国家题库电气试验高级工理论试题及答案四计算题

1、电气试验高级工理论试题及答案国家题库)题分 , 共 365 四、计算题 ( 每题，零序电 516V，进行零序阻抗试验时，测得零序电压 U1. 某一 220kV 线路，全长 L 57.45km0 和零序 XR ，零序电抗，零序功率 P3220W 试计算每相每公里零序阻抗 Z 零序电阻流 I25A ，00000 。电感 L 0 解：每相零序阻抗：答案 : 13×5163U10km)1.078( Z·×057.45IL250每相零序电阻： 3P13×322010 ·R× 0.269( km)02257.4525IL0每相零序电抗：22221

2、044.( 269 1078. 0.km)RX Z 000每相零序电感：X1.044 0 0.00332(HL km)02 f2× 3.14×50答：每相零序阻抗为 1.078 km，零序电阻为 0.269 km，零序电抗1.044 km，零序电感是 0.00332Hkm。2. 一台 SF1-20000 100 变压器，连接组标号 YN ，d11，额定电压 UU11010.5kV，额 N2N1 定电流 I I 1051100A，零序阻抗试验结构如图 D-19 所示，测得电压 U240V,电流 I 2N1N 13.2A，试计算零序阻抗的标么值 Z。 0D-19 图 : 解：变

3、压器的基准阻抗Z 答案 b12UU3 phph Zb1S 3US NNN1233)1×0103×(1)605(3 10×20000变压器零序阻抗：3U3× 240 54.55()Z 0 I13.2零序阻抗标么值：Z54.55*0 0.09Z0Z605 b1答：变压器零序阻抗的标么值是0.09。3. 单相变压器二次侧额定电压 U220V 端子上接有 R0.316的电阻，若在一次侧端子施加 2N 电压，当一次电流 I 3A 时，所加电压 U 2160V，如图 D-20 所示，问一次额定电压 U 是多 1N11 少?假设变压器的电抗及损耗忽略不计。D-20 图

4、 ，变压器的变压比： : 解：设一次额定电压为U 答案 1NUU 1N1N ny220U 2N归算到一次侧：将二次侧电阻 R2U21NRR nR·y220则一次侧的电压 U 为：12U 1NR·IR IU1220所以：U21601220 22010501(V)U 1NIR3×0.316。答：一次额定电压为 10501V4. 一台 KSGJY-1006 的变压器做温升试验，当温度t13时，测得一次绕组的直流电阻 R1m2.96，当试验结束时，测得一次绕组的直流电阻R3.88，试计算该绕组的平均温升2t。 p 答案 : 解：试验结束后绕组的平均温度t 可按下式计算：p

5、2mp1式R3.88 (T t) T (23513) 235 t90.1()R2.96中 T- 常数，对于铜线为 235。绕组的平均温升 tt t90.113 77.1( ) mpp 。 77.1 答：绕组的平均温升为，假设线路及电源侧的阻抗忽中性点不接地系统中， 单相金属性接地电流 I8A5.在某 35kV g 为额定试求该系统每相对地阻抗及对地电容 (f 略不计，三相线路对称，线路对地电阻无限大， N 功率， 50Hz)。 ，则单相金属性接地电流 I 为：答案 : 解：设每相的对地阻抗为 Z，对地电容为 Cg00 CUI 3phg0II ggC0Uf3×32UphNph8 334

6、5035 103 2 3.16 F)(F)0.42×100.42(Z 相当于一相对地的容抗，即：因线路对地电阻无限大，011) 7583(Z0 6C10×× 0.422× 3.14× 50 0 。，对地电容为 0.42 F 答：该系统每相对地阻抗为 7583， 81V 零序电压 U采用串联法测量一台 25000kVA ，6.3kV 发电机的零序电抗， 测量结果如下： 6. 0 。6300W，试计算发电机的零序电抗 X 零序电流 I 315A，零序功率 P00081) 0.0857(U3I Z0003153×解：答案 : P63000R

