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轨道交通电气工程概论

第一章

1、电力工业的主要特点是什么？

①电能的生产、传输、消耗同时完成，电能不能大量存储；

②电力系统的暂态过程非常迅速；

③除含有直流输电系统的复合电力系统外，电力系统中的频率是统一的；

④电力系统中的事故时有发生，造成供电中断的事故会造成重大损失；

⑤电力系统的容量和覆盖的地理范围越来越大，其特征是：大容量、跨地区和国界、

高电压、高度自动化、交直流混合；

⑥各电力系统的组成要素和运行特点各不相同，它随系统的发展而改变。

2、电力系统主要由哪几部分构成，其作用如何？

电力系统是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷组成的。是由多个发电、输

电、变电、配电、用电、控制等子系统构成的电能生产和消费的庞大网络。

它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机

及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷

中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服

务。

3、什么是电力系统的一次系统、二次系统？

发电厂和变电所的电气设备分为一次设备和二次设备。

一次设备（也称主设备）是构成电力系统的主体，它是直接生产、输送和分配电能的

设备，包括发电机、电力变压器、断路器、隔离开关、电力母线、电力电缆和输电线路等。

二次设备是对一次设备进行控制、调节、保护和监测的设备，它包括控制器具、继电

保护和自动装置、测量仪表、信号器具等。二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次

设备取得电的联系。一次设备及其连接的回路称为一次回路。二次设备按照一定的规则连

接起来以实现某种技术要求的电气回路称为二次回路。继电保护和安全自动装置,调度自动

化和通信等辅助系统是二次系统。

4、火电厂有几类？它们的主要运行特点是什么？请简述其生产流程。

用煤、天然气等作为燃料，可分为热电厂和发电厂。

运行特点：①火电厂的出力稳定，只要发电设备正常、燃料充足，就可按其额定装机

容量发电；②火电厂有最小技术出力的限制，负荷太小时可能出现锅炉燃烧不稳定的现象；

③火电厂机组起动技术复杂，且需耗费大量的燃料、电能等；④火电厂所消耗的燃料和

冷却水量相当大。

流程：燃煤产生水蒸汽（化学能转化为热能）；蒸气推动汽轮机作功（热能转化为机

械能）；汽轮机带动发电机发电，送电

5、核电厂的运行原理是什么？结合日本大地震简述你对核电厂的认识。

核电厂主要由反应堆、蒸汽发生器、汽轮机及发电机4部分组成。反应堆核心称堆蕊，

核燃料U235o或Pu235o放在堆蕊中。堆蕊为中子轰击原子核产生裂变能的中枢，称活

性区。反应堆内核裂变所产生的热能使堆蕊温度极高，需用冷却剂加以吸收。冷却剂吸热

增温后，经一次回路流到蒸汽发生器，热量传递给二次回路管道中的水，使其变为蒸汽。

冷却剂最后用泵抽回反应堆。蒸汽从二次回路进入汽轮机做功，驱动发电机。

6、架空输电线路由哪几个主要部分组成，其作用如何？

组成：架空输电线路由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面之上。

作用：杆塔是架空输电线路的主要支撑结构；导线由导电良好的金属制成，有足够粗

的截面（以保持适当的通流密度）和较大曲率半径（以减小电晕放电）；绝缘子串由单个悬

式（或棒式）绝缘子串接而成，需满足绝缘强度和机械强度的要求。

7、变电站（所）如何分类的？简述几种典型变电站功能。

变电所是联系发电厂和电力用户的中间环节，起电压变换和分配电能作用。

枢纽变电所：位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源，连接电力系统的高压和中压，

电压等级330kV以上，负责向区域变电所和中间变电所供电。

中间变电所：位于枢纽和区域变电所之间，使长距离输电线路分段，高压侧以交换潮

流为主，起功率交换作用。一般汇集2～3路电源，电压等级220~330kV。通过功率，

降压向当地用户供电，停电将使区域电网解列

区域变电所：负责向某一地区或城市供电，110kV或220kV--110kV或35kV。当

该变电所停电时将使该地区的供电中断。

终端变电所：在输电线路的终端，直接向电力用户供电，高压侧电压