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2019年电气工程师发输变电专业案例考试真题及答案下午卷.doc

发布时间：2022-10-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.45M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    2019 年电气工程师发输变电专业案例考试真题及答案下午卷 （共 40 题，考生从中选择 25 题作答，每题 2 分） 题 1-5：某 110/10kV 变电所，两台主变，两回 110kV 电源进线，110kV 内桥接线，10kV 为单母线分段接线 （分列运行），电气主接线见下图。110kV 桥开关和 10kV 分段开关均装设备用电源自动投入装置。系统 1 和 系统 2 均为无穷大系统。架空线路 1 长 70 公里，架空线路 2 长 30 公里。该变电所主变压器负载率不超过 60%，系统基准容量为 100MVA。请回答下列问题： 系统1 系统2 架空线路1 架空线路2 110kV CB1 110kV CB2 110kV母线 1# 110kV CB3 d1 2# 10kV CB1 10kV CB2 10kV母线 1# d2 10kV CB3 2# 1. 如该变电所供电的负荷：一级负荷 9000kVA、二级负荷 8000kVA、三级负荷 10000kVA。请计算主变压器 容量应为下列哪项数值？ （A） 10200kVA （B） 16200kVA （C） 17000kVA （D） 27000kVA 答案：[C] 解答过程： 根据《35~110kV 变电所设计规范 GB50059-1992》3.1.3：两台及以上主变压器的变电所，当断开一台时， 其余主变压器容量不应小于 60%的全部负荷，并应保证用户的一、二级负荷。 全部负荷的 60%为：16200kVA； 一、二级负荷为：9000+8000=17000kVA，所以主变压器容量至少为 17000kVA。 2. 假设主变压器容量为 31500kVA，电抗百分比 kU (%)  5.10 ，110kV 架空送电线路电抗 0.4Ω/km。请计 算 10kV 1#母线最大三相短路电流接近下列哪项数值？ （A） 10.07kA （B） 12.97kA （C） 13.86kA （D） 21.33kA 答案：[C]
    解答过程： 根据《电力工程电气设计手册 1》第四章，第 4-2 节： jS =100MVA，则线路 1： X 1*  X 1 S j 2 U j  .0 2117 线路 2： X 2*  X 2 S j 2 U j  .0 0907 变压器： X * d  % U d 100  S j S e  .0 3333 线路阻抗标幺值： X l *  X 1* // X 2*  .0 2117 .0// 0907  .0 0635 因主变 10kV 侧分列运行，因此短路点 d1 阻抗标幺值为： X *  X * l X  *  .0 0635  .0 3333  .0 3968 d 则： I *  1 X *  .2 5202 ， I j  S j U 3 j  5.5 kA ， III j *    .2*5.5 5202  86.13 kA 3. 若在主变压器 10kV 侧串联电抗器以限制 10kV 短路电流，该电抗器的额定电流应选择下列哪项数值最合 理？为什么？ （A） 变压器 10kV 侧额定电流的 60% （B） 变压器 10kV 侧额定电流的 105% （C） 变压器 10kV 侧额定电流的 120% （D） 变压器 10kV 侧额定电流的 130% 答案：[D] 解答过程： 根据《导体和电器选择设计技术规定 DL/T5222-2005》14.2.1：电抗器的额定电流应满足主变压器回路的最 大可能工作电流。 4. 如主变压器 10kV 回路串联 3000A 电抗器限制短路电流，若需将 10kV 母线短路电流从 25kA 限制到 20kA 以下，请计算并选择该电抗器的电抗百分值为下列哪项？ （A） 3% （B） 4% （C） 6% （D） 8% 答案：[B] 解答过程： 根据《电力工程电气设计手册 1》P253，第 6-6 节，式（6-14） X k %  I j " I     X * f     5.5 20  5.5 25       3 10 I U ek ek U j I j  100 %  5.10 5.5  100 %  %15.3 5. 请问该变电所发生下列哪种情况时，110kV 桥开关自动投入？为什么？
