上午案例题及解答注册电气注册工程师发输变电专业.docx

上午案例题及解答注册电气注册工程师发输变电专业.docx

《上午案例题及解答注册电气注册工程师发输变电专业.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上午案例题及解答注册电气注册工程师发输变电专业.docx（17页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

上午案例题及解答注册电气注册工程师发输变电专业

2012发输变电案例（上午）

专业案例题（共25题，每题2分）

题1-5:

某一般性质的220kV变电站，电压等级为220/110/10kV，两台相同的主变压器，容量为240/240/120MVA，短路阻抗Uk12%=14，Uk13%=25，Uk23%=8，两台主变压器同时运行时的负载率为65%。

220kV架空线进线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出口设置XKK-10-2000-10限流电抗器一台。

请解答下列各题。

1、该变电站采用下列哪组主接线方式是经济合理，运行可靠的？

（A）220kV内桥，110kV双母线，10kV单母线分段

（B）220kV单母线分段，110kV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，10kV单母线分段

答案：

[B]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册.电气一次部分》第2-2节

（1）根据第七点

（二），220kV母线穿越功率200MVA，宜采用外桥接线。

（2）根据第三条（3），110～220kV配电装置，当出线回路数超过5回及以上时，采用双母线接线；DL/T5218-2005第7.1.4条，出线回路数为4回及以上时，宜采用双母线接线。

（3）根据第二条，6-10kV配电装置出线回路数为6回及以上时，采用单母线分段接线。

220kV配电装置当采用双母线接线时，增加隔离开关数量，投资增加，按经济合理性考虑，220kV配电装置采用单母线分段比较合理。

故选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值？

（A）1785A（B）1344A（C）819A（D）630A

答案：

[B]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册.电气一次部分》第6-1节及表6-3，220kV进线额定电流为：

3、假设该变电站220kV母线正常为合环运行，110kV、10kV母线为分裂运行，则10kV母线的短路电流应是下列哪项值？

（计算过程小数点后保留三位，最终结果小数点后保留一位）

（A）52.8kA（B）49.8kA（C）15.0kA（D）14.8kA

答案：

[D]

解答过程：

取基准容量为100MVA，基准电压为平均电压10.5kV。

220kV系统阻抗为：

对变压器：

因此：

电抗器阻抗：

总阻抗：

X=0.006+0.065+0.04+0.262=0.373

10kV母线短路电流为：

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]

解答过程：

根据《220kV～500kV变电所设计技术规程》（DL/T5218-2005）第7.2.4条：

或《电力工程电气设计手册.电气一次部分》第5-2节二（4）点。

2×120×15%=36MVA

5、该变电站每台主变各配置一台过补偿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]

解答过程：

根据《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T5222-2005）第18.1.4条规定：

10kV电缆线路电容电流：

Ic=12×6=72A

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第3.1.6条式

（1）:

消弧线圈容量：

题6-9：

某区域电网现运行一座500kVA变电所，根据负荷发展情况需扩建，该变电所现状、本期及远景规模如下表：

现有规模

远景建设规模

本期建设规模

主变压器

1×750MVA

4×1000MVA

2×1000MVA

500kV出线

2回

8回

4回

220kV出线

6回

16回

14回

500kV配电装置

3/2断路器接线

3/2断路器接线

3/2断路器接线

220kV配电装置

双母线接线

双母线双分段接线

双母线双分段接线

6、500kV线路均采用4×LGJ-400导线，本期4回线路总长度为303km，为限制工频过电压，其中一回线路上装有120Mvar并联电抗器：

远景8回线路总长度为500km，线路充电功率按1.18Mvar/km计算。

请问远景及本期该变电所35kV侧配置的无功补偿低压电抗器容量应为下列哪组数值：

（A）590Mvar，240Mvar（B）295Mvar，179Mvar

（C）175Mvar，59Mvar（D）116Mvar，23Mvar

答案：

[C]

参考解答：

依据电力系统设计手册

第八章第六节P233-234页

远期变电所需补总容量：

Q1=（500*1.18/2）*B=295B=295Mvar

本期变电所需补总容量：

Q2=（303*1.18/2）*B=179B=179Mvar

取系数B=1

依据题意：

其中一回线路上装有120Mvar并联电抗器，疑问：

此电抗器是装在线路上还是变电所内？

1、如果是指装在变电所内，则

远期变电所35kV侧配置的无功补偿低压电抗器容量=295-120=175Mvar

本期变电所35kV侧配置的无功补偿低压电抗器容量=179-120=59Mvar

选答案：

C

2、如果是指装在变电所外面的线路上，则

远期变电所35kV侧配置的无功补偿低压电抗器容量=295Mvar

本期变电所35kV侧配置的无功补偿低压电抗器容量=179Mvar

选答案：

B

7、该变电所现有750MVA主变阻抗电压百分比为Uk1-2％＝14％，本期扩建的2×1000MVA主变阻抗电压百分比采用Uk1-2％＝16％,若3台主变并列运行，它们的负荷分布为下列哪种情况？

