电气工程师考试第二章.docx
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电气工程师考试第二章
单项选择题
（1）水电厂110～220kV配电装置利用气体绝缘金属封锁开关设备（简称GIS）时，采纳下列哪一种接线是错误的?
（2012）
A．桥形接线
B．双桥形接线
C．单母线接线
D．出线回路较多的犬型水电厂可采纳单母线分段带旁路接线
答案：
[D]
依据：
《水力发电厂机电设计规范》（DL／T5186—2004）第5．2．5条。
分析：
关于水电厂电气主接线方面的内容在规程规范里规定得不多，那个规范对
各类电压品级的水电厂的电气主接线列得比较详细。
（2）直接接地电力系统中的自耦变压器，其中性点应如何接地?
（2011）
A．不接地
B．直接接地
C．经避雷器接地
D．经放电间隙接地
答案：
[B]
依据：
《电力工程电气设计手册电气一次部份》第2．7节二第1条第
（1）款：
“凡是自耦变压器，其中性点须要直接接地或经小阻抗接地。
”
多项选择题
（1）对水电厂来讲，下列哪几种说法是正确的?
（2012）
A．水电厂与电力系统连接的输电电压品级，宣采纳一级，不该超过两级
B．蓄能电厂与电力系统连接的输电电压品级，应采纳一级
C．水电厂在知足输送水电厂装机容量的前提下，宜在水电厂设置电力系统的枢纽变电所
D．经论证合理时，可在梯级的中心水电厂设置联合开关站（变电站）
答案：
[A、B、D]
依据：
《水力发电厂机电设计规范》（DL／T5186—2004）第5．1．2条：
“水电厂与电力系统连接的输电电压品级，应采纳一级电压，不该超过两级，……，不宜在水电厂设置电力系统的枢纽变电所”，故A答案对，C答案错；第5．1．3条：
“蓄能电厂与电力系统连接的输电电压品级，应采纳一级电压，并以尽可能少的出线回路数直接接入系统的枢纽变电所”，故B答案对；第5．1．4条：
“经论证合理后，可在梯级的中心水电厂或适合的地址设置联合开关站（变电站），再接入电力系统”，故D答案对。
（2）下面所列四种情形，其中哪几种情形宜采纳内桥形接线?
（2012）
A．变压器的切换较频繁
B．线路较长，故障率高
C．二线路间有穿越功率
D．变压器故障率较低
答案：
[B、D]
依据：
《电力工程电气设计手册电气一次部份》第50页。
内桥接线适用于较小容量的发电厂、变电所，而且变压器不常常切换或线路较长、故障率较高情形。
当线路有穿越功率时，宜采纳外桥接线。
分析：
各类接线形式的优缺点和利用范围在《电力工程电气设计手册电气一次部份》第二章里有详细的规定，内桥接线和外桥接线方面的内容常常考。
（3）对水电厂110～220kV配电装置来讲，放开式配电装置进出线回路数不大于6回．可采纳下列哪些接线方式?
（2012）
A．桥形接线
B．角形接线
C．单母线接线
D．双母线接线
答案：
[A、B、C]
依据：
《水力发电厂机电设计规范》（DL／T5186—2004）第5．2．5条。
（4）某沿海电厂计划安装4×300MW供热机组，以220kV电压等接入电网，选择该厂送出线路需要考虑的因素为（ ）。
（2012）
A．按经济电流密度选择导线截面的输送容量
B．按电压损失校验导线截面
C．当一回线路故障检修停运时，其他线路不该超过导线按允许发烧条件的持续输送容量
D．当一回送出线路发生三相短路不重合时电网应维持稳固
答案：
[A、B、C]
依据：
《水力发电厂机电设计规范》（DL／T5186—2004）第5．2．5条。
（5）电力工程电气主接线设计的大体要求是下列哪几项?
（2011）
A．经济性
B．靠得住性
C．选择性
D．灵活性
答案：
[A、B、D]
依据：
《电力工程电气设计手册电气一次部份》第2．1节主接线的设计原则。
（6）某330／110kV降压变电所中的330kV配电装置采纳一个半断路器接线。
关于该接线方式下列哪些配置原则是正确的?
