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电气基础理论知识

2009-03-06  fenger

1.    涡流是怎样产生的?有何利弊?
答:置于变化磁场中的导电物体内部将产生感应电流,以反抗磁通的变化,这种电流以磁通的轴线为中心呈涡旋形态,故称涡流。
在电机中和变压器中,由于涡流存在,将使铁芯产生热损耗,同时,使磁场减弱,造成电气设备效率降低,容量不能充分利用,所以,多数交流电气设备的铁芯,都是用0.35或0.5毫米厚的硅钢片迭成,涡流在硅钢片间不能穿过,从而减少涡流的损耗。。
涡流的热效应也有有利一面,如可以利用它制成感应炉冶炼金属,可制成磁电式、感应式电工仪表,还有电度表中的阻尼器,也是利用磁场对涡流的力效应制成的。

2.    什么是趋表效应?趋表效应可否利用?
答:当直流电流通过导线时,电流在导线截面分布是均匀的,导线通过交流电流时,电流在导线截面的分布是不均匀的,中心处电流密度小,而靠近表面电流密度大,这种交流电流通过导线时趋于表面的现象叫趋表效应,也叫集肤效应。
考虑到交流电的趋表效应,为了有效地节约有色金属和便于散热,发电厂的大电流母线常用空心的槽形或菱形截面母线。高压输配电线路中,利用钢芯铝线代替铝绞线,这样既节约了铝导线,又增加了导线的机械强度。
趋表效应可以利用,如对金属进行表面淬火,对待处理的金属放在空心导线绕成的线圈中,线圈中通过高频电流,金属中就产生趋于表面的涡流,使金属表面温度急剧升高,达到表面淬火的目的。

3.    什么是正弦交流电?为什么普遍采用正弦交流电?
答:正弦交流电是指电路中的电流、电压及电势的大小都随着时间按正弦函数规律变化,这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流称交变电流,简称交流。
交流电可以通过变压器变换电压,在远距离输电时,通过升高电压可以减少线路损耗。而当使用时又可以通过降压变压器把高压变为低压,这既有利安全,又能降低对设备的绝缘要求。此外,交流电动机与直流电动机比较,则具有构造简单,造价低廉,维护简便等优点。在有些地方需要使用直流电,交流电又可通过整流设备将交流电变换为直流电,所以交流电目前获得了广泛地应用。

4.    什么是交流电的周期、频率和角频率?
答:交流电在变化过程中,它的瞬时值经过一次循环又变化到原来瞬时值所需要的时间,即交流电变化一个循环所需的时间,称为交流电的周期。
周期用符号T表示,单位为秒。周期越长交流电变化越慢,周期愈短,表明愈快。
交流电每秒种周期性变化的次数叫频率。用字母F表示,它的单位是周/秒,或者赫兹,用符号Hz表示。它的单位有赫兹,千赫、兆赫。
角频率与频率的区别在于它不用每秒钟变化的周数来表示交流电变化的快慢,而是用每秒种所变化的电气角度来表示。交流电变化一周其电角变化为360,360等于2π弧度,所以角频率与同期及频率的关系为:

5.    什么是交流电的相位,初相角和相位差?
答:交流电动势的波形是按正弦曲线变化的,其数学表达式为:e=EmSinωt。
上式表明在计时开始瞬间导体位于水平面时的情况。如果计时开始时导体不在水平面上,而是与中性面相差一个角,那么在t=0时,线圈中产生的感应电势为E=Emsinψ。
若转子以ω角度旋转,经过时间t后,转过ωt角度,此时线圈与中性面的夹角为:(ωt+ψ)
上式为正弦电势的一般表达式,也称作瞬时值表达式。式中:
ωT+ψ -----------------相位角,即相位;
  ψ ---------------初相角,即初相 。表示t=0时的相位。
在一台发电机中,常有几个线圈,由于线圈在磁场中的位置不同,因此它们的初相就不同,但是它们的频率是相同的。另外,在同一电路中,电压与电流的频率相同,但往往初相也是不同的,通常将两个同频率正弦量相位之差叫相位差。
6.    简述感抗、容抗、电抗和阻抗的意义。
答:交流电路的感抗,表示电感对正弦电流的限制作用。在纯电感交流电路中,电压有效值与电流有效值的比值称作感抗。用符号X表示。XL=U/I=ωL=2πfL。

上式表明,感抗的大小与交流电的频率有关,与线圈的电感有关。当f一定时,感抗XL与电感L成正比,当电感一定时,感抗与频率成正比。感抗的单位是欧姆。
纯电容交流电路中,电压与电流有效值的比值称做容抗,用符号XC表示。即:XC=U/I=1/2πfC。
在同样的电压作用下,容抗XC越大,则电流越小,说明容抗对电流有限制作用。容抗和电压频率、电容器的电容量均成反比。因频率越高,电压变化越快,电容器极板上的电荷变化速度越大,所以电流就越大;而电容越大,极板上储存的电荷就越多,当电压变化时,电路中移动的电荷就越多,故电流越大。
容抗的单位是欧姆。
应当注意,容抗只有在正弦交流电路中才有意义。另外需要指出,容抗不等于电压与电流的瞬时值之比。

7.    交流电的有功功率、无功功率和视在功率的意义是什么?
答:电流在电阻电路中,一个周期内所消耗的平均功率叫有功功率,用P表示,单位为瓦。
储能元件线圈或电容器与电源之间的能量交换,时而大,时而小,为了衡量它们能量交换的大小,用瞬时功率的最大值来表示,也就是交换能量的最大速率,称作无功功率,用Q表示,电感性无功功率用QL表示,电容性无功功率用QC表示,单位为乏。
在电感、电容同时存在的电路中,感性和容性无功互相补偿,电源供给的无功功率为二者之差,即电路的无功功率为:Q=QL-QC=UISinφ。

8.    什么叫有功?什么叫无功?
答:在交流电能的发、输、用过程中,用于转换成非电、磁形式的那部分能量叫有功。用于电路内电、磁场交换的那部分能量叫无功。

9.    什么是功率因数?提高功率因数的意义是什么?提高功率因数的措施有哪些?
答:功率因数COSφ,也叫力率,是有功功率和视在功率的比值,即COS=P/S。在一定的额定电压和额定电流下,功率因数越高,有功所占的比重越大,反之越低。
发电机的额定电压,电流是一定的,发电机的容量即为它的视在功率,如果发电机在额定容量下运行,其输出的有功功率的大小取决于负载的功率因数,功率因数低时,发电机的输出功率低,其容量得不到充分利用。
功率因数低,在输电线路上将引起较大的电压降和功率损耗。因当输电线输送功率一定时,线路中电流与功率因数成反比即I=P/COSφ,当功率因数降低时,电流增大,在输电线电阻电抗上压降增大,使负载端电压过低,严重时,影响设备正常运行,用户无法用电。此外,电阻上消耗的功率与电流平方成反比,电流增大要引起线损增加。
提高功率因数的措施有:
合理地选择和使用电气设备,用户的同步电动机可以提高功率因数,甚至可以使功率因数为负值,即进相运行。而感应电动机功率因数很低,尢其是空载和轻载运行时 ,所以应该避免感应电动机空载或轻载运行。
安装并联补偿电容器或静止补偿等设备,使电路中总的无功功率减少。

10.    什么是三相交流电源?它和单相交流电比有何优点?
答:由三个频率相同,振幅相等,相位依次互差120度电角度的交流电势组成的电源称为三相交流电源。它是由三相交流发电机产生的。日常生活中所用的单相交流电,实际上是由三相交流电的一相提供的,由单相发电机发出的单相交流电源现在已经很少采用。
三相交流电较单相交流电有很多优点,它在发电、输配电以及电能转换成机械能等方面都有明显的优越性。例如:制造三相发电机、变压器都较制造容量相同的单相发电机、变压器节省材料,而且构造简单,性能优良,又如,由同样材料所制造的三相电机,其容量比单相电机大50%,在输送同样功率的情况下,三相输电线较单相输电线可节省有色金属25%,而且电能损耗较单相输电时少。由于三相交流电有上述优点所以获得了广泛的应用。

11. 高压厂用系统发生单相接地时有没有什么危害?为什么规定接时间不允许超过两个小时?
答:当发生单相接地时,接地点的接电流是两个非故障相对地电容电流的向量和,而且这个接地电流在设计时是不准超过规定的。因此,发生单相接地时的接地电流对系统的正常运行基本上不受任何影响。
当发生单相接地时,系统线电压的大小和相位差仍维持不变,从而接在线电压上的电气设备的工作,并不因为某一相接地而受到破坏,同时,这种系统中相对地的绝缘水平是根据线电压设计的,虽然无故障相对地电压升高到线电压,对设备的绝缘并不构成危险。
为什么规定接地时间不允许超过两个小时,应从以下两点考虑:
(1) 电压互感器不符合制造标准不允许长期接地运行。
(2) 同时发生两相接地将造成相间短路。
鉴于以上两种原因,必须对单相接地运行时间有个限制,规定不超过2小时。
12. 6KV厂用电源备用分支联锁开关BK作用?
答:在BK投入时:
(1) 工作电源断开,备用分支联投;
(2) 保证工作电源在低电压时跳闸;
(3) 保证工作电源跳开后,备用分支电源联投到故障母线时将过电流保护时限短接,实现零秒跳闸起到后加速的作用;
(4) 能够保证6KV厂用电机低电压跳闸。
13. 断路器的灭弧方法有那几种?
答:断路器的灭弧方式大体分为:(1) 横吹灭弧式。(2) 纵吹灭弧式。(3) 纵横吹灭弧式。(4) 去离子栅灭弧式。
14. 禁止用刀闸进行那些操作?
答:(1) 带负荷拉合刀闸。(2) 拉合320KVA及以上的变压器充电电流。(3) 拉合6KV以下系统解列后两端电压差大于3℅的环流。(4) 雷雨天气拉合避雷器。
15. 过电压按产生原因可分几类,有何危害? 
答:(1)外过电压(又称大气过电压):直击雷过电压、感应雷过电压。(2)内过电压:工频过电压、操作过电压、谐振过电压。
 数值较高的过电压,可以使设备绝缘弱点处发生击穿和闪络从而破坏系统的正常运行。
16. 高压厂用母线低电压保护基本要求是什么?
答:(1)当电压互感器一次侧或二次侧断线时,保护装置不应误动,只发信号,但在电压回路断线期间,若母线真正失去电压(或电压下降至规定值)。保护装置应能正确动作。
(2)当电压互感器一次侧隔离开关因操作被断开时,保护装置不应误动。
(3)0.5秒和9秒的低电压保护的动作电压应分别整定。
 (4)接线中应采用能长期承受电压的时间继电器。
17. 断路器的拒动的原因有哪些?
答:(1) 直流回路断线。(2) 操作电压过低。 (3) 转换接点接触不良。 (4) 跳、合闸部分机械连杆有缺陷。 (5) 220KV开关液压异常。 (6) 220KVSF6开关气体压力低闭锁。 (7) 同期或同期闭锁回路故障。(8) 保护投入不正确。
18. 倒闸操作中应重点防止哪些误操作事故?
答:(1)误拉、误合断路器或隔离开关。2、带负荷拉、合隔离开关。3、带电挂接地线或带电合接地刀闸。4、带接地线或接地刀闸合闸。5非同期并列。
 除以上5点外,防止操作人员高空坠落、误入带电间隔、误登带电架构、避免人身触电,也是倒闸操作中须注意的重点。
19. 高压厂用系统接地有何现象?怎样选择?
答:(1)现象:
 a.警铃响,“母线接地”光字牌亮。
 b.母线绝缘监视电压表一相降低或为零,其它两相升高或为线电压。
 (2)处理:
 a.如接地同时有设备跳闸,应禁止强送。
 b.询问机、炉、燃等专业有无新启动设备或电机有无异常,如有,应瞬停一次进行选择。
 c.有备用设备的可切换为备用设备运行。
 d.按负荷由次要到主要的次序瞬停选择。
 e.切换为备用变运行,判断是否工作电源接地。
 f.经上述选择未找到故障点,应对厂用母线和开关等部位进行检查,但应严格遵守《电业安全工作规程》有关规定。
 g.如系母线电压互感器接地,可利用备用小车开关做人工接地,将电压互感器停电,小车拉出或一次刀闸拉开,通知检修处理。
 h.经选择未查出接地点,则证明母线接地,应停电处理。
 i.故障点消除后,恢复故障前运行方式。
 j.厂用单相接地运行时间不得超过两小时。
20. 快速熔断器熔断后怎样处理?
答:快速熔断器熔断后应作以下处理:
 (1) 快速熔断器熔断后,首先检查有关的直流回路有无短路现象。无故障或排除故障后,更换熔断器试投硅整流器。
 (2) 若熔断器熔断同时硅元件亦有击穿,应检查熔丝的电流规格是否符合规定,装配合适的熔断器后试投硅整流器。
 (3) 设备与回路均正常时,熔断器的熔断一般是因为多次的合闸电流冲击而造成的,此时,只要更换同容量的熔断器即可。

21. 熔断器选用的原则是什么?
答:(1)熔断器的保护特性必须与被保护对象的过载特性有良好的配合,使其在整个曲线范围内获得可靠的保护。
(2)熔断器的极限分断电流应大于或等于所保护回路可能出现的短路冲击电流的有效值,否则就不能获得可靠的保护。
 (3)在配电系统中,各级熔断器必须相互配合以实现选择性,一般要求前一级熔体比后一级熔体的额定电流大2-3倍,这样才能避免因发生越级动作而扩大停电范围。
 (4)有要求不高的电动机才采用熔断器作过载和短路保护,一般过载保护最宜用热继电器,而熔断器只作短路保护。
22. 厂用电系统操作一般有什么规定?
