扰 ? 有何危害 ?

答 :

在实际环境中必然存在着由自然因素或人为因素产生的电磁能量 , 电子设备在该环境中工作 , 这些电磁能量会通过一定的途径进入电子电路 , 产生电子设备正常工作所不需要 的信号 ; 此外电子设备内部也会产生影响正常工作的信号 , 我们把这一类信号称作电噪声 ( 简称噪声 ) 。影响电子电路正常工作的噪声称电磁干扰 , 简称干扰。

干扰产生于干扰源。在电力系统中 , 高压断路器和隔离开关拉合闸产生的电弧 , 空载母 线或线路的投入 , 变压器并联电容器组、串补电容器和并联电抗器的操作 , 直流回路的操 作 , 雷击、短路故障、电晕、绝缘子的闪络 , 控制装置、保护装置动作等都是干扰源。干扰 源的电压或电流通过电磁感应、静电感应及传导作用 , 经由装置的输出、输入和电源回路进 入继电保护装置 , 就构成了对继电保护装置的干扰。

二次回路出现的干扰具有幅值高 ( 电压高达数千伏 ) 、频率高 ( 达 1OKHz ～3MHz) 、干扰 持续的时间短 ( μs 级或 ms 级 ) 等特点 , 这样的干扰侵入继电保护装置可能会引起继电保护 误动或拒动 , 危机电力系统的正常运行和安全。

78. 什么叫电晕 ? 它有何危害 ?

答 :

在极不均匀的电场的气隙中 , 随着外加电压的提高 , 在曲率半径小的电极附近将出现浅蓝色的晕光 , 这种现象叫电晕 u 发生电晕的起始电压称为电晕起始电压。电晕发生时 , 除了有晕光、芒光以外 , 还伴有吱吱的放电声 , 并产生臭氧等。电晕放电时 , 电晕电流是一 个断断续续的高频脉冲电流。电晕会引起功率衰耗 , 并对无线电通信产生严重干扰 , 所以常 用分裂导线、扩径导线或空芯导线等增大半径的方法来减少电晕。导线电晕产生的少量臭氧 (03) 和氮的氧化物 (NO x ) 对周围环境也将形成污染。

79. 电晕对导线上波过程有何影晌 ?

答 :

雷击导线时 , 雷电流的幅值可达数十千安至数百千安。即使以 1OKA 计 , 它在导线上所造成的电压可达 1 刷町 , 因此 , 在雷电作用时导线上会产生极为强烈的冲击电晕。由冲击电晕引起的损耗可以使波在传播过程中产生强烈的衰减和变形。由冲击电晕造成导线等值半径的增大 , 可以使受击导线的自波阻下降 , 而导线间的互波阻却不改变 , 因此 , 这将使导线间的藕合系数增大。这些都是防雷保护设计中的有利因素。

80. 电晕有哪几种现象 ?

答 :

(1) 电晕可昕噪音。当导线周围的空气发生游离 , 产生电晕现象时 , 被游离分子的电子在电场作用下高速地运动 , 不断与其他分子发生碰撞 , 因而伴随着嘶嘶的电晕可昕噪音。

(2) 电晕腐蚀。当导线表面的气体发生游离放电时 , 会使周围空气中产生 NO2气体 , 它与导线表面的空气中的水雾接触 , 形成了腐蚀的酸类——硝酸 , 硝酸会在导线表面与铝化合 , 形成硝酸铝等化合物 , 使铝导线光洁的外表面受到腐蚀 , 这就是电晕腐蚀现象。

(3) 电晕损耗。当导线实际工作电压 U 与起始电晕电压 Uo 的比值为 1.05～1.1 时 , 导线传输效率会降低 5% 左右。只有当 U 比 U0高得很多时 , 功率损耗才比较严重。由于一般总是把 U0选择得比较高 , 让 U0大于 U, 既使 U/Uo<1, 因此 , 相对输电线路而言 , 变电 ,所导线的电晕功率损耗是很轻的。

