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2016年電氣工程師《供配電》專項試題及答案
案例分析題
題1：500kV變電所，750MVA，500/220/35kV主變兩臺，擬在35kV側(cè)裝安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器組。(2009)
(1)電容器補(bǔ)償容量不宜選( )。
(A)150Mvar
(B)300Mvar
(C)400Mvar
(D)600Mvar
(2)為限制3次及以上諧波，電容器組的串聯(lián)電抗應(yīng)該選( )。
(A)1%
(B)4%
(C)13%
(D)30%
(3)三相35kV60000kvar的電容器4組，雙星形連接，每相先并后串，由兩個串段組成，每段10個單臺電容器，則單臺電容器的容量為( )。
(A)1500kvar
(B)1000kvar
(C)500kvar
(D)250kvar
(4)本所35kV三相4組，雙星形連接，先并后串，由二個串段組成，每段10個單臺334kvar電容器并聯(lián)，其中一組串12%的電抗器，這一組電容器的額定電壓接近( )。
(A)5.64kV
(B)10.6kV
(C)10.75kV
(D)12.05kV
(5)4組三相35kV60000kvar電容器，每組串12%電抗，當(dāng)35kV母線短路容量為下面( )時，可不考慮電容器對母線短路容量的助增。
(A)1200MVA
(B)1800MVA
(C)2200MVA
(D)3000MVA
參考答案及解析：
(1)答案：[D]
解答過程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50227—2008)第3.0.2條：當(dāng)不具備計算條件時，電容器的安裝容量可按變壓器容量的10%～30%確定。即安裝并聯(lián)電容器的容量容量范圍為750×2×(10%～30%)Mvar=(150～450)Mvar。故本題選D。
(2)答案：[C]
解答過程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50227—2008)第5.5.2.2條：串聯(lián)電抗器的電抗率的選擇，當(dāng)并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)處的背景諧波為3次及以上時，宜取12%;或由《電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部分》表9-23，為抑制3次諧波，電抗率取12%～13%。故本題選C。
(3)答案：[C]
解答過程：1)每相容量60000/3=20000kvar;2)每相二個串段組成，每段10個單臺電容器，所以單星形每相2×10=20臺，雙星形連接每相有40臺;3)單臺電容器容量20000/40kvar=500kvar。
(4)答案：[D]
解答過程：由《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50227—2008)第5.2.2.3條，串聯(lián)電抗器引起的電容器運行電壓升高，接入串聯(lián)電抗器后，電容器運行電壓按式(5.2.2)計算：
故本題選D。
(5)答案：[D]
解答過程：根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(DL/T5222—2005)附錄F的F.7條，對于采用(12～13)%串聯(lián)電抗器的電容器裝置滿足Qc/Sd<10%時，可以不考慮其對短路電流的影響，由此可得
Sd>Qc/10%=60Mvar×4/10%=2400Mvar
故選D為正確答案。
題2：某變電站分兩期工程建設(shè)，一期和二期在35kV母線側(cè)各裝一組12Mvar并聯(lián)電容器成套裝置。
(1)一期的成套裝置中串聯(lián)電抗器的電抗率為6%，35kV母線短路電流為13.2kA，試計算3次諧波諧振的電容器容量應(yīng)為下列哪些數(shù)值?
(A)40.9Mvar
(B)23.1Mvar
(C)216Mvar
(D)89.35Mvar
(2)若未接入電容器裝置時的母線電壓是35kV，試計算接入第一組電容器時，母線的穩(wěn)態(tài)電壓升高值應(yīng)為下列哪項?
(A)0.525kV
(B)0.91kV
(C)1.05kV
(D)0.3kV
(3)若成套電容器組采用串并接方式，各支路內(nèi)部兩個元件串接，假設(shè)母線的電壓為36kV，計算單個電容器的端電壓為下列何值?
