2015年電氣工程師考試發(fā)輸變電備考資料匯總

　　【一】

　　某125MW火電機(jī)組低壓廠變回路從6kV廠用工作段母線引接，該母線短路電流周期分量起始值為28kA。低壓廠變?yōu)橛徒�自冷式三相變壓器，參�?shù)為：Se=1000kVA，Ue=6.3/0.4kV，阻抗電壓Ue=4.5%，接線組別Dyn11，額定負(fù)載的負(fù)載損耗Pd=10kW。DL1為6kV真空斷路器，開斷時間為60ms;DL2為0.4kV空氣斷路器。該變壓器高壓側(cè)至6kV開關(guān)柜用電纜連接;低壓側(cè)至0.4kV開關(guān)柜用硬導(dǎo)體連接，該段硬導(dǎo)體每相阻抗為Zm=(0.15+j0.4)mΩ;中性點(diǎn)直接接地。低壓廠變設(shè)主保護(hù)和后備保護(hù)，主保護(hù)動作時間為20ms，后備保護(hù)動作時間為300ms。低壓廠變回路接線及布置如圖3-3所示，請解答下列各小題(計(jì)算題按最接近數(shù)值選項(xiàng))。(2011)

　　(1)若0.4kV開關(guān)柜內(nèi)的電阻忽略，計(jì)算空氣斷路器DL2的PC母線側(cè)短路時，流過該斷路器的三相短路電流周期分量起始有效值最接近下列哪項(xiàng)數(shù)值?(變壓器相關(guān)阻抗按照《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分》計(jì)算)

　　A.32.08kA

　　B.30.30kA

　　C.27.00kA

　　D.29.61kA

　　答案：[B]

　　解答過程：根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分》第4.10節(jié)380V廠用電系統(tǒng)短路電流計(jì)算有關(guān)公式計(jì)算。

　　根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊電氣一次部分》第4.68式或者《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5153一2002)附錄N380V動力中心短路電流實(shí)用計(jì)算法式(N1)、式

　　(N2)、式(N3)有

　　(2)已知環(huán)境溫度40℃，電纜熱穩(wěn)定系數(shù)C=140O試計(jì)算該變壓器回路6kv交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜的最小截面為()。

　　A.3×120mm2

　　B.3×95mm2

　　C.3×70mm2

　　D.3×50mm2

　　答案：[A]

　　解答過程：根據(jù)《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50217—2007)附錄E式(E.1.1-1)右

　　分析：本題的難點(diǎn)在于確定短路電流的持續(xù)時間。根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5222—2005)第5.0.13條規(guī)定：“對導(dǎo)體(不包括電纜)宜采用主保護(hù)動作時間加相應(yīng)斷路器開斷時間。主保護(hù)有死區(qū)時，可采用能對該死區(qū)起作用的后備保護(hù)動作時間，并采用相應(yīng)處的短路電流值;對電器，宜采用后備保護(hù)動作時間加相應(yīng)斷路器的開斷時間。”根據(jù)以上規(guī)定可知，對電纜而言，短路電流持續(xù)時間應(yīng)該取后備保護(hù)動作時間加斷路器開斷時問。

　　(3)下列變壓器保護(hù)配置方案符合規(guī)程的為哪項(xiàng)?為什么?

　　A.電流速斷+瓦斯+過電流+單相接地+溫度

　　B.縱聯(lián)差動+電流速斷+瓦斯+過電流+單相接地

　　C.電流速斷+過電流+單相接地+溫度

　　D.電流速斷+瓦斯+過電流+單相接地

　　答案：[D]

　　解答過程：根據(jù)《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5153—2002)第9.5條規(guī)定，低壓廠用變壓器應(yīng)裝設(shè)下列保護(hù)：①縱聯(lián)差動保護(hù)：②電流速斷保護(hù);③瓦斯保護(hù);④過電流保護(hù);⑤單相接地短路保護(hù);⑥單相接地保護(hù);⑦溫度保護(hù)。縱聯(lián)差動保護(hù)只用于容量大于2MVA的變壓器，本題中變壓器容量為1MVA，故不采用縱聯(lián)差動保護(hù)。溫度保護(hù)用于400kVA及以上的干式變壓器，本題中的變壓器為油浸自冷式三相變壓器，也不