（2011）
A．主变回路宜与负荷回路配成串
B．同名回路配置在不同串内
C．初期线路和变压器为两个完整串时，同名回路宜别离接入不同侧的母线，且进出线不宜装设隔离开关
D．第三台主变可不进串，直接经断路器接母线
答案：
[A、B、D]
依据：
《220kV～500kV变电所设计技术规程》（DL／T5218—2005）第7．1．2条：
“当采纳一个半断路器接线时，宜将电源回路与负荷回路配对成串，同名回路配置在不同串内，同名回路可接于同一侧母线。
当变压器台数超过两台时，其他几台变压器可不进串，直接经断路器接母线”。
由此可知A、B、D答案正确。
依照第7．1．6条：
“在一个半断路器接线中，初期线路和变压器为两完整串时出口处应装设隔离开关”，由此可知C答案错误。
案例题
案例题
题1：
某一样性质的220kV变电站，电毡压品级为220／110／10kV，两台相同的主变压器，容量为240／240／120MVA，短路阻抗Uk（1-2）%=14，Uk（3-1）%=25，Uk（2-3）%=8，两台主变压器同时运行的负载为65%，220kV架空线路进线2回，110kV架空负荷出线8回，10kV电缆负荷出线12回，设两段，每段母线出线6回，每回电缆平均长度为6km，电容电流为2A／km，220kV母线穿越功率为200MVA，220kV母线短路容量为16000MVA，主变压器10kV出口设计XKK-10-2000-10限流电抗器一台。
请回答下列问题。
（2012）
（1）该变电所采纳下列哪组主接线方式是经济合理、运行靠得住的?
A．220kV内桥、110kV双母线、10kV单母线分段
B．220kV单母线分段、11OkV双母线、10kV单母线分段
C．220kV外桥、110kV单母线分段、10kV单母线分段
D．220kV双母线、110kV双母线、1OkV单母线分段
答案：
[B]
解答进程：
1）依照（（220kV～500kV变电所设计技术规程》（DL／T5218—2005）第7．1．4条：
“一样性质的220kV变电所的配电装置，出线回路数在4回及以下时，可采纳其他主接线（指除双母线、双母单分段、双母双分段的其他接线型式）。
本题中的220kV进线为2回，故可排除D答案。
由于220kV母线有穿越功率200MVA，故220kV配电装置可采纳外桥接线或单母分段接线；“220kV变电所的110kV配电装置，当出线回路6回及以上时或8回及以上时，宜采纳双母线接线。
”本题中110kV架空出线8回，宜采纳双母线接线，故可排除C答案。
2）依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》第47页相关内容，6～10kV配电装置出线回路为6回及以上时，宜采纳单母分段接线，本题10kV侧有电缆负荷出线12回，因此采纳单母线分段接线。
综上所述，本题选B。
（2）请计算该变电站最大运行方式时，220kV进线的额定电流为下列哪项?
A．1785A
B．1344A
C．819A
D．630A
答案：
[B]
解答进程：
系统的最大运行方式是指系统在该运行方式下具有最小的短路阻抗值，因此发生短路后短路电流最大的一种运行方式。
依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》表6-3：
“对桥形接线，出线的计算工作电流为最大负荷电流加系统穿越功率产生的电流，或对双网出线，为1．2～2倍1回线最大负荷电流。
”故有最大运行方式下，220kV进线的额定电流为
（3）假设该变电站220kV母线正常为合环运行，100kV、10kV母线为排列运行，则10kV母线的短路电流应是下列哪项值?
（计算进程小数点后保留三位，最终结果小数点后
保留一名）
A．52．8A
B．49．8A
C．15．0A
D．14．8A
答案：
[D]
解答进程：
依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》第四章有关短路电流计算内容计算如下：
1）依照式（4-10），系统电抗为
2）变压器电抗计算如下：
3）电抗器电抗计算如下：
4）220kV合环运行，110kV、10kv母线为排列运行，系统电抗图如图2．1所示。
5）依照式（4．20）可得短路电流为
（4）从系统供电经济合理性考虑，该变电站一台主变10kV侧最少应带下列哪项负荷值时，该变压器选型是合理的?
A．120MVA
B．72MVA
C．36MVA
D．18MVA
答案：
[C]
解答进程：
依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》第216页第2条第1款第一小点：
最大机组容量为125MW及以上的发电厂，当有两种升高电压向用户供电或系统连接时，宜采纳三绕组变压器。
每一个绕组的通过容量应达到变压器额定容量的15％及以上，即达到240MVA×15%=36MVA及以上。
分析：
三绕组变压器的容量以3个绕组中容量最大的那个绕组的容量表示。
（5）该变电站每台主变压器配置一台过补偿10kV消弧线圈，其计算容量应为下列哪个数值?
