2012年注册电气工程师考试真题-发输变电案例题解析(上午).pdfVIP

1 20122012 发输变电专业案例发输变电专业案例解析解析汪工版汪工版( (上午上午) ) 题 1-5: 某一般性质的 220kv 变电站，电压等级为 220/110/10kv，两台相同的主变压器，容量为 240/240/120mva，短路阻抗 uk12%=14，uk13%=25，uk23%=8，两台主变压器同时运行时的负载率为 65%。220kv 架空线进线 2 回。110kv 架空负荷出线 8 回。10kv 电缆负荷出线 12 回，设两段，每段母线出线 6 回，每回 电缆平均长度为 6km， 电容电流为 2a/km。 220kv 母线穿越功率为 200mva， 220kv 母线短路容量为 16000mva。 主变压器 10kv 出口设置 xkk-10-2000-10 限流电抗器一台。请解答下列各题。xk 限流电抗器 k 空芯 10kv 2000a电抗率 10 1、该变电站采用下列哪组主接线方式是经济合理，运行可靠的？ (a) 220kv 内桥，110kv 双母线，10kv 单母线分段 (b) 220kv 单母线分段，110kv 双母线，10kv 单母线分段 (c)220kv 外桥，110kv 单母线分段，10kv 单母线分段 (d)220kv 双母线，110kv 双母线，10kv 单母线分段 答案：【c】 解答过程： 1) 依据 dl/t5218-2012 第 5.1.6 条，一般性质的 220kv 变电所，220kv 配电装置可采用简单的主接线， 依 据电力工程电气设计手册 1p51,第二章第 2-2 节，220kv 线路有穿越功率时，宜采用外桥形接线 2）依据 dl/t5218-2012 第 5.1.7 条，110kv 配电装置出线 8 回，可采用双母线, 综合题意和设计手册、规范，选择 c 2、请计算该变电站最大运行方式时，220kv 进线的额定电流为下列哪项值？ (a)1785a(b)1344a(c)819a(d)630a 答案： 【b】 解答过程： 依据电力设计手册 1第 6-1 节表 6-3，根据题意,变电所最大运行方式为：220kv 进线供两台主变和穿 越功率，此时 220kv 进线额定电流： 3、假设该变电站 220kv 母线正常为合环运行，110kv，10kv 母线为分列运行，则 10kv 母线的短路电流应 是下列哪项值？（计算过程小数点后保留三位，最终结果小数点后保留一位） (a)52.8ka(b)49.8ka(c) 15.0ka(d)14.8ka 答案：【d】 解答过程： 依据电力设计手册（1）第 4-1 节、第 4-4 节。设 sj=100mva，uj=10.5kv，则 ij=5.5ka。 2 a 8 . 14372 . 0 /5 . 5i 372 . 0 262 . 0 104 . 0 006 . 0 x 262 . 0 5 . 1023100 1001010 u s i3 u 100 x x 104 . 0 240 100 100 25 s s 100 u x 006 . 0 1600 100 x v220 22 j j e %13 13 k k d e ek k j st 短路电流： 短路点阻抗： 电抗器阻抗： 母线系统阻抗： =+= = = 4、从系统供电经济合理性考虑，该变电站一台主变 10kv 侧最少应带下列哪项负荷值时，该变压器选型是 合理的？ (a) 120mva(b)72mva(c)36mva(d)18mva 答案：【c】 解答过程： 根据 dl/t5218-2012 第 5.2.4 条，通过主变各侧绝绕组负荷至少达到变压器额定容量的 15%以上时，宜采 用三绕组变压器，因此主变 10kv 最少带负荷为： 24015%=36（mva）。 5、该变电站每台主变各配置一台过补偿 10kv 消弧线圈，其计算容量应为下列哪个数值？ (a) 1122kva(b)972kva(c)561kva(d)416kva 答案：【c】 解答过程： dl/t5222-2005 第 18.1.4 条，dl/t620 第 3.1.6 条,一次手册 p80 规定。 