注册电气工程师专业考试供配电专业案例分析上午真题.docx
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注册电气工程师专业考试供配电专业案例分析上午真题
注册电气工程师专业考试（供配电专业）案例分析上午真题2008年
案例分析题
案例题一定要有分析（步骤和过程），计算（要列出相应的公式），依据（主要是规程、规范、手册），如果是论述题要列出论点。
某建筑物采用TN-C-S系统供电，建筑物地下室设有与大地绝缘的防水层。
PEN线进户后即分为PE线和N线，并打人工接地极将PE线重复接地。
变电所系统接地RA和建筑物重复接地RB阻值分别为4Ω及10Ω。
各段线路的电阻值如下图所示，为简化计算可忽略工频条件下的回路导体电抗和变压器电抗。
请回答下列问题。
1.若建筑物内电气设备发生接地故障，试计算设备外壳的预期接触电压Ut1应为下列哪一项数值?
______
A.97V
B.88V
C.110V
D.64V
答案：
A
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P920、921。
短路分析：
发生故障后，相保回路电流由相线L（0.1Ω）流经建筑物内PE线（0.06Ω），再流经PEN线（0.04Ω）与大地的并联回路（10Ω+4Ω）返回至变压器中性点，全回路电阻R和电路电流Id为：
R=0.1+0.06+（0.04//14）≈0.2Ω
Id=220÷0.2=1100A
Ut1=IdRPE+Id·ERA
=1100×0.06+1100×
×10=66+30.56=96.56V
2.若在该建筑物不做重复接地而改为总等电位联结，各线段的电阻值如下图所示，试计算做总等电位联结后设备A处发生接地故障时的预期接触电压值Ut2应为下列哪一项数值?
______
A.110V
B.88V
C.66V
D.44V
答案：
C
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P920、P921作总等电位联结内容。
短路分析：
发生故障后，相保回路电流由相线L（0.1Ω）流经建筑物内PE线（0.06Ω），再流经PEN线（0.04Ω）返回至变压器中性点，全回路电阻R和电路电流Id为：
R=0.1+0.06+0.04=0.2Ω
Id=220÷0.2=1100A
接触电压Ut2为碰壳点与MEB之间的电位差：
Ut2=IdRPE=1100×0.06=66V
3.若建筑物引出线路给户外电气设备B供电，如下图所示，当设备A发生接地故障时，不仅在设备A处出现预期接触电压Ut2，在设备B处也出现预期接触电压Ut3，试计算此Ut3值为下列哪一项数值?
______
A.110V
B.100V
C.120V
D.80V
答案：
A
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P920、P921作总等电位联结内容。
短路分析：
发生故障后，相保回路电流由相线L（0.1Ω）流经建筑物内PE线（0.06Ω），再流经PEN线（0.04Ω）返回至变压器中性点，全回路电阻R和电路电流Id为：
R=0.1+0.06+0.04=0.2Ω
Id=220÷0.2=1100A
A设备的接触电压Ut2为碰壳点与MEB之间的电位差，B设备的接触电压Ut3为碰壳点与大地之间的地位差，由于变压器中性点直接接地，大地与变压器中性点等电位，
因此B设备外壳接触电压Ut3为：
Ut3=Id（RPE+RPEN）=1100×（0.06+0.04）=110V
4.在上一小题的条件下，当设备A发生接地故障时，下列哪一种措施无法防止在设备B处发生电击事故?
______
A.在设备B的配电线路上装用RCD
B.另引其他专用电源给设备B供电（设备A与B之间无PE线连接）
C.给设备B另做接地以局部TT系统供电
D.给设备B经隔离变压器供电，不接PE线
答案：
A
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P924中“RCD的选用和安装”。
B设备配电线路上安装RCD只能对B设备配电线路进行单相接地故障保护，而不能对A设备配电线路单相接地故障进行保护，即A设备发生单相接地故障时，RCD不能动作，A设备外壳电位升高，由于A设备与B设备外壳相连，导致B设备外壳电位升高，而在B设备处发生电击事故。
5.为提供电气安全水平，将上述TN-C-S系统改为TN-S系统，即从变电所起就将PE线与N线分开，请判断接地系统改变后，当设备A发生接地故障时，设备A和B处的预期接触电压的变化为下列哪一种情况?
并说明理由。
______
A.降低20%
B.降低50%
C.降低40%
D.没有变化
答案：
D
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P920、P921作总等电位联结内容。
短路分析：
发生故障后，相保回路电流由相线L（0.1Ω）流经建筑物内PE线1段（0.06Ω），再流经PE线2段（0.04Ω）返回至变压器中性点，全回路电阻R和电路电流Id为：
R=0.1+0.06+0.04=0.2Ω
Id=220/0.2=1100A
A设备的接触电压Ut2为碰壳点与MEB之间的电位差，Ut4=IdRPE=1100×0.06=66V
B设备的接触电压Ut3为碰壳点与大地之间的地位差，由于变压器中性点直接接地，大地与变压器中性点等电位，因此B设备外壳接触电压Ut3为：
Ur5=Id（RPE1+RPE2）=1100×（0.06+0.04）=110V
某生产企业设若干生产车间，已知该企业总计算负荷为Pjs=18MW，Qjs=8.8MVar，年平均有功负荷系数0.7，年平均无功负荷系数0.8，年实际工作5000h，年最大负荷利用小时数3500h，请回答下列问题。
6.已知二车间内有一台额定功率40kW负载持续率为40%的生产用吊车，采用需要系数法进行负荷计算时该设备功率是哪一项?