　　用采用溫度保護(hù)。

　　(4)請根據(jù)變壓器布置圖，在下列選項(xiàng)中選出正確的H、L、M、N值，并說明理由。

　　A.H≥2500mm，L≥600mm，M≥600mm，N≥800mm

　　B.H≥2300mm，L≥600mm，M≥600mm，N≥800mm

　　C.H≥2300mm，L≥800mm，M≥800mm，N≥1000mm

　　D.H≥19()0mm，L≥800mm，M≥1000mm.N≥120nmm

　　答案：[A]

　　解答過程：根據(jù)《高壓配電裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5352—2006)表8.1.3，H值應(yīng)為無遮攔裸導(dǎo)體至地(樓)面之間的距離，對6kV系統(tǒng)取2500mm。M為室內(nèi)油浸變壓器外廓與變壓器四壁的最小凈距，Ⅳ為變壓器與門之間的最小凈距，根據(jù)表8.4.6，M、N分別取600mm和800mm。L與M值相同。

　　【二】

　　某2×300MW火力發(fā)電廠，每臺機(jī)組裝設(shè)3組蓄電池，其中2組110kV蓄電池對控制負(fù)荷供電，瑪1組220V蓄電池對動力負(fù)荷供電。兩臺機(jī)組的220V直流系統(tǒng)間設(shè)有聯(lián)絡(luò)線。蓄電池選用閥控式密封鉛酸蓄電池(貧液)(單體2V)，浮充電壓取2.23V，均衡充電電壓取2.3V。110V系統(tǒng)蓄電池組選為52只，220V系統(tǒng)蓄電池組選為103只。現(xiàn)已知每臺機(jī)組的直流負(fù)荷如下：

　　UPS120kVA;

　　電氣控制、保護(hù)電源15kW;

　　熱控控制經(jīng)常負(fù)荷15kW;

　　熱控控制事故初期沖擊負(fù)荷5kW;

　　熱控動力總電源20kW(負(fù)荷系數(shù)取0.6);

　　直流長明燈3kW;

　　汽機(jī)氫側(cè)直流備用泵(起動電流倍數(shù)按2計(jì))4kW;

　　汽機(jī)空側(cè)直流備用泵(起動電流倍數(shù)按2計(jì))10kW;

　　汽機(jī)直流事故潤滑油泵(起動電流倍數(shù)按2計(jì))22kW;

　　6kV廠用低電壓跳閘40kW：

　　400V低電壓跳閘25kW：

　　廠用電源恢復(fù)時高壓廠用斷路器合閘3kW;

　　勵磁控制1kW：

　　變壓器冷卻器控制電源1kW：

　　請根據(jù)上述條件計(jì)算下列各題(保留兩位小數(shù))。(2011)

　　(1)請計(jì)算110V、220V單體蓄電池的事故放電末期終止電壓為下列哪組數(shù)值?

　　(A)1.75V、1.83V

　　(B)1.75V、1.87V

　　(C)1.8V、1.83V

　　(D)1.8V、1.87V

　　(2)請計(jì)算110V蓄電池組的正常負(fù)荷電流最接近下列哪項(xiàng)數(shù)值?

　　(A)92.73A

　　(B)169.09A

　　(C)174.55A

　　(D)188.19A

　　(3)請計(jì)算220V蓄電池組事故放電初期0～1min的事故放電數(shù)值?

　　(A)663.62A

　　(B)677.28A

　　(C)690.01A

　　(D)854.55A

　　(4)如該電廠220V蓄電池選用1600Ah，配置單個模塊為25A的一組高頻開關(guān)電源，請計(jì)算需要的模塊數(shù)為下列哪項(xiàng)?