请计算并说明：

（A）三台主变负荷均匀分布

（B）1000kVA主变容量不能充分发挥作用，仅相当于642MVA

（C）三台主变按容量大小分布负荷

（D）1000kVA主变容量不能充分发挥作用，仅相当于875MVA

答案：

[D]

解答过程：

根据《电力变压器选用导则》（GB/T17468-2008）4.4.5：

容量分配按各侧所带实际负荷进行分配。

根据6.1条并列运行条件，需短路阻抗相同，由于变压器的容量与阻抗电压成正比，则容量不同时按阻抗进行分配。

由此可见：

容量与电压百分比的比值：

750/14=53.57,1000/16=62.5

则当750MVA变压器满载时，1000MVA的容量为：

62.5×750/53.57=875MVA。

8、请计算本期扩建的2台1000MVA主变满载时，最大无功损耗为下列哪项数值？

（不考虑变压器空载电流）

（A）105MVar（B）160MVar（C）265MVar（D）320MVar

答案：

[D]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册.电气一次部分》第9-2节式9-2：

当不考虑变压器空载电流时，变压器最大负荷电流等于额定电流值。

题中给出2台1000MVA主变满载时，最大无功损耗为2×160=320MVar

9、该变电所220kV为户外配电装置，采用软母线（JLHA2型钢芯铝合金铰线），若远景220kV母线最大穿越功率为1200MVA，在环境35℃，海拔高度低于1000m条件下，根据计算选择以下哪种导线经济合理？

（A）2×900mm2（B）4×500mm2（C）4×400mm2（D）4×630mm2

答案：

[B]

解答过程：

根据《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T5222-2005）第7.15条：

导体的长期允许载流量，应按所在地区的海拔及环境温度进行修正，修正系数可采用附录D.11所列数值。

220kV母线电流：

按表D.11，在环境温度35℃时修正系数为0.89，

则母线电流为3149.18/0.89=3538.4A。

查表D.6得：

900mm2导线电流为1458A，1458×2=2916A＜3538.4A

500mm2导线电流为1005A，1005×4=4020A＞3538.4A

400mm2导线电流为871A，871×4=3484A＜3538.4A

630mm2导线电流为1166A，1166×4=4664A＞3538.4A

综上分析，选择4×500mm2导线经济合理。

此题JLHA2型钢芯铝合金绞线钢芯不同，电流略有区别。

题10-14：

某发电厂装有3台300MW机组，经主变升压至220kV接入系统，220kV屋外配电装置母线采用支持式管型母线，为双母线接线分相中型布置，母线采用Φ120/110铝锰合金管，母联间隔跨线采用架空软导线。

10、母联间隔有一跨跳线，请计算跳线的最大摇摆弧垂的推荐值是下列哪项？

（导线悬挂点至梁底b为20cm，最大风偏时耐张线夹至绝缘子串悬挂点的垂直距离f为65cm，最大风偏时的跳线与垂直线之间夹角为45°，跳线在无风时的垂直弧垂F为180cm），详见下图：

（A）135cm（B）148.5cm（C）190.9cm（D）210cm

答案：

[D]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册.电气一次部分》第十章附录10-2附10-20及附10-24（P701）：

跳线导线的摇摆弧垂：

推荐值为：

11、母线选用管型母线支持式结构，相间距离3m，母线支持绝缘子间距14m，支持金具长1m（一侧），母线三相短路电流36kA，冲击短路电流90kA，二相短路电流冲击值78kA，请计算短路时对母线产生的最大电动力是下列哪项？

（A）269.1kg（B）248.4kg（C）330.7kg（D）358.3kg

答案：

[C]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册.电气一次部分》第8-1节式8-8（P338）得：

因为两相短路电动力小于三相短路电动力，因此动稳定一般均应按三相短路计算。

已知三相冲击短路电流为90kA，管形母线振动系数为0.58（P344）则：

3241.24/9.8=330.7kg

此题陷阱为“支持金具长1m（一侧）”，电气一次手册P338页式8-8中“L”为绝缘子跨距，母线支持绝缘子间距14m，实际计算时跨距应为14m-2m=12m。

12、配电装置的直击雷保护采用独立避雷针，避雷针高35m，被保护物高度15m，当其中二支避雷针的联合保护范围为30米时，请计算这二支避雷针之间允许的最小距离和单支避雷针对被保护物的保护半径是下列哪组数值？