A．1122kVA
B．972kVA
C．561kVA
D．416kVA
答案：
[C]
解答进程：
依照《导体和电器选择设计技术规定》（DL／T5222—2005）18．1．4中式子。
得
题2：
110kV有效接地系统中的某一变电所有两台110kV／35kV／10kV，31．5MVA主变压器两台，110kV进线2回、35kV出线5回、10kV出线10回，主变110kV、35kV、10kV，三侧YNynOd11。
（1）如主变需常切换，110kV线较短，有穿越功率20MVA，各侧采纳以下哪组主接线经济合理?
什么缘故?
（2009）
A．110kV内桥接线，35kV单母接线，10kV单母分段接线
B．110kV外桥接线，35kV单母分段接线，10kV单母分段接线
C．110kV单母接线，35kV单母分段接线，10kV单母分段接线
D．110kV变压器组接线，35kV双母接线，10kV单母接线
答案：
[B]
解答进程：
1）依照《35～110kV变电所设计规范》（GB50059—1992）第3．2．3条：
“35～110kV线路为两回及以下时，宜采纳桥形、线路变压器组或线路分支接线。
超过两嘲时，宜采纳扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。
35～63kv线路为8回及以上时，亦可采纳双母线接线。
110kV线路为6回及以上时，宣采纳双母线接线”。
本题中，110kV进线两回，可采纳桥形、线路变压器组接线；35kV出线5回，可采纳扩大桥形、单母线或分段单母线接线；10kV出线10回，可采纳扩大桥形、单母线或分段单母线的接线形式。
2）依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》第51页可知内桥接线的适用范围为：
内桥接线适用于较小容量的发电厂、变电所，而且变压器不常常切换或线路较长、故障率较高的情形；外桥接线的适用范围为：
适用于较小容量的发电厂、变电所，而且变压器的切换频繁或线路较短、故障率较少的情形。
另外，线路有穿越功率，也宜采纳外桥接线。
本题中110kV侧线路较短，有穿越功率20MVA，110kV侧应该选外桥接线形式。
综上所述，本题选B。
分析：
《35～110kv变电所设计规范》（GB50059—1992）已经被《35～110kV变电所设计规范》（GB50059—2011）所替代。
但2009年的考试答题依据仍然是《35—110kV变电所设计规范》（GB50059一1992）。
（2）假设110kV采纳内桥、主变110kV隔离开关需能符合空载变压器，由于材质等缘故，各变压器的空载励磁电流不相同，按隔离开关的符合能力，该变压器的空载励磁电流最大不可能超过下列哪项?
A．0．9A
B．1．2A
C．2．0A
D．2．9A
答案：
[C]
解答进程：
依照《导体和电器选择设计技术规定》（DL／T5222—2005）第11．0．9条规定：
“选用的隔离开关应具有符合电感、电容性小电流的能力，应使电压互感器、避雷器、空载母线、励磁电流不超过2A的空载变压器及电容电流不超过5A的空载线路”。
故本题选C。
（3）假设110kV采纳外桥接线，有20MVA穿越功率，请计算桥回路持续工作电流。
A．165．3A
B．270．3A
C．330．6A
D．435．6A
答案：
[B]
解答进程：
依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》（第232页）表6-3有：
“桥形接线的计算工作电流为最大元件负荷电流并考虑系统穿越功率”，本题中最大元件为变压器，有20MVA的穿越功率。
故有
故本题选B。
（4）假设35kV出线电网单相接地故障电容电流为14A，需要35kV中性点设消弧线圈接地，采纳过补偿，则需要的消弧线圈容量为（ ）。
A．250kVA
B．315kVA
C．400kVA
D．500kVA
答案：
[C]
解答进程：
依照《导体和电器选择设计技术规定》（DL／T5222—2005）第18．1．4条和式（18．1．4）有
故本题选C。
题3：
某屋外220kv变电所，海拔1000m以下，试回答下列问题：
（2009）
（1）若地处高海拔，修正后A1值为2000mm，则L1修正后应增加（ ）。
注：
其中L1值为不同相带电部份之间的距离。
（A）200mm
（B）300mm
（C）100mm
（D）250mm
答案：
[A]
解答进程：
A1的值经修正后，依照《高压配电装置设计技术规程》（DL／T5352—2006）附录8注：
“A2值和屋内A一、A2可按本图的比例递增。
”修正前，对220J系统A1的值为1800mm，A1现修正为2000mm，L1的值也应相应增加200mm。
（2）若地处缺水酷寒地域，主变125MVA，灭火系统宜采纳（ ）。
什么缘故?
