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下案例解析注册电气注册工程师发输变电专业
2008年注册电气工程师考试案例解析（下）
题1-5某新建电厂装有2×300MW机组，选用一组220V动力用铅酸蓄电池容量2000Ah，二组控制用铅酸蓄电池容量600Ah，蓄电池布置在汽机房层，直流屏布置在汽机房6.6m层，电缆长28m。
1、请判断并说明下列关于正常情况下直流母线电压和事故情况下蓄电池组出口端的电压要求哪条是不正确的？
[D]
A正常情况下母线电压为110V，系统为115.5V
B正常情况下母线电压为220V，系统为231V
C事故情况下110V蓄电池组出口端电压不低于93.5V
D事故情况下220V蓄电池组出口端电压不低于187V
[解答]：
根据《电力工程直流系统设计技术规定DL/T5044-2004》第4.2.2条：
正常运行情况下，直流母线电压为系统标称电压的105%，；根据本规程第4.2.4条：
事故放电情况下，蓄电池出口电压应满足：
1）专供控制负荷：
不低于85%标称电压，即110×0.85=93.5V；2）专供动力负荷：
不低于87.5%标称电压，即220×0.875=192.5V。
2、请按回路允许电压降，计算动力用蓄电池至直流母线间最小电缆截面应为下列哪项数值？
[D]
A211mm2B303mm2C422mm2D566mm2
[解答]：
根据《电力工程直流系统设计技术规定DL/T5044-2004》附录D，D.1：
，
取蓄电池1h放电率电流，根据附录E，E.3.6，蓄电池1h放电率电流，铅酸蓄电池可取5.5
，则
。
3、请说明下列关于直流系统的设备选择原则哪一项是错误的。
[C]
A蓄电池出口熔断器按蓄电池1h放电率电流选择并与馈线回路保护电器相配合
B直流电动机回路按电动机额定电流选择
C母线联络刀闸按全部负荷的50%选择
D直流系统设备满足直流系统短路电流要求
[解答]
根据《电力工程直流系统设计技术规定DL/T5044-2004》第7.6.3条、第7.7.2-3条。
4、直流系统按功能分为控制和动力负荷，说明下列哪项属于控制负荷？
[A]
A电气和热工的控制、信号B交流不停电电源装置
C断路器电磁操动的合闸机构D远动、通信装置的电源
[解答]
根据《电力工程直流系统设计技术规定DL/T5044-2004》第5.1.1条。
5、该厂直流系统有微机监控装置，请说明直流柜上可装设下列哪项测量表计？
[A]
A直流母线电压表B蓄电池回路电压表
C蓄电池回路电流表D充电输出回路电流表
[解答]
根据《电力工程直流系统设计技术规定DL/T5044-2004》第6.2.1条。
题6-10某水电站装有4台机组4台主变，采用发电机-变压器之间单元接线，发电机额定电压15.75kV，1号和3号发电机端装有厂用电源分支引线，无直馈线路，主变压器高压侧所连接的220kV屋外配电装置是双母线带旁路接线，电站出线四回，初期两回出线，电站属于停机频繁的调峰水电厂。
6、水电站的坝区供电采用10kV，配电网络为电缆线路，因此10kV系统电容电流超过30A，当发生单相接地故障时，接地电弧不易自行熄灭，常形成熄灭和重燃交替的间歇性电弧，往往导致电磁能的强烈振荡，使故障相和中性点都产生过电压。
请问：
这种过电压属于下列哪种类型，并说明理由[B]
A工频过电压B操作过电压C谐振过电压D雷电过电压
[解答]
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》第4.1.8条：
66kV及以下系统发生单相间隙性电弧接地故障时，可产生过电压，而这种过电压为操作过电压的一种。
7、若坝区供电的10kV配电系统中性点采用低电阻接地方式，请计算10kV母线上的避雷器的额定电压和持续运行电压应取下列哪些数值，并简要说明理由。
[A]
A12kV9.6kVB16.56kV13.2kV
C15kV12kVD10kV8kV
[解答]
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》第5.3.4条及表3：
在低电阻接地方式下，避雷器的持续运行电压和额定电压分别不低于0.8Um、Um。
又由本规程表19得Um=12kV，故0.8Um=9.6kV。
8、水电站的变压器场地布置在坝后式厂房的尾水平台上，220kV敞开式开关站位于右岸，其中220kV主母线上有无间隙金属氧化物避雷器，电站出线四回，初期两回，采用同塔双回路型式，变压器雷电冲击全波耐受电压为950kV，变压器距离220kV开关站避雷器电气距离180m，请说明当校核是否在主变附近增设一组避雷器时，应按下列几回线路来校核？