7、 0.0212( )022315×I3302222X Z R0.085 70.021 20.08 3()000答：发电机的零序电抗为0.083。7. 已知 110kV 电容式套管介损 tg在 20时的标准不大于 1.5%，在电场干扰下，用倒相法进行两次测量，第一次 R796， tg 4.3%，第二次 R1061， tg 2%，分流器为 323110.01 档，试验时温度为 30，试问这只套管是否合格?(30时 tg换算至 20时的换算系数为 0.88)答案 : 解：首先计算出 tg 2%时的实际值：R1061 32)× ( tg× (2.0%) 0.67%tg23

8、1843184则 30时 tg 的值为 xgt RRtg 231321tgxR R21331061×4.3%796×( 0.67%) 2.74%1061796换算至 20时：tg 0.88×2.74% 2.41% x答：这只套管 tg 1.5%，不合格。x8. 一台SFS-40000110 变压器， YN ，d11，U：11010.5kV ，I：310 3247.5A，铭牌阻抗 N1N 电压 U%7%，在现场进行负载试验，在 110kV 侧加电压，负载试验电流 I 限制在 10A ，计算 sk 试验时的电压 U 是多大 ?sI· ZkN ×10

9、0%U%kU得：答案 :解：由 N310× 7%U× 110U%Nk Z 24.84()k100%I100%×310N试验电压U I· Z10×24.84248.4(V)kss答：负载试验电压为248.4V。9. 一台 LCWD -220 电流互感器，用 QS1型电桥测量一次对二次及地的介损 tg，分流器 Ti 置在 0.01 档，试验前查得 C900F，估算 R 之值。(电桥的标准电容C 50pF，R 3184 )4Nx3 CR4N CxR 解：由 : 得：答案 3 CR50×31844N 177( R)f 为3C900x177。约

10、为答： R 10. 如果进行感应耐压试验的频率3400Hz，则试验时间 t 应是多少 s?答案 : 解：试验持续时间由下式计算：100100 60×× t60 15(s)f400答：试验时间应为 15s，但按国标规定试验时间最低不得小于20s，所以时间定为 20s。11. 一台 QFS- 50- 2 型水内冷发电机， 定子电压 U，若定子绕组交流 50000kWS容量 ,10500V N试验变压器的最小 100kV 380V16.5kV ，估计耐压时的电流 I 约为 500mA,试计算采用耐压为 exp 容量。，则试验变压器的 I 为 500mA 解：已知试验变压器高压侧电

11、压 U 为 100kV ，试验电流答案 : expexp1 容量 S 为 exp33 50(kVA) 50000(VA)I 100×10× 500×10SUexpexpexp1 A 。 答：试验变压器的最小容量为 50kV的电容器串联组成，低压臂 F4)100kV，C 0.006612. 一台电容分压器高压臂 C1 由四节 (n的、 C2 为交流 400kV，求高低压臂 C1C2 由二节 2.0kV ，2.0 F 的电容器并联组成，测量电压 U1 。K 、C 和低压臂上的电压值 U 值 C212 答案 : 解：高压臂： 0066.C06(pF)1650 C

12、5; 101 4n的电容器并联组成，则 2.0F2低压臂由台 F)2.0 4(C2× 2 分压比：64× C C165010212425 K6 C101650× 1低压臂上的电压值U 为：213165(V)400 × 10× UU K 122425。2425F，分压比为，低压臂上的电压值是165V 答：高压臂 C 为 1650pF，低压臂 C 为 4 21，测量其正序电容，若忽略电导的影响，测得线电压的平 143km220kV 线路，全长 L 13. 某一 f50Hz) 。 0.174A，试计算每公里的正序电容 C(额定频率均值 U500V，三