（A）r=20.9mD=60.95m（B）r=20.9mD=72m

（C）r=22.5mD=60.95m（D）r=22.5mD=72m

答案：

[A]

解答过程：

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）第5.2.1、第5.2.2条及图4计算：

（1）单支避雷针的保护半径rx

因为hx＜0.5h，故：

由图4（a）查得：

因此D=3.26haP=60.82m

bx=30/2=15m

13、母线支持绝缘子间距14cm，支持金具长1m（一侧），母线自重4.96kg/m，母线上的隔离开关静触头重15kg，请计算母线挠度是哪项值？

（E=7.1×105kg/cm2，J=299cm4）

（A）2.75cm（B）3.16cm（C）3.63cm（D）4.89cm

答案：

[C]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册.电气一次部分》第8-1节第3点：

管形母线计算示例：

（1）母线自重产生的挠度：

（2）集中荷载产生的挠度：

（3）合成挠度：

y=y1+y2=2.52+1.11=3.63cm

14、出线隔离开关采用双柱型，母线隔离开关为剪刀型，下面列出的配电装置的最小安全距离中，哪条是错误的。

请说明理由。

（A）无遮拦架空线对被穿越的房屋屋面间4300mm

（B）出线隔离开关断口间2000mm

（C）母线隔离开关动、静触头间2000mm

（D）围墙与带电体间3800mm

答案：

[C]

解答过程：

根据《高压配电装置设计技术规程》（DL/T5352-2006）第7.3.3条及表8.1.1，剪刀型母线隔离开关动、静触头间距离不应小于B1值，查表8.1.1，最小安全距离为2550mm。

15-20题某风电场升压站的110kV主接线采用变压器线路组接线，一台主变压器容量为100MVA，主变压器短路阻抗10.5%，110kV配电装置采用屋外敞开式，升压站地处海拔1000m以下，站区属多雷区。

15、该站110kV侧主接线简图如下，请问接线图中有几处设计错误，并简要说明原因

（A）1处（B）2处（C）3处（D）4处

答案：

[D]

解答过程：

（1）根据《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060-2008）第2.0.6条，线路隔离开关的线路侧，宜配置接地开关，图中未配置，错误。

（2）根据GB50060-2008第2.0.8条，当需要监视和检测线路侧有无电压时，出线侧的一相上宜装设电压互感器，图中装在断路器侧，错误。

（3）根据《电测量及电能计量装置设计技术规程》（DL/T5137-2001）第6.1.2条，本图为I类电能计量装置，依据表6.1.3，电流互感器准确度最低要求为0.2S或0.2级，图中为0.5级，错误。

（4）主变进线隔离开关型号错误，额定电流参数不一致。

16、下图为风压站的断面图，该站的土壤电阻率ρ=500Ω.m,请问图中布置上有几处设计错误？

并简要说明原因：

（A）1处（B）2处（C）3处（D）4处

答案：

[C]

解答过程：

（1）根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）第7.1.8条，当土壤电阻率大于350Ω.m时，在变压器门型构架上不允许装设避雷针，题中土壤电阻率为500Ω.m，大于350Ω.m，门型构架装设避雷针，错误。

（2）根据《3～110kV高压配电装置设计规范》（GB50060-2008）第2.0.6条，线路隔离开关的线路侧，宜配置接地开关，图中未配置，错误。

（3）根据《高压配电装置设计技术规程》（DL/T5352-2006）表8.1.1，设备运输时，其设备外壳至无遮栏带电部分之间最小安全净距为1750mm，图中为1400mm，错误。

17、假设该站属II级污秽区，请计算变压器门型架构上的绝缘子串应为多少片（悬式绝缘子为XWP-7型，单片泄漏距离40cm）

（A）7片（B）8片（C）9片（D）10片

答案：

[C]

解答过程：

（1）根据《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T5222-2005）附录C，该站属II级污秽区，查表2爬电比距为2.0cm/kV。

（2）根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》（DL/T620-1997）10.2.1条式23得：

（3）根据DL/T5222-2005第21.0.9条3款：

选择悬式绝缘子应考虑绝缘子的老化，每串绝缘子要预留的零值绝缘子耐张串2片，故6.3+2=8.3片，该升压站位于高雷区，选9片。

18、若进行该风电场升压站110kV母线侧单相短路电流计算，取Sj=100MVA,经过计算网络的化简，各序计算总阻抗如下：

X1Σ=0.1623，X2Σ=0.1623，X0Σ=0.12，请按照《电力工程电气设计手册》，计算单相短路电流的周期分量起始有效值最接近下列哪项？

（A）3.387kA（B）1.129kA（C）1.956kA（D）1.694kA

答案：

[A]