[B]
A1回B2回C3回D4回
[解答]
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》第7.3.4-c）条：
架空线路采用双回路杆塔，有同时遭雷击的可能，确定避雷器与变压器最大电气距离时，应按一路考虑；题中电站最终出线4回，采用同塔双回路，故按2回路考虑。
9、水电站的电气主接线示意图如下，若每台发电机端均装的避雷器，1号和3号厂用电源分支采用带金属外皮的电缆段引接，电缆段长40m，请说明主变低压侧避雷器应按下列哪项配置？
[D]
A需装设避雷器B需装设2组避雷器
C需装设1组避雷器D无需装设避雷器
[解答]
根据《水力发电厂过电压保护和绝缘配合设计技术导则DL/T5090-1999》第8.3.8条：
为防止高压绕组的雷电波的静电感应电压危及低压绕组，应在变压器的低压绕组装设一组避雷器；但如该绕组连有25m及以上金属外皮电缆段，可不必装设。
10、若该电厂的污秽等级为Ⅱ级，海拔2800m，请计算220kV配电装置外绝缘的爬电比距应选下列哪组，通过计算并简要说明。
[C]
A1.6cm/kVB2.0cm/kVC2.5cm/kVD3.1cm/kV
[解答]
根据《导体和电器选择技术规定DL/T5222-2005》附录表C2查得比距为2.0，再根据该规范的21.0.12式，得出再2800m处的绝缘子片数的计算过程为：
。
题11-15某220kV配电装置内的接地网，是以水平接地极为主，垂直接地极为辅，且边缘闭合的复合接地网，已知接地网的总面积为7600m2，测得平均土壤电阻率为68欧/米，系统最大运行方式下的单相接地短路电流为25kA，接地短路电流持续时间2s，根据以上条件解答下列问题：
11、计算220kV配电装置内的接触电位差不应超过下列何值？
[A]
A131.2VB110.8VC95VD92.78V
[解答]
根据《交流电气装置的接地DL/T621-1997》第3.4条，a）：
110kV及以上有效接地系统，接地装置的接触电位差不超过：
。
12、计算220kV配电装置内的跨步电位差不应超过下列何值？
[D]
A113.4VB115VC131.2VD156.7V
[解答]
根据《交流电气装置的接地DL/T621-1997》第3.4条，a）：
110kV及以上有效接地系统，接地装置的跨步电位差不超过：
。
13、假设220kV配电装置内的复合接地网采用镀锌扁钢，其热稳定系数为70，保护动作时间和断路器开断时间之和为1s，计算热稳定选择的主接地网规格不应小于下列哪种？
[B]
A50×6B50×8C40×6D40×8
[解答]
根据《交流电气装置的接地DL/T621-1997》附录C，C1：
根据热稳定，在不考虑腐蚀时，接地线的最小截面为：
。
14、计算220kV配电装置内复合接地网接地电阻为下列何值？
（按简易计算式算）[C]
A10ΩB5ΩC0.39ΩD0.5Ω
[解答]
根据《交流电气装置的接地DL/T621-1997》附录A，表A2：
复合式接地网接地电阻简易计算式：
。
15、假设220kV变压器中性点直接接地运行，流经主变压器中性点的最大接地短路电流值为1kA，厂内短路时避雷线的工频分流系数为0.5，厂外短路时避雷线的工频分流系数为0.1，计算220kV配电装置保护接地的接地电阻应为下列何值？
[D]
A5ΩB0.5ΩC0.39ΩD0.167Ω
[解答]
根据《交流电气装置的接地DL/T621-1997》附录B，B1及第5.1.1条，-a）-1）：
。
题16-19某变电站分两期工程建设，一期和二期在35kV母线侧各安装一组12MVar并联电容器成套装置。
16、一期的成套装置中串联电抗器的电抗率为6%，35kV母线短路电流为13.2kA，试计算3次谐波谐振的电容器容量应为下列哪些数值？
[A]
A40.9MVarB23.1MVarC21.6MVarD89.35MVar
[解答]：
根据《并联电容器装置设计规范GB50227-1995》第3.0.3条：
。
17、若未接入电容器装置时的母线电压是35kV，试计算接入第一组电容器时，母线的稳态电压升高值应为下列哪项？
[A]
A0.525kVB0.91kVC1.05kVD0.3kV
[解答]
根据《并联电容器装置设计规范GB50227-1995》第5.2.2条及条文说明：
。
18、若成套电容器组采用串并接方式，各支路内部两个元件串接，电容器与电抗器连接情况见附图，假设母线的电压为36kV，计算单个电容器的端电压为下列何值？
[A]
A11.06kVB19.15kV
C22.11kVD10.39kV
[解答]
根据《并联电容器装置设计规范GB50227-1995》式5.2.2：