13、相平均电流 INphp1LP 解：正序导纳 Y 为：答案 : 13I13×0.1741php 6(S· 4.22×10km)× Y 1L500U143 LP忽略电导影响，正序导纳正序电纳，即：YB 11正序电容：10×B4.22F 10× km) 0.0134(× C1012f2×3.14 6661× 50。 F km答：线路的正序电容为0.0134，375A182V，转子额定电流I- 2 型 25000kW 同步调相机，转子额定电压 U14. 一台 QF- 25NN ，试计算其在试验电压下 4.52A，

14、回路电流 I 测量转子在膛内时的交流阻抗试验电压 U120V 。的交流阻抗值 Z 解：试验电压下的交流阻抗值： 答案 : 120U Z26.55( )4.52I。答：在试验电压下的交流阻抗为26.55在进行变压器投切实验时， 为了录取过电压值， 常利用变压器上电容套管进行测量，已知 15. ，U 不高于 300VC420pF，若输入录波器的电压 U 线电压 220kV，套管高压与测量端间电容2L1 C 的参数，并绘制出测量线路图。试问如何选择分压电容 2 : 解：相电压最大值答案22033U146(kV) 1.15U1.15Lmax设过电压值不超过 3U。 max已知： C 420pF；U30

15、0V21(3UU)C 1max2 C2U所以22310120× )40×14×610×30(33007(F)× 106.13 0.613( F)答：分压电容 C 值不小于 0.613F，测量线路如图 D-22 所示。2图 D-2216. 为了测量变压器在温升试验中的铁芯温度，将一铜线圈埋入铁芯表面温度t 16时，该 1 线圈电阻 R20.1，当温升试验结束时，测得该线圈电阻R25.14，试计算铁芯的温升t 是多少 (T 为常数，对于铜绕组为 235)?21t 为： R答案 : 解：根据铜线圈温度计算公式得试验结束时线圈的平均温度(T22t) T

16、t12R1415.2 2355(2316)120.78.9()铁芯的温升ttt78.91662.9( ) 12答：铁芯的温升为62.9。17. 有一长度 L 2km 的配电线路，如图 D-23 所示，已知变压器的额定容量4000kVA ，额定电压 UU 为 3510.5kV，由 U%计算每公里每相的电抗 X 为0.5，配电线每相电阻 R 及电抗 ph2Nd1N X 均为 0.4 km，试计算在该配电线路出口 A 处及末端 B 处三相短路时的稳态短路电流 I、dAL I。 dB图 D-23答案 : 解：一相的等效电路如图D-24 所示。D-24 图0.5根据已知条件： X ph R 0.4

17、15; 2 0.8( )0.4×20.8( X L根据戴维南定理， A 点的短路电流为：U3 310.5× 10ph12124(A) IdA 0.5XphB 点的短路电流为：Uph IdB2)X(X RL2ph3310 10.53971(A) 220.8) (0.50.8。处的稳态短路电流为 12124A，B 处的稳态短路电流为 3971A答：该配电线路出口 A ，试求 50Hz 中性点不接地的配电系统中，假设各相对地电容为 2.5 F 18. 在 U10.5kV 、 f VL 单相金属性接地时的接地电流 I 。g，相电压 2.5F 答案 : 解：根据已知条件，线路及电源侧

18、的阻抗可忽略不计。 相对地电容 C0 为： UL 6.06(kV) U3 10.5ph33 增大 )(、BC 两相电压上升至线电压， 其对地电容电流 I 或 I 倍，即：相接地时，当ACBCU3 II ph0CBI 而接地电流为 I 和的相量和，即：CB cos30° Icos30°I ICgB 3CUph0fCU3×2ph0N36 2.550×× 10×10×6.063×2×3.14× 14.27(A) 。答：单相金属性接地时的接地电流为 14.27A，额定电压 U25000kV19. 测量一