    （A） 主变差动保护动作 （B） 主变 110kV 侧过流保护动作 （C） 110kV 线路无短路电流，线路失压保护动作跳闸 （D） 110kV 线路断路器手动分闸 答案：[C] 解答过程： 根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范 GB/T50062-2008》11.0.2，ABD 均为继电保护正确动作， 不应启动备自投。 题 6-10：一座远离发电厂的城市地下变电所，设有 110/10kV、50MVA 主变压器两台，110kV 线路 2 回，内 桥接线，10kV 出线多回，单母线分段接线。110kV 母线最大三相短路电流 31.5kA，10kV 母线最大三相短路 电流 20kA。110kV 配电装置为户内 GIS，10kV 户内配电装置为成套开关柜。地下建筑共三层，地下一层的 布置如简图。请按各小题假设条件回答下列问题： 至主接地网 至主接地网 至主接地网 接地线 110kV GIS 接地线 1#主变压器 2#主变压器 计算机监控 微机保护屏 主控通讯室 零电位 接地铜排 至 主 接 地 网 至 主 接 地 网 环形接地母线 至主接地网 至主接地网 环形接地母线 至主接地网 6. 本变电所有两台 50MVA 变压器，若变压器过负荷能力为 1.3 倍，请计算最大的设计负荷为下列哪一项数 值？ （A） 50MVA （B） 65MVA （C） 71MVA （D） 83MVA 答案：[B] 解答过程： 根据《35~220kV 城市地下变电站设计规定 DL/T5216-2005》6.2.2：装有 2 台及以上变压器的地下变电站， 当断开 1 台主变压器时，其余主变压器的容量（包括过负荷能力）应满足全部负荷用电要求。 变压器容量为 50MVA，则变电所最大负荷可能为 50MVA×1.3=65MVA。 7. 如本变电所中 10kV 户内配电装置的通风设计温度为 30℃，主变压器 10kV 侧母线选用矩形铝母线，按 1.3 倍过负荷工作电流考虑，矩形铝母线最小规格及安装方式应选择下列哪一种？ （A） 3×（125×8） 2mm 竖放
    （B） 3×（125×10） 2mm 平放 （C） 3×（125×10） 2mm 竖放 （D） 4×（125×10） 2mm 平放 答案：[C] 解答过程： 主变 10kV 侧工作电流： Ig  3.1  50000 3  10  3753 A 依据《导体和电器选择设计技术规定 DL/T5222-2005》附录 D，表 D.11，30℃时屋内矩形导体载流量综合校 正系数为 0.94，因此，矩形导体的载流量至少应满足 gI /0.94=3992A。根据本规定表 D.9，C 和 D 选项满足 要求，因 D 增加投资，且不是最小规格，因此，选 C。 8. 本变电所中 10kV 户内配电装置某间隔内的分支母线是 80×8 2mm 铝排，相间距离 30cm，母线支持绝缘 子间跨距 120cm。请计算一跨母线相间的最大短路电动力最接近下列哪项数值？（β-振动系数取 1） （A） 104.08N （B） 1040.8N （C） 1794.5N （D） 179.45N 答案：[C] 解答过程： 根据《电力工程电气设计手册 1》P338，式（8-8），又依据《导体和电器选择设计技术规定 DL/T5222-2005》 附录 F， I ch  IK 2 " ch  .1 414  8.1  20  F  .17 248 l a 2 i ch    2 10  1794 5. N 51 kA ， 9. 本变电所的 110kV GIS 配电室内接地线的布置如简图。如 110kV 母线最大单相接地故障电流为 5kA，由 GIS 引向室内环形接地母线的接地线截面热稳定校验电流最小可取下列哪项数值？依据是什么？ （A） 5kA （B） 3.5kA （C） 2.5kA （D） 1.75kA 答案：[D] 解答过程： 根据《交流电气装置的接地 DL/T621-1997》6.2.14，本题取 35%×5=1.75kA。 10. 本变电所的主控通信室内装有计算机监控系统和微机保护装置，主控通信室内的接地布置如简图，图 中有错误，请指出图中的错误是哪一条？依据是什么？ （A） 主控通信室内的环形接地母线与主接地网应一点相联 （B） 主控通信室内的环形接地母线不得与主接地网相联 （C） 零电位接地铜排不得与环形接地母线相联