。
19、对电容器与断路器之间连线短路故障，宜设带短延时的过电流保护动作于跳闸，假设电流互感器变比300/1，星形接线，若可靠系数1.5，电容器长期允许的最大电流按额定电流计算，计算过电流保护的动作电流应为下列何值？
[A]
A0.99AB1.71AC0.66AD1.34A
[解答]
根据《电力工程电气设计手册﹒电气二次部分》式27-3：
。
题20-24某发电厂启动备用变压器从本厂110kV配电装置引线，变压器型号为SF9-16000/110，三相双圈无激磁调压变压器115/6.3kV，阻抗电压Ud=8%，接线组别为YNd11，高压侧中性点固定接地。
20、请说明下列几种保护哪一项是本高压启动备用变压器不需要的？
[D]
A纵联差动保护B瓦斯保护C零序电流保护D零序电压保护
[解答]
根据《火力发电厂厂用电设计技术规定DL/T5153-2002》第9.4.2条：
1、对于10MVA及以上的变压器应装设纵联差动保护；3、应装设瓦斯保护；6、高压侧中性点直接接地运行，应装设零序电流保护。
21、若高低压侧CT变比分别为300/5A、2000/5A，计算当采用电磁式差动继电器接线时，高、低压侧CT二次回路额定电流接近于下列哪组数值（高、低压一次侧额定电流分别为80A和466A）？
[C]
A2.31A3.67AB1.33A3.67AC2.31A2.12AD1.33A2.12A
[解答]
根据《电力工程电气设计手册﹒电气二次部分》式29-53：
。
22、假定变压器高低压侧CT二次回路的额定电流分别为2.5A和3.0A，计算差动保护要躲过CT二次回路断线时的最大负荷电流最接近下列哪项值？
[C]
A3.0AB3.25AC3.9AD2.5A
[解答]
根据《电力工程电气设计手册﹒电气二次部分》第29-5节：
变压器差动保护的整定计算：
按躲过电流互感器二次回路断线的最大负荷电流：
，取3.9A。
23、已知用于后备保护110kV的CT二次负载能力为10VA，保护装置的第一整定值（差动保护）动作电流为4A，此时保护装置的二次负载为8VA，若忽略接触电阻，计算连接导线的最大电阻应为下列何值？
[A]
A0.125ΩB0.042ΩC0.072ΩD0.063Ω
[解答]
。
24、假定该变压器单元在机炉集中控制室控制，说明控制屏应配置下列哪项所列表计？
（假定电气不进DCS，也无监控系统）[A]
A电流表、有功功率表、无功功率表
B电流表、电压表、有功功率表
C电压表、有功功率表、无功功率表
D电压表、有功功率表、有功电度表
[解答]
根据《电测量及电能计量装置设计技术规程DL/T5137-2001》第5.2.1条、第6.2.1条、第6.2.2条。
题28-32某交流220kV架空送电线路架设双地线，铁塔采用酒杯塔，导线为LGJ-400/65（直径d=28mm），线间d12=d23=7.0m。
28、若档距按600m考虑，请计算在气温为15℃，无风情况下档距中央导线与地线间的最小安全距离为下列哪项值（按经验公式计算）[C]
A7.2mB8.7mC8.2mD7.0m
[解答]
根据《110～500kV架空送电线路设计技术规程DL/T5092-1999》第9.0.10：
一般档距的档距中央，导线与地线间距离，应由下式校验：
。
29、若该线路耐雷水平要求为80kA，当仅按线路耐雷水平要求考虑时，请计算在气温为15℃，无风情况下档距中央导、地线间的最小安全距离为何值？
[B]
A6mB8mC7mD9m
[解答]
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》附录C26：
导线与避雷线间距离的确定按雷击档距中央避雷线时不击穿导线与避雷线的间隙确定：
，其中I为耐雷水平。
30、若档距按600m考虑，悬垂绝缘子串长为2.5m，导线最大弧垂为25m，请计算此时要求的最小线间距离为下列何值？
[A]
A6.25mB5.25mC8.2mD7.0m
[解答]
根据《110～500kV架空送电线路设计技术规程DL/T5092-1999》第10.0.1条：
水平线间距离计算：
。
31、若杆塔上地线距导线的垂直距离为4m，则两地线间的距离不应超过多少米？
[C]
A10mB15mC20mD25m
[解答]
根据《110～500kV架空送电线路设计技术规程DL/T5092-1999》第9.0.10条：
杆塔上两根地线之间的距离，不应超过地线与导线垂直距离的5倍，即4×5=20m。
32、说明在高土壤电阻率地区，为提高线路雷击塔顶时的耐雷水平，应采用下列哪项有效措施？
[B]
A减小地线对边相线的保护角B降低塔杆接地电阻
C增加导线绝缘子串的绝缘子片数D避雷线对杆塔绝缘