19、台发电机定子绕组漏电抗，已知：发电机额定容量 S A NN ， 0.9810 匝，探测线圈匝数 N5 匝，定子绕组系数 K6.3kV ，定子绕组每相的串联匝数 NN1m1 X 。测量结果如表 D-1，试计算发电机定子绕组漏电抗 1d表 D-1)(WP(V)I(A)UU(V) mss答案 : 解： U91.5s Z0.299( )3I3× 176.7 sP16125 0.172( )Rs22176.7×3I3s22220.245 ( 0.172X Z) R0.299S UNK13.4 ×10×0.981mN1 X0.149(· )aIN176.7

20、× 5msX X X 0.245 0.1490.096( ) a1d 答：发电机定子绕组的漏电抗为 0.096。 20(Jd3D3082). 某站 U 为 35kV 软母线， 各相分别用 4 片，沿面爬距为 290mm 的悬式绝缘子挂装， N 试求其沿面爬电比距为多少 ?答案 : 解： L4×290 1160(mm)116cm最高运行线电压：U U40.25(kV) 1.15×351.15×eLmax · LU116 40.25 2.88(cmkV)maxL ·答：沿面爬电比距为2.88cm kV 。11 R HL 线圈的电阻”时，将

21、2K，C 10021. 如图 D-25，F，当电流表指示为“合向“ 2”，试计算其固有频率 f 及品质因数 Q。0，电感0图 D-25答案: 解：1f0LC21)(Hz50160×012× 1021 ×× 502L2fL200 100Q1RR。，品质因数为 100答：固有频率是50Hz22. 一台 SFL1-10000110 的变压器，铭牌标有：P14kW，P72kW，YN,d11，试求当该变 k0 为 0.9(滞后 )时的效率 90%额定负载且其功率因数 cos。 压器供给 0.9cos 解：已知答案 : 90%0.9P14kW ，P72kWk0变压器

22、输出有功功率P 为： 2 0.9×10000× Scos0.98100(kW)P N2变压器线圈损耗P为：P0.9P kk变压器输入有功功率k22×72 58.32(kW)P 为： 1P P P P 810014 58.32 8172.32(kW)k021P81002× 100%× 100% 99%8172.32P10.9(滞后 )时的效率为 99%。答：当该变压器供给90%额定负载且其功率因数cos23. 设有三台三相变压器并列运行， 其额定电压均为 3510.5kV ，其他规范如下：(1)容量 S：1000kVA ；阻抗电压 U%：6.25

23、 k1N1(2)容量 S：1800kVA ；阻抗电压 U%：6.6 k2N2(3)容量 S： 2400kVA ；阻抗电压 U%：7.0k3N3当总负载为 4500kVA 时，各变压器所供给的负载P、P、P 各是多少 ? 321答案 : 解：因各变压器阻抗电压不同，每台变压器的负载分配可按下式计算：PPi× Pi PPPU%321 kiU%U%U%k3k2k145001000× 928.3 930(kVA)P 12400100018006.257.06.256.6180045001582(kVA)1582.3P×22400180010006.67.06.66.25

24、240045001990(kVA)1989.3 P×32400100018007.07.06.256.6、A1990kVA 。 A答：各变压器所供给的负载为：930kV 、1582kV24. 有一台 SW3-110G 型 110kV 的少油断路器，当负荷侧有一相线路上发生单相接地故障时，断路器在保护作用下跳闸，计算：(1)该相断路器两个断口上的电压各为相电压百分数的多少?(2)当两断口都并联连接均匀电容器时，两个断口上的电压分布为相电压百分数的多少 (设 )?断口间电容和三角箱对地电容都相等答案 : 解： (1)先画出两断口及三角箱对地的等值电路图如图D-26 所示图 D-26其中

25、C 为断口电容，C 为三角箱对地电容。 0d设 CC 则： 0dC C2C2d0dU U0.667UUU phphphph12CC3C3d0dU10.667 66.7%U所以phCC1ddU U 0.333UU UC3C3 dd0U2 0.333 33.3%U 所以ph等值电路如图 D-27 所示。phphph2ph2C(2)两个断口安装均压电容后，D-27图 >>CC 为均压电容，设C其中dCC )C(C C1d0dUU U Uph1phph2)C C C)C2(2(C dd01U1 50%2U 所以 ph1C)C CC(Cd0dUU U Uph2phph2C)2(C2(C C)