    （D） 零电位接地铜排与环形接地母线两点相联 答案：[D] 解答过程： DL/T5136-2001，13.2.4。 题 11-15：某 125MW 火电机组低压厂变回路从 6kV 厂用工作段母线引接，该母线短路电流周期分量起始值为 28kA。低压厂变为油浸自冷式三相变压器，参数为： eS =1000kVA， eU =6.3/0.4kV，阻抗电压 dU =4.5%，接 线组别 Dyn11，额定负载的短路损耗 dP =10kW。DL1 为 6kV 真空断路器，开断时间为 60ms；DL2 为 0.4kV 空 气断路器。该变压器高压侧至 6kV 开关柜用电缆连接；低压侧 0.4kV 至开关柜用硬导体连接，该段硬导体 每相阻抗为 Zm   15.0  j 4.0   m ；中性点直接接地。低压厂变设主保护和后备保护，主保护动作时间 为 20ms，后备保护动作时间为 300ms。低压厂变回路接线及布置见下图，请解答下列各小题（计算题按最 接近数值选项）： 11. 若 0.4kV 开关柜内电阻忽略，计算空气断路器 DL2 的 PC 母线侧短路时，流过该断路器的三相短路电流 周期分量起始值最接近下列哪项数值？（变压器相关阻抗按照《电力工程电气设计手册 1》计算） （A） 32.08kA （B） 30.30kA （C） 27.00kA （D） 29.61kA 答案：[B] 解答过程： 根据《电力工程电气设计手册 1》第 4-10 节： 系统阻抗： 系统短路容量 S x  IU " 3 P  3  3.6  28  306 MVA 系统阻抗 X x  2 U P S x  3 10  2 4.0 306  3 10  .0 523  m 变压器阻抗： 电阻电压百分值 U b %  P d 10 S e  10000  1000 10  %1 电抗电压百分值 U x %   U d 2  %  U b % 2    .4 387 % R b  2 UP ed 2 S e  3 10  10000  1000 2 4.0 2  3 10  6.1  m 10  X b  x % 2 UU e S e  3 10  10  .4 387 1000  2 4.0  3 10  02.7  m 硬导体： RD  15.0  m ， XD  4.0  m
     R RR D b   75.1  m ， X  X x  X b  X D  .7 943  m 变压器短路电流周期分量起始有效值： )3( IB "  U Z 3   U 3  2 R   2 X   400  13.8 3  41.28 kA 电动机反馈电流周期分量起始值： I D "  7.3  10  3 I Be .  7.3  10  3 1000  3 4.0  34.5 kA 所以答案为 33.71kA。 12. 已知环境温度 40℃，电缆热稳定系数 C=140，试计算该变压器回路 6kV 交联聚乙烯铜芯电缆的最小截 面为： （A） 3×120 2mm （B） 3×95 2mm （C） 3×70 2mm （D） 3×50 2mm 答案：[A] 解答过程： 根据《电力工程电气设计手册 1》第 6-1 节，变压器回路持续工作电流为： I g  05.1 S e U 3 e  05.1  1000 3  3.6  23.96 A 根据《电力工程电缆设计规范 GB50217-2007》3.7.2，电缆应满足 100%持续工作电流，因环境温度为 40℃， 根据本规范表 D.0.1，载流量校正系数为 1.0。 又根据附录 E，该电缆热稳定为  tIQ 2  28 2   3.0  06.0   282 24. S  Q C  2 10  120 2 mm 13. 若该 PC 上接有一台 90kW 电动机，额定电流 168A，启动电流倍数 6.5 倍，回路采用铝芯电缆，截面 3 ×150 2mm ，长度 150m；保护拟采用断路器本身的短路瞬时脱扣器。请按照单相短路电流计算曲线，计算保 护灵敏系数，并说明是否满足单相接地短路保护的灵敏性要求？ （A） 灵敏系数 4.76，满足要求 （B） 灵敏系数 4.12，满足要求 （C） 灵敏系数 1.74，不满足要求 （D） 灵敏系数 1.16，不满足要求 答案：[D] 解答过程： 根据《火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T5153-2002》附录 P， )1( I d  )1( I d 100( )  100 L  1281 A ；
    I zI  1281  168  5.6 35.1  87.0 14. 下列变压器保护配置方案符合规程的为哪项？为什么？ （A） 电流速断+瓦斯+过电流+单相接地+温度 （B） 纵联差动+电流速断+瓦斯+过电流+单相接地 （C） 电流速断+过电流+单相接地+温度 （D） 电流速断+瓦斯+过电流+单相接地 答案：[D] 解答过程： 根据《火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T5153-2002》第 9.5.1 条，干式变压器才需要配置温度保护。 15. 请根据变压器布置图，在下列选项中选出正确的 H、L、M、N 值，并说明理由。 （A） H≥2500mm，L≥600mm，M≥600mm，N≥800mm （B） H≥2300mm，L≥600mm，M≥600mm，N≥800mm （C） H≥2300mm，L≥800mm，M≥800mm，N≥1000mm （D） H≥1900mm，L≥800mm，M≥1000mm，N≥1200mm 答案：[A] 解答过程：（为什么 H 不是 2300） 根据《火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T5153-2002》第 8.2.4 条及表 8.2.4，可知 L、M≥600mm，N≥800mm， 又根据《高压配电装置设计技术规程 DL/T5352-2006》第 8.1.3 条及表 8.1.3，可知 H≥2500mm。 题 16-20：某 2×300MW 火电厂，每台机组装设 3 组蓄电池，其中 2 组 110V 蓄电池对控制负荷供电。每台机 组的 220V 直流系统间设有联络线。蓄电池选用阀控式密封铅酸蓄电池（贫液）（单体 2V），浮充电压取 2.23V， 均衡充电电压取 2.3V。110V 系统蓄电池组选为 52 只，220V 系统蓄电池组选为 103 只。现已知每台机组直 流负荷如下： 120kVA UPS 15kW 电气控制、保护电源 15kW 热控控制经常负荷 5kW 热控控制事故初期冲击负荷 20kW（负荷系数取 0.6） 动力经常、初期 热控动力总电源 3kW 动力经常、初期 直流长明灯 动力初期 4kW 汽机氢侧直流备用泵（启动电流倍数按 2 计） 动力初期 汽机空侧直流备用泵（启动电流倍数按 2 计） 10kW 汽机直流事故润滑油泵（启动电流倍数按 2 计） 22kW 动力初期 控制初期 40kW 6kV 厂用低电压跳闸 控制初期 25kW 400V 低电压跳闸 厂用电源恢复时高压厂用断路器合闸 3kW 动力随机 控制经常 1kW 励磁控制 变压器冷却器控制电源 1kW 控制经常 请根据上述条件计算下列各题（保留二位小数） 16. 请计算 110V、220V 单体蓄电池的事故放电末期终止电压为下列哪组数值？ （A） 1.75V、1.83V （B） 1.75V、1.87V （C） 1.8V、1.83V （D） 1.8V、1.87V 动力初期 控制经常 控制经常 控制冲击
    答案：[D] 解答过程： 根据《电力工程直流系统设计技术规程 DL/T5044-2004》第 7.1.3 条及 4.2.4 条： 110V 单体蓄电池的事故放电末期终止电压： U 220V 单体蓄电池的事故放电末期终止电压： U   %85 110  52  80.1 V 220 %5.87  103  87.1 V 17. 请计算 110V 蓄电池组的正常负荷电流最接近下列哪项数值？ （A） 92.73A （B） 169.09A （C） 174.55A （D） 188.19A 答案：[C] 解答过程： 根据《电力工程直流系统设计技术规定 DL/T5044-2004》5.2.3、5.2.4 条，本题控制负荷内的经常负荷如 上表，负荷统计为 15×0.6+15×0.6+1×0.6+1×0.6=19.2kW，所以正常负荷电流为 174.55A。 18. 请计算 220V 蓄电池组事故放电初期 0~1min 的事故放电电流最接近下列哪项数值？ （A） 663.62A （B） 677.28A （C） 690.01A （D） 854.55A 答案：[B] 解答过程： 根据《电力工程直流系统设计技术规定 DL/T5044-2004》5.2.3、5.2.4 条，本题动力负荷内的初期负荷如 上表，负荷统计为 120×0.6+3×1+（8+20）×0.8+22×2×0.9+20×0.6=149kW，所以初期负荷电流为 677.28A。 19. 如该电厂 220V 蓄电池组选用 1600Ah，配置单个模块为 25A 的一组高频开关电源，请计算需要的模块数 为下列哪项？ （A） 6 （B） 8 （C） 10 （D） 12 答案：[D] 解答过程： 根据《电力工程直流系统设计技术规定 DL/T5044-2004》5.2.3、5.2.4 条，本题动力负荷内的经常负荷如 上表，负荷统计为 3×1+20×0.6=15kW，所以正常负荷电流为 68.1A。 根据本规定附录 C， n 1  0.1 I 10 I 10 25.1~ I me  I jc I me  7.10~1.9 ， 2n 取 2，所以答案选 12。 20. 如该电厂 220V 蓄电池组选用 1600Ah，蓄电池出口与直流配电柜连接的电缆长度为 25 米，求该电缆的 截面应为下列哪项数值？（已知：铜电阻系数  .0 0184 2 mm / . m ） （A） 141.61 2mm
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