(A)11.06kV
(B)19.15kV
(C)22.1lkV
(D)10.39kV
(4)對電容器與斷路器之間連線短路故障，宜設(shè)帶短延時的過電流保護(hù)動作于跳閘，假設(shè)電流互感器電流比為300/1，接星形接線，若可靠系數(shù)為1.5，電容器長期允許的最大電流按額定電流計算，計算過電流保護(hù)的動作電流應(yīng)為下列何值?
(A)0.99A
(B)1.71A
(C)0.66A
(D)1.34A
參考答案及解析：
(1)答案：[A]
解答過程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50227—2008)第3.0.3條，當(dāng)分組電容器按各種容量組合運行時，不得發(fā)生諧振，諧振電容器容量，按3.0.3式計算。
(2)答案：[A]
解答過程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50227—2008)條文說明第5.2.2條知，并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)后引起的母線電壓升高值。
(3)答案：[A]
解答過程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50227—2008)第5.2.2.3條及式(5.2.2)知，電容器額定電壓的選擇，應(yīng)計入接入串聯(lián)電抗器引起的電容器運行電壓升高，其電壓升高值式計算。
(4)答案：[A]
解答過程：根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊電氣二次部分》式(27-3)，對電容器與斷路器之間連線短路故障宜裝設(shè)帶短延時的過電流保護(hù)，動作于跳閘。
題3：某35kV變電站配置了三相并聯(lián)電容器組作為無功補(bǔ)償裝置，請對下列問題作解答。
(1)串聯(lián)電抗器L可安裝在電容器組的電源側(cè)和中性點側(cè)兩個位置，其作用和要求有所不同，請判斷下列論述中有關(guān)錯誤并說明理由。
(A)限制合閘涌流和抑制諧波的作用是不同的
(B)限制合閘涌流和抑制諧波的作用是相同的
(C)串聯(lián)電抗器在中點側(cè)對動、熱穩(wěn)定沒有特殊要求
(D)串聯(lián)電抗器裝在電容器的電源側(cè)應(yīng)校驗動、熱穩(wěn)定電流
(2)電容器組單星形接線，回路串有12%的電抗器，每相由兩臺電容器串聯(lián)組合而成，請計算確定單臺電容器的Ue值為( )。
(A)3kV
(B)6.3kV
(C)10.5kV
(D)11kV
(3)某35kV母線三相短路容量為2000MVA，采用6%串聯(lián)電抗器，計算電容器組容量不超過下列何值時，可不考慮電容器組對短路電流的助增作用，說明理由。
(A)100Mvar
(B)200Mvar
(C)300Mvar
(D)400Mvar
(4)若電容器組三相容量為20Mvar，選擇的斷路器額定電流最小不小于下列何值，并說明理由。
(A)297A
(B)330A
(C)445A
(D)660A
(5)若電容器組由額定電壓11KV，單臺容量為200kvar的電容器組成，請計算保護(hù)該電容器熔斷器的熔絲的Ie選何值，并說明理由。
(A)16A
(B)26A
(C)30A
(D)40A
(6)35kV并聯(lián)電容器組安裝處母線短路容量為2000MVA，電容器串6%電抗器，以免發(fā)生5次諧波諧振，請計算確定電容器容量不能選下列哪項?