（A）水喷雾
（B）合成泡沫
（C）排油注氮
（D）固定式气体
答案：
[D]
解答进程：
依照《火力发电厂与变电站设计防火规范》（GB50229—2006）第7．1．8条附条文说明，这几种方式都可采纳，但考虑到地处酷寒缺水地域水易结冰，可第一排除答案A。
又依照《高压配电装置设计技术规程》（DL／T5352—2006）第8．5．4条：
“厂区内升压站单台容量为90000kVA及以上油浸变压器，220kV及以上独立变电站单台容量为125000kVA及以上的油浸变压器应设置水喷雾灭火系统、合成泡沫喷淋系统、排油冲氮系统或其他灭火装置。
对缺水或酷寒地域，当采纳水喷雾、泡沫喷淋系统有困难时，也可采纳其他固定灭火方法。
综上所述，应选D为正确答案。
（3）该220kV开关站为60m×70m矩形布置，四角各安装高30m的避雷针，爱惜物6m高（并联电容器），计算相邻70m的两针间，爱惜范围一侧的最小宽度bx为（ ）。
（A）20m
（B）24m
（C）25．2m
（D）33m
答案：
[C]
解答进程：
多只避雷针的联合爱惜范围示用意如图2-2所示。
1）依照《交流电气装置的过电压爱惜和绝缘配合》（DL／T620—1997）第5．2．1条及第5．2．2条各符号概念知
h=30m；hx=6m；ha=h-hx=30-6=24m；P=1
2）由于题目要求计算的是相邻70m的两针间爱惜范围的一侧最小宽度，设避雷针1和避雷针2之问的距离为70m，第一计算避雷针一、2爱惜范围一侧的最小宽度bx12
查《交流电气装置的过电压爱惜和绝缘配合》（DL／T620—1997）图4得
故本题选C。
分析：
避雷针（包括单针爱惜、多针联合爱惜）的爱惜范围常常出题，应该熟练把握。
题4：
已知某发电厂220kV配电装置有2回进线、3回出线、双母线接线，屋外配电装置一般中型布置。
（2008）
（1）若该配电装置主变压器为两台300MW发电机的升压变压器，已知机组的额定功率为300MW，功率因数为0．85，最大持续输出功率为350MW，厂用工作变压器的计算负荷为45000kVA，其变压器容量应为下列何值?
A．400MVA
B．370MVA
C．340MVA
D．300MVA
答案：
[B]
解答进程：
依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》第5-1节（第214页），关于单元连接的变压器，主变压器的容量按以下条件中较大的选择：
1）按发电机的额定容量扣除本机组的厂用负荷，留有10％的裕度，得
2）按发电机的最大持续输出容量扣除本机组的厂用负荷，得
3）选以上两种计算结果的较大值为366．8MVA，故本题选B。
分析：
主变压器容量的选择那个知识点常常出题。
（2）若该配电装置的主变压器容量为340MVA，主变220kV侧架空导线采纳铝绞线，按经济电流密度选择其导线应为下列哪一种规格?
（经济电流密度为O．72）
A．2×400mm2
B．2×500mm2
C．2×630mm2
D．2×800mm2
答案：
[C]
解答进程：
1）依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》表6-3（第232页）求得变压器回路计算工作电流Ig为
2）依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》第8-3节第2条第2款：
按经济电流密度选择软导线截面的公式计算如下：
3）依照《导体和电器选择设计技术规定》（DL／T5222—2005）第7．1．6条规定：
当无适合规格导体时，导体截面可按经济电流密度计算截面的相邻下一档选取，故本题选C。
（3）主变压器高压侧配置的交流无间隙金属氧化锌避雷器持续运行电压（相地）、额定电压（相地）应为下列哪组计算值?