26、C dd01 U250%2U 所以ph，并联均压电容后，两个断口电压均33.3%答：两个断口的电压分别为相电压的66.7%和。为相电压的 50%侧的励磁感抗，其 10kVf10 型电压互感器，频率为 50Hz25. 今有一条 10kV 空母线，带有 JSJW- ，该母线接在变压器的低压 6500pF，母线和变压器低压绕组的对地电容 C 为每相 X500k 11L 110kV 试求当 110kV，变压器高压侧电压为侧，已知变压器高低压绕组之间的电容 C2000pF，123kV 时，10kV侧的电容传递过电压 U。为侧中性点暂态电压 U110 1t 答案 : 解：等效电路如图 D-28 所示，由题

27、意知：图 D-28三相并联电抗：500X L )167(k 33三相对地部分的并联容抗为：1X1C13 C311111210fC3×2×3.14× 50× 6500×3× 211N1) 163(k L1210×314×65003×X·X163× 1673 侧的相等值对地容抗为： C 并联后，所以 10kV 和 311L3C113 6805k XCX163167L X3C11310kV 侧的等值三相对地电容为：111 C 3113106805× 3.14× 50X2&

28、#215;fX2 × CC112 (F)×10 468pF 4683314×6805×10C110200012× 51.5(kV)U Ut1468 C 3C 20003 1112答： 10kV 侧电容传递过电压为 51.5kV。26. 下面为“末端屏蔽法”测量 JCC- 110 型串级式电压互感器 tg的试验结果，试计算之，并通过 (A) 、(B)项结果近似估计支架的电容量C 及 tg值 (忽略瓷套及油的影响 )。 X(A)X,X 及底座 (垫绝缘 )接 C 线，R 上并联 3184，R2943， tg 4.7%。 34XD(B)X ， X 接

29、 C 线，底座接地， R 上并联 3184， R4380，tg 1.5%。 3D4X(C)底座接 C 线，X ，X 接地， R 上并联 1592，R 8994，tg 16.8%。 3DX4 CR 50×15924N2× C254.1(pF)，XA R2943解：答案: (A)314.7%tg tg 2.35%22CR50×15924N 2× 36.3(pF)，C2XB R4380(B)311.5%tg tg 0.75%22CR 50×1061.3N42× 11.8(pF)C 2，311tgtg× 16.8% 5.6%33XC

30、 8994R(C)由(A) 、(B) 估算支架： CC tgXBXA ·tg tgX CC XBXA 54. 12.35%36. 30.75% 5.61%54. 136.3C C C54.136.317.8(pF)XBXAX 3184 1592( R )42其中3184×1592 1061.3()R4 3184 1592答：支架电容量约为17.8pF，tg约为 5.61%。27. 下面为常规法一串级式电压互感器 tg的试验结果：(A) 正接线测量， A 短接加 3kV ，a,a,X 接 C 线，底座接地， R 346， tg 1.7%。 3XXDDX(B) 反接线测量 A

31、接 C 线， a，a，X 接地，加 3kV ， R 317，tg 3.0%。试计算 AXDXD3XX 对底座的电容C 和 tg (忽略瓷套及油的影响 )。X CR50×3184 4N 1.7% 460(pF),tgC AXA 346R(A)R317答案 : 解： CR50×31844N 502(pF),tgC 3.0%BXB3(B)3 估算 A 对底座的电容和 tg X C CC502460 42(pF)XAXXBtgC·Ctg AXBXAB tgCC XAXB 1.7%×502× 3%46017.2%460502tg为 17.2%。答： A

