发电厂电气部分试题及答案

发电厂电气部分试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.发电厂主接线中，采用单母线分段接线时，分段断路器的作用是（）。A.提高供电可靠性，当一段母线故障时可断开分段断路器，保持另一段母线供电B.限制短路电流，减少对母线的冲击C.便于扩建，增加新的出线间隔D.平衡两段母线的负荷2.发电机出口电压通常选择（）。A.6.3kV或10.5kVB.35kV或110kVC.220kV或500kVD.10kV或35kV3.下列设备中，不属于厂用低压配电装置的是（）。A.低压开关柜B.动力中心（PC）C.电动机控制中心（MCC）D.主变压器4.短路电流计算中，基准容量通常取（）。A.100MVAB.1000MVAC.发电机额定容量D.系统最大运行方式下的容量5.高压断路器的主要作用是（）。A.隔离电源，保证检修安全B.接通或断开正常负荷电流及短路电流C.限制短路电流D.提高系统功率因数6.变压器的连接组别为Yd11，其中“11”表示（）。A.低压侧线电压滞后高压侧线电压330°B.低压侧线电压超前高压侧线电压30°C.低压侧相电压滞后高压侧相电压30°D.低压侧相电压超前高压侧相电压330°7.厂用电系统的工作电源通常引自（）。A.发电机出口母线B.系统联络变压器低压侧C.备用变压器低压侧D.外部电网8.下列主接线形式中，可靠性最高的是（）。A.单母线接线B.双母线接线C.3/2断路器接线D.桥形接线9.校验高压电器的热稳定时，应采用（）。A.短路电流周期分量的有效值B.短路电流非周期分量的有效值C.短路电流冲击值D.短路电流全电流有效值10.发电机-变压器单元接线的主要优点是（）。A.投资少，接线简单B.供电可靠性高，调度灵活C.便于扩建D.短路电流小，设备选择容易二、填空题（每空1分，共20分）1.发电厂电气主接线的基本要求是可靠性、（）、经济性和灵活性。2.厂用电率是指发电厂（）与（）的百分比。3.高压隔离开关的主要作用是（），不能切断（）。4.短路电流的计算方法通常有（）和（）。5.变压器的主要参数包括额定容量、（）、（）、连接组别和短路阻抗。6.发电机出口电压一般为（）或（），对应额定电流较大，需采用（）或（）进行引出。7.3/2断路器接线中，每串有（）台断路器，连接（）条出线，任一断路器检修时（）影响供电。8.厂用母线的接线形式通常采用（）或（），以提高供电可靠性。9.校验断路器的动稳定时，需满足（）大于等于短路电流（）。10.电力系统中性点接地方式主要有（）、（）和经消弧线圈接地三种。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述单母线分段接线与双母线接线的主要区别及各自优缺点。2.说明厂用电系统的特点及对厂用电源的基本要求。3.分析发电机-变压器单元接线的适用场景及主要不足。4.短路电流计算中，为什么要采用标幺值法？简述其计算步骤。5.高压断路器与隔离开关的操作顺序有何要求？为什么？四、计算题（共20分）某发电厂主接线如图所示（注：图中省略，假设系统为无限大电源，基准容量Sj=100MVA，基准电压Uj=10.5kV），已知：-发电机G：额定容量Sn=100MVA，次暂态电抗X''d=0.12（以自身容量为基准）；-变压器T：额定容量Sn=100MVA，变比10.5/115kV，短路电抗Uk%=10.5；-线路L：电抗X=0.4Ω/km，长度L=50km，系统电抗Xs=0.05（标幺值，以Sj=100MVA为基准）。试计算115kV母线三相短路时的短路电流周期分量有效值I''、冲击电流ich及短路容量S''。参考答案一、单项选择题1.A2.A3.D4.A5.B6.B7.A8.C9.A10.A二、填空题1.灵活性2.厂用耗电量；发电机总发电量3.隔离电压；负荷电流或短路电流4.标幺值法；有名值法5.额定电压；额定电流6.6.3kV；10.5kV；离相封闭母线；共箱母线7.3；2；不8.单母线分段；双母线分段9.动稳定电流；冲击值10.中性点直接接地；中性点不接地三、简答题1.区别：单母线分段接线将单母线用分段断路器分成两段，双母线接线设置两组母线并通过母线联络断路器连接。单母线分段优点：接线简单、投资少，一段母线故障时可切除故障段，另一段继续供电；缺点：母线或分段断路器检修时需停电，可靠性低于双母线。双母线优点：检修任一母线或断路器时不中断供电，调度灵活；缺点：接线复杂、投资高，操作步骤多，易误操作。2.厂用电系统特点：负荷种类多（动力、照明、控制）、供电可靠性要求高（直接影响机组安全）、电压等级多（高压3kV/6kV，低压380V/220V）、运行方式灵活。基本要求：至少有两个独立电源（工作电源、备用电源），备用电源应能快速自动切换；电源引自可靠的母线（如发电机出口或系统联络变）；厂用母线接线形式需满足供电连续性。3.适用场景：单机容量大的发电厂（如300MW及以上机组），或发电机出口无直配线路的情况（如大型凝汽式电厂）。主要不足：发电机或变压器故障时，机组需全部停运；无发电机电压母线，无法向厂用负荷直接供电（需设置专用厂用变压器）；扩建灵活性差。4.采用标幺值法的原因：标幺值为无量纲量，便于不同电压等级、不同容量设备参数的统一计算；可简化变压器变比的影响（通过基准电压按线电压比选取）。计算步骤：①选定基准容量Sj和基准电压Uj（通常Uj取各级平均额定电压）；②计算各元件电抗标幺值（发电机X''d=X''d(Sj/Sn)，变压器Xk=Uk%Sj/(100Sn)，线路Xl=XL(Sj/Uj²)）；③绘制等值电路，计算总电抗标幺值X∑；④计算短路电流周期分量有效值I''=Ij/X∑（Ij=Sj/(√3Uj)）；⑤冲击电流ich=1.8√2I''（适用于高压系统）；⑥短路容量S''=√3UjI''=Sj/X∑。5.操作顺序：停电时，先断开断路器，再拉负荷侧隔离开关，最后拉电源侧隔离开关；送电时，先合电源侧隔离开关，再合负荷侧隔离开关，最后合断路器。原因：防止带负荷拉合隔离开关（隔离开关无灭弧能力）。若误操作，负荷侧隔离开关故障时，断路器可切断故障；若先拉电源侧隔离开关，故障点在母线侧，可能扩大停电范围。四、计算题1.基准参数计算：基准电流Ij=Sj/(√3Uj)=100/(√3115)≈0.502kA（注：115kV母线基准电压取平均额定电压115kV）。2.各元件电抗标幺值：-发电机电抗（需归算至Sj=100MVA）：Xg=X''d(Sj/Sn)=0.12(100/100)=0.12；-变压器电抗：Xt=Uk%Sj/(100Sn)=10.5100/(100100)=0.105；-线路电抗：Xl=0.450=20Ω，Xl=XlSj/Uj²=20100/(115²)≈0.152；-系统电抗：Xs=0.05（已给定）。3.总电抗标幺值：X∑=Xg+Xt+Xl+Xs=0.12+0.105+0.152+0.05=0.427。4.短路电流周期分量有效值：I''=Ij/X∑=0.502/0.427≈1.176kA。5.冲击电流：i