答:厂用电系统操作的规定如下:
 (1)厂用系统的倒闸操作和运行方式的改变,应按值长、值班长的命令,并通知有关人员。
 (2)除紧急操作与事故外,一切正常操作均应按规定填写操作票及复诵制度。
 (3)厂用系统的倒闸,一般应避免在高峰负荷或交接班时进行。操作当中不应交接班,只有当全部结束或告一段落时,方可进行交接班。
 (4) 新安装或进行过有可能变更相位作业的厂用系统,在受电与并列切换前,应检查相序,相位正确。
 (5) 厂用系统电源切换前,必须了解两侧电源系统的联结方式,若环网运行,应并列切换。若开环运行及事故情况下系统不清时,不得并列切换。
 (6) 倒闸操作考虑环并回路与变压器有无过载的可能,运行系统是否可靠及事故是否方便等。
 (7)开关拉、合操作中,应检查仪表变化,指示灯及有关信号,以验证开关动作的正确性。
23. 发电厂全厂停电事故处理的基本原则是什么?
答:全厂停电事故发生后,运行人员应该立即进行事故处理,并遵循下列基本原则:
 (1)从速限制发电厂内部的事故发展,消除事故根源并解除对人身和设备的威胁。
 (2)优先恢复厂用电系统的供电。 
 (3)尽量使失去电源的重要辅机首先恢复供电。 
 (4)应迅速积极与调度员联系,尽快恢复电源,安排机组重新启动。
24. 高压厂用工作电源跳闸有何现象?怎样处理?
答:(1)现象:
 a.警报响,工作电源开关跳闸。
 b.工作电源电流和电力表指示可能有冲击,开关跳闸后降为零。
 c.0.5秒和9秒低压保护可能动作。
 d.低压厂用工作电源和保安电源可能跳闸。
 (2)处理:
 a.如备用电源没联动,应立即手动投入。
 b.若低压厂用工作电源跳闸,备用电源未联动,应立即手动投入备用电源开关。
 c.若保安电源已跳闸,不论联动与否,均应迅速恢复正常运行,确保主机润滑油泵、密封油泵工作正常,如直流泵不联动,应强行启动直流油泵。
 d.检查保护动作情况,作好记录,复归信号掉牌。
 e.如高压厂用备用电源联动(或手投)后又跳闸,应查明原因并消除故障后,可再投一次备用电源开关。
 f.高压厂用母线电压不能恢复时,拉开本段各变压器和电动机开关,调整各负荷运行方式,保障供电。
 g.将本段全部小车拉出,进行检查和测定母线绝缘电阻,消除故障点后恢复送电。
 h.恢复低压厂用电源的正常运行方式。
25. 厂用电源事故处理有何原则?
答:发电厂厂用电源中断,将会引起停机、停炉甚至全厂停电事故。因此,厂用电源发生事故一般应按下列原则进行处理:
 (1) 当厂用工作电源因故跳闸,备用电源自动投入时,值班人员应检查厂用母线的 电压是否已恢复正常,并应将断路器的操作开关闪光复归至相对应位置,检查继电保护的动作情况,判明并找出故障原因。
 (2) 当工作电源跳闸,备用电源未自动投入时,值班人员可不经任何检查,立即强送备用电源一次。
 (3) 备用电源自动投入装置因故停用中,备用电源仍处于热备用状态,当厂用工作电源因故跳闸,值班人员可不经任何检查,立即强送备用电源一次。
 (4) 厂用电无备用电源时,当厂用电源因故跳闸而由继电保护装置动作情况判明并非是厂用电源内部故障,则应立即强送此电源一次。
 (5) 当备用电源投入又跳闸或无备用电源强投工作电源后又跳闸,不能再次强送电。这证明故障可能在母线上或因用电设备故障而越级跳闸。
(6) 询问机、炉有无拉不开或故障没跳闸的设备,
 (7) 将母线上的负荷全部停用,对母线进行外观检查。
 (8) 母线短时间内不能恢复送电时,应通知机、炉、燃专业启动备用设备,转移负荷。
 (9) 检查发现厂用母线有明显故障,对于具有两段母线的系统应停用故障段母线,加强对正常段母线的监视防止过负荷;对于单母线两半段用刀闸双跨的低压系统,应拉开双跨刀闸其中的一组,停用故障的半段母线,恢复正常半段母线的运行。
 (10) 有些母线故障可能影响某些厂用重要负荷造成被迫将发电机与系统解列事故,此时发电机按紧急事故停机处理,待母线故障消除后重新将发电机并列。
 (11) 母线故障造成被迫停机时,应设法保证安全停机电源的供电,以保证发电机 及汽轮机大轴和轴瓦的安全。
26. 电气事故处理的一般程序是什么?
答:(1) 根据信号、表计指示、继电保护动作情况及现场的外部象征,正确判断事故的性质。
 (2) 当事故对人身和设备造成严重威胁时,迅速解除;当发生火灾事故时,应通知消防人员,并进行必要的现场配合。
 (3) 迅速切除故障点(包括继电保护未动作者应手动执行)。
 (4) 优先调整和处理厂用电源的正常供电,同时对未直接受到事故影响的系统和机组及时调节,例如锅炉气压的调节,保护的切换,小系统频率及电压的调整等。
 (5) 对继电保护的动作情况和其它信号进行详细检查和分析,并对事故现场进行检查,以便进一步判断故障的性质和确定处理程序。
 (6) 进行针对性处理,逐步恢复设备运行。但应优先考虑重要用户供电的恢复,对故障设备应进行隔绝操作,并通知检修人员。
 (7) 恢复正常运行方式和设备的正常运行工况。
 (8) 进行妥善处理:包括事故情况及处理过程的记录,断路器故障跳闸的记录,继电保护动作情况的记录,低电压释放,设备的复置及直流系统电压的调节等。
27. 处理电气事故时哪些情况可自行处理?
答:下列情况可以自行处理:
 (1) 将直接对人员生命有威胁的设备停电。
 (2) 将已损坏的设备隔离。
 (3) 母线停电事故时,将该母线上的断路器拉开。
 (4) 当发电厂的厂用电系统部分或全部停电时,恢复其电源。
 (5) 整个发电厂或部分机组与系统解列,在具备同期并列条件时与系统同期并列。
 (6) 低频率或低电压事故时解列厂用电,紧急拉路等,处理后应将采取的措施和处理结果向调度详细汇报。
28. 全连式分相封闭母线有哪些优缺点?
答:有下列优点:
 (1) 封闭外壳消除了外界因素造成的母线短路的可能性,提高了运行的可靠性,减少了维护量。
 (2) 主母线产生的强磁场几乎全被封闭外壳所屏蔽,消除了母线附近钢构架的发热问题。
 (3) 由于外壳的屏蔽作用,短路电流通过时母线所承受的电动力只有裸露母线的20--30%,改善了母线及其支持绝缘子等设备的动稳定性。
 (4) 由于各相外壳等电位且与地相接,故对人身无影响。
 有下列缺点:
 (1) 封闭母线结构庞大,材料消耗量大而且外壳环流的电能损耗也很大。
 (2) 经济性较差。
29. 跳闸压板安装使用有哪些要求?
答:(1)使用压板时开口端必须向上,防止压板解除使用时固定螺丝压不紧自动投入造成保护误动作。
(2)如果使用YY1—D型压板把“+”电源或跳闸回路的来线接在开口侧,也就是上部,以防压板碰连。
(3)禁止使用一个压板控制两个回路,严防混用。
(4)压板安装时相互距离应保证在打开,投入压板时不会相互碰连。
(5)在压板投入前检查继电器接点位置是否正确,对于晶体管保护回路应用万用表测量
确无电压再投。
(6)压板应注明用途和名称。
(7)长期不用的压板应取下,短期不用的压板应拧紧。
30. 高压厂用系统一般采用何种接地方式?有何特点?
答:高压厂用系统一般采用中性点不接地方式,其主要特点是:
(1)发生单相接地故障时,流过故障点的电流为电容性电流。
(2)当厂用电(具有电气连系的)系统的单相接地电容电流小于10A 时,允许继续运行2小时,为处理故障赢得了时间。
(3)当厂用电系统单相接地电容电流大于10A 时,接地电弧不能自动消除,将产生较高的电弧接地过电压(可达额定相电压的3.5~3倍),并易发展为多相短路。接地保护应动作于跳闸,中断对厂用设备的供电。
(4)实现有选择性的接地保护比较困难,需要采用灵敏的零序方向保护。
(5)无须中性接地装置。
31. 低压厂用系统一般采用何种接地方式?有何特点?
答:低压厂用系统一般直接接地方式,其主要特点是单相接地时:
(1)中性点不发生位移,防止相电压出现不对称和超过380V。
(2)保护装置应立即动作于跳闸。
(3)对于采用熔断器保护的电动机,由于熔断器一相熔断,电动机会因两相运行而烧毁。
(4)为了获得足够的灵敏度,又要躲开电动机的启动电流,往往不能利用自动开关的过流瞬动脱扣器,必须加装零序电流互感器组成的单相接地保护。
(5)对于熔断器保护的电动机,为了满足馈线电缆末端单相接地短路电流大于熔断器额定电流的4倍,常需要加大电缆截面或改用四芯电缆,甚至采用自动开关作保护电器。
(6)正常运行时动力、照明、检修网络可以共用。
32. 在中性点不接地系统中为何要安装绝缘监察装置?
答:在中性点不接地系统中,当发生单相接地时由于非接地相对地电压升高,极有可能有发生第二点接地,即形成两点接地短路,尤其是发生电弧性间歇接地而引起网络过电压。因此要及时发现单相接地情况,既必须装设绝缘监察装置检查判别接地情况,并及时处理。
33. 熔断器的作用及有何特点?
答:熔断器是最简单的一种保护电器,它串联于电路中,是借容体电流超过限定值而融化、分断电路的一种用于过载和短路保护的电器熔断器最大特点是结构简单、体积小、重量轻、使用维护方便、价格低廉。由于可靠性高,故广泛使用在低压(1000V)系统中。在35KV及以下的高压系统中,则广泛用于保护电压互感器和小容量电器设备,在短路容量较小的电路中,熔断器配合负荷开关可以代替昂贵的高压熔断器。
34. 为什么运行人员要清楚了解本厂的电气一次接线与电力系统的连接? 
答:电气设备运行方式的变化都是和电气一次主接线分不开的,而运行方式又是运行人员在正常巡视检查设备、监盘调整、倒闸操作以及事故处理过程中用来分析、判断异常和事故的根据。
35. 在什么情况下容易发生操作过电压? 
答:(1)切、合电容器组或空载长线路。。
(2)断开空载变压器、电抗器、消弧线圈及同步电动机等
(3)在中性点不接地系统中,一相接地后,产生间歇性电弧等。
36. 隔离开关不允许进行哪些操作? 
答:隔离开关没有灭弧装置,严禁带负荷拉闸或合闸操作。
37. 什么叫做断路器的额定电流、额定电压? 
答:断路器的额定电压系指铭牌上所标注的电压,断路器应能长期在超过此电压10~15%的电压下工作,但不得超过断路器的最高允许电压。断路器的额定电流系指正常运行时,断路器允许的最大工作电流。
38. 什么叫断路器的开断电流及开断容量? 
答:开断电流是指在限定电压下,断路器无损地开断的最大电流。开断容量是指断路器无损地开断的最大容量。
39. 低电压运行又什么危害? 
答:(1)烧毁电动机。电压过低超过10%,将使电动机电流增大,线圈温度升高严重时甚至烧损电动机。
(2)灯发暗。电压降低5%,普通电灯的照度下降18%;电压降低10%,照度下降35%;电压降低20%,则日光灯不能启动。
(3)增大线损。在输送一定电力时,电压降低,电流相应增大,引起线损增大。
(4)降低电力系统的稳定性。由于电压降低,相应降低线路输送极限容量,因而降低了稳定性,电压过低可能发生电压崩溃事故。
(5)发电机出力降低。如果电压降低超过5%时,则发电机出力也要相应降低。
(6)电压降低,还会降低送、变电设备能力。
40. 按照触及带电体的方式,有哪三种触电情况? 
答:(1)单相触电:是指人体在地面或其他接地体上,人体的一部分触及到一相带电体的触电。
(2)两相触电:是指人体的两个部位同时触及两相带电体的触电。此时加于人体的电压比较高,所以对人的危害性甚大。
(3)跨步电压触电:在电气设备对地绝缘损坏之处,或在带电设备发生接地故障之处,就有电流流入地下,电流在接地点周围土壤中产生电压降,当人体走进接地点附近时,两脚之间便承受电压,于是人就遭到跨步电压而触电。
41. 什么叫保护接地和保护接零? 
答:保护接地是指把电气设备金属外壳、框架等通过接地装置与大地可靠的接地。在电源中性点不接地系统中,它是保护人身安全的重要措施。保护接零是在电源中性点接地的系统中,把电气设备的金属外壳、框架等与中性点引出的中线相连接,同时也是保护人身安全的重要措施。
42. 为什么摇测电缆绝缘前,先要对电缆进行放电? 
答:因为电缆线路相当于一个电容器,电缆运行时被充电,电缆停电后,电缆芯上积聚的电荷短时间内不能完全释放,此时若用手触及,则会使人触电,若接摇表,会使摇表损坏。所以摇测绝缘前,要先对地放电。
43. 母线系统发生铁磁谐振的现象与接地现象有何异同?有何后果? 