A．≥145kV，≥l89kV
B．≥140kV，≥l89kV
C．≥145kV，≥l82kV
D．≥140kV，≥l82kV
答案：
[A]
解答进程：
1）依照《标准电压》（GB／T156—2007）表4可得220kV的交流三相系统的设备最高电压Um=252kV。
2）依照《交流电气装置的过电压爱惜和绝缘配合》（DL／T620一1997）表3得交流无
（4）若主变压器回路最大短路电流为25kA，主变压器容量为340MVA，说明主变高压侧电流互感器电流比及爱惜用电流互感器配置选择下列哪一组最合理？
A．600／1A 5P10/5P10/TPY/TPY
B．800/1A 5P20/5P20/TPY/TPY
C．2*600/1A 5P20/5P20/TPY/TPY
D．1000/1A 5P30/5P30/5P30/5P30
答案：
[C]
解答进程：
1）由第
（2）小题的计算结果可知主变高压侧持续工作电流Ig=936．91A。
2）依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》第6．5节一（三）电流互感器一次额定电流的选择：
“电流互感器一次额定电流应尽可能选择得比回路中正常工作电流大1／3”，故其一次额定电流可取936．91Ax4／3=1249．2A（依照《导体和电器选择设计技术规定》（DL／T5222--2005）第15．0．6条也可得出相同的结论）。
3）依照《导体和电器选择设计技术规定》（DL／T5222--2005）第15．0A条第2款：
“220kV及以下系统的电流互感器一样可不考虑暂态阻碍，可采纳P类电流互感器。
对某些重要回路可适当提高所选电流互感器的准确限制系数或饱和电压，以减缓暂态阻碍。
”故可选用P类或TPY类电流互感器。
4）求得极限准确倍数：
25／（0．6x2）=20．83。
由以上讨论可知，本题选C为正确答案。
题5：
某工程4台300MW机组接入330kV，主接线为4进4出，采纳一台半断路器组成四个完整串。
（2005）
（1）初期只上l、2号两台机组和一回出线时，分析断路器的配置正确的为（）。
A．1号机和出线组成一个完整串、2号机组成另一个完整串，共上6台断路器
B．1号机和出线组成一个完整串、2号机通过2个断路器接入两母线，即5台断路器（一串半）
C．1号机和出线组成一个完整串、2号机通过l个断路器接入l母线、另一侧经隔离开关接入Ⅱ母，即装4台断路器
D．1号机和出线组成一个完整串、2号机采纳跨条接入l母线和Ⅱ母线即形成3台型接线
答案：
[B]
解答进程：
依照《电力工程电气设计手册电气一次部份》第2．3节第2条第3款：
“最终为一台半断路器接线的过渡接线，应依照设备质量、距离配置位置和扩建情形，可采用断路器数量少的接线。
关于3回进出线，考虑3～5台断路器。
”本题中主接线最终为4进4出，首期只上2台机组和1回出线，进出线数为3回，为便于过渡到最终接线，应该考虑采纳l号机和出线组成一个完整串，2号机通过2个断路器接入两母线，2即5台断路器（一串半）的过渡接线。
（2）若本工程初期建2台机组和2回线路组成2串，远期装4台和4回线，对隔离开关的配置下列哪一种正确?
缘故是什么?
A．进出线必需配隔离开关B．进出线都不配隔离开关
C．初期2回进出线必需配，以后扩建的2回进线和2回出线能够不设隔离开关
D．出线可不设隔离开关，进线必需设隔离开关
答案：
[C]
解答进程：
依照《电力工程电气没计手册电气一次部份》第2-8节第1条第5款：
“一台半断路器接线中，视发变电工程的具体情形，进出线可装设隔离开关也可不装设隔离开关”。
又依照《火力发电厂设计技术规程》（DL5000—2000）第13．2．13条：
“在一台半断路器的接线中，电源线宜与负荷线配对成串，同名回路配置在不同串中，初期仅两串时，同名回路宜别离接入不同侧母线，进出线应装设隔离开关。
当一台半断路器接线达到三串及以上时，同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装设隔离开关”。
（3）如发电机出口额定电压Ue为25kV，最高工作电压Umax=26．25kV，发电机中性点采纳高阻接地，选择发电机出口无间隙氧化锌避雷器的额定电压Ue和持续运行电压为（ ）。
A．32．8／15．2kV
B．36．2／28．9kV
C．31．3／25kV
D．32．8／26．3kV
答案：
[D]
解答进程：
依照《交流电气装置的过电压爱惜和绝缘配合》（DL／T620—1997）第5．3．4条及表3可得，在高电阻的接地址式下，避雷器的持续运行电压和额定电压别离不低于Umg=26．25kV和1．25Umg=1．25×26．25kV=32．8kV。
（4）本工程在前期时，曾进行过330kV采纳双母线四分段接线（方案一）和采纳一台半断路器接线（方案二）比较，以下是比较报告中的结论，错误的是哪个?
缘故是什么?
A．在无设备检修情形下，一台断路器故障，方案一最大可能停电回路数与方案二最大停电回路数相同均为二回；
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