(A)40Mvar
(B)37Mvar
(C)30Mvar
(D)20Mvar
參考答案及解析：
(1)解答過程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50227—2008)條文說明第4.2.3條可知，串聯(lián)電抗器無論裝在電容器組的電源測或中性點側(cè)，從限制合閘涌流和抑制諧波來說，作用都一樣。但串聯(lián)電抗器裝在中性點側(cè)，正常運行串聯(lián)電抗器承受的對地電壓低，可不受短路電流的沖擊，對動熱穩(wěn)定沒有特殊要求，可減少事故，使運行更加安全。當(dāng)需要把串聯(lián)電抗器裝在電源側(cè)時，普通電抗器是不能滿足要求的，應(yīng)采用加強(qiáng)型電抗器，但這種產(chǎn)品是否滿足安裝點對設(shè)備動熱穩(wěn)定的要求，也應(yīng)經(jīng)過校驗。
(2)答案：[D]
解答過程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50227—2008)條文說明第5.2.2條可知，電容器的額定電壓可先由公式求出計算值再從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)系列中選取
(3)答案：[A]
解答過程：根據(jù)《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定》(DL/T5222—2005)附錄F第F.7.1條可知，對于采用6%串聯(lián)電抗器的電容器裝置Qc/Sd≤5%時，可以不考慮其對短路電流的影響，由此可得
Qc≤Sd×5%=2000×5%Mvar=100Mvar
(4)答案：[C]
(5)答案：[A]
(6)答案：[A]
題4：有一臺發(fā)電機(jī)300MW，通過容量為360MVA額定電壓242/20kV升壓變，二回220kV2×LGJ-400/100km與系統(tǒng)連接，正常運行時變壓器中性點直接接地。
(1)在做規(guī)劃設(shè)計階段，潮流計算哪些參數(shù)?
(A)發(fā)電機(jī)的Xd，發(fā)電機(jī)出力PG+jQG，變壓器正、負(fù)序電抗(X1、X2)，線路正序零序阻抗分別為(R1+jX1)和(R0+jX0)，負(fù)荷(PL+jQL)。
(B)發(fā)電機(jī)出力PG+jQG，變壓器正序電抗(X1)，線路正序阻抗(R1+jX1)，負(fù)荷(PL+jQL)。
(C)發(fā)電機(jī)出力PG+jQG，變壓器正序零序阻抗(X1、X0)，線路正序零序阻抗(R1+jX1)和(R0+jX0)，負(fù)荷PG+jQG。
(D)發(fā)電機(jī)的同步電抗Xd;發(fā)電機(jī)出力PG+jQG，變壓器正序電抗(X1)，線路正序阻抗(R1+jX1)，負(fù)荷(PL+jQL)。
(2)360MVA變壓器Ud%=14%基準(zhǔn)電壓UB=230kV，SB=100MW，其正序、零序標(biāo)幺值為( )
(A)00431/0.0431
(B)0.0389/0.0389
(C)0.0431/0.1293
(D)0.0389/0.1167
(3)220kV架空線路2×LGJ-400導(dǎo)線及良導(dǎo)體避雷線，單長100km，電抗有名制0.297Ω/km，UB=230kV，SB=100MW。二回路的正序、零序電抗的標(biāo)幺值為( )。
(A)0.056/0.168
(B)0.056/0.0187
(C)0.0181/0.0843
(D)0.0281/0.0094
(4)下列哪種在故障下保護(hù)開關(guān)正確動作，為保持系統(tǒng)穩(wěn)定運行，可以采取切荷?
(A)300MW發(fā)電機(jī)跳閘
(B)一回220kV線路無故障斷開不重合
(C)一回220kV線路三相故障斷開不重合
(D)220kV母線單相接地故障
參考答案及解析：
(1)答案：[D]
解答過程：在潮流計算中并不需要負(fù)序和零序阻抗。負(fù)序和零序阻抗主要用于短路電流計算中。
(2)答案：[B]
解答過程：1)根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部分》第4-2節(jié)表4-2公式可得變壓器正序阻抗標(biāo)幺值為
2)對于中性點直接接地變壓器，根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部分》表4-17可得，變壓器的零序阻抗標(biāo)幺值為XO=X1=0.0389。
(3)答案：[A]
解答過程：1)根據(jù)《電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部分》第4-2節(jié)表4-2及表4.3可得
2)對于有良導(dǎo)體避雷線的架空輸電雙回路線路Xo=3X1=3×0.056=0.168。
(4)答案：[D]
解答過程：根據(jù)《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》(DL/T755—2001)第3.2.2條第b款可知，當(dāng)發(fā)生任一段母線故障時，保護(hù)、開關(guān)及重合閘正確動作，應(yīng)能保持穩(wěn)定運行，必要時允許采取切機(jī)和切負(fù)荷等穩(wěn)定性措施。
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