　　(A)6

　　(B)8

　　(C)10

　　(D)12

　　(5)蓄電池紐選用1600Ah，蓄電池出口與直流配電柜連接的電纜長度為25m，求該電纜的截面應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值?(已知：銅電阻系數(shù)ρ=0.0184Ω·mm2/m)

　　(A)141.61mm2

　　(B)184mm2

　　(C)283.23mm2

　　(D)368mm2

　　答案及解析：

　　(1)答案：[D]

　　解答過程：根據(jù)《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5044—2004)第B.1.3條規(guī)定：

　　(2)答案：[C]

　　解答過程：根據(jù)《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5044—2004)第5.1.1條規(guī)定：“控制負(fù)荷包括：電氣和熱工的控制、信號、測量和繼電保護(hù)、自動裝置等負(fù)荷;而動力負(fù)荷包括：各類直流電動機(jī)斷路器電磁操動的合閘機(jī)構(gòu)、交流不問斷電源設(shè)備的裝置、遠(yuǎn)動、通信裝置的電源和事故照明等負(fù)荷。經(jīng)常負(fù)荷是指在直流系統(tǒng)正常和事故工況下均應(yīng)可靠供電的負(fù)荷，典型經(jīng)常負(fù)荷應(yīng)包括以下內(nèi)容：長明燈;連續(xù)運(yùn)行的直流電動機(jī);整流器或逆變器;指示燈和光字牌：連續(xù)勵磁的線圈;通信系統(tǒng)等。”

　　為此，本題首先統(tǒng)計(jì)110V所帶的正常負(fù)荷：

　　電氣控制、保護(hù)電源：15kW

　　熱控控制經(jīng)常電源：15kW

　　勵磁控制：1kW

　　變壓器風(fēng)冷控制：1kW

　　對于這4種共計(jì)32kW的負(fù)荷，根據(jù)表5.2.4，取負(fù)荷系數(shù)為0.6，可得

　　分析：本題的關(guān)鍵在于正確統(tǒng)計(jì)110V所帶正常負(fù)荷。負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表見表11-2。

　　(3)答案：[B]

　　解答過程：直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表見表11-3。

　　220V的動力負(fù)荷：

　　UPS120kW負(fù)荷系數(shù)為0.6

　　熱控動力總電源20kW，負(fù)荷系數(shù)為0.6

　　直流長明燈3kW，負(fù)荷系數(shù)為1.0

　　汽機(jī)氫側(cè)直流備用泵4kW，負(fù)荷系數(shù)為0.8

　　汽機(jī)空側(cè)直流備用泵10kW，負(fù)荷系數(shù)為0.8汽機(jī)直流事故潤滑油泵22kW，負(fù)荷系數(shù)為0.9總負(fù)荷電流為

　　分析：本題的關(guān)鍵在于弄清楚控制負(fù)荷和動力負(fù)荷的區(qū)分。

　　(4)答案：[D]

　　解答過程：1)根據(jù)《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5044—2004)附錄C.2中c.2.1高頻開關(guān)電源模塊配置和數(shù)量選擇，方式l：每組蓄電池配置一組高頻開關(guān)電源模塊，其模塊的選擇方法如下：

　　n=n1+n2

　　2)對鉛酪蓄電池：

　　3)n=n1+n2=(9.128～10.73)+2=11.128～12.73，當(dāng)模塊數(shù)量不為整數(shù)時，可取臨近值。故本題選D。

　　答案：[D]

　　解答過程：1)根據(jù)《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5044—2004)附錄D知，電纜截面應(yīng)按電纜長期允許載流量和回路允許電壓降兩個條件選擇。其計(jì)算公式如下：

　　式中，Ica取I1h和Imin沖擊放電電流的較大值。

　　2)根據(jù)《電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL/T5044—2004)第E.3.6條，對鉛酸蓄電池出口回路可取 I1h=5.5I10=5.5×160A=880A

