2025年发电厂电气部分试卷及答案

2025年发电厂电气部分试卷及答案一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.某2×660MW超超临界机组发电机出口电压为（）。A.6.3kVB.10.5kVC.15.75kVD.20kV2.下列主接线形式中，可靠性最高的是（）。A.单母线分段B.双母线接线C.3/2断路器接线D.桥形接线3.厂用高压母线电压等级通常选择（）。A.3kVB.6kVC.10kVD.35kV4.发电机-变压器单元接线中，发电机出口一般不设断路器的主要原因是（）。A.节省投资B.发电机内部故障概率低C.断路器开断容量不足D.简化主接线5.变压器并列运行的最基本条件是（）。A.变比相同B.连接组别相同C.阻抗电压相同D.容量相同6.氧化锌避雷器与传统碳化硅避雷器相比，最显著的优点是（）。A.通流能力大B.无间隙C.残压低D.结构简单7.中性点直接接地系统中，发生单相接地故障时，非故障相电压（）。A.升高√3倍B.基本不变C.升高2倍D.降低8.某110kV线路采用架空线，其直击雷防护的主要措施是（）。A.装设避雷器B.架设避雷线C.接地电阻≤10ΩD.安装自动重合闸9.短路电流计算中，标幺值法的基准容量通常取（）。A.100MVAB.1000MVAC.发电机额定容量D.变压器额定容量10.高压厂用变压器的阻抗电压一般设计为（）。A.4%~6%B.8%~10%C.12%~15%D.18%~20%11.断路器的额定开断电流是指（）。A.最大负荷电流B.最大短路电流周期分量有效值C.短路电流冲击值D.短路电流稳态值12.发电厂直流系统的主要作用是（）。A.为动力负荷供电B.为控制、保护设备供电C.为照明负荷供电D.为通信设备供电13.厂用电动机自启动时，最严格的工况是（）。A.失压自启动B.空载自启动C.带负荷自启动D.正常启动14.主变压器中性点装设放电间隙的主要目的是（）。A.限制操作过电压B.防止中性点绝缘损坏C.降低接地电阻D.提高零序保护灵敏度15.某35kV母线采用铝排作为汇流导体，其长期允许载流量校验时，环境温度修正系数应按（）计算。A.实际环境温度与25℃的差值B.实际环境温度与30℃的差值C.实际环境温度与35℃的差值D.实际环境温度与40℃的差值16.发电机出口装设封闭母线的主要优点是（）。A.减少相间短路概率B.降低损耗C.便于维护D.提高机械强度17.下列设备中，属于一次设备的是（）。A.继电器B.电流表C.隔离开关D.中央信号装置18.高频保护的主要作用是（）。A.反应相间短路B.反应接地短路C.实现全线速动保护D.作为后备保护19.厂用电源切换过程中，最理想的切换方式是（）。A.残压切换B.同期捕捉切换C.慢速切换D.快速切换20.某220kV变电站主变压器容量为180MVA，其高压侧额定电流约为（）。A.472AB.636AC.936AD.1240A二、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.发电机中性点接地方式中，高电阻接地的主要目的是限制______。2.主接线中，“扩大单元接线”指______。3.厂用电系统的“暗备用”是指______。4.短路电流的热效应主要由______分量决定。5.氧化锌避雷器的核心元件是______。6.发电机出口电压互感器通常采用______接线，以获取零序电压。7.断路器的操作机构按能源类型可分为______、液压式、弹簧式等。8.发电厂厂用工作电源一般引自______。9.电力系统过电压分为外部过电压和______两大类。10.变压器的经济运行负载率一般在______范围内。三、简答题（共5题，每题8分，共40分）1.简述单母线分段接线的优缺点及适用场景。2.厂用电动机自启动分为哪几类？简述自启动对厂用电系统的影响及应对措施。3.比较氧化锌避雷器与碳化硅避雷器的技术特点（至少列出4点）。4.发电机-变压器单元接线的主要特点是什么？适用于哪些类型的发电厂？5.简述高压厂用变压器容量选择的主要步骤。四、计算题（共3题，每题15分，共45分）1.某发电厂10kV母线发生三相短路，系统等值电抗标幺值（Sj=100MVA）为Xs=0.15，主变压器电抗标幺值Xt=0.12，发电机电抗标幺值Xg=0.2（次暂态电抗）。试计算短路点的三相短路电流周期分量有效值、冲击电流及短路容量（10kV母线平均电压取10.5kV）。2.某厂用6kV母线拟选用LMY-100×10铝排作为汇流导体，已知最大持续工作电流为2500A，环境温度为35℃（基准环境温度为25℃时，LMY-100×10的允许载流量为3200A，温度修正系数Kθ=0.89）。