变电所每段母线电容电流：ic=662=72a 消弧线圈容量： 题 6-9：某区域电网中现运行一座 500kv 变电所，根据负荷发展情况需要扩建，该变电所现状、本期及远 景规模如下表： 现有规模远景建设规模本期建设规模 主变压器1750mva41000mva21000mva 500kv 出线2 回8 回4 回 220kv 出线6 回16 回14 回 500kv 配电装置3/2 断路器接线3/2 断路器接线3/2 断路器接线 220kv 配电装置双母线接线双母线双分段接线双母线双分段接线 3 6.500kv 线路均采用 4lgj-400 导线，本期 4 回线路总长度为 303km，为限制工频过电压，其中一回线 路上装有 120mvar 并联电抗器；远景 8 回线路总长度为 500km，线路充电功率按 1.18mvar/km 计算。请问 远景及本期工程该变电所 35kv 侧配置的无功补偿低压电抗器容量应为下列哪组数值？ （a）590mvar，240mvar（b）295mvar，179mvar （c）175mvar，59mvar（d）116mvar，23mvar 答案：【b】 解答过程： 依据 dl/t5014-2010 第 5.0.7 条及其条文说明， 变电所 35kv 侧低压并联电抗器的补偿容量宜为主变压器容 量的 30以下，即远景不得超过 4x1000x30=1200(mvar), 本期不得超过 2x1000x30=600(mvar) 据题 意， 满足要求选择 本期： 远景： b mvarmvarq mvarmvarq 6001792/18 . 1 303 12002952/18 . 1 500 = = 7.该变电所现有 750mva 主变阻抗电压百分比为 uk1-214，本期扩建的 21000mva 主变阻抗电压百 分比采用 uk1216,若 3 台主变并列运行，它们的负荷分布为下列哪种情况?请计算并说明： （a）三台主变负荷均匀分布 （b）1000kva 主变容量不能充分发挥作用，仅相当于 642mva （c）三台主变按容量大小分布负荷 （d）1000kva 主变容量不能充分发挥作用，仅相当于 875mva 答案：【d】 解答过程： 依据教材，当并列运行的变压器的阻抗电压不等时，变压器所带负荷与阻抗大小成反比。 di dii x x s s ii i = 8.请计算本期扩建的 2 台 1000mva 主变满载时，最大无功损耗为下列哪项数值？（不考虑变压器空载电流） （a）105mvar（b）160mvar（c）265 mvar（d）320 mvar 答案：【d】 解答过程： 电力设计手册（1）p476 第 9-2 节式（9-2）。当不考虑变压器空载电流时，且变压器最大负荷电流为其额 定电流，则最大无功损耗： 4 这也是变压器所需补偿的最大容性无功 9.该变电所 220kv 为户外配电装置，采用软母线（jlha2 型钢芯铝合金铰线）若远景 220kv 母线最大穿越 功率为 1200mva，在环境 35，海拔高度低于 1000m 条件下，根据计算选择以下哪种导线经济合理？ （a）2x900 mm 2 （b）4x500 mm 2 （c）4x400 mm 2 （d）4x630 mm 2 答案：【b】 解答过程： 1）依据电力设计手册（1）p232,第 6-1 节表 6-3，母线工作电流。 2）查 dl/t5222-2005 附录表 d.11 得环温综合校正系数 0.89，母线要求载流量为 3149.3/0.89=3539（a）， 查表 d.4 得， 2*900mm2 导线载流量为 21443=28863539a, 4x500mm2 导线载流量为 4988=39523539a, 4x400mm2 导线载流量为 4856=34243539a, 4x630mm2 导线载流量为 41147=45883539a, 综合分析，选择 b 正好满足要求。 题 10-14：某发电厂装有二台 300mw 机组，经主变升压至 220kv 接入系统。220kv 屋外配电装置母线采用支 持式管型母线，为双母线接线分相中型布置，母线采用220/110 铝锰合金管，母联间隔跨线采用架空软 导线。 10、 母联间隔有一跨跳线， 请计算跳线的最大摇摆弧垂的推荐值是下列哪项？ （导线悬挂点至梁底 b 为 20cm， 最大风偏时耐张线夹至绝缘子串悬挂点的垂直距离f为65cm， 最大风偏时的跳线与垂直线之间夹角为45， 跳线在无风时的垂直弧垂 f 为 180cm），详见下图： （a）135cm（b）148.5cm（c）190.9cm（d）210cm 5 答案：【d】 解答过程： 电力工程设计手册（1）附录 10-2 节式（附 10-20 10-24）。跳线的最大摇摆弧垂的推荐值为： fty=（180+20-65）/cos45=190.92（cm） 。 