[解答]
根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》第5.1.2条，-c）：
因雷击架空线路杆顶形成作用于线路绝缘的雷电反击过电压，与雷电参数、杆塔型式、高度与接地电阻有关；宜适当选取杆塔的接地电阻，以减少雷电反击过电压的危害。
题33-36有数基220kV单导线按LGJ-300/40设计的铁塔，导线的安全系数为2.5，想将该塔用于新设计的220kV送电线路，采用的气象条件与本工程相同，本工程中导线采用单导线
LGJ-400/50，地线不变，导线参数如下表：
型号
最大风压P4（N/m）
单位重量P1（N/m）
覆冰时总重P3（N/m）
破坏垃力（N）
LGJ-300/400
10.895
11.11
20.522
87609
LGJ-400/50
12.575
14.82
25.253
117230
33、按LGJ-300/40设计的直线铁塔（不带转角），水平档距为600m，用于本工程LGJ-400/50导线时，水平档距应取以下哪项数值（不计地线影响）？
[C]
A450mB480mC520mD500m
[解答]
34、按LGJ-300/40设计的直线铁塔（不带转角），覆冰时的垂直档距为1200m，用于本工程LGJ-400/50导线时，若不计同时风的影响，垂直档距应取以下哪项数值？
[B]
A910mB975mC897mD1050m
[解答]
35、计算LGJ-400/50（导线截面S=451.55mm2）在最大风时导线的综合比载为以下哪项数值？
[A]
A43.04×10-3N/m﹒mm2B34.5×10-3N/m﹒mm2
C45.25×10-3N/m﹒mm2D38.22×10-3N/m﹒mm2
[解答]
根据《110～500kV架空送电线路设计技术规程DL/T5092-1999》第12.1.2条：
36、本工程中若转角塔的水平档距不变，且最大风时LGJ-400/50导线与LGJ-300/40导线张力相同，按LGJ-300/40设计的30°转角塔用于LGJ-400/50导线时，指出下列说法中哪项正确，并说明理由。
[C]
A最大允许角等于30°B最大允许转角大于30°
C最大允许转角小于30°D按LGJ-300/40设计的30转角塔不能用于LGJ-400/50
[解答]：
水平荷载：
因为
，
，
，故
。
题37-40某架空送电线路采用单导线，导线的最大垂直荷载为25.5N/m，导线的最大使用张力为36900N，导线的自重荷载为14.81N/m，导线的最大风时风荷载为12.57N/m。
37、若要求耐张串采用双联，请确定本工程采用下列哪种型号的绝缘子最合适？
[A]
AXP-70BXP-100CXP-120DXP-160
[解答]
根据《110～500kV架空送电线路设计技术规程DL/T5092-1999》第8.0.1条和已知导线的最
大使用张力36900N，单导线：
盘型绝缘子的额定机械破坏荷载：
（其中K1取最大使用荷载时的安全系数2.7；T取绝缘子承受的最大使用荷载）。
取双联XP-70：
70×2>99.63kN;
又由本规程第8.0.1条知双联及以上的多联绝缘子串应验算一联后的机械强度，荷载及安全系数按断联情况考虑。
。
38、直线塔上的最大垂直档距为LV=1200m，请确定本工程单联悬垂串应采用下列哪种型号的绝缘子？
[B]
AXP-70BXP-100CXP-120DXP-160
[解答]
，选XP-100。
39、某220kV线路悬垂绝缘子串组装型式如下表，计算允许荷载应为下列哪项数值。
注：
线夹强度为59kN。
[C]
编号
名称
型号
每串数量（个）
每个质量（kg）
共计质量（kg）
1
U型挂板
UB-70
1
0.75
0.75
2
球头挂环
QP-70
1
0.25
0.25
3
绝缘子
XP-70
13
4.7
61.1
4
悬垂线夹
XGU-TA
1
5.7
5.7
5
铝包带
0.1
A26.8kNB23.6kNC25.93kND28.01kN
[解答]
根据《110～500kV架空送电线路设计技术规程DL/T5092-1999》第7.0.3条：
悬挂点的安全系数为2.25，
40、直线塔所在耐张段在最高气温下导线最低点张力为26.87kN，当一侧垂直档距为LV=581m，请计算该侧导线悬垂角应为下列哪项数值？
[B]
A19.23°B17.76°C15.20°D18.23°
[解答]
根据《电力工程高压送电线路设计手册》（第二版）（P605），公式8-2-10
。
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