试校验该导体的长期发热是否满足要求。3.某2×350MW机组厂用高压变压器额定容量为40MVA，阻抗电压Ud%=10.5%，厂用最大计算负荷为32MVA（cosφ=0.8）。若备用变压器与工作变压器容量相同，试校验正常运行时工作变压器的负载率是否在经济运行范围内（经济负载率取0.5~0.75）。五、综合分析题（共2题，每题15分，共30分）1.某新建2×1000MW超超临界机组，主接线拟采用双母线接线或3/2断路器接线。请从可靠性、灵活性、经济性三方面对比两种接线方案，并给出推荐方案及理由。2.某发电厂6kV厂用母线发生单相接地故障，零序保护动作但未跳闸，备用电源自投装置（BZT）未动作。试分析可能的故障原因及处理措施（需结合厂用电系统结构、保护配置及BZT动作条件）。答案一、单项选择题1.C2.C3.B4.D5.B6.C7.B8.B9.A10.B11.B12.B13.C14.B15.B16.A17.C18.C19.D20.A二、填空题1.接地故障电流2.两台发电机共用一台主变压器3.备用变压器容量与工作变压器相同，正常时不空载4.周期5.氧化锌电阻片6.三相五柱式7.电磁式8.主变压器低压侧或发电机出口9.内部过电压10.0.6~0.8三、简答题1.单母线分段接线优缺点及适用场景：优点：①分段后母线故障仅影响一段，提高供电可靠性；②可灵活切换电源，适应不同运行方式；③投资较双母线低。缺点：①分段断路器故障时，两段母线均停电；②检修母线或断路器时需短时停电；③扩建灵活性有限。适用场景：6~10kV出线较少（≤8回）的中小型发电厂或变电所。2.厂用电动机自启动分类及影响：分类：①失压自启动（电压恢复后自启动）；②空载自启动（故障切除后空载自启动）；③带负荷自启动（故障切除后带部分负荷自启动）。影响：自启动时电动机启动电流大（约5~8倍额定电流），可能导致厂用母线电压大幅下降，影响其他设备正常运行。应对措施：①限制同时自启动的电动机数量；②增大厂用变压器容量或降低阻抗；③采用高启动转矩电动机；④设置低电压保护，切除不重要负荷。3.氧化锌避雷器与碳化硅避雷器对比：①结构：氧化锌无间隙，碳化硅有串联间隙；②伏安特性：氧化锌非线性更优，残压低；③通流能力：氧化锌可吸收大能量（如操作过电压）；④保护性能：氧化锌可有效限制雷电和操作过电压，碳化硅主要限制雷电过电压；⑤维护：氧化锌无需定期检测，碳化硅需监测间隙状态。4.发电机-变压器单元接线特点及适用场景：特点：①发电机与主变压器直接连接，无发电机电压母线；②出口不设断路器（或设隔离开关）；③接线简单，减少设备数量；④可靠性高（无母线故障风险）。适用场景：大容量机组（如300MW及以上）、发电机电压级无负荷引出的大型火力发电厂或核电厂。5.高压厂用变压器容量选择步骤：①计算厂用最大持续计算负荷（考虑同时系数、电动机启动电流影响）；②校验变压器短时过载能力（满足电动机自启动时的电压要求）；③考虑备用变压器容量（暗备用时与工作变压器相同，明备用时可适当减小）；④最终容量应大于等于计算负荷且满足动热稳定要求。四、计算题1.三相短路电流计算：总电抗标幺值：X=Xs+Xt+Xg=0.15+0.12+0.2=0.47基准电流Ij=Sj/(√3Uj)=100/(√3×10.5)=5.498kA短路电流周期分量有效值Ik=Ij/X=5.498/0.47≈11.7kA冲击电流ich=1.8×√2×Ik≈1.8×1.414×11.7≈29.8kA短路容量Sk=√3×Uj×Ik=√3×10.5×11.7≈213.5MVA2.导体长期发热校验：修正后允许载流量Ial=3200×0.89=2848A最大持续工作电流I=2500A＜2848A，满足要求。3.变压器负载率校验：计算负荷视在功率S=32/0.8=40MVA（因cosφ=0.8，有功P=32MVA×0.8=25.6MW，视在功率S=P/cosφ=32MVA）工作变压器负载率β=S/Se=32/40=0.8经济负载率范围0.5~0.75，0.8略高于上限，但考虑到厂用电动机启动时的短时过载能力（变压器允许1.3倍过载2h），实际运行中可接受，需结合具体负荷特性调整。五、综合分析题1.主接线方案比选：-可靠性：3/2接线每串有2台断路器，任意断路器或母线故障不影响供电，可靠性最高；双母线接线母线故障或倒闸操作时可能短时停电，可靠性次之。-灵活性：3/2接线可自由切换运行方式，检修断路器无需停电；双母线需倒闸操作，灵活性较低。-经济性：3/2接线断路器数量多（每串3台），投资约为双母线的1.5~2倍；双母线设备少，投资低。推荐方案：1000MW机组为核心电源，可靠性要求极高，应选择3/2断路器接线，确保连续供电。