11、母线选用管型母线支持式结构，相间距离 3m，母线支持绝缘子间距 14m，支持金具长 1m（一侧），母 线三相短路电流 36ka，冲击短路电流 90ka，二相短路电流冲击值 78ka，请计算短路时对母线产生的最大 电动力是下列哪项？ （a）269.1 kg（b）248.4 kg（c）330.7 kg（d）358.3 kg 答案：【c】 解答过程： 电力工程设计手册（1）p338 第 8-1 节式（8-8）及三、管型导体设计的特殊问题，一般工程的震动系数 取 0.58，由于三相短路冲击电流大于两相短路冲击电流，按三相计算母线产生的最大电动力 f，管母线计 算跨距为 14-21=12（m），则: kgi l f ch 4 . 33081 . 9 /1058 . 0 90 3 12 248.1781 . 9 /10248.17 2222 = 12、配电装置的直击雷保护采用独立避雷针，避雷针高 35m，被保护物高度 15m，当其中二支避雷针的联合 保护范围为 30 米时， 请计算这二支避雷针之间允许的最小距离和单支避雷针对被保护物的保护半径是下列 哪组数值？ （a）r = 20.9 md = 60.95m（b）r = 20.9 md = 72 m （c）r = 22.5 md = 60.95m（d）r = 22.5 md = 72 m 答案：【a】 解答过程： dl/t620-1997 第 5.2 节避雷针和避雷线相关公式、曲线图。 高度影响系数 p=5.5/35=0.93， 一侧保护宽度 bx=30/2=15（m） ， 避雷针有效高度 ha=35-15=20（m） ， bx/(hap)=15/20/0.93=0.806，hx/h=15/35=0.429，hx=0.429h， 查图（a）得 d/(hap)=3.25， 则两针间允许的最大距离 d=200.933.25=60.45， 单支避雷针的保护半径 rx=（1.535-215）0.93=20.93（m） 。 13、母线支持绝缘子间距 14cm，支持金具长 1m（一侧），母线自重 4.96kg/m，母线上的隔离开关静触头 重 15kg，请计算母线绕度是哪项值？（e=7.110 5 cm 2，j=299 cm4） （a）2.75cm（b）3.16cm（c）3.63cm（d）4.89cm 6 答案：【c】 解答过程： 电力工程设计手册（1）第 8-1 节表 8-19 及注 2、注 4。p345p347 挠度的校验：计算跨度=14-21=12 （m），母线自重挠度： 母线隔离开关静触头产生的挠度 （cm） 合成总挠度： （cm）。 14、出线隔离开关采用双柱型，母线隔离开关为剪刀型，下面列出的配电装置的最小安全距离中，哪条是 错误的。请说明理由。 （a）无遮拦架空线对被穿越的房屋屋面间 4300mm （b）出线隔离开关断口间 2000mm （c）母线隔离开关动、静触头间 2000mm （d）围墙与带电体间 3800mm 答案：【c】 解答过程： 依据高压配电装置设计技术规程dl/t5352-2006 表 8.1.1 第 7.3.3 条，剪刀型母线隔离开关动、静触 头间距离不应小于 b1 值，查表 8.1.1，220kv 级 b1=2550mm，显然（c）错误；出线隔离开关断口间距离不 得小于 a2=2000mm，（b）正确；无遮拦架空线对被穿越的房屋屋面间距离不得小于 c= 4300mm，（a）正确； 围墙与带电体间距离不得小于 d=3800mm，（d）正确。 15-20 题 某风电场升压站的 110kv 主接线采用变压器线路组接线，一台主变压器容量为 100mva，主变压器 短路阻抗 10.5%，110kv 配电装置采用屋外敞开式，升压站地处海拔 1000m 以下，站区属多雷区。 15、该站 110kv 侧主接线简图如下，请问接线图中有几处设计错误，并简要说明原因 (a) 1 处(b)2 处(c) 3 处(d) 4 处 7 答案 【b】 解答过程 1) 线路侧无接地开关: 高压配电装置设计技术规程dl/t53525.1.7, 线路侧应配置接地开关 2) 线路电压互感器安装位置错误: 电力工程电气设计手册 1p71, 注意： 依据电力工程电气设计手册 1p72,110kv 线路侧一般不装设避雷器, 变压器低压侧的一相上宜设置 1 台避雷器 高压配电装置设计技术规程dl/t53525.1.2一般按面对出线，从左到右，相序为 abc 16、下图为风压站的断面图，该站的土壤电阻率=500.m,请问图中布置上有几处设计错误？