答:母线系统发生的铁磁谐振分并联铁磁谐振及串联铁磁谐振。并联铁磁谐振是指中性点不接地系统或小电流接地系统中,母线系统的对地电容与母线电磁电压互感器(一次中性点接地)的非线性电感组成谐振回路。串联铁磁谐振是指大电流接地系统中断路器断口均压电容与母线电磁电压互感器的非线性电感组成谐振回路。
 (1)铁磁谐振与接地现象的异同点:发生铁磁谐振时由于电源电压中的零序分量及高次分量的存在,也会出现接地信号,但系统中实际并无故障点。此时三相对地电压的变化与接地时的现象截然不同。
故障性质 相同点 不同点
接地 金属性一相接地。 有接地信号。 故障相相电压为零;非故障相相电压上升为线电压。
 非金属性接地。 一相(两相)电压低(不为零),另两相(一相)电压上升,接近线电压。
并联铁磁谐振 基波谐振(过电压≤3倍相电压)。 有接地信号。 一相电压下降(不为零),两相电压升高超过线电压或电压表到头;两相电压下降(不为零),一相电压升高或电压表到头。中性点位移到电压三角形外。
 分频谐振(过电压≤2倍相电压)。 三相对地电压依相序次序轮流升高,并在(1.2~1.4)倍相电压做低频摆动,大约每秒一次。中性点位移在电压三角形内。
 高频谐振(过电压≤4倍相电压)。 三相对地电压一起升高,远远超过线电压,或电压表到头。中性点位移到电压三角形外。
串联铁磁谐振 基波及1/3 f谐振(过电压≤3倍相电压)。 有接地信号。 三相线电压或一相、两相相电压同时大大超过额定值。
(2)铁磁谐振的后果:谐振产生时,系统将会出现过电压,并使绝缘薄弱处被击穿;避雷器放炮;母线电压互感器因铁芯迅速饱和而引起过电流而烧毁。
44. 交流接触器每小时操作次数要加以限制? 
答:因为交流接触器衔铁吸合前后的磁阻变化很大,而励磁电流是随着磁阻变化而相应变化的,衔铁吸合前的电流比吸合后的电流大几倍甚至十几倍,如果每小时操作次数太多,线圈将因频繁流过很大的电流而发热,温度升高,降低线圈的寿命,甚至使绝缘老化而烧毁。在额定电流下交流接触器每小时的开、合次数一般带有灭弧室的约为120~390次,不带灭弧室的为600次。
45. 操作跌落式保险器时应注意哪些现象? 
答:(1)拉开保险器时,一般先拉中相,次拉背风的边相,最后拉迎风的边相,合保险器时顺序相反。
(2)合保险时,不可用力过猛,当保险管与鸭嘴对正且距离鸭嘴80~100毫米时,在适当用力合上。
(3)合上保险器后,要用拉闸杆钩住保险鸭嘴上盖向下压两下,再轻轻试拉看是否合好。
46. 运行中电力电缆的温度和工作电压有哪些规定? 
答:电缆在运行中,由于电流在导体电阻中所产生的损耗、介质绝缘的损耗、铅皮及钢甲受磁感应作用产生的涡流损耗,使电缆发热温度升高。当超过一定数值后,破坏绝缘。一般以电缆外皮温度为准:6KV电缆不得高于50℃;380V电缆不得高于65℃。
电缆线路的允许电压不应超过电缆额定电压的15%以上。
47. 在什么情况下应停电处理并查明原因? 
答:(1)开关内发生异声,振动声。
(2)开关内有焦臭味。
(3)开关内有明显放电声。
(4)人身危险时。
(5)开关主触头发热严重。
48. 开关送电运行前应检查哪些项目? 
答:(1)开关各部位清洁、完整,设备周围无影响送电杂物。
(2)真空开关储能正常,回路完整,信号正确,位置指示或灯光指示与运行方式相符。
(3)瓷质部位无破损、裂纹和积尘现象。
(4)真空开关的真空罐无破损、裂纹。
(5)真空接触器开关高压保险完好,容量符合运行要求。
(6)开关各部机械闭锁良好,无损坏。
(7)开关室无外来漏水、漏汽和渗水现象,照明充足。
(8)拉、合闸良好,位置指示正确。
49. 接地线的安全使用有哪些规定?
答:(1)接地线应使用多股软裸铜线,其截面应符合短路电流的要求,但不得小于25 mm2 ,
接地线必须编号后使用。
(2)在使用前应进行详细检查,损坏的部分必须及时修理、更换。
(3)禁止使用不合规定的导线替代。接地线必须使用线夹固定,严禁用缠绕的方法进行。
(4)装设接地线前必须验证设备确无电压,先接接地端,后接导体端,必须接触良好;
拆地线时顺序相反,先拆导体端,后拆接地端。
(5)装、拆接地线必须使用绝缘棒和绝缘手套。
50. 绝缘手套、绝缘鞋、绝缘靴分别用于哪些场合?
答:(1)线手套一般在低压设备上工作时使用,防止误碰带电设备,保证人身安全。手套受
潮或脏污严重时禁止使用。
(2)绝缘鞋为电工必备之物,在现场工作场合必须穿,以防止人身触电。
(3)绝缘手套、绝缘靴使用在特定的环境中,如高压系统的倒闸操作、装、拆高压系统接地线等需要采取特别防止发生高压触电的特定场合。
第四章 电动机
1. 绝缘材料的耐温能力是怎样划分的?
答:我国现分为六级,即A、E、B、F、H、C。
(1) A级绝缘材料最大允许工作温度为105℃
(2) E级绝缘材料最大允许工作温度为120℃
(3) B级绝缘材料最大允许工作温度为130℃
(4) F级绝缘材料最大允许工作温度为155℃
(5) H级绝缘材料最大允许工作温度为180℃
(6) C级绝缘材料最大允许工作温度为180℃以上。
2. 简述感应电动机的构造和工作原理。
答:感应电动机的工作原理是这样的,当三相定子绕组通过三相对称的交流电电流时,产生一个旋转磁场,这个旋转磁场在定子内膛转动,其磁力线切割转子上的导线,在转子导线中感应起电流。由于定子磁场与转子电流相互作用力产生电磁力矩,于是,定子旋转磁场就拖着具有载流导线的转子转动起来。
3. 感应电动机启动时为什么电流大?而启动后电流会变小?
答:当感应电动机处在停止状态时,从电磁的角度看,就象变压器,接到电源去的定子绕组相当于变压器的一次线圈,成闭路的转子绕组相当于变压器被短路的二次线圈;定子绕组和转子绕组间无电的的联系,只有磁的联系,磁通经定子、气隙、转子铁芯成闭路。当合闸瞬间,转子因惯性还未转起来,旋转磁场以最大的切割速度——同步转速切割转子绕组,使转子绕组感应起可能达到的最高的电势,因而,在转子导体中流过很大的电流,这个电流产生抵消定子磁场的磁能,就象变压器二次磁通要抵消一次磁通的作用一样。
定子方面为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通,遂自动增加电流。因为此时转子的电流很大,故定子电流也增得很大,甚至高达额定电流的4~7倍,这就是启动电流大的缘由。
启动后为什么小:随着电动机转速增高,定子磁场切割转子导体的速度减小,转子导体中感应电势减小,转子导体中的电流也减小,于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通的影响的那部分电流也减小,所以定子电流就从大到小,直到正常。
4. 启动电流大有无危险?为什么有的感应电动机需用启动设备?
答:一般说来,由于启动过程不长,短时间流过大电流,发热不太厉害,电动机是能承受的,但如果正常启动条件被破坏,例如规定轻载启动的电动机作重载启动,不能正常升速,或电压低时,电动机长时间达不到额定转速,以及电动机连续多次启动,都将有可能使电动机绕组过热而烧毁。
电动机启动电流大对并在同一电源母线上的其它用电设备是有影响的。这是因为供给电动机大的启动电流,供电线路电压降很大,致使电动机所接母线的电压大大降低,影响其它用电设备的正常运行,如电灯不亮,其它电动机启动不起来,电磁铁自动释放等。
就感应电动机本身来说,都容许直接启动,即可加额定电压启动。
由于电动机的容量和其所接的电源容量大小不相配合,感应电动机有可能在启动时因线端电压降得太低、启动力矩不够而启动不起来。为了解决这个问题和减少对其它同母线用电设备的影响,有的容量较大的电动机必须采用启动设备,以限制启动电流及其影响。
需要不需要启动设备,关键在于电源容量和电动机容量大小的比较。发电厂或电网容量愈大,允许直接启动的电动机容量也越大。所以现在新建的中、大型电厂,除绕线式外的感应电动机几乎全部采用直接启动,只有老的和小的电厂中,还可见到各种启动设备启动的电动机。
对于鼠笼电动机,采用启动设备的目的不外乎是为了降低启动电压,从而达到降低启动电流的结果。而根据降压方法不同,启动方法(1)Y/△转换启动法。正常运行时定子绕组接成△形的电动机,在启动时接成Y形,待启动后又改成△形接法。(2)用自耦变压器启动法。(3)用电抗器启动法。
5. 电动机三相绕组一相首尾接反,启动时有什么现象?怎样查找?
答:电动机三相绕组一相绕组首尾接反,则在启动时:
(1) 启动困难。
(2) 一相电流大。
(3) 可能产生振动引起声音很大。
一般查找的方法是:
(1) 仔细检查三相绕组首、尾标志。
(2) 检查三相绕组的极性次序,如果不是N,S交错分布,即表示有一相绕组反接。
6. 感应电动机定子绕组一相断线为什么启动不起来?
答:三相星接的定子绕组,一相断线时,电动机就处于只有两相线端接电源的线电压上,组成串联回路,成为单相运行。
单相运行时将有以下现象:原来停来着的电动启动不起来,且“唔唔”作响,用手拨一下转子轴,也许能慢慢转动。原来转动着的电动机转速变慢,电流增大,电机发热,甚至于烧毁。
7. 鼠笼式感应电动机运行中转子断条有什么异常现象?
答:鼠笼式感应电动机在运行中转子断条,电动机转速将变慢,定子电流忽大忽小呈周期性摆动,机身振动,可能发出有节奏的“嗡嗡”声。
8. 感应电动机定子绕组运行中单相接地有哪些异常现象?
答:对于380伏低压电动机,接在中性点接地系统中,发生单相接地时,接地相的电流显著增大,电动机发生振动并发出不正常的响声,电机发热,可能一开始就使该相的熔断器熔断,也可能使绕组因过热而损坏。
9. 频率变动对感应电动机运行有什么影响?
答:频率的偏差超过额定电流的±1%时,电动机的运行情况将会恶化,影响电动机的正常运行。
电动机运行电压不变时,磁通与频率成反比,因此频率的变化将影响电动机的磁通。
电动机的启动力矩与频率的立方成反比,最大力矩与频率的平方成反比,最大力矩与频率的平方成反比,所以频率的变动对电动机力矩也是有影响的。
频率的变化还将影响电动机的转速、出力等。
频率升高,定子电流通常是增大的,在电压降低的情况下,频率降低,电动机吸取的无功功率要减小。
由于频率的改变,还会影响电动机的正常运行,使其发热。
10. 感应电动机在什么情况下会过电压?
答:运行中的感应电动机,在开关断闸的瞬间,容易发生电感性负荷的操作过电压,有些情况,合闸时也能产生操作过电压。电压超过三千伏的绕线式电动机,如果转子开路,则在启动时合闸瞬间,磁通突变,也会产生过电压。
11. 电压变动对感应电动机的运行有什么影响?
答:下面分别说明电压偏离额定值时,对电动机运行的影响。为了简单起见,在讨论电压变化时,假定电源的频率不变,电动机的负载力矩也不变。
(1) 对磁通的影响
电动机铁芯中磁通的大小决定于电势的大小。而在忽略定子绕组漏阻抗压降的前提下,电势就等于电动机的电压。由于电势和磁通成正比地变化,所以,电压升高,磁通成正比地增大;电压降低,磁通成正比地减小。
(2) 对力矩的影响
不论是启动力矩、运行时的力矩或最大力矩,都与电压的平方成正比。电压愈低,力矩愈小。由于电压降低,启动力矩减小,会使启动时间增长,如当电压降低20%时,启动时间将增加3.75倍。要注意的是,当电压降得低到某一数值时,电动机的最大力矩小于阻力力矩,于是电动机会停转。而在某些情况下(如负载是水泵,有水压情况下),电动机还会发生倒转。
(3) 对转速的影响
电压的变化对转速的影响较小。但总的趋向是电压降低,转速也降低,因为电压降低使电磁力矩减小。例如,对于具有额定转差为2%而最大力矩为两倍额定力矩的电动机,当电压降低20%时,转速仅减小1.6%。
(4) 对出力的影响
出力即机轴输出功率。它与电压的关系与转速对电压的关系相似,电压变化对出力影响不大,但随电压的降低出力也降低。
(5) 对定子电流的影响
定子电流为空载电流与负载电流的向量和。其中负载电流实际上是与转子电流相对应的。负载电流的变化趋势与电压的变化相反,即电压升高,负载电流减小,电压降低,负载电流增加。而空载电流(或叫激磁电流)的变化趋势与电压的变化相同,即电压增高,空载电流也增大,这是因为空载电流随磁通的增大而增大。
当电压降低时,电磁力矩降低,转差增大,转子电流和定子中负载电流都增大,而空载电流减小。通常前者占优势,故当电压降低时,定子电流通常是增大的。
当电压升高时,电磁力矩增大,转差减小,负载电流减小,而空载电流增大。但这里分两种情况:当电压偏离额定值不大,磁通还增大得不多的时候,铁芯未饱和,空载电流的增加是与电压成比例的,此时负载电流减小占优势,定子电流是减小的;当电压偏离额定值较大,磁通增大得很多时,由于铁芯饱和,空载电流上升得很快,以致它的增大占了优势,此时定子电流增加。所以,当电压增大时,定子电流开始略有减小,而后上升,此时,功率因数变坏。
(6) 对吸取无功功率的影响
电动机吸取的无功功率,一是漏磁无功功率,二是磁化无功功率,前者建立漏磁场,后者建立定、转子之间实现电磁能量转换用的主磁场。
漏磁无功功率与电压的平方成反比地变化,而磁化功率与电压的平方成正比地变化。但由于铁芯饱的影响,磁化功率可能不与电压的平方成正比地变化。所以 ,电压降低时,从系统吸取的总的无功功率变化不大,还有可能减小。
(7) 对效率的影响
若电压降低,机械损耗实际上不变,铁耗差不多与电压平方成正比减少;转子绕组的损耗和转子电流平方成正比增加;定子绕组的损耗决定于定子电流的增加还是减少,而定子电流又决定于负载电流和空载电流间的互相关系。总的来说,电动机在负载小时(≤40%),效率增加一些,而然后开始很快地下降。
(8) 对发热的影响
在电压变化范围不大的情况下,由于电压降低,定子电流升高;电压升高,定子电流降低。在一定的范围内,铁耗和铜耗可以相互补偿,温度保持在容许范围内。因此,当电压在额定值±5%范围内变化时,电动机的容量仍可保持不变。但当电压降低超过额定值的5%时,就要限制电动机的出力,否则定子绕组可能过热,因为此时定子电流可能已升到比较高的数值。当电压升高超过10%时,由于磁通密度增加,铁耗增加,又由于定子电流增加,铜耗也增加,故定子绕组温度将超过允许值。
12. 规程规定电动机的运行电压可以偏离额定值-5%或+10%而不改变其额定出力,为什么电压偏高的允许范围较大?