解答过程：

已知Sj=100MVA，Uj=115kV，则：

19、该风电场升压站35kV侧设置2组9Mvar并联电容装置，拟各用一回三芯交联聚乙烯绝缘铝芯高压电缆连接，电缆的额定电压U0/U为26/35kV，电缆路径长度约为80m。

同电缆沟内并排敷设。

两电缆敷设中心距等于电缆外径。

试按持续允许电流，短路热稳定条件计算后，选择出哪一电缆截面是正确的？

附下列计算条件：

地区气象温度多年平均值25℃，35kV侧计算用短路热效应Q为76.8kA2S，热稳定系数C为86

三芯交联聚乙烯绝缘铝芯高压电缆在空气中25℃长期允许载流量（A）表

电缆导体截面mm2

95

120

150

185

长期允许载流量（A）

165

180

200

230

注：

本表引自《电力电缆运行规程》。

缆芯工作温度+80度，周围环境温度为+25℃。

（A）95mm2（B）120mm2（C）150mm2（D）185mm2

答案：

[D]

解答过程：

（1）按持续允许电流选择：

根据《并联电容器装置设计规范》（GB50227-2008）第5.8.2条：

并联电容器回路导体截面应按并联电容器组额定电流的1.3倍选择。

持续工作电流：

根据《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）表D.0.5，空气中单层多根并行敷设时电缆载流量的校正系数，两电缆敷设中心距等于电缆外径时敷设系数为0.9，则持续工作电流为：

193/0.9=214.4A，选择电缆截面为185mm2.

（2）按短路热稳定条件选择：

根据《电力工程电缆设计规范》（GB50217-2007）附录E式E1.1-1得：

根据计算，选择截面为185mm2的电缆。

20、该风电场的110kV配电装置接地均压网采用镀锌钢材，试求其最小截面，计算假定条件如下：

流过接地线的短路电流稳定值Ijd=3.85kA，短路等效持续时间t=0.5S

（A）38.89mm2（B）30.25mm2（C）44.63mm2（D）22.69mm2

答案：

[A]

解答过程：

根据《交流电气装置的接地》（DL/T621-1997）附录C式C1及表C1得：

故选A。

题21-25：

某单回路500kV架空送电线路，设计覆冰厚度10mm，某直线塔的最大设计档距为800m。

使用的绝缘子串（I串）长度为5m，地线串长度为0.5m。

（假定直线塔有相同的导地线布置）[提示：

k=P/（8T）]

21、地线与相邻导线间的最小水平偏移应为下列哪项？

（A）0.5m（B）1.75m（C）1.0m（D）1.5m

答案：

[B]

解答过程：

根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）第8.0.2条表8.0.2，地线与相邻导线间的最小水平偏移为1.75m。

22、若铁塔按三角布置考虑，导线挂点间的水平投影距离为8m，垂直投影距离为5m。

其等效水平线间距离为下列哪项值？

（A）13.0m（B）10.41m（C）9.43m（D）11.41m

答案：

[B]

解答过程：

根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）第8.0.1第3款式8.0.1-2得：

23、若最大弧垂k值为8.0×10-5，相导线按水平排列，则相导线最小水平距离为下列哪项值?

（A）12.63m（B）9.27m（C）11.20m（D）13.23m

答案：

[C]

解答过程：

根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）第8.0.1第1款式8.0.1-1得：

根据《线路设计手册》P601：

fc=KL2=8.0×10-5×800×800=51.2m

24、若导线按水平布置，线间距离为12m，导线最大弧垂时k值为8.0×10-5，请问最大档距可用到多少米？

[提示：

k=P/（8T）]

（A）825m（B）1720m（C）938m（D）1282m

答案：

[C]

解答过程：

根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）第8.0.1第1款式8.0.1-1得：

根据《线路设计手册》P601：

fc=KL2

25、若导线为水平排列，并应用于无冰区时，从张力曲线知道气温15℃，无风，无冰时档距中央导地线的弧垂差为2m。

计算地线串挂点应比导线串挂点至少高多少？

（不考虑水平位移）

（A）3.6m（B）4.1m（C）6.1m（D）2.1m

答案：

[B]

解答过程：

根据《110kV～750kV架空输电线路设计规范》（GB50545-2010）第7.0.15条式7.0.15得：

导线与地线间的距离：

S≥0.012L+1=0.012×800+1=10.6m

已知：

绝缘子串（I串）长度为5m，地线串长度为0.5m，中央导地线的弧垂差为2m，

设导线弧垂为f1，地线弧垂为f2

则f1-f2=2m，f1=S-5=10.6-5=5.6m

f2=f1-2=5.6-2=3.6m

地线串与导线串的高度为：

3.6+0.5=4.1m