并简要说明 原因： (a) 1 处(b) 2 处(c) 3 处(d) 4 处 8 答案：【b】 解答过程： 1）dl/t5352-2006 表 8.1.1，对 110kv 中性点直接接地系统，设备运输时，其设备外廓至无遮拦带电部分 之间的距离不得小于 b1=1650mm，图中只有 1400mm，错误； 2）dl/t620-1997 第 7.1.8 条，当土壤电阻率大于 350m 时，不允许在变压器门型构架上装设避雷针， 而图中装设，错误。 17、假设该站属 ii 级污秽区，请计算变压器门型架构上的绝缘子串应为多少片（悬式绝缘子为 xwp-7 型， 单片泄露距离 40cm） (a) 7 片(b) 8 片(c) 9 片(d) 10 片 答案：【c】 解答过程： dl/t5222-2005 第 21.0.9 条及条文解释、第 21.0.13 条、附录表 c.2， 3 . 6 401 1260 . 2 e m = = lk u m 考虑零值绝缘子，对于耐张串零值片数应加 2 片，得总片数 6.3+2=8.3（片），取 9 片。 18、若进行该风电场升压站 110kv 母线侧单相短路电流计算，取 sj=100mva,经过计算网络的化简，各序计 算总阻抗如下：x1=0.1623，x2=0.1623，x0=0.12，请按照电力工程电气设计手册，计算单相 短路电流的周期分量起始有效值最接近下列哪项？ (a) 3.387ka(b) 1.129ka(c) 1.956ka(d) 1.694ka 答案：【a】 解答过程： 电力工程设计手册（1）第 4-7 节公式 4-42。sj=100mva，uj=115kv，则 ij=0.502ka；110kv 母线侧单相短 路电流: 19、该风电场升压站 35kv 侧设置 2 组 9mvar 并联电容装置，拟各用一回三芯交联聚乙烯绝缘铝芯高压电缆 连接，电缆的额定电压 u0/u 为 26/35，电缆路径长度约为 80m。 同电缆沟内并排敷设。两电缆敷设中心距 等于电缆外径。试按持续允许电流，短路热稳定条件计算后，选择出哪一电缆截面是正确的？ （s=d） 附下列计算条件：地区气象温度多年平均值 25，35kv 侧计算用短路热效应 q 为 76.8ka 2s,热稳定系数 c 为 86 9 三芯交联聚乙烯绝缘铝芯高压电缆在空气中 25长期允许载流量(a)表 电缆导体截面 mm 2 95120150185 长期允许载流量(a)165180200230 注：本表引自电力电缆运行规程。缆芯工作温度+80 度，周围环境温度为+25。 (a)95mm 2 (b) 120mm 2 (c) 150mm 2 (d) 185mm 2 答案 【d】 解答过程： 依据并联电容器设计规范gb50227-2008 第 5.1.3 5.8.2 条。并联电容器回路导体截面应按并联电容器 组额定电流的 1.3 倍选择。 35kv 并联电容器装置工作电流 依据电力工程电缆设计规范gb50217-2007 第 3.7.5 条，户外电缆沟的电缆环境温度多年平均气温 25 ，因此截流量不需要考虑温度修正；依据附录 a、附录 d.0.5、多根并行敷设时的截流量修正系数为 0.9, 因此所需要的最小截流量为 193/0.9214a,对应表中，选 185mm 2导线 按短路热稳定截面 22 3 185102 86 10 8 . 76 mmmms 选择 d 满足要求。 20、该风电场的 110kv 配电装置接地均压网采用镀锌钢材，试求其最小截面，计算假定条件如下：流过接 地线的短路电流稳定值 ijd=3.85ka，短路等效持续时间 t=0.5s (a)38.89mm 2 (b)30.25mm 2 (c)44.63mm 2 (d)22.69mm 2 答案：【a】 解答过程： dl/t621-1997 附 录 c 公 式 及 规 定 ， 据 题 意 ， 查 表 c1 得 c=70 ， 则 接 地 线 最 小 截 面 ： 按 c2 要求，接地极（接地均压网）的截面积不宜小于接地线的 75，故接地均压网镀锌钢材最小截面为： 38.89*7529.17 题 21-25：某单回路 500kv 架空送电线路，设计覆冰厚度 10mm，某直线塔的最大设计档距为 800m。使用的 绝缘子串（i 串）长度为 5m，地线串长度为 0.5m。（假定直线塔有相同的导地线布置）提示：k=p/(8t) 21、地线与相邻导线间的最小水平偏移应为下列哪项？ (a) 0.5m(b) 1.75m(c) 1.0m(d) 1.5m 答案：【b】 10 解答过程： 110750kv 架空线路设计规范gb50545-2010 表 8.0.2， 500kv 架空送电线路在设计覆冰厚度 10mm 时，地线与相邻导线