答:关于电压偏离额定值对电动机运行的影响,这里只着重谈谈为什么规定偏高的范围和偏低的范围不一样。概括起来说,原因有以下两点。
(1) 电压偏高运行对电动机来说比电压偏低运行所处条件要好,造成不利的影响少。
电压偏低时,定子、转子电流都增加而使损耗增加,同时转速降低又使冷却条件变坏,这样会使电动机温升增高,此外,由于力矩减小,又使启动和自启动条件变坏。
诚然,电压增高由于磁通增多使铁耗增加,升高一点温度对定子绕组温度是有影响的。可是,由于定子电流降低又使定子绕组温度降一点,据分析,铁芯温度升高对定子绕组温度升高的影响要比定子电流减小引起的温降要小一些,因此,总的趋向是使温度降低一些的。至于铁芯本身温度升高一点,无关紧要,对电动机没有什么危害。电压升高引起力矩的增加,则极大的改善了起动和自启动的条件。至于从绝缘的角度来说,提高10%的电压,不会有什么危险,因绝缘的电气强度都有一定的余度。
(2) 采用电压偏离范围较大的规定,对运行来说,比较易于满足要求,可能因此就可避免采用有载调压的厂用变压器。不然,范围规定得小,即使设计上不采用有载调压厂用变压器,也得要求运行人员频繁地调整发电机电压或主变压器的分接头。
13. 用摇表测量绝缘电阻时要注意什么?
答:(1) 兆欧表一般有500、1000、2500伏几种,应按设备的电压等级按规定选好哪一种兆欧表。
(2) 测量设备的绝缘电阻时,必须先切断电源,对具有较大电容的设备(如电容器、变压器、电机及电缆线路),必须先进行放电。
(3) 兆欧表应放在水平位置,在未接线之前先摇动兆欧表,看指针是否在“∞”处,再将“L”和“E”两个接线柱短接,慢慢地摇动兆欧表,看指针是否指在“零”处,对于半导体型铛欧表不宜用短路校验。
(4) 兆欧表引用线用多股软线,且应有良好的绝缘。
(5) 架空线路及与架空线路相连接的电气设备,在发生雷雨时,或者不能全部停电的双回架空线路和母线,在被测回路的感应电压超过12伏时,禁止进行测量。
(6) 测量电容器、电缆、大容量变压器和电机时,要有一定的充电时间。电容量愈大,充电时间应愈长。一般以兆欧表转动一分钟后的读数为准。
(7) 在摇测绝缘电阻时,应使兆欧表保持额定转速,一般为120转/分。当被测物电容量大时,为了避免指针摆动,可适当提高转速(如130转/分)。
(8) 被测物表面应擦拭清洁,不得有污物,以免漏电影响测量的准确度。
(9) 兆欧表没有停止转动和设备未放电之前,切勿用手触及测量部分和兆欧表的接线柱,以免触电。
14. 用兆欧表测量绝缘电阻时为什么规定摇测时间为1分钟?
答:用兆欧表测量绝缘,一般规定摇测一分钟后的读数为准。因为在绝缘体上加上直流电压后,流过绝缘体的电流(吸收电流)将随时间的增长而逐渐下降。而绝缘体的直流电阻率是根据稳态传导电流确定的,并且不同材料绝缘体其绝缘吸收电流的衰减时间不同,但是试验证明,绝大多数绝缘材料吸收电流经过一分钟已趋于稳定,所以规定以加压一分钟后的绝缘电阻值来确定绝缘性能的好坏。
15. 电动机低电压保护起什么作用?
答:当电动机的供电母线电压短时降低或短时中断又恢复时,为了防止电动机启动时使电源电压严重降低,通常在次要电动机上装设低电压保护,当供电母线电压降到一定值时,低电压保护动作将次要电动机切除,使得母线电压迅速恢复,以保证重要电动机的自启动。
16. 感应电动机起动不起来可能是什么原因?
答:(1)电源方面: a.无电:操作回路断线,或电源开关未合上。 b.一相或两相断电。 c.电压过低。
 (2)电动机本身: a.转子绕组开路。 b.定子绕组开路。 c.定,转子绕组有短路故障。 d.定、转子相擦。
 (3)负载方面: a.负载带得太重。 b.机械部分卡涩。
17. 鼠笼式感应电动机运行时转子断条对其有什么影响?
答:鼠笼式电动机常因铸铝质量较差或铜笼焊接质量不佳发生转子断条故障。断条后,电动机的电磁力矩降低而造成转速下降,定子电流时大时小,因为断条破坏了结构的对称性,同时破坏了电磁的对称性,使与转子有相对运动的定子磁场,从转子的表面不同部位穿入磁通时,转子的反应不一样,因而造成定子电流时大时小。同时断条也会使机身发生振动,这是因为沿整个定子内膛周围的磁拉力不均匀引起的,周期性的嗡嗡声,也因此产生。
18. 运行中的电动机遇到哪些情况时应立即停止运行?
答:电动机在运行中发生下列情况之一者,应立即停止运行:
⑴ 人身事故。
⑵ 电动机冒烟起火,或一相断线运行。
⑶ 电动机内部有强烈的摩擦声。
⑷ 直流电动机整流子发生严重环火。
⑸ 电动机强烈振动及轴承温度迅速升高或超过允许值。
⑹ 电动机受水淹。
19. 运行中的电动机,声音发生突然变化,电流表所指示的电流值上升或低至零,其可能原因有哪些?
答:可能原因如下:
⑴ 定子回路中一相断线。
⑵ 系统电压下降。
⑶ 绕组匝间短路。
⑷ 鼠笼式转子绕组端环有裂纹或与铜(铝)条接触不良。
⑸ 电动机转子铁芯损坏或松动,转轴弯曲或开裂。
⑹ 电动机某些零件(如轴承端盖等)松弛或电动机底座和基础的联接不紧固。
⑺ 电动机定、转子空气间隙不均匀超过规定值。
20. 电动机启动时,合闸后发生什么情况时必须停止其运行?
答:⑴ 电动机电流表指向最大超过返回时间而未返回时;
⑵ 电动机未转而发生嗡嗡响声或达不到正常转速;
⑶ 电动机所带机械严重损坏;
⑷ 电动机发生强烈振动超过允许值。
⑸ 电动机启动装置起火、冒烟;
⑹ 电动机回路发生人身事故。
⑺ 启动时,电机内部冒烟或出现火花时。
21. 电动机正常运行中的检查项目?
答:⑴ 音响正常,无焦味。
 ⑵ 电动机电压、电流在允许范围内,振动值小于允许值,各部温度正常。
⑶ 电缆头及接地线良好。
⑷ 绕线式电动机及直流电机电刷、整流子无过热、过短、烧损,调整电阻表面温度不超过60℃。
⑸ 油色、油位正常。
⑹ 冷却装置运行良好,出入口风温差不大于25℃,最大不超过30℃。
22. 怎样改变三相电动机的旋转方向?
答:电动机转子的旋转方向是由定子建立的旋转磁场的旋转方向决定的,而旋转磁场的方向与三相电流的相序有关。这样改变了电流相序即改变旋转磁场的方向,也即改变了电动机的旋转方向。
23. 电动机轴承温度有什么规定?
答:周围温度为+35℃时,滑动轴不得超过80℃,流动轴不得超过100℃。(油脂质量差时不超过来5℃)。
24. 电动机绝缘电阻值是怎样规定的?
答:(1)6KV电动机应使用1000V--2500V摇表测绝缘电阻,其值不应低于6MΩ。
 (2)380V电动机使用500V摇表测量绝缘电阻,其值不应低于0.5MΩ。
 (3)容量为500KW以上的电动机吸收比R60"/R15"不得小于1.3,且与前次相同条件上比较,不低于前次测得值的1/2,低于此值应汇报有关领导。
 (4)电动机停用超过7天以上时,启动前应测绝缘,备用电机每月测绝缘一次。
 (5)电动机发生淋水进汽等异常情况时启动前必须测定绝缘。
25. 运行的电动机有什么规定和注意事项?
答:(1)电动机在额定冷却条件下,可按制造厂铭牌上所规定的额定数据运行,不允许限额不明确的电动机盲目地运行。
(2)电动机线圈和铁芯的最高监视温度应根据制造厂的规定执行,如厂家没有明确规定应按下表规定执行,电动机在任何运行情况下均不应超出此温升。
绝缘等级 A级 B级 E级 F级
测量方法 温度计 电阻 温度计 电阻 温度计 电阻 
静子绕组 温升 50 60 60 75 70 80
 温升 85 95 100 110 105 115
静子铁芯 温升 60 75 80 
 温升 95 100 115 
 上表数值在环境温度为35℃时规定的
(3)电动机轴承的允许温度,应遵守制造厂的规定。无制造规定时,按照下列规定:
a、对于滑动轴承,不得超过80℃。
b、对于滚动轴承,不得超过100℃(油脂质量差时,不超过85℃)
(4)电动机一般可以在额定电压变动-5%至+10%的范围内运行,其额定出力不变。
(5)电动机在额定出力运行时,相间电压的不平衡率不得大于5%,三相电流差不得大于10%。
(6)电动机运行时,在每个轴承测得的振动不得超过下表的规定:
电动机转速 振动值(双振幅)mm
3000rpm 0.05
1500rpm 0.085
1000rpm 0.10
 750rpm及以下 0.12
 电动机在运行过程中除严格执行各种规定外,还应注意如下问题:
 (1) 电动机的电流在正常情况下不得超过允许值,三相电流之差不得大于10%。
 (2) 音响和气味:电机在正常运行时音响应正常均匀,无杂音;电动机附近无焦臭味或烟味,如发现有异音,焦臭味或冒烟应采取措施进行处理。
 (3) 轴承的工作情况:主要是润滑情况,润滑油是否正常、温度是否高、是否有杂物。
(4) 其它情况:如冷却水系统是否正常,绕线式电机滑环上的电刷运行是否正常等。
26. 电动机运行中发生哪些情况应立即停止运行?
答:(1) 人身事故。
 (2) 电动机冒烟起火,或一相断线运行。
 (3) 电动机内部有强烈的摩擦声。
 (4) 直流电动机整流子发生严重环火。
 (5) 电动机强烈振动及轴承温度迅速升高或超过允许值。
 (6) 电动机受水淹。
27. 在什么情况下可先启动备用电动机,然后再停止故障电动机?
答:遇有下列情况,对于重要的厂用电动机可事先启动备用电动机组,然后停止故障电机:
 (1) 电动机内发出不正常的声音或绝缘有烧焦的气味。
 (2) 电动机内或启动调节装置内出现火花或烟气。
 (3) 静子电流超过运行的数值。
 (4) 出现强烈的振动。
 (5) 轴承温度出现不允许的升高。
28. 什么原因会造成三相异步电动机的单相运行?单相运行时现象如何?
答:原因:三相异步电动机在运行中,如果有一相熔断器烧坏或接触不良,隔离开关,断路器,,电缆头及导线一相接触松动以及定子绕组一相断线,均会造成电动机单相运行。
 现象:电动机在单相运行时,电流表指示上升或为零(如正好安装电流表的一相断线时,电流指示为零),转速下降,声音异常,振动增大,电动机温度升高,时间长了可能烧毁电动机。
29. 高压厂用电动机综合保护具有哪些功能?
答:电动机(变压器)厂用综合保护,装置采用先进的软硬件技术开发的单片机保护技术,一般采用两相三元件方式,B相由软件产生,一般具备有以下功能:(1)速断保护;(2)过流保护;(3)过负荷保护;(4)负序电流保护;(5)零序电流保护;(6)热过负载保护。
30. 高压厂用电动机一般装设有哪些保护?保护是如何配置的?
答:对于1000V及以上的厂用电动机应装设由继电器构成的相间短路保护装置,通常采用无时限的速断保护,并且一般用两相式,动作于跳闸。容量2000KW及以上的电动机或2000KW以下中性点具有分相引出线的电动机,当电流速断保护灵敏系数不够时,应装设差动保护。
过流保护:当电动机装设差动保护或速断保护时,宜装设过电流保护,作为差动保护或速断保护的后备保护。
对于运行中易发生过负荷的电动机或启动、自启动条件较差而使启动、自启动时间过长的电动机应装设过负荷保护。
 低电压保护主要是为了当电源电压短时降低或中断后的恢复过程中,为了保证主要电动机的自启动,通常应将一部分不重要的电动机利用低电压保护装置将其切除。另外,对于某些负荷根据生产过程和技术安全等要求不允许自启动的电动机也利用低电压保护将其切除。
31. 低压厂用电动机一般装设有哪些保护?
答:对于1000V以下小于75KW的低压厂用电动机,广泛采用熔断器或低压断路器本身的脱扣器作为相间短路保护。
低压厂用电系统中性点为直接接地时,当相间短路保护能满足单相接地短路的灵敏系数时,可由相间短路保护兼作接地短路保护。当不能满足时,应另外装设接地保护。保护装置一般由一个接于零序电流互感器上的电流继电器构成,瞬时动作于断路器跳闸。
对易于过负荷的电动机应装设过负荷保护保护。保护装置可根据负荷的特点动作于信号或跳闸。电动机操作电器为磁力启动器或接触器的供电回路,其过负荷保护由热继电器构成。由自动开关组成的回路,当装设单独的继电保护时,可采用反时限电流继电器作为过负荷保护。但电动机型自动开关也可采用本身的热脱扣器作为过负荷保护。
操作电器为磁力启动器或接触器的供电回路,由于磁力启动器或接触器的保持线圈在低电压时能自动释放,所以不需另设低电压保护。
32. 常见电动机故障和不正常工作状态有哪些?
