2015年电气工程师考试发输变电备考资料汇总

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　　【一】

2015年电气工程师考试发输变电备考资料汇总

　　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：Se=1000kVA，Ue=6.3/0.4kV，阻抗电压Ue=4.5%，接线组别Dyn11，额定负载的负载损耗Pd=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;低压侧至0.4kV开关柜用硬导体连接，该段硬导体每相阻抗为Zm=(0.15+j0.4)mΩ;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如图3-3所示，请解答下列各小题(计算题按最接近数值选项)。(2011)

　　(1)若0.4kV开关柜内的电阻忽略，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有效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电气一次部分》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电气一次部分》第4.10节380V厂用电系统短路电流计算有关公式计算。

　　根据《电力工程电气设计手册电气一次部分》第4.68式或者《火力发电厂厂用电设计技术规定》(DL/T5153一2002)附录N380V动力中心短路电流实用计算法式(N1)、式

　　(N2)、式(N3)有

　　(2)已知环境温度40℃，电缆热稳定系数C=140O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.3×120mm2

　　B.3×95mm2

　　C.3×70mm2

　　D.3×50mm2

　　答案：[A]

　　解答过程：根据《电力工程电缆设计规范》(GB50217—2007)附录E式(E.1.1-1)右

　　分析：本题的难点在于确定短路电流的持续时间。根据《导体和电器选择设计技术规定》(DL/T5222—2005)第5.0.13条规定：“对导体(不包括电缆)宜采用主保护动作时间加相应断路器开断时间。主保护有死区时，可采用能对该死区起作用的后备保护动作时间，并采用相应处的短路电流值;对电器，宜采用后备保护动作时间加相应断路器的开断时间。”根据以上规定可知，对电缆而言，短路电流持续时间应该取后备保护动作时间加断路器开断时问。

　　(3)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条规定，低压厂用变压器应装设下列保护：①纵联差动保护：②电流速断保护;③瓦斯保护;④过电流保护;⑤单相接地短路保护;⑥单相接地保护;⑦温度保护。纵联差动保护只用于容量大于2MVA的变压器，本题中变压器容量为1MVA，故不采用纵联差动保护。温度保护用于400kVA及以上的干式变压器，本题中的变压器为油浸自冷式三相变压器，也不

　　用采用温度保护。

　　(4)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≥19()0mm，L≥800mm，M≥1000mm.N≥120nmm

　　答案：[A]

　　解答过程：根据《高压配电装置设计技术规程》(DL/T5352—2006)表8.1.3，H值应为无遮拦裸导体至地(楼)面之间的距离，对6kV系统取2500mm。M为室内油浸变压器外廓与变压器四壁的最小净距，Ⅳ为变压器与门之间的最小净距，根据表8.4.6，M、N分别取600mm和800mm。L与M值相同。

　　【二】

　　某2×300MW火力发电厂，每台机组装设3组蓄电池，其中2组110kV蓄电池对控制负荷供电，玛1组220V蓄电池对动力负荷供电。两台机组的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。现已知每台机组的直流负荷如下：

　　UPS120kVA;

　　电气控制、保护电源15kW;

　　热控控制经常负荷15kW;

　　热控控制事故初期冲击负荷5kW;

　　热控动力总电源20kW(负荷系数取0.6);

　　直流长明灯3kW;

　　汽机氢侧直流备用泵(起动电流倍数按2计)4kW;

　　汽机空侧直流备用泵(起动电流倍数按2计)10kW;

　　汽机直流事故润滑油泵(起动电流倍数按2计)22kW;

　　6kV厂用低电压跳闸40kW：

　　400V低电压跳闸25kW：

　　厂用电源恢复时高压厂用断路器合闸3kW;

　　励磁控制1kW：

　　变压器冷却器控制电源1kW：

　　请根据上述条件计算下列各题(保留两位小数)。(2011)

　　(1)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

　　(D)1.8V、1.87V

　　(2)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

　　(D)188.19A

　　(3)请计算220V蓄电池组事故放电初期0～1min的事故放电数值?

　　(A)663.62A

　　(B)677.28A

　　(D)854.55A

　　(4)如该电厂220V蓄电池选用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

　　(D)12

　　(5)蓄电池纽选用1600Ah，蓄电池出口与直流配电柜连接的电缆长度为25m，求该电缆的截面应为下列哪项数值?(已知：铜电阻系数ρ=0.0184Ω·mm2/m)

　　(A)141.61mm2

　　(B)184mm2

　　(D)368mm2

　　答案及解析：

　　(1)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B.1.3条规定：

　　(2)答案：[C]

　　解答过程：根据《电力工程直流系统设计技术规程》(DL/T5044—2004)第5.1.1条规定：“控制负荷包括：电气和热工的控制、信号、测量和继电保护、自动装置等负荷;而动力负荷包括：各类直流电动机断路器电磁操动的合闸机构、交流不问断电源设备的装置、远动、通信装置的电源和事故照明等负荷。经常负荷是指在直流系统正常和事故工况下均应可靠供电的负荷，典型经常负荷应包括以下内容：长明灯;连续运行的直流电动机;整流器或逆变器;指示灯和光字牌：连续励磁的线圈;通信系统等。”