(4) 电晕无线电干扰。电晕元线电干扰是选择导线的重要因素之一。对应不同的干扰频率有不同的允许值 , 干扰频率为 lMHz 的电晕无线电干扰允许值为 42dB, 当 U/Uo≤0.9 时 ,其无线电干扰将低于允许标准。对 500KV 电压等级 , 导线实际可能达到的最高运行相电压 U=317.5 肌为满足上述电晕无线电干扰的要求 , 应使 Uo>352.8KV。

(5) 电晕发光。变电站电晕发光现象主要指在夜间。在超高压变电站导线的电晕效应以电晕无线电干扰为主 , 接下来的排序为电晕损耗、电 l 晕可昕声、电晕发光 , 其中电晕腐蚀的影响最轻 , 。

81. 什么是暂态超越 ?| 答 : 在超高压电网中发生短路时 , 暂态电流几乎可达到稳态短路电流幅值的两倍 , 而且由于时间常数很大 , 直流分量衰减很慢 , 这将使速断电流元件出现超范围动作的现象 , 即

所谓暂态超越。

82. 什么是电气设备的额定值 ?

答 :

任何一个电气设备 , 为了安全可靠地工作 , 都必须有一定的电流、电压和功率的限制和规定值。这种规定值就称为额定值。

83 什么是用电设备的效率 ?

答 :

由于能量在转换和传递过程中不可避免地有各种损耗 , 使输出功率 P2 总是小于输 | 人功率 PIO

为了衡量能量在转换或传递过程中的损耗程度 , 把 P2 与 P1 的比值称为用电设备的效率 , 用η

=(P2/P1) × 100% 表示。

84. 什么叫自然功率 ?

答 : 输电线路既能产生无功功率 ( 由于分布电容 ) 又能消耗元功功率 ( 由于串联阻抗 )。当线路上的这两种无功功率适能相互平衡时 , 将沿线路传递的固定有功功率 , 叫做线路的 " 自然功率 " 或 " 波

阻抗功率 " 。因为这种情况相当于在线路末端接入了一个波阻抗值的负荷。若传输的有功功率低于自然功率 , 线路将向系统传送出无功功率 ; 高于自然功率时 , 则将吸收系统的无功功率。不同电压等级线路的自然功率参考值如表 1-5 所示。

表16

备电压等级线路的自然功率参考值

85. 什么叫电力系统 ?

答 :

电力系统 : 指由发电厂 ( 不包括动力部分 ) 、变电站、输配电线路直到用户等在电气上相互联结的整体 , 它包括了从发电 , 输电 , 配电直到用电这样一个全过程。

86. 什么叫动力系统 ?

答 :

动力系统 : 指电力系统加上发电厂的动力部分、供热以及用热设备。发电厂的动力部分包括 :

(1) 火电厂的锅炉、汽轮机、燃气轮机、热网等。

(2) 水电厂的水库、水轮机。

(3) 原子能电厂的核反应堆锅炉、汽轮机等。

87. 什么叫电力网 ? 什么叫地方电力网 ? 什么叫区域性电力网 ?

答 : 电力网是指由输配电线路以及由它所联系起来的各类变电站的总称 , 简称电网。地方电力网是指电压等级一般不超过 110kV , 供电距离约在 100km 以内 , 主要是一般城

市、工矿区、农村的配电网络。

区域电力网是指把范围较广地区的发电厂联系起来 , 而且输电线路长、电压高、传输功率大、用户类型也较多的电力网。

88. 现代电网有哪些特点 ?

答 :

(1) 由坚强的超高压系统构成主网架。

(2) 各电网之间联系较强。

(3) 电压等级简化。

(4) 具有足够的调峰、调频、调压容量 , 能够实现自动发电控制。

(5) 具有较高的供电可靠性。

(6) 具有相应的安全稳定控制系统。

(7) 具有高度自动化的监控系统。

(8) 具有高度现代化的通信系统。

(9) 具有适应电力市场运营的技术支持系统。

(10) 有利于合理利用能源。

89. 区域电网互联的意义与作用是什么?

答 :

(1) 可以合理利用能源 , 加强环境保护 , 有利于电力工业的可持续发展。

(2) 可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组 , 有利于降低造价 , 节约能源 , 加快电力建设速度。

(3) 可以利用时差、温差、错开用电高峰 , 利用各地区用电的非同时性进行负荷调整 ,减少备用容量和装机容量。

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