答:在发电厂厂用电动机中,定子绕组的相间短路是电动机最严重的故障,这种故障产生的短路电流,会引起电动机的绝缘的严重损坏,同时使供电网络电压显著降低,破坏其他用电设备的正常工作。因此,必须装设相间短路保护,无时限地切除故障电动机。
电动机的故障还有单相接地故障以及一相绕组的匝间短路。单相接地对电动机的危害程度,取决于供电网络中性点的接地方式。在3~6KV高压厂用电网中,中性点是不接地的,是否装设接地保护,应视电容电流的大小而定。对于380V直接接地系统中的厂用电动机,若发生接地故障会烧损线圈和铁芯,故装设接地保护,无时限地切除故障电动机。
电动机的不正常工作状态,主要是过电流,长时间性过电流运行会使电动机温升超过允许值,加速线圈绝缘老化,甚至将电动机烧坏。
33. 电动机常见的故障原因有哪些?
(1)电动机及其电动回路发生短路等故障,使得保护动作于熔断器熔丝熔断或动作于断路器跳闸。
(2)电动机所带机械部分严重故障,电动机负荷急剧增大而过负荷,使过电流保护动作于断路器跳闸。 
(3)电动机保护误动,如纯属此错误原因时,系统无冲击现象。
(4)电动机所带的设备受联锁条件控制,联锁动作。
34. 什么原因会造成三相异步电动机的非全相运行?非全相运行时现象如何?
答:原因:三相异步电动机在运行中,如果有一相熔断器烧坏或接触不良,隔离开关,断路器,电缆头及导线一相接触松动以及定子绕组一相断线,均会造成电动机单相运行。
 现象:电动机在单相运行时,电流表指示上升或为零(如正好安装电流表的一相断线时,电流指示为零),转速下降,声音异常,振动增大,电动机温度升高,时间长了可能烧毁电动机。
35. 熔断器能否作为异步电动机的过载保护?
答:熔断器不能作为异步电动机的过载保护。
 为了在电动机启动时不使熔断器熔断,所以选用的熔断器的额定电流要比电动机额定电流大1.5~2.5倍,这样即使电动机过负荷50%,熔断器也不会熔断,但电动机不会到1小时就烧坏。所以熔断器只能作为电动机、导线、开关设备的短路保护,而不能起过载保护的作用。只有加装热继电器等设备才能作为电动机的过载保护。
36. 电动机允许启动次数有何要求?
答:电动机启动时,启动电流大,发热多,允许启动的次数是以发热不至于影响电动机绝缘寿命和使用年限为原则确定的。连续多次合闸起动,常使电动机过热超温,甚至烧坏电动机,必须禁止。起动次数一般要求如下:
(1)正常情况下,电动机在冷态下允许启动2次,间隔5min,允许在热态下启动一次。
(2)事故时(或紧急情况)以及启动时间不超过2~3S的电动机,可比正常情况多启动一次。
(3)机械进行平衡试验,电动机启动的间隔时间为:
 200KW以下的电动机 不应小于0.5小时;
 200~500KW的电动机 不应小于1小时;
 500KW以上的电动机 不应小于2小时。
37. 电动机启动时,断路器跳闸如何处理?
答:(1)检查保护是否动作,整定值是否正确。
 (2)对电气回路进行检查,未发现明显故障点及设备异常时,应停电测量绝缘电阻。
(3)检查机械部分是否卡住,或带负荷启动。
(4)检查事故按钮是否人为接通(长期卡住).
(5)电源电压是否过低。
通过检查查明原因后,待故障消除,再送电启动。
38. 电动机启动时,熔断器熔断如何处理?
答:(1)对电气回路进行检查,未发现明显故障点及设备异常时,应停电测量绝缘电阻。
(2)检查机械部分是否卡住,或带负荷启动。
(3)检查电源电压是否过低。
(4)检查熔断器熔断情况,判断有无故障或容丝容量是否满足要求。
39. 电动机运行中跳闸如何处理?
答:电动机运行中跳闸,往往不是设备有问题,就是电源有问题,也不排除保护及人员误动,应进行以下处理:
(1)立即启动备用设备投入运行,无备用设备的重要电机可强送一次。尽量减少电机跳闸对生产造成的损失及影响。
(2)测量电动机及其回路绝缘电阻。
(3)检查电动机保护是否动作,对于低压电动机,还应检查断路器、熔断器、热继电器是否正常。
(4)检查电动机及其回路有无烟火、短路及损坏的征兆。
(5)检查电源是否正常。
(6)检查机械部分是否正常,电动机轴承是否损坏抱住大轴。
(7)是否有人误动保护或事故按钮。
40. 电动机送电前应检查哪些项目? 
答:(1)电动机及周围清洁、无妨碍运行的物件。
(2)油环油量充足,油色透明,油位及油循环正常。
(3)基础及各部螺丝牢固,接地线接触良好。
(4)冷却装置完好,运行正常。
(5)绕线式电动机应检查整流子、滑环、电刷接触良好,启动装置在启动位置,调整电阻无卡涩现象,利用频敏电阻启动的绕线电动机应检查频敏电阻及短路开关正常,且短接开关在断开位置。
(6)尽可能设法盘动转子,检查定、转子有无磨擦,机械部分应无卡涩现象。
(7)检查联锁开关位置正确、电气、热工仪表完整正确。
41. 电动机启动时,将开关合闸后,电动机不能转动而发出响声,或者不能达到正常的转速,可能是什么原因?
答:(1) 定子回路中一相断线。
(2) 转子回路中断线或接触不良。
(3) 转子回路中断线或接触不良。
(4) 电动机或所拖动的机械被卡住。
(5) 定子绕组接线错误。
42. 在启动或运行时,从电动机内出现火花或冒烟,可能是什么原因? 
答: 中心不正或轴瓦摩损,使转子和定子相碰;鼠笼式转子的铜(铝)条断裂或接触不良。
43. 运行中的电动机,定子电流发生周期性的摆动,可能是什么原因? 
答: (1) 鼠笼式转子铜(铝)条损坏。
(2)绕线式转子绕组损坏。
(3)绕线式电动机的滑环短路装置或变阻器有接触不良等故障。
(4)机械负荷发生不均匀的变化。
44. 电动机发生剧烈振动,可能是什么原因? 
答:(1) 电动机和其所带机械之间的中心不正。
(2) 机组失去平衡。
(3) 转动部分与静止部分摩擦。
(4) 联轴器及其联接装置损坏。
(5) 所带动的机械损坏。
45. 电动机轴承温度高,可能是什么原因? 
答:(1) 供油不足,滚动轴承的油脂不足或太多。
(2) 油质不清洁,油太浓,油中有水,油型号用错。
(3) 传动皮带拉得过紧,轴承盖盖的过紧,轴瓦面刮的不好,轴承的间隙过小。
(4) 电动机的轴承,轴倾斜。
(5) 中心不正或弹性联轴器的凸齿工作不均。
(6) 滚动轴承内部磨损。
(7) 轴承有电流通过,轴颈摩蚀不光,轴瓦合金溶解等。
(8) 转子不在磁场中心,引起轴向窜动,轴承敲击或轴承受挤压。
46. 炉水循环泵启动前的检查项目? 
答:(1)确认电动机内的空气已排完。
(2)电动机进水应从底部缓慢进水,并保持流量在1.607m3/h~1.118m3/h。
47. 炉水循环泵启动及运行中的检查项目? 
答: 运行中的检查:
(1) 电动机无论在热态或冷态运行中都应保持冲洗水流量在0.671m3/h~1.118m3/h,直到气包压力达到1.6MPa,且氯化铁含量低于-0.3ppm时为止。
(2) 冷态运行每12小时对电动机冷却水清洁度进行一次取样分析,正常运行每周一次。
启动注意事项:
(1) 备用泵每月应转一次,每次运行时间在10 15分钟。
(2) 备用泵仍需要监视电动机冷却水温度不低于40℃,注意防冻。
(3) 电动机每次起动时间间隔不小于15分钟。
48. 炉水循环泵电动机遇到什么情况时,必须将电动机停运? 
答:(1) 电动机温度高于60℃。
(2) 电流突然增大或电流冲击后回零。
(3) 高压冷却器的低压冷却水中断并报警。
(4) 振动值超过12.5~15丝(5~6mil)(0.127mm~0.152mm)。
(5) 电动机在5秒钟之内启动不起来,则应迅速停止运行,查明原因。
49. 感应式电动机的振动和噪音是什么原因引起的? 
答:电动机正常运行的声音由两方面引起:铁芯硅钢片通过交变磁通后因电磁力的作用发生振动,以及转子的鼓风作用。这些声音是均匀的。如果发生异常的噪音和振动,可能由以下原因引起:
(1)电磁发面的原因:
a)接线错误。如一相绕组反接、各并联电路的绕组有匝数不等的情况。
b)绕组短路。
c)多路绕组中个别支路断路。
d)转子断条。
e)铁芯硅钢片松弛。
f)电源电压不对称。
g)磁路不对称.
(2)机械方面原因:
a)基础固定不牢。
b)电动机和被拖带机械中心不正。
c)转子偏心或定子槽楔凸出使定、转子相摩擦(电动机扫膛)。
d)轴承缺油、滚动轴承钢珠损坏、轴承和轴承套摩擦、轴瓦座位移。
e)转子风扇损坏或平衡破坏。
f)所带机械不正常振动引起电动机振动。
50. 直流电动机励磁回路并接电阻有什么作用? 
答:当直流电动机激磁回路断开时,由于自感作用,将在磁场绕组两端感应很高的电势,此电势可能对绕组匝间绝缘有危险。为了消除这种危险,在磁场绕组两端并接一个电阻,改电阻称为放电电阻。放电电阻可将磁场绕组构成回路,一旦出现危险电势,在回路中形成电流,使磁场能量消耗在电阻中。
51. 什么叫异步? 
答:异步电动机转子的转速必须小于定子旋转磁场的转速,两个转速不能同步,故称“异步”。
52. 什么叫异步电动机的转差率? 
答:异步电动机的同步转速与转子转速之差叫转差,转差与同步转速的比值的百分值叫异步电动机的转差率。
53. 异步电动机空载电流的大小与什么因素有关? 
答:主要与电源电压的高低有关。因为电源电压高,铁芯中的磁通增多,磁阻将增大。当电源电压高到一定值时,铁芯中的磁阻急剧增加,绕组感抗急剧下降,这时电源电压稍有增加,将导致空载电流增加很多。
54. 什么原因会造成异步电动机空载电流过大? 
答:(1)电源电压太高:这是电动机铁芯饱和使空载电流过大。
 (2)装配不当或空气隙过大。
 (3)定子绕组匝数不够或星形接线误接成三角形接线。
 (4)硅钢片腐蚀或老化,使磁场强度减弱或片间绝缘损坏。
55. 电动机超载运行会发生什么后果? 
答:电动机超载运行会破坏电磁平衡关系,使电动机转速下降,温度升高。如果短时过载还能维持运行若长时间过载,超过电动机的额定电流,会使绝缘过热加速老化,甚至烧毁电动机。
56. 异步电动机的最大转矩与什么因素有关? 
答:(1)最大转矩与电压的平方成正比。(2)最大转矩与漏抗成正比。
57. 什么叫电腐蚀?
答:高压电机定子线棒槽内部分绝缘的表面,包括防晕层的内、外表面,常有一种蚀伤现象,轻则变色,重则防晕层变酥,主绝缘出现麻坑,这种现象称为“电腐蚀”。
58. 直流电动机是否允许低速允许? 
答:直流电动机低速运行将使温升增大,对电动机产生许多不良影响。但若采取有效措施,提高电动机的散热能力,则在不超过额定温升的前提下,可以长期运行。
59. 启动电动机时应注意什么问题? 
答:(1)如果接通电源开关,电动机转子不动,应立即拉闸,查明原因并消除故障后,才允许重新启动。
(2)接通电源开关后,电动机发出异常响声,应立即拉闸,检查电动机的传动装置及熔断器。
(3)接通电源开关后,应监视电动机的启动时间和电流表的变化。如启动时间过长或电流表迟迟不返回,应立即拉闸,进行检查。
(4)启动时如果发现电动机冒火或启动后振动过大,应立即拉闸,停机检查。
(5)在正常情况下,厂用电动机允许在冷态下启动两次,每次间隔时间不得少于5分钟;在热状态下启动一次。只有在处理事故时,以及启动时间不超过2~3秒的电动机,可以多启动一次。
(6)如果启动后发现电动机反转,应立即拉闸停电,调换三相电源任意两相接线后再重新启动。
60. 直流电动机不能正常启动的原因有哪些? 
答:(1)电刷不在中性线上。(2)电源电压过低。(3)激磁回路断线。(4)换向极线圈接反。(5)电刷接触不良。(6)电动机严重过载。
61. 为什么异步电动机在拉闸时会产生过电压? 
答:因为在拉闸瞬间电感线圈(绕组)中的电流被截断,该电流产生的磁通急剧变化,因此产生过电压。这种过电压在绕线式电动机的定、转子绕组的端头都可能发生。
62. 造成电动机单相接地的原因是什么? 
答:(1)绕组受潮。
(2)绕组长期过载或局部高温,使绝缘焦脆、脱落。
(3)铁芯硅钢片松动或有尖刺,割伤绝缘。
(4)绕组引线绝缘损坏或与机壳相碰。
(5)制造时留下隐患,如下线擦伤、槽绝缘位移、掉进金属物等。
63. 新安装或大修后的异步电动机启动前应检查哪些项目? 
答:重点检查以下各相:
(1)测量电动机定子回路绝缘电阻是否合格。
(2)检查电动机接地线是否良好。
(3)检查电动机各部螺丝是否紧固。
(4)根据电动机铭牌,检查电动机电源电压是否相符,绕组接线方式是否正确。
(5)用手板动电动机转子,转动应灵活,无卡涩、摩擦现象。
(6)检查传动装置、冷却系统、联轴器及外罩、启动装置是否完好。
(7)检查控制元件的容量、保护及熔断器定值,灯光指示信号、仪表等是否符合要求。
(8)电动机本体及周围是否清洁,无影响启动和检查的杂物。
第五章 变压器
1. 保护间隙的工作原理是什么?