　　为此，本题首先统计110V所带的正常负荷：

　　电气控制、保护电源：15kW

　　热控控制经常电源：15kW

　　励磁控制：1kW

　　变压器风冷控制：1kW

　　对于这4种共计32kW的负荷，根据表5.2.4，取负荷系数为0.6，可得

　　分析：本题的关键在于正确统计110V所带正常负荷。负荷统计表见表11-2。

　　(3)答案：[B]

　　解答过程：直流负荷统计表见表11-3。

　　220V的动力负荷：

　　UPS120kW负荷系数为0.6

　　热控动力总电源20kW，负荷系数为0.6

　　直流长明灯3kW，负荷系数为1.0

　　汽机氢侧直流备用泵4kW，负荷系数为0.8

　　汽机空侧直流备用泵10kW，负荷系数为0.8汽机直流事故润滑油泵22kW，负荷系数为0.9总负荷电流为

　　分析：本题的关键在于弄清楚控制负荷和动力负荷的区分。

　　(4)答案：[D]

　　解答过程：1)根据《电力工程直流系统设计技术规程》(DL/T5044—2004)附录C.2中c.2.1高频开关电源模块配置和数量选择，方式l：每组蓄电池配置一组高频开关电源模块，其模块的选择方法如下：

　　n=n1+n2

　　2)对铅酪蓄电池：

　　3)n=n1+n2=(9.128～10.73)+2=11.128～12.73，当模块数量不为整数时，可取临近值。故本题选D。

　　答案：[D]

　　解答过程：1)根据《电力工程直流系统设计技术规程》(DL/T5044—2004)附录D知，电缆截面应按电缆长期允许载流量和回路允许电压降两个条件选择。其计算公式如下：

　　式中，Ica取I1h和Imin冲击放电电流的较大值。

　　2)根据《电力工程直流系统设计技术规程》(DL/T5044—2004)第E.3.6条，对铅酸蓄电池出口回路可取 I1h=5.5I10=5.5×160A=880A

　　3)按回路允许电压降计算有

　　4)按事故初期(1min)冲击放电电流计算有

　　5)按规程规定，电缆截面应该取Scac1和Scac2中的较大值，故取368mm2。故本题选D。

　　【三】

　　某新建电厂一期安装两台300MW机组，机组采用发电机一变压器组单元接线接入厂内220kV配电装置，220kV采用双母线接线，有二回负荷线和二回联络线。按照最终规划容量计算的220kV母线三相短路电流(起始周期分量有效值)为30kA，动稳定电流为81kA;高压厂用变压器为一台50/25-25MVA的分裂变，半穿越电抗Ud=16.5%，高压厂用母线电压为6.3kV。请按各小题假设条件回答下列问题。(2011)

　　(1)本工程选用了220kVSF6断路器，其热稳定电流为40kA、3s，负荷线的短路持续时间为2s。试计算此回路断路器承受的最大热效应是下列哪项值?(不考虑周期分量有效

　　值电流衰减)

　　A.1800EA2s

　　B.1872kA2s

　　C.1890kA2s

　　D.1980kA2S

　　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)式(F6.2)有

　　(2)发电机额定电压为20kV，中性点采用消弧线圈接地，20kV系统每相对地电容为0.45μF.消弧线圈的补偿容量应选择下列哪项数值?(过补偿系数K取1.35，欠补偿系数K取0.8)

　　A.26.1kVA

　　B.45.17kVA

　　C.76.22kVA

　　D.78.24kVA

　　答案：[B]

　　解答过程：1)根据《导体和电器选择设计技术规定》(DL/T5222—2005)第18.1.4条式(18.1.4)有

　　(3)每台机6.3kV母线分为A、B二段，每段接有6kV电动机总容量为18MW，当母线发生三相短路时，其短路电流周期分量的起始值为下列哪项数值?(设系统阻抗为0，KqD取5.5)

　　A.27.76kA

　　B.30.84kA

　　C.39.66kA

　　D.42.74kA

　　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M式(M4)：

　　(4)发电机额定功率因数为0.85，最大连续输出容量为额定容量的1.08倍，高压工作变压器的计算容量按选择高压工作变压器容量的方法计算出的负荷为46MVA，按估算厂用电率的原则和方法所确定的厂用电计算负荷为42MVA，试计算并选择主变压器容量最小是下列哪项数值?

　　A.311MVA

　　B.315MVA

　　C.335MVA

　　D.339MVA

　　答案：[D]

　　解答过程：解法1：根据《火力发电厂设计技术规程》(DL5000—2000)第13.1.5条：“容量为200MW及以上的发电机与主变压器为单元连接时，该变压器的容量可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用工作变压器的计算负荷和变压器绕组的平均温升在标准环境温度或冷却温度下不超过65。C的条件进行选择。”故有

　　(根据条文说明第13.1.5条：扣除厂用工作变压器的计算负荷是指以估算厂用电率的

　　原则和方法所确定的厂用电计算负荷)。

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