______
A.51kW
B.16kW
C.100kW
D.32kW
答案：
A
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P2式（1-1）。
7.该企业有一台10kV同步电动机，额定容量4000kV·A，额定功率因数0.9（超前），负荷率0.75，无功功率增加系数0.36，计算该同步电动机输出的无功功率应为下列哪一项数值?
______
A.1760kvar
B.1795kvar
C.2120kvar
D.2394kvar
答案：
C
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P22表1-61。
由
QM=Sr[
+r（1-β）]=4000×[0.44+0.36（1-0.75）]=2120kvar
8.已知该企业中一车间计算负荷：
Sjs1=5000kV·A，
=0.85；二车间计算负荷：
Sjs2=4000kV·A，
=0.95。
计算这两个车间总计算负荷应为下列哪一项数值?
（不考虑同时系数）______
A.9000kV·A
B.8941kV·A
C.9184kV·A
D.10817kV·A
答案：
B
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P3式（1-5）、式（1-6）、式（1-7）。
由
=0.85，得
=0.62；由
=0.95，得
=0.33。
Pjs1=5000×0.85=4250kW
Pjs2=4000×0.95=3800kW
Qjs1=4250×0.62=2635kvar
Qjs2=3800×0.33=1254kvar
9.计算该企业自然平均功率因数是多少?
______
A.0.87
B.0.9
C.0.92
D.0.88
答案：
A
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P21式（1-55）。
10.计算该企业的年有功电能消耗量应为下列哪一项数值?
______
A.90000MW·h
B.44100MW·h
C.70126MW·h
D.63000MW·h
答案：
D
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P15式（1-43）。
Wy=αavPcTn=0.7×18×5000=63000MW·h
下图所示为一个110/35/10kV户内变电所的主接线，两台主变压器分列运行。
请回答下列问题。
11.假设变电所35kV侧一级负荷6000kV·A，二级负荷4000kV·A，其他负荷21500kV·A；10kV侧一级负荷4000kV·A，二级负荷6000kV·A，其他负荷21500kV·A。
请计算变压器容量应为下列哪一项数值?
并说明理由。
______
A.2×10000kV·A
B.2×20000kV·A
C.2×31500kV·A
D.2×40000kV·A
答案：
C
[解答]《35kV～110kV变电站设计规范》（GB50059—2011）第3.1.3条。
总负荷：
∑S1=（6000+4000+21500）×2=63000kVA·ST≥63000×0.5
=31500kVA
一、二级总负荷：
∑S2=6000+4000+4000+6000=20000kVA
综上所述，取两者较大者，选择31500kVA。
12.假设变压器容量为2×20000kV·A，过负荷电流为额定电流的1.3倍，计算图中110kV进线电器设备的长期允许电流不应小于下列哪个数值?
并说明理由。
______
A.105A
B.137A
C.210A
D.273A
答案：
B
[解答]《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060—2008）第4.1.2条：
选用导体的长期允许电流不得小于该回路的持续工作电流。
Id≥1.3IN=1.3×105=136.5A
13.已知变压器的主保护是差动保护且无死区，各侧后备保护为过流保护，请问验算进线间隔的导体短路热效应时，宜选用下列哪一项时间作为计算时间?
并说明理由。
______
A.差动保护动作时间+110kV断路器全分闸时间
B.110kV过流保护动作时间+110kV断路器全分闸时间
C.35kV过流保护时间+110kV过流保护动作时间+110kV断路器全分闸时间
D.10kV过流保护时间+110kV过流保护动作时间+110kV断路器全分闸时间
答案：
A
[解答]《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060—2008）第4.1.4条：
验算导体短路电流热效应的计算时间，宜采用主保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。
14.假设变压器35kV侧过流保护0.5s跳开35kV分段开关，1s跳开35kV受电开关；变压器10kV侧过流0.5s跳开10kV分段开关，1s跳开10kV受电开关；变压器110kV侧过流1.5s跳开110kV桥开关，2s跳开110kV受电开关；变压器差动保护动作时间为0s。
请问验算110kV进线断路器短路热效应时，宜选用下列哪一项时间作为计算时间?