答:在正常情况下,保护间隙对地是绝缘的。当线路遭受雷击时,就会在线路上产生一个正常绝缘所不能承受的过电压。由于保护间隙的绝缘距离低于线路的绝缘水平,在过电压作用下,首先被击穿放电,将大量的雷电流泄入大地,使过电压大幅度下降,从而保护了线路上的绝缘子和电气设备的绝缘不致发生闪络或击穿,这就是保护间隙的工作原理。
2. 什么叫电压互感器、电流互感器?它们有什么作用?
答:为了监视和控制设备的运行情况,统计和分析生产指标,计量电量,保证发电厂和变电所的安全经济运行和电能的质量,故发电厂和变电所需要装设测量仪表、继电保护装置和各种自动装置等。但这些仪表和装置不可能直接接到大电流、高电压的母线和电气设备上,否则不仅将使这些装置做的很大,而且会危及人身安全,为此需要装设电压互感器和电流互感器。
电压互感器是用来测量电网高电压的特殊变压器,它能将高电压按规定比例转换为较低的电压后,再连接到仪表上去测量。电压互感器,原边电压无论是多少伏,而副边电压一般均规定为100伏,以供给电压表、功率表及千瓦小时表和继电器的电压线圈所需要的电压。
把大电流按规定比例转换为小电流的电气设备,称为电流互感器。电流互感器副边的电流一般规定为5安或1安,以供给电流表、功率表、千瓦小时表和继电器的电流线圈电流。
3. 电压互感器与变压器有何不同?
答:电压互感器实际上就是一种降压变压器。它的一次线圈匝数很多,二次线圈匝数很少,一次侧并联地接在电力系统中,二次侧可并接仪表、装置、继电器的电压线圈等负载,由于这些负载的阻抗很大,通过的电流很小,因此,电压互感器的工作状态相当于变压器的空载情况。电压互感器的变比采用铭牌上标的一、二次额定电压的比值,用分数形式表达,分子为一次额定电压,分母为二次额定电压。一次线圈的额定电压与所接系统的额定电压相同。二次线圈额定电压采用100伏、100/ 伏或100/3伏。
电压互感器和普通变压器在原理上的主要区别:可以说,电压互感器是一次侧作用着一个恒压源,它不受互感器二次负荷的影响,不像变压器通过大电力负荷时会影响电压,当然这和电压互感器吸取功率很微小有关。
由于接在电压互感器二次侧的电压线圈阻抗很大,使互感器老是处于像变压器的空载状态,二次电压基本上等于二次电势值,且决定于恒定的一电压值。因此,电压互感器用来辅助测量电压,不致因二次侧接上几个电压表就使电压降低。不过这个结论只适用于一定范围,即在准确度所允许的负载范围内,如果电压互感器的二次负载增大到超过该范围,实际上也会影响二次电压,使测量误差增大。
4. 电压互感器二次侧为什么必须接地?
答:电压互感器原边接的是高电压,副边为低电压,并连接着保护和表计,工作人员又要经常和保护、表计接触,如果万一绝缘损坏,使高电压串入低电压回路就可能对二次回路工作的继电保护人员和运行人员造成人身威胁,另外二次回路绝缘水平低,若没有接地点也会被击穿损坏绝缘,损坏表计和继电器,为了保证人身和设备的安全,电压互感器二次侧必须接地。
5. 电压互感器二次侧为什么不许短路?
答:电压互感器在运行中二次侧是不允许短路的。我们知道在正常运行时电压互感器原边与电网电压相连,它的副边接负载即仪表和继电器的电压线圈,它们的阻抗很大,所以电压互感器的工作状态接近变压器的空载情况。如果电压互感器二次侧发生短路,其阻抗减少,只剩副线圈的内阻,这样在副线圈中将产生大电流,导致电压互感器烧毁。在电压互感器一、二次侧接有熔断器的则会使熔断器熔断,表计和保护失灵。
6. 电流互感器和普通变压器比较,在原理上有什么特点?
答:变压器因用途不同,有的一次电流随二次电流变化,有的二次电流随一次电流变化,例如普通降压变压器的一次电流就是随二次电流变化,二次起主导作用,而电流互感器的一次电流由主电路负荷决定,不由二次电流决定,永远是一次起主导作用。
电流互感器二次回路所串接的负荷是电流表和继电器的电流线圈,阻抗很小,因此电流互感器的正常运行情况,相当于二次短路的变压器的运行状态。
变压器的一次电压决定了铁芯的主磁通,主磁通决定了二次电势,因此一次电压不变,二次电势也基本不变。电流互感器则不然,二次回路的阻抗变化时,影响二次电势。
电流互感器之所以能用来测量电流、即二次侧串接几个电流表也不减少电流值,是因为它是一个恒流源,而且电流线圈的阻抗小,串进回路影响不大。
7. 电流互感器二次侧为什么不能开路?如遇有开路的情况如何处理?
答:在运行状态的电流互感器二次回路都是闭路的。电流互感器在二次闭路的情况下,当一次电流为额定电流时,电流互感器铁芯中的磁通密度仅为0.06——0.1特(600——1000高斯)。这是因为二次电流产生的磁通和一次电流产生的磁通互相去磁的结果,所以使铁芯中的磁通密度能维持在这个较低的水平。
如果电流互感器的二次在开路状态,一次侧则仍有电流,这时因为产生二次磁通的二次电流消失,因而就没有对一次磁通去磁的二次磁通。于是,铁芯中磁通增加,使铁芯达饱和状态(在开路情况下,当一次电流为额定电流时,铁芯中磁通密度可达1.4——1.8特),此时磁通随时间变化波形为平顶波,感应电势与磁通的变化率成正比,磁通变化快,感应电势就大。在每个周期中磁通由正值经零变到负值或相反的变化过程中,磁通变化速度很快,感应电势很高,故电势波形就成了尖顶波。这样二次线圈就出现了高电压,可达上千伏甚至更高。
由于二次开路时,铁芯严重饱和,于是产生以下后果:
(1) 产生很高的电压,对设备和运行人员有危险;
(2) 铁芯损耗增加,严重发热,有烧坏的可能;
(3) 在铁芯中留下剩磁,使电流互感器误差增大。
所以,电流互感器二次开路是不允许的。但在运行中或调试过程中因不慎或其它原因也有造成二次开路的情形。电流互感器开路时,有关表计(如电流表、功率表)有变化或指示为零,若是端子排螺丝松动或电流互感器二次端头螺丝松动,还可能有打火现象。随着打火,表计指针可能有摇摆。发现电流互感器二次开路现象处理的方法是:能转移负荷停电处理的尽量停电处理;不能停电的,若在电流互感器处开路,限于安全距离,人不能靠近处理,只能降低负荷电流,渡过高峰后再停电处理;如果是盘后端子排上螺丝松动,可站在绝缘垫上,带手套,用有绝缘把的改锥,动作果断迅速地拧紧螺丝。
8. 运行电压高或低对变压器有何影响?
答:若加于变压器的电压低于额定值,对变压器寿命不会有任何不良影响,但将影响变压器容量不能充分利用。
若加于变压器的电压高于额定值,对变压器是有不良影响的。当外加电压增大时,铁芯的饱和程度增加,使电压和磁通的波形发生严重的畸变,且使变压器的空载电流大增。
电压波形的畸变也即出现高次谐波,这要影响电能的质量,其危害如下:
(1) 引起用户电流波形的畸变,增加电机和线路上的附加损耗。
(2) 可能在系统中造成揩波共振现象,导致过电压使绝缘损坏。
(3) 线路中电流的高次谐波会影响电讯线路,干扰电讯的正常工作。
(4) 某些高次谐波会引起某些继电保护装置不正确动作。
9. 变压器中性点是接地好,还是不接地好?中性点套管头上平时是否有电压?
答:现代电力系统中变压器中性点的接地方式分为三种:中性点不接地;中性点经消弧线圈接地;中性点直接接地。
在中性点不接地系统中,当发生单相金属性接地时,三相系统的对称性不被破坏,在某些条件下,系统可以照常运行,但是其他两相对地电压升高到线电压水平。
当系统容量较大,线路较长时,接是电弧不能自行熄灭。为了避免电弧过电压的发生,可采用经消弧线圈接地的方式。在单相接地时,消弧线圈中的感性电流能够补偿单相接地的电容电流。既可保持中性点不接地方式的优点,又可避免产生接地电弧的过电压。
随着电力系统电压等级的增高和系统容量的扩大,设备绝缘费用占的比重越来越大,采用中性点直接接地方式,可降低绝缘的投资。我国110千伏、220千伏、330千伏及500千伏系统中性点皆直接接地。380伏的低压系统,为方便的抽取相电压,也直接接地。
关于变压器中性点套管上正常运行时有没有电压问题,这要具体情况具体分析。理论上讲,当电力系统正常运行时,如果三相对称,则无论中性点接地方式如何,中性点的电压等于零。但是,实际上三相输电线对是电容不可能完全相等,如果不换位或换位不当,特别是在导线垂直排列的情况下,对于不接地系统和经消弧线圈接地系统,由于三相不对称,变压器的中性点在正常运行会有对地电压,对消弧线圈接地系统,还和补偿程度有关。对于直接接地系统,中性点电固定为地电位,对地电压应为零。
10. 突然短路对变压器有哪些危害?
答:当变压器一次加额定电压,二次端头发生突然短路时,短路电流很大,其值可达额定电流的20~30倍(小容量变压器倍数小,大容量变压器倍数大)。
强大的短路电流产生巨大的电磁力,对于大型变压器来说,沿整个线圈圆柱体表面的径向压力可能达几百吨,沿轴向位于正中位置承受压力最大的地方其轴向压力也可能达几百吨,可能线圈变形、蹦断甚至毁坏。
短路电流使线圈损耗增大,严重发热,温度很快上升,导致线圈的绝缘强度和机械强度降低,若保护不及时动作切除电源,变压器就有可能烧毁。
11. 电压互感器的一、二次侧装熔断器是怎样考虑的?
答:电压互感器一次侧装熔断器的作用是:
(1) 防止电压互感器本身或引出线故障而影响高压系统(如电压互感器所接的那个电压等级的系统)的正常工作。
(2) 保护电压互感器本身。但装高压侧熔断器不能防止电压互感器二次侧过流的影响。因为熔丝截面积是根据机械强度的条件而选择的最小可能值,其额定电流比电压感器的额定电流大很多倍,二次过流时可能熔断不了。所以,为了防止电压互感器二次回路所引起的持续过电流,在电压互感器的二次侧还得装设低压熔断器。
装于室内配电装置的高压熔断器,是装有石英填料的,能截断1000兆瓦的短路功率。
在110千伏及以上电压的配电装置中,电压互感器高压侧不装熔断器。这是由于高压系统灭弧问题较大,高压熔断器制造较困难,价格也昂贵,且考虑到高压配电装置相间距离大,故障机会较少,故不装设。
二次侧短路的保护由二次侧熔断器担负。二次侧出口是否装熔断器有几个特殊情况:
(1) 二次开口三角接线的出线端一般不装熔断器。这是唯恐接触不良发不出接地信号,因为平时开口三角端头无电压,无法监视熔断器的接触情况。但也有的供零序过电压保护用,开口三角出线端是装熔断器的。
(2) 中性线上不装设熔断器。这是避免熔丝熔断或接触不良使断线闭锁失灵,或使绝缘监察电压表失去指示故障的作用。
(3) 用于自动励磁调整装置的电压互感器二次侧一般不装设熔断器。这是为了防止熔断器接触不良或熔断,使自动励磁调整装置强行励磁误动作。
(4) 220千伏的电压互感器二次侧现在一般都装设空气小开关而不用熔断器,以满足距离保护的需要。
二次侧熔断器选择的一般原则:
(1) 熔丝的熔断时间必须保证在二次回路发生短路时,小于继电保护装置的动作时间。
(2) 熔断器的容量应满足以下条件:熔线额定电流应大于最大负荷电流,且取可靠系数为1.5。
(3) 继电保护装置与测量仪表公用一组电压互感器时,应考虑装设在继电保护装置的熔断器与仪表回路的熔断器在动作时间和灵敏度上相配合,即仪表回路熔断器的动作时间应小于继电保护装置的动作时间,这样仪表回路短路时,不致引起继电保护装置误动作。
12. 高压厂用母线电压互感器铁磁谐振有哪些现象和危害?怎样处理?
