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2015年電氣工程師考試發(fā)輸變電備考資料匯總
【一】
某125MW火電機組低壓廠(chǎng)變回路從6kV廠(chǎng)用工作段母線(xiàn)引接，該母線(xiàn)短路電流周期分量起始值為28kA。低壓廠(chǎng)變?yōu)橛徒岳涫饺嘧儔浩�，參數為：Se=1000kVA，Ue=6.3/0.4kV，阻抗電壓Ue=4.5%，接線(xiàn)組別Dyn11，額定負載的負載損耗Pd=10kW。DL1為6kV真空斷路器，開(kāi)斷時(shí)間為60ms;DL2為0.4kV空氣斷路器。該變壓器高壓側至6kV開(kāi)關(guān)柜用電纜連接;低壓側至0.4kV開(kāi)關(guān)柜用硬導體連接，該段硬導體每相阻抗為Zm=(0.15+j0.4)mΩ;中性點(diǎn)直接接地。低壓廠(chǎng)變設主保護和后備保護，主保護動(dòng)作時(shí)間為20ms，后備保護動(dòng)作時(shí)間為300ms。低壓廠(chǎng)變回路接線(xiàn)及布置如圖3-3所示，請解答下列各小題(計算題按最接近數值選項)。(2011)
(1)若0.4kV開(kāi)關(guān)柜內的電阻忽略，計算空氣斷路器DL2的PC母線(xiàn)側短路時(shí)，流過(guò)該斷路器的三相短路電流周期分量起始有效值最接近下列哪項數值?(變壓器相關(guān)阻抗按照《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》計算)
A.32.08kA
B.30.30kA
C.27.00kA
D.29.61kA
答案：[B]
解答過(guò)程：根據《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》第4.10節380V廠(chǎng)用電系統短路電流計算有關(guān)公式計算。
根據《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》第4.68式或者《火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電設計技術(shù)規定》(DL/T5153一2002)附錄N380V動(dòng)力中心短路電流實(shí)用計算法式(N1)、式
(N2)、式(N3)有
(2)已知環(huán)境溫度40℃，電纜熱穩定系數C=140O試計算該變壓器回路6kv交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜的最小截面為()。
A.3×120mm2
B.3×95mm2
C.3×70mm2
D.3×50mm2
答案：[A]
解答過(guò)程：根據《電力工程電纜設計規范》(GB50217—2007)附錄E式(E.1.1-1)右
分析：本題的難點(diǎn)在于確定短路電流的持續時(shí)間。根據《導體和電器選擇設計技術(shù)規定》(DL/T5222—2005)第5.0.13條規定：“對導體(不包括電纜)宜采用主保護動(dòng)作時(shí)間加相應斷路器開(kāi)斷時(shí)間。主保護有死區時(shí)，可采用能對該死區起作用的后備保護動(dòng)作時(shí)間，并采用相應處的短路電流值;對電器，宜采用后備保護動(dòng)作時(shí)間加相應斷路器的開(kāi)斷時(shí)間。”根據以上規定可知，對電纜而言，短路電流持續時(shí)間應該取后備保護動(dòng)作時(shí)間加斷路器開(kāi)斷時(shí)問(wèn)。
(3)下列變壓器保護配置方案符合規程的為哪項?為什么?
A.電流速斷+瓦斯+過(guò)電流+單相接地+溫度
B.縱聯(lián)差動(dòng)+電流速斷+瓦斯+過(guò)電流+單相接地
C.電流速斷+過(guò)電流+單相接地+溫度
D.電流速斷+瓦斯+過(guò)電流+單相接地
答案：[D]
解答過(guò)程：根據《火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電設計技術(shù)規定》(DL/T5153—2002)第9.5條規定，低壓廠(chǎng)用變壓器應裝設下列保護：①縱聯(lián)差動(dòng)保護：②電流速斷保護;③瓦斯保護;④過(guò)電流保護;⑤單相接地短路保護;⑥單相接地保護;⑦溫度保護�？v聯(lián)差動(dòng)保護只用于容量大于2MVA的變壓器，本題中變壓器容量為1MVA，故不采用縱聯(lián)差動(dòng)保護。溫度保護用于400kVA及以上的干式變壓器，本題中的變壓器為油浸自冷式三相變壓器，也不
用采用溫度保護。
(4)請根據變壓器布置圖，在下列選項中選出正確的H、L、M、N值，并說(shuō)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]
解答過(guò)程：根據《高壓配電裝置設計技術(shù)規程》(DL/T5352—2006)表8.1.3，H值應為無(wú)遮攔裸導體至地(樓)面之間的距離，對6kV系統取2500mm。M為室內油浸變壓器外廓與變壓器四壁的最小凈距，Ⅳ為變壓器與門(mén)之間的最小凈距，根據表8.4.6，M、N分別取600mm和800mm。L與M值相同。
【二】
某2×300MW火力發(fā)電廠(chǎng)，每臺機組裝設3組蓄電池，其中2組110kV蓄電池對控制負荷供電，瑪1組220V蓄電池對動(dòng)力負荷供電。兩臺機組的220V直流系統間設有聯(lián)絡(luò )線(xiàn)。蓄電池選用閥控式密封鉛酸蓄電池(貧液)(單體2V)，浮充電壓取2.23V，均衡充電電壓取2.3V。110V系統蓄電池組選為52只，220V系統蓄電池組選為103只�，F已知每臺