并说明理由。
______
A.110kV断路器全分闸时间+0s
B.110kV断路器全分闸时间+1s
C.110kV断路器全分闸时间+1.5s
D.110kV断路器全分闸时间+2s
答案：
D
[解答]《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060—2008）第4.1.4条：
验算电器短热效应的计算时间，宜采用后备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。
有一台10kV，800kW异步电动机，
=0.8，效率为0.92，启动电流倍数为6.5，可自启动，电动机启动时间为10s，电流互感器变比为100/5，保护装置接于相电流，10kV母线最小运行方式下短路容量为75MV·A，10kV母线最大运行方式下短路容量为100MV·A，10kV电网总单相接地电容电流，Icz=9.5A，电动机的电容电流Icm=0.5A，电流速断的可靠系数取1.4，请回答下列问题。
15.该异步电动机可不必配置下列哪科t保护?
（忽略10kV母线至电动机之间电缆的电抗）______
A.电流速断保护
B.过负荷保护
C.单相接地保护
D.差动保护
答案：
C
[解答]《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》（GB/T50062—2008）第9.0.3条：
对电动机单相短路故障，当接地电流大于5A时，应装设有选择性的单相接地保护；当接地电流小于5A时，可装设接地检测装置。
题干中电动机电容电流为0.5A，因此可不装设单相接地保护。
16.如果该电动机由10kV母线经电缆供电，短路电流持续时间为0.2s，计算选用铜芯交联聚乙烯电力电缆的最小电缆截面应为下列哪一项数值?
______
A.35mm2
B.50mm2
C.25mm2
D.10mm2
答案：
C
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P124倒数第8行“最大短路电流值用以校验电气设备的动稳定、热稳定”，以及P211、212式（5-26）及表5-9。
10kV最大运行方式下，短路电流：
电缆最小允许截面：
17.假设电动机过负荷保护采用电磁继电器，可靠系数取1.05，计算电动机过负荷保护的动作电流及动作时间（最接近值）为下列哪组数值?
______
A.3.0A，12s
B.2.9A，13s
C.3.9A，12s
D.2.6A，10s
答案：
C
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P656式（12-1）、P324表7-22过负荷保护部分。
电动机额定电流：
过负荷保护动作电流及动作时间：
=3.88A
top=（1.1～1.2）tst=（1.1～1.2）×10=11～12s
18.计算电动机单相接地保护的一次动作电流应为下列哪一项数值?
______
A.7.2A
B.8A
C.7.7s
D.8.2A
答案：
A
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P325表（7-22）单相接地保护部分。
19.该电动机需要自启动，但为保证设备安全，在电源电压长时间消失后须从电网中自动断开。
该电动机低电压保护的电压整定值一般取值范围应为下列哪一项?
（以电动机额定电压为基准电压）______
A.60%～70%
B.40%～50%
C.30%～40%
D.50%～60%
答案：
B
[解答]《工业与民用配电设计手册》（第三版）P329中“（3）保护装置的电压整定值一般为电动机额定电压的40%～50%，时限一般为5～10s”。
如图所示为110kV配电装置变压器间隔断面图（局部），已知110kV系统为中性点有效接地系统，变压器为油浸式。
请回答下列问题。
20.分析说明变压器散热器的外轮廓与避雷器之间的安全净距“L1”不应小于下列哪一项数值?
______
A.900mm
B.1000mm
C.1650mm
D.1750mm
答案：
A
[解答]《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060—2008）第5.1.1条中A1值。
21.分析说明避雷器引上线与配电装置室挑檐之间的安全净距“L2”不应小于下列哪一项数值?
______
A.1000mm
B.1650mm
C.2900mm
D.3400mm
答案：
C
[解答]《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060—2008）第5.1.1条中D值。
22.分析说明配电装置室顶部与跨越配电装置室的导线的安全净距“L3”不应小于下列哪一项数值?
______
A.1000mm
B.1650mm
C.2900mm
D.3400mm
答案：
D
[解答]《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060—2008）第5.1.2条和表5.1.1中C值。
23.在配电装置室不采取防火措施的情况下，变压器与配电装置室之间的防火间距应为下列哪一项数值?
______
A.5m
B.10m
C.15m
D.20m
答案：
B
[解答]《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060—2008）第7.1.11条：
建筑物与户外油浸变压器的外廓间距不宜小于10000mm。
24.若变电所有两台变压器，单台变压器的油量均超过1000kg，当同时设置储油坑及总事故油池（设置油水分离），它们的容量应是下列哪些数据?
______
A.储油坑的容量不小于单台变压器油量的10%，总事故油池的容量不小于最小单台变压器油量的60%
B.储油坑的容量不小于单台变压器油量的20%，总事故油池的容量不小于最小单台变压器油量的50%
C.储油坑的容量不小于单台变压器油量的15%，总事故油池的容量不小于最大单台变压器油量的50%
D.储油坑的容量不小于单台变压器油量的20%，总事故油池的容量不小于最大单台变压器油量的60%
答案：
D
[解答]《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060—2008）第5.5.3条。
25.若变电所有一支高40m的独立避雷针，欲对高25m的建筑物进行直击雷保护，计算其保护半径为下列哪一项数值?
______
A.8.7m
B.13m
C.16m
D.21m
答案：
B
[解答]《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》（GB/T50064—2014）第5.2.1条。
hx=25m，h=40m，即hx≥0.5h，则rx=（h-hx）P=（40-25）
=13m
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