32、对底座的电容为X频率 f，电42pF， 50Hz)20A(感 L20mH ，试问通过线圈的电流 I28. 一电感线圈，其中电阻 R 15 及功率因数、无功功率 Q、视在功率 S 时，所需要电源电压 U 是多少伏 ?电感线圈的有功功率P?各是多少 cos 答案 : 解：线圈感抗： 3 )× 50× 20×106.28(X2 fL 2×3.14L 电感线圈的阻抗：222216.26()6.28 R X 15 ZL电感线圈两端的电压：325.2(V) 20×16.26UIZ 有功功率：226000(W)× I15R20P 无功功率：2225

33、12(var)6.28X 20× QIL视在功率：22226505(VA) 60002512S P Q功率因数：P6000 cos 0.92S6505答：所需电源电压是 325.2V，电感线圈的有功功率为 6000W，无功功率为2512var，视在功率为 6505VA ，功率因数为 0.92。29. 在 R、L 、C 串联电路中， R200 ,L 500mH,C 0.5F，当电源角频率分别为 500，1000， 2000， 8000rads 时，电路的总阻抗 Z 是多少 ?电路是什么性质 ? 1 答案 : 解：当频率 500rads 时， 111 4000(X )C1 6 C500&

34、#215; 0.5×10 13 )250( 10X × 500×500L 1L1 电路总阻抗：2222) 3755( (X X)4000) 200 (250Z RC11L1X 所以此时电路呈容性。因为XC1L1s 时， 1000rad当频率 23) 1000X× C2 6 C10× 1000×0.5500×10500(2LL2 11) X 2000(22222) 2000) X)1513( 200 (500Z R (XC22L2X X所以此时电路仍呈容性。因为C1L12000rad s 时，当频率33 )× L20

35、00500×10 1000(X 3L3 11)X 1000(C36 C10×2000× 0.5 32222) 200200( (1000 Z R1000) (X X) C33L3 X所以此时电路呈电阻性。因为 X C1L1 s 时，当频率 8000rad43)× 104000( 500X L8000×4L4 11) 250( XC4 6 C100.5×8000× 42222 3755() 200) (4000 250Z R( X X) C44L4因为 X X 所以此时电路呈感性。 C1L1答：电路总阻抗和性质分别为：500r

36、ads时，电路总阻抗为 3755，容性； 1000rads 时电路总阻抗为 1513，容性；2000rads 时，电路总阻抗为 200，阻性；8000rads 时，电路总阻抗为 3755，感性。30. 有一交流接触器，其线圈额定电压 U380V，额定电流 I30mA ，频率 f50Hz，线圈的 NN 电阻 R1.6k，试求线圈的电感 L 大小。U380N 12667( )12.67(k )Z3 I10 ×30解：线圈的阻抗为：:答案 N2222)12.57(k X ZR12.671.6线圈的感抗为：L2fL因为X L 310× X12.57L40.03(H) L50

37、5;2 f2×3.14 所以。答：线圈电感为 40.03H为了降低小功率单相交流电动机的转速， 可采用降低电动机端电压的方法。 为此，在电源 31. ，260r 190，电抗 x和电动机之间串联一个电感 L，如图 D-30 所示。已知电动机的电阻 L。50Hz，要使电动机的端电压 U 180V，试求所需串联的电感电源电压 U220V，频率 f D-30 图 解：先求线路中的电流：答案 : 180 U U0.559(A) I Z2222260190 x r2222220(V)X 260)55× 9190 (U IZ × Ir (X X) 0.LL22 220U223

38、44.66(V)190 260 190 XL而0.559I所以即X 344.66 26084.66( )L X84.66L 0.2696(H)L f2× 3.142×50答：所需串联的电感为0.2696H。32. 某三相对称电路，线电压 U380V，三相对称负载接成星形，每相负载为 R 6，感抗 X LL 8，求相电流 I 。P 及负载消耗的总功率 ph解：相电压：答案 : 380UL220(V) Uph33相电流： U220 22(A) IZ 86phph 22该负载消耗的功率：228712(W)× 63×22P 3IR 答：负载消耗的总功率为8712W，相电流为 22A。接到电压 U 的三相电源上，测得输入线电流