第一章 能源和发电1-1 人类所认识的能量形式有哪些?并说明其特点。答:第一、机械能。它包括固体一流体的动能,势能,弹性能及表面张力能等。其中动能和势能是大类最早认识的能量,称为宏观机械能。第二、热能。它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能,其宏观表现为温度的高低,反映了物体原子及分子运行的强度。第三、化学能。它是物质结构能的一种,即原子核外进行化学瓜是放出的能量,利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢,而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。第四、辐射能。它是物质以电磁波形式发射的能量。如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。第五、核能。这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。释放巨大核能的核反应有两种,邓核裂变应和核聚变反应。第六、电能。它是与电子流动和积累有关的一种能量,通常是电池中的化学能而来的。或是通过发电机将机械能转换得到的;反之,电能也可以通过电灯转换为光能,通过电动机转换为机械能,从而显示出电做功的本领。1-2 能源分类方法有哪些?电能的特点及其在国民经济中的地位和作用?答:一、按获得方法分为一次能源和二次能源;二、按被利用程度分为常规能源和新能源;三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源;四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。电能的特点:便于大规模生产和远距离输送;方便转换易于控制;损耗小;效率高;无气体和噪声污染。随着科学技术的发展,电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面,也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。电气化在某种程度上成为现代化的同义词。电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。1-3 火力发电厂的分类,其电能生产过程及其特点?答:按燃料分:燃煤发电厂;燃油发电厂;燃气发电厂;余热发电厂。按蒸气压力和温度分:中低压发电厂;高压发电厂;超高压发电厂;亚临界压力发电厂;超临界压力发电厂。按原动机分:凝所式气轮机发电厂;燃气轮机发电厂;内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。5-2 厂用电的作用和意义是什么?答:发电机在启动、运转、停机,检修过程中,有大量电动机手动机械设备,用以保证机组的主要设备和输煤,碎煤,除尘及水处理等的正常运行。降低厂用电率可以降低电能成本,同时也相应地增大了对电力系统的供电量。5-3 厂用电负荷分为哪几类?为什么要进行分类?答:厂用电负荷,根据其用电设备在生产中的作用和突然中断供电所造成的危害程度,按其重要性可分为四类:⑴ I类厂用负荷:凡是属于短时停电会造成主辅设备损坏,危及人身安全,主机停用及影响大量出力的厂用设备;⑵ II类厂用负荷:允许短时断电,恢复供电后,不致造成生产紊乱的常用设备;⑶ III类厂用负荷:较长时间停电,不会直接影响生产,仅造成生产不方便的厂用负荷;⑷ 事故保安负荷⑸ 交流不间断供电负荷5-4 对厂用电接线有哪些基本要求?答:对于厂用电接线的要求主要有:1)各机组的厂用电系统是独立的;2)全厂新公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线;3)充分考虑发电厂正常,事故,检修启动等运行方式下的供电要求,尽可能的使切换操作简便,启动电源能在短时间内投入;4)充分考虑电厂分期建设,连续施工过程中厂用电系统的运行方式,特别是要注意对公用负荷供电的影响,要便于过渡,尽量减少改变和更换装置。5)200MW及以上的机组应设置足够容量的交流事故保安电源。5-5 厂用电接线的设计原则是什么?对厂用电压等级的确定和厂用电源引接的依据是什么?答:厂用电的设计原则主要是:⑴ 厂用电接线应保证对厂用负荷可靠和连续供电,使发电厂主机安全运行。⑵ 接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求。⑶ 厂用电源的对应供电性,本机、炉的厂用负荷由本机组供电。⑷ 设计时还应适当注意其经济性和发展的可能性并积极慎重地采用新技术、新设备,使厂用电接线具有可行性和先进性。⑸ 在设计厂用电接线时,还应对厂用电的电压等级、中性点接地方式、厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。厂用电的电压等级是根据发电机的额定电压,厂用电动机的电压和厂用电,供电网络等因素,相互配合,经技术经济比较后确定的。5-6 在大容量发电厂中,要设启动电源和事故保安电源,如何实现?答:启动电源的设计:1)从发电机电压母线的不同分段上,通过厂用备用变压器引接。2)从发电厂联络变压器的低压绕组引接,但应保证在机组全停情况下,能够获得足够的电源容量。3)从与电力系统联系紧密,供电可靠的最低一级电压的母线引接。4)当经济技术合理时,可由外部电网引接专用线路,经过变压器取得独立的备用电源或启动电源。事故保安电源必须是一种独立而又十分可靠的电源,通常采用快速自动程序启动的柴油发电机组,蓄电池以及逆变器将直流变为交流事故保安电源。对300MW及以上机组还就由附近110kV及以上的变压器工发电厂引入独立可靠的专用线路作为事故备用保安电源。5-7 火电厂厂用电接线为什么要按锅炉分段?为提高厂用电系统供电可靠性,通常都采用那些措施?答:为了保证厂用供电的连续性,使发电厂安全满发,并满足运行安全可靠灵活方便。所以采用按炉分段原则。为提高厂用电工作的可靠性,高压厂用变压器和启动备用变压器采用带负荷高压变压器,以保证厂用电安全,经济的运行。5-8 发电厂和变电站的自用电在接线上有何区别?答:发电厂厂用电系统一般采用单母线分段接线形式,并多以成套配电装置接受和分配电能。厂用电源由相应的高压厂用母线供电。而变电站的站用电源引接方式主要有:1)由变电站内主变压器第三绕组引接,站用变压器高压侧要选用较大断流容量的开关设备,否则要加限流电抗器。2)当站内有较低母线时,一般由这类电压母线上引接两个站用电源。这种站用电源引接方式经济性好和可靠性高的特点;3)500kV变电站的外接电源多由附近的发电厂或变电站的低压母线引接。5-9 何谓厂用电动机的自启动?为什么要进行电动机自启动校验?如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时,应如何解决?答:厂用电系统运行的电动机,当突然断开电源或厂用电压降低时,电动机转速就会下降,甚至会停止运行,这一转速下降的过程称为惰行。若电动机失去电压后,不与电源断开,在很短时间内,厂用电源恢复或通过自动切换装置将备用电源投入,此时,电动机惰行还未结束,又自动启动恢复到稳定状态运行,这一过程称为电动机自启动。分为:⑴失压自启动;⑵空载自启动;⑶带负荷自启动。若参加自启动的电动机数目多,容量大时,启动电流过大,可能会使厂用母线及厂用电网络电压下降,甚至引起电动机过热,将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行,因此,必须进行电动机自启动校验。若不能满足自启动条件,应采用以下措施:⑴ 限制参加自启动的电动机数量。⑵ 机械负载转矩为定值的重要设备的电动机,因它只能在接近额定电压下启动,也不应参加自启动,可采用低电压保护和自动重合闸装置,即当厂用母线电压低于临界值时,把该设备从母线上断开,而在母线电压恢复后又自动投入。⑶对重要的厂用机械设备,应选用具有较高启动转矩和允许过载倍数较大的电动机与其配套。⑷在不得已的情况下,或增大厂用变压器容量,或结合限制短路电流问题一起考虑进适当减小厂用变压器的阻抗值。5-10 已知某火电厂厂用6kV备用变压器容量为,Uk(%) = 8,要求同时自启动电动机容量为11400kW,电动机启动平均电流倍数为5,cosφ = ,η = 。试校验该备用变压器容量能否满足自启动要求。