答:高压厂用母线电压互感器铁磁揩振将引起电压互感器铁芯饱和,产生电压互感器饱和过电压。
电压互感器铁磁揩振常发生在中性点不接地的系统中,我们知道,任何一种铁磁谐振过电压的产生对系统电感、电容的参数有一定要求,而且需要有一定的“激发”才行。电压互感器铁磁谐振也是如此。电压互感器铁磁谐振常受到的:“激发”有两种。第一种是电源对只带电压互感器的空母线突然合闸;第二种是发生单相接地。在这两种情况下,电压互感器都会出现很大的激磁涌流,使电压感器一次电流增大十几倍,从而诱发电压互感器过电压。
电压互感器铁磁谐振可能是基波(工频)的,也可能是分频的,甚至可能是高频的。经常发生的基波和分频谐振。根据运行经验,当电源向只带有电压互感器的空母线突然合闸时易产生基波谐振;当发生单相接地时易产生分频谐振。
电压互感器发生基波谐振的现象是:两相对地电压升高,一相降低,或是两相对地电压降低,一相升高。
电压互感器发生分频谐振的现象是:三相电压同时或依次轮流升高,电压表指针在同范围内低频(每秒一次左右)摆动。
电压互感器发生谐振时其线电压指示不变。
电压互感器发生谐振时还可能引起其高压侧熔断器熔断,造成继电保护和自动装置的误动作。
电压互感器发生铁磁谐振的直接危害是:
(1) 由于谐振时,电压感器一次线圈通过相当大的电流在一次熔断器尚未熔断时可能使电压互感器烧坏;
(2) 造成电压互感器一次熔断器熔断。
电压熔断器发生铁磁谐振的间接危害是当电压互感器一次熔断器熔断后将造成部分继电保护和自动装置的误动作,从而扩大了事故,有时可能会造成被迫停机、停炉事故。
当发现发生电压互感器铁磁谐振时一般应区别情况进行下列处理:
(1) 当只带电压互感器空充母线产生电压互感器基波谐振时,应立即投入一个备用设备,改变电网参数,消除谐振。
(2) 当发生单相接地产生电压互感器分频谐振时应立即投入一个单相负荷。由于分频谐振具有零序性质,故此时投三相对称负荷不起作用。
(3) 谐振造成电压互感器一次熔断器熔断,谐振可自行消除。但可能带来继电保护和自动装置的误动作,此时应迅速处理误动作的后果,如检查备用电源开关的联投情况,如没联投应立即手投,然后迅速更换一次熔断器,恢复电压互感器的正常运行。
(4) 发生谐振尚未造成一次熔断器熔断时,应立即停用有关失压容易误动的继电保护和自动装置。母线有备用电源时,应切换到备用电源,以改变系统参数消除谐振;如果用备用电源后谐振仍不消除,应拉开备用电源开关,将母线停电或等电压互感器一次熔断器熔断后谐振便会消除。
(5) 由于谐振时电压互感器一次线圈电流很大,应禁止用拉电压互感器小车或直接取下一次熔断器的方法来消除谐振。
13. 电压互感器二次侧为什么有的电压互咸器采用B相接地,而有的采用零相接地?
答: 一般电压互感器的二次接地都在配电装置端子箱内经端子排接地。对220千伏的电压互感器二次侧一般采用中性点接(也叫零相接地);对发电机及厂用电的电压互感器,大都采用二次侧B机接地。
为什么电压互感器的二次侧有两种接地方法呢?主要原因是:
(1) 习惯问题。通常有的地方(380伏低压厂用母线)为了节省电压互感器台数,选有V/V接。为了安全,二次侧总得有个接地点,这个接地点一般选在二次侧两线圈的公共点。而为了接线对称,习惯上总把一次侧的两个线圈的首端一个接在A相上,一个接在C相上,而把公共端接在B相。因此,二侧侧对应的公共点就是B相,于是,成了B相接地。
从理论上讲,二次侧哪一相端头接地都可以,一次侧哪一相作为公共端的连接相也者可以,只要一、二次对应就行。
对于三个线圈星形连接的电压互感器有的也采用二次侧B相接地(如发电机及厂用高压母电压互感器),同样是为了接线对称的习惯问题。有的星形连接的电压互感器,二次侧B相接地是为了与低压厂用各电压等级的电压互感器二次侧接方式相一致,因为在一个发电厂的厂用电中,总不希望同时存在几种电压互感器二次侧接地方式,不然的话,会给厂用电的二次接线造成不应有的麻烦。
(2) 继电保护的特殊需要。220千伏的线路都装有距离保护,而距离保护对于电压互感器二次回路均要求零相接地,因为要接断线闭锁装置需要有零线。所以,220千伏系统的电压互感器是采用零相接地,即中性点接地而不采用B相接地。
对于发电厂来说,为了满足不同要求,电压互感器二次侧既有中性点接地,又有B相接地的。当这两种接地方式的电压互感器都用于同期系统时,一般采用隔离变压器来解决因不同的接地方式引起的可能烧坏星形接线的电压互感器B相线圈的问题。
电压互感器二次侧B相接地的接地点一般放在熔断器之后。为什么B相也配置二次熔断器呢?这是为了防止当电压感器一、二次间击穿时,经B相接地点和一次侧中性点形成回路,使B相二次线圈短接以致烧坏。
凡采用B相接地的电压互感器二次侧中性点都接一个击穿保险器JB。这是考虑到在B相二次保险熔断的情况下,即使高压窜入低压,仍能击穿保险器,而使电压互感器二次有保护接地。击穿保险器动作电压约为500伏。
14. 什么叫分级绝缘?分级绝缘在变压器运行中要注意什么?
答:所谓分级绝缘,就是变压器线圈靠近中性点部分的主绝缘,其绝缘水平比线圈端部的绝缘水平低。一般,规定只许在中性点直接接地的情况下,投入运行。在分级绝缘的变压器的运行操作时,要注意这一点。
15. 变压器的铁芯为什么要接地?
答:运行中变压器的铁芯及其他附件都处于绕组周围的电场内,如果不接地,铁芯及其他附件必然产生一定的悬浮电位,在外加电压的作用下,当该电位超过对地放电电压时,就会出现放电现象。为了避免变压器的内部放电,所以铁芯要接地。
16. 影响变压器油位及油温的因素有哪些?
答:变压器的油位在正常情况下随着油温的变化而变化,因为油温的变化直接影响变压器油的体积,使油位上升或下降。影响油温变化的因素有负荷的变化、环境温度的变化、内部故障及冷却装置的运行状况等。
17. 变压器的冷却方式有哪几种?
答:根据变压器的容量不同,工作条件的不同,冷却方式也不同。常用的有:
⑴ 油浸式自然空气冷却式。
⑵ 油浸风冷式。
⑶ 强迫油循环水冷式。
⑷ 强迫油循环风冷式。
⑸ 强迫油循环导向风冷。
18. 电压过高对运行中的变压器有哪些危害?
答:电压过高会使铁芯产生过激磁并使铁芯严重饱和,铁芯及其金属夹件因漏磁增大而产生高热,严重时将损坏变压器绝缘并使构件局部变形,缩短变压器的使用寿命。所以,运行中变压器的电压不能过高,最高不得超过额定电压的10%。
19. 变压器并列运行应遵守什么原则?
答:变压器并列运行应遵守下列原则:
⑴ 变比相同;
⑵ 相序相同;
⑶ 接线组别相同;
⑷ 短路阻抗相同。
变比不同和阻抗不同的变压器在任何一台均不过负荷的情况下,可以并列运行。同时应适当提高阻抗电压大的变压器的二次电压,以使并列运行的变压器的容量均能充分利用。
20. 运行中变压器为什么会有“嗡嗡”声?
答:变压器接通电源后,就会有“嗡嗡”声,这是由于铁芯中交变的磁通在铁芯硅钢片间产生一种力的振动结果,这种“嗡嗡”声的大小与加在变压器上的电压和电流成正比。正常运行中,变压器铁芯声音应是均匀的,如果声音异常,一般是由于过电压、过电流或部件松动引起的。
21. 电压互感器二次接地有几种方式?
答:电压互感器二次侧接地一般有两种方式,一种是采用中性点接地,多用于变电所的电压互感器回路中,另一种方式是二次侧B相接地。也有的是不同线圈B相和零相接地共存的,这种方式多用于发电厂的电压互感器中。电压互感器的接地点大多是在配电装置端子箱内经端子排接地。
22. 发变组并、解列前为什么必须投入主变压器的中性点接地隔离开关?
答:发电机—变压器组变压器高压侧断路器并、解列操作前必须投主变压器中性点接地隔离
开关,因为主变压器高压侧断路器一般是分相操作的,而分相操作的断路器在合、分操作时,
易产生三相不同期或某相合不上、拉不开的情况,可能产生工频失步时过电压,威胁主变压
器绝缘,如果在操作前合上接地隔离开关,可有效地限制过电压,保护变压器绝缘。
23. 哪些原因使变压器缺油?缺油对运行有什么危害?
答:变压器长期渗油或大量漏油,在检修变压器时,放油后没有及时补油,油枕的容量小,不能满足运行要求,气温过低油枕的储油量不足等都会使变压器缺油。变压器油位过低会使轻瓦斯动作,而严重缺油时,铁芯暴露在空气中容易受潮,并可能造成导线过热,绝缘击穿,发生事故。
24. 遇有哪些情况,应立即将变压器停止运行?
答: 发生下述情况之一时,应立即将变压器停运处理:
 (1) 变压器内部音响很大,很不正常,有爆裂声。
 (2) 在正常负荷和冷却条件下,变压器上层油温异常,并不断上升。
(3) 油枕或防爆筒喷油。
 (4) 严重漏油,致使油面低于油位计的指示限度。
 (5) 油色变化过甚,油内出现碳质。
 (6) 套管有严重的破损和放电现象。
 (7) 变压器范围内发生人身事故,必须停电时。
(8) 变压器着火。
(9) 套管接头和引线发红,熔化或熔断,
25. 变压器差动保护动作时应如何处理?
答:变压器差动保护主要保护变压器内部发生的严重匝间短路、单相短路、相间短路等故障。差动保护正确动作,变压器跳闸,变压器通常有明显的故障象征(如安全气道或储油柜喷油,瓦斯保护同时动作),则故障变压器不准投入运行,应进行检查、处理。若差动保护动作,变压器外观检查又没发现异常现象,则应对差动保护范围以外的设备及回路进行检查,查明确属其他原因后,变压器方可重新投入运行。
26. 变压器着火时,应如何处理?
答:(1) 如保护未动,立即手动拉开变压器各侧开关及刀闸,通知消防队。
(2) 停用风扇,但不许停止强迫油循环装置。
(3) 若变压器油溢在变压器顶盖上着火,则应打开变压器下部放油门放油,放至低于着火面即可,同时使用二氧化碳、1211、泡沫灭火器,不能用水灭火。
(4)有备用变压器应立即投入备用变压器运行。
(5)若是变压器内部故障引起着火时,则不能放油,以防止变压器发生严重爆炸。
(6)与其相邻设备应采取隔离措施防止火势蔓延损坏其它设备。
27. 怎样判断变压器声音是否正常?发生异音可能是什么原因?
答:变压器正常运行时,应是均匀的“嗡嗡”声。如果产生不均匀声音或其它异音,都属不正常的。
发生异音原因有下列几种:
⑴ 过负荷。⑵ 内部接触不良,放电打火。⑶ 个别零件松动。⑷ 系统有接地或短路。⑸ 大动力启动,负荷变化较大。⑹铁磁谐振。
28. 变压器出现强烈而不均匀的噪声且振动很大,该怎样处理?
答:变压器出现强烈而不均匀的噪声且振动加大,是由于铁芯的穿心螺丝夹得不紧,使铁芯松动,造成硅钢片间产生振动。振动能破坏硅钢片间的绝缘层,并引起铁芯局部过热。如果有“吱吱”声,则是由于绕组或引出线对外壳闪络放电,或铁芯接地线断线造成铁芯对外壳感应而产生高电压,发生放电引起。放电的电弧可能会损坏变压器的绝缘,在这种情况下,运行或监护人员应立即汇报,并采取措施。如保护不动作则应立即手动停用变压器,如有备用先投入备用变压器,再停用此台变压器。
29. 主变差动与瓦斯保护的作用有哪些区别?如变压器内部故障时两种保护是否都能反映出来?
答: (1) 差动保护为变压器的主保护;瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护。
 (2) 差动保护的保护范围为主变各侧差动电流互感器之间的一次电气部分,包括:
 a:主变引出线及变压器线圈发生多相短路。
 b:单相严重的匝间短路。
 c:在大电流接地系统中线圈及引出线上的接地故障。
 (3) 瓦斯保护范围是:
 a:变压器内部多相短路。
 b:匝间短路,匝间与铁芯或外皮短路。
 c:铁芯故障(发热烧损)。
 d:油面下降或漏油。
 e:分接开关接触不良或导线焊接不良。
 (4) 差动保护可装在变压器、发电机、分段母线、线路上,而瓦斯保护为变压器独有的保护。
 变压器内部故障时(除不严重的匝间短路),差动和瓦斯都能反映出来,因为变压器内部故障时,油的流速和反映于一次电流的增加,有可能使两种保护启动。
 致于哪种保护先动,还须看故障性质来决定。
30. 变压器合闸时为什么有激磁涌流?
答:变压器线圈中,励磁电流和磁通的关系,由磁化特性决定,铁芯愈饱合,产生一定的磁通所需要的励磁电流愈大。由于在正常情况下,铁芯中的磁通就已饱合,如在不利条件下合闸,铁芯中磁通密度最大值可达两倍的正常值,铁芯饱和将非常严重,使其导磁数减小,励磁电抗大大减小,因而励磁电流数值大增,由磁化特性决定的电流波形很尖,这个冲击电流可超过变压器额定电流的6--8倍。所以,由于变压器电、磁能的转换,合闸瞬间电压的相角,铁芯的饱合程度等,决定了变压器合闸时,有励磁涌流,励磁涌流的大小,将受到铁芯剩磁与合闸电压相角的影响。
31. 新装或大修后的主变压器投入前,为什么要求做全电压冲击试验?冲击几次?
答:新装或大修后的主变压器投入运行前,要做全电压冲击试验。此外,空载变压器投入电网时,会产生励磁涌流。励磁涌流一般可达6--8倍的额定电流,经0.5--1秒后可能衰减到0.25--0.5倍额定电流,但是全部衰减的时间较长,大容量的变压器需要几十秒。由于励磁涌流能产生很大的电动力,所以冲击试验也是为了考核变压器的机械强度和继电保护装置动作的可靠程度。规程中规定,新安装的变压器冲击试验5次,大修后的变压器冲击试验3次,合格后方可投入运行。
32. 高压厂用母线电压互感器停、送电的操作原则是什么?
答:停电操作原则:
 (1)高压厂用工作电源运行时,应停用高压厂用BZT回路低电压跳闸压板,以防电压互感器停电后造成高压厂用工作电源开关跳闸。
 (2)拉开高压厂用母线低电压保护直流铅丝,以防电压互感器停电后,造成高压厂用母线低电压保护误动,使高压厂用电动机跳闸。
 (3)拉开高压厂用母线电压互感器二次铅丝。
 (4)拉开高压厂用母线电压互感器二次插件。
 (5)将高压厂用母线电压互感器小车拉出或拉开高压厂用母线电压互感器的一次刀闸。
 (6)短路用于低压厂用BZT回路的高压厂用母线电压监视继电器接点,不致使相应的低压厂用BZT装置失效。
送电操作原则:送电操作与停电操作顺序相反。
33. 高压厂用母线电压互感器停、送电操作应注意什么?