　　3)按回路允許電壓降計(jì)算有

　　4)按事故初期(1min)沖擊放電電流計(jì)算有

　　5)按規(guī)程規(guī)定，電纜截面應(yīng)該取Scac1和Scac2中的較大值，故取368mm2。故本題選D。

　　【三】

　　某新建電廠一期安裝兩臺300MW機(jī)組，機(jī)組采用發(fā)電機(jī)一變壓器組單元接線接入廠內(nèi)220kV配電裝置，220kV采用雙母線接線，有二回負(fù)荷線和二回聯(lián)絡(luò)線。按照最終規(guī)劃容量計(jì)算的220kV母線三相短路電流(起始周期分量有效值)為30kA，動穩(wěn)定電流為81kA;高壓廠用變壓器為一臺50/25-25MVA的分裂變，半穿越電抗Ud=16.5%，高壓廠用母線電壓為6.3kV。請按各小題假設(shè)條件回答下列問題。(2011)

　　(1)本工程選用了220kVSF6斷路器，其熱穩(wěn)定電流為40kA、3s，負(fù)荷線的短路持續(xù)時間為2s。試計(jì)算此回路斷路器承受的最大熱效應(yīng)是下列哪項(xiàng)值?(不考慮周期分量有效

　　值電流衰減)

　　A.1800EA2s

　　B.1872kA2s

　　C.1890kA2s

　　D.1980kA2S

　　答案：[C]

　　解答過程：根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5222—2005)式(F6.2)有

　　(2)發(fā)電機(jī)額定電壓為20kV，中性點(diǎn)采用消弧線圈接地，20kV系統(tǒng)每相對地電容為0.45μF.消弧線圈的補(bǔ)償容量應(yīng)選擇下列哪項(xiàng)數(shù)值?(過補(bǔ)償系數(shù)K取1.35，欠補(bǔ)償系數(shù)K取0.8)

　　A.26.1kVA

　　B.45.17kVA

　　C.76.22kVA

　　D.78.24kVA

　　答案：[B]

　　解答過程：1)根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5222—2005)第18.1.4條式(18.1.4)有

　　(3)每臺機(jī)6.3kV母線分為A、B二段，每段接有6kV電動機(jī)總?cè)萘繛?8MW，當(dāng)母線發(fā)生三相短路時，其短路電流周期分量的起始值為下列哪項(xiàng)數(shù)值?(設(shè)系統(tǒng)阻抗為0，KqD取5.5)

　　A.27.76kA

　　B.30.84kA

　　C.39.66kA

　　D.42.74kA

　　答案：[D]

　　解答過程：根據(jù)《火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5153—2002)附錄M式(M4)：

　　(4)發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)為0.85，最大連續(xù)輸出容量為額定容量的1.08倍，高壓工作變壓器的計(jì)算容量按選擇高壓工作變壓器容量的方法計(jì)算出的負(fù)荷為46MVA，按估算廠用電率的原則和方法所確定的廠用電計(jì)算負(fù)荷為42MVA，試計(jì)算并選擇主變壓器容量最小是下列哪項(xiàng)數(shù)值?

　　A.311MVA

　　B.315MVA

　　C.335MVA

　　D.339MVA

　　答案：[D]

　　解答過程：解法1：根據(jù)《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》(DL5000—2000)第13.1.5條：“容量為200MW及以上的發(fā)電機(jī)與主變壓器為單元連接時，該變壓器的容量可按發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)容量扣除一臺廠用工作變壓器的計(jì)算負(fù)荷和變壓器繞組的平均溫升在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境溫度或冷卻溫度下不超過65。C的條件進(jìn)行選擇。”故有

　　(根據(jù)條文說明第13.1.5條：扣除廠用工作變壓器的計(jì)算負(fù)荷是指以估算廠用電率的

　　原則和方法所確定的廠用電計(jì)算負(fù)荷)。

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