答:高压厂用母线电压互感器停电时应注意下列事项:
 (1) 停用电压互感器时应首先考虑该电压互感器所带继电保护及自动装置,为防止误动可将有关继电保护及自动装置或所用的直流电源停用。
 (2) 当电压互感器停用时,应将二次侧熔断器取下。
 (3) 然后将一次侧熔断器取下。
 (4) 小车式或抽匣式电压互感器停电时还应将其小车或抽匣拉出,其二次插件同时拨出。
 高压厂用母线电压互感器送电时应注意下列事项:
 (1) 应首先检查该电压互感器所带的继电保护及自动装置确在停用状态。
 (2) 将电压互感器的一次侧熔断器投入。
 (3) 将小车式或抽匣式电压互感器推至工作位置。
 (4) 将电压互感器的二次侧熔断器投入。
 (5) 将小车式或抽匣式电压互感器的二次插件投入。
 (6) 启用停用的继电保护及自动装置或它们的直流电源。
 (7) 电压互感器本身检修在送电前还应按规定测高低压绕组的绝缘状况。
34. 高压厂用变压器在什么情况下可以强送电?
答:高压厂用变压器在下列情况下可以强送电:
 (1)当高压厂用工作变压器跳闸,备用变压器未联投时,值班人员可不经任何检查立即强投备用变压器。
 (2)当自动装置因故障停用时,备用变压器处于无备用时,值班人员可不经任何检查立即强投备用变压器。
 (3)无备用变压器时,当工作变压器误跳或只是后备保护造成跳闸(如过流保护),可不经检查即可送电。
35. 对变压器绝缘电阻值有哪些规定?测量时应注意什么?
答:新安装或检修后及停运半个月以上的变压器,投入运行前,均应测定线圈的绝缘电阻。测量变压器绝缘电阻时,对线圈运行电压在 500 伏以上者应使用 1000 -- 2500 伏摇表,500 伏以下者应使用 500 伏摇表。
 变压器绝缘状况的好坏按以下要求判定:
(1) 在变压器使用时所测得绝缘电阻值与变压器在安装或大修干燥后投入运行前测得的数值之比,不得低于 50%。
(2) 吸收比R60"/R15"不得小于 1.3 倍。
 符合上述条件,则认为变压器绝缘合格。
 测量变压器绝缘时应注意以下问题:
(1) 必须在变压器停电时进行,各线圈出线都有明显断开点。
(2) 变压器周围清洁,无接地物,无作业人员。
(3) 测量前应对地放电,测量后也应对地放电。
(4) 测量使用的摇表应符合电压等级要求。
(5) 中性点接地的变压器,测量前应将中性点刀闸拉开,测量后应恢复原位。
36. 过电压,过电流是怎样产生的?它对变压器有什么影响?
答:过电压产生大致有下列三种情况:
(1)线路开关拉合闸时形成的操作过电压。
(2)系统发生短路或间歇弧光放电时引起的故障过电压。
(3)直接雷击或大气雷电放电,在输电网中感应的脉冲电压波。
这些过电压的特点是作用时间短,瞬时幅度大。通常由电力系统本身造成的过电压很少超过变压器相电压的四倍,而由大气放电或雷击造成的过电压有可能超出十几倍及至于几十倍。只是后者持续时间极短,在微秒数量级。过电压的危害可使变压器绝缘击穿,为防止其危害,在线路和变压器结构设计上采取了一系列保护措施。如装设避雷器、静电环、加强绝缘、中心点接地等。
 过电流的形成有下列两种情况:
 (1)变压器空载合闸形成的瞬时冲击过电流。
 (2)二次侧负载突然短路造成的事故过电流。
空载合闸电流最大可以达到额定电流的5—10倍,它对变压器本身不至于造成什么危害,但它有可能造成继电保护装置的误动作,对于小容量变压器可采取多次合闸,而对于大容量变压器则要采取专门的措施。
二次负载短路所造成的过电流,一般要超出额定电流的几十倍,如果保护装置失灵或动作迟缓将会造成直接的危害。巨大的短路电流会在绕组中产生极大的径向力,高压绕组向外,低压绕组向里。这种力会把线圈扯断,扭弯或破坏绝缘。短路电流还会使铜损比之在正常情况下急剧增长几百倍,一造成内部温度聚增而烧毁变压器。因此,运行中应尽力避免发生短路,通常在继电保护及变压器结构设计上也都充分考虑到短路事故的发生。
37. 变压器的铁芯、线圈各有什么用途? 
答:铁芯是变压器最基本的组件之一,是用导磁性能极好的硅钢片叠放而成,用以组成闭合的磁回路。由于铁芯的磁阻极小可得到较强的磁场,从而增强了原、副绕组的电磁感应。线圈又称绕组,有原绕组和副绕组,都是用铜线或铝线绕成圆筒形的多层线圈,套在铁芯柱上,由于原、副边线圈匝数不同,用以变换成不同的电压和电流。
38. 什么是变压器的铜损和铁损? 
答:铜损(短路损耗)是指变压器一、二次电流流过该线圈电阻所消耗能量之和。由于线圈多用铜导线制成,故称铜损。它和电流的平方成正比,铭牌上所标的千瓦数,是指线圈在75℃时通过额定电流的铜损。
铁损是指变压器在额定电压下(二次开路),在铁芯中消耗的功率,其中包括激磁损耗与涡流损耗。
39. 为什么要规定变压器的允许温度? 
答:因为变压器运行温度越高,绝缘老化越快,这不仅影响使用寿命而且还因绝缘变脆而碎裂,使绕组失去绝缘层的保护。另外温度越高绝缘材料的绝缘强度就越低,很容易被高电压击穿造成事故。因此变压器运行时,不得超过允许温度。
40. 为什么要规定变压器的允许温升? 
答:当周围空气温度下降很多时,变压器的外壳散热能力将大大增加,而变压器内部的散热能力却提高很少。当变压器带大负荷或超负荷运行时,尽管有时变压器上层油温尚未超过规定值,但温升却超过很多,线圈有过热现象。因此这样运行是不允许的。
41. 什么叫变压器并列运行? 
答:变压器并列运行就是将两台或两台以上变压器的一次绕组并联在同一电压的母线上,二次绕组并联在另一电压的母线上运行。
42. 变压器声音不正常如何处理? 
答:首先要正确判断,然后根据不同情况进行处理。
 (1)变压器内部突然发出不正常声音,但很快消失。这是由于大容量动力设备或外部发生短路事故造成。此时,只需对变压器及外部系统详细检查即可。
 (2)变压器内部连续不断发出不正常声音,应立即汇报有关领导,并加强巡视检查次数或专人监视,如杂音增加,经批准停用变压器,进行内部检查。
 (3)变压器内部有强烈的杂音或内部有放电声音和爆炸声,应立即报告有关领导,迅速投入备用变压器或倒换运行方式,停用故障变压器。
43. 变压器过负荷如何处理? 
答:变压器过负荷信号发出后,应立即进行如下处理》
(1)复归报警信号,汇报有关领导,做好记录。
(2)倒换运行方式,调整转移负荷。
(3)若属正常过负荷,可根据正常过负荷倍数确定允许时间,并加强对变压器温度监视。
(4)若属事故过负荷,则过负荷的倍数和时间依照制造厂家的规定或运行规程的规定执行。
(5)对变压器及有关设备系统进行全面检查,发现异常及时采取措施,果断处理。
44. 变压器上层油温显著升高时如何处理? 
答:(1)检查变压器的负荷和冷却介质的温度并与在相同负荷和冷却介质温度下的油温进行比较。
(2)核对温度表。
(3)检查变压器冷却装置或变压器室的通风情况,若温度升高的原因是由于冷却装置的故障,且在运行中无法处理时应立即将变压器停运处理,若不需停下处理时,则值班人员应按规定,调整变压器的负荷至相应的容量。
(4)若发现油温较平时相同负荷和冷却温度下,高出10℃以上,或变压器负荷不变,温度不断上升,而检查结果证明冷却装置正常,变压器通风正常,温度计正常,则可认为变压器已发生内部故障,在这种的情况下,此时应立即将变压器停止运行。
45. 变压器二次侧突然短路时有什么危害? 
答:变压器二次侧突然短路时,在线圈中将产生巨大的短路电流,其值可达到额定电流的20~30倍,这样大的电流,对变压器的危害有:
(1)在巨大的短路电流作用下,线圈将产生很大的电磁力。÷,其值可达到额定电磁力的1000倍,使线圈的机械强度受到破坏。
(2)巨大的短路电流会在线圈中产生高温,可那使线圈烧损。
46. 变压器瓦斯保护动作跳闸的原因有哪些? 
答:(1)变压器内部发生严重故障。
(2)保护装置二次回路有故障(如直流接地等).
(3)在某种情况下,如变压器检修后油中气体分离出来太快,也可能使瓦斯继电器动作跳闸。
47. 变压器轻瓦斯动作如何处理? 
答:轻瓦斯信号出现后,应立即对变压器进行全面检查,分析原因,及时处理。
(1)油枕中的油位、油色是否正常。
(2)瓦斯继电器内是否有气体。
(3)变压器本体及强油系统有无漏油现象。
(4)变压器负荷、电流、温度是否在允许范围内。
(5)变压器声音是否正常。
(6)变压器是否经检修后投入运行、运行中补油、更换再生器硅胶等。
(7)取出瓦斯继电器的气体,确定是否是可燃气体,必要时做色谱分析或抽取油样化验分析。
处理过程中,当轻瓦斯保护动作时间间隔越来越短时,应立即倒换至备用变压器,将该变压器退出运行。
48. 新安装或大修后的变压器投入运行前应进行哪些试验?
答:(1)变压器及套管绝缘油试验。
(2)变压器线圈及套管介质损失角测量。
(3)泄漏电流试验。
(4)工频耐压试验。
(5)测量变压器直流电阻。
(6)测量分接开关变比。
(7)检查变压器结线组别及极性。
(8)有载调压开关的动作试验。
(9)测量变压器绝缘电阻和吸收比。
(10)冲击合闸试验:(新安装变压器必须全电压冲击合闸5次,换线圈大修后合闸3次)。
49. 变压器测量绝缘电阻值有什么规定? 
答:(1)变压器在停运后、投运前均应用1000-2500V摇表测量线圈的绝缘电阻和吸收比。测量时应尽可能在相同温度下用电压等级相同的摇表进行,测量的数值和测量时的油温、环境温度应记入变压器绝缘记录簿内。
(2)变压器在使用期间其绝缘值应不低于每千伏1MΩ,同时R6O"应不低于前次测量值的50%。
(3)吸收比不予规定,但在综合审查测量结果时应予考虑。通常不低于1.3。
50. 变压器投入运行前应检查哪些项目? 
答:(1)变压器主体及周围清洁无缺陷,无渗漏油。
(2)各部油色、油位正常,各截阀的开闭位置应正确。
(3)变压器外壳接地良好、铁芯接地套管必须接地。
(4)基础牢固稳定,转辘应有可靠止动装置。
(5)瓦斯继电器完好,安装方向正确,内部无气体,截阀应在全开位置。
(6)分接开关位置应符合电网运行要求,有载调压装置灵活好用,指示数值与实际相符。
(7)变压器各部导线接头紧固良好,套管清洁完整,无损坏破纹,无放电痕迹。
(8)压力释放阀完好,翻板门在开位,吸湿器中干燥剂合格。
(9)温度计及测量回路完整良好。
(10)保护、测量、信号及控制回路结线正确,保护压板投入正确。
(11)干式变压器外壳无损坏碰撞现象。
51. 什么叫变压器的接线组别? 
答:变压器的接线组别是指变压器的原、副绕组按一定接线方式连接时,原、副边的电压或电流的关系。变压器的接线组别是用时钟的表示方法来说明原、副边线电压或线电流的相量关系。
52. 变压器运行中铁芯局部发热有什么现象? 
答:轻微的局部发热,对变压器的油温影响较少,保护也不会动作。因为油分解而产生的少量气体溶解于未分解的油中。较严重的局部过热,会使油温上升,轻瓦斯频繁动作,析出可燃气体,油的闪光点下降,油色变深,还可能闻到烧焦的气体。严重时重瓦斯可能动作跳闸。
53. 为什么新投入或大修后的变压器在正常投入运行前,要进行全电压试验? 
答:这是为了检查变压器内部绝缘的薄弱点合考核变压器的机械强度以及继电保护装置能否躲过激磁涌流而不发生误动作。
54. 变压器有何作用?其工作原理是什么? 
答:电力系统中,在向远方输送电力时,为了减少线路上的电能损耗,需要把电压升高,为了满足用户用电需要,又需要把电压降低,变压器就是用来改变电压高低的电器设备。
变压器工作原理是基于“电生磁、磁生电”这个基本的电磁现象。以双绕组变压器为例,当一次线圈加上电压U1,流过交流电流i1时,在铁芯中产生交变磁通,这些磁通的大部分即链接着本线圈,也匝链着二次线圈,称为主磁通。在主磁通作用下两侧线圈分别感应起电势E1和E2,电势的大小与匝数成正比。
55. 什么叫变压器的接线组别? 
答:简单的说,三相变压器的一次线圈和二次线圈间电压或电流的相位关系,就叫变压器的组别。
因为相位关系就是角度关系,而变压器一、二次侧各量的相位差都是30o的倍数,于是就用同样有30o倍数关系的时钟指针关系,来形象地说明变压器的接线组别,叫做“时钟表示法”。
电力系统中国产变压器有三种常见的接线组别:Y0/△-11,Y/△-11,Y/ Y0-12。其中分子是高压绕组的连接图,分母是低压绕组的连接图,数字表示高低压绕组线电势的相位差,即变压器的接线组别。
用“时钟表示法”表示接线组别,钟表的分针代表高压绕组线电势向量,时针代表低压绕组线电势向量,分针固定指向12,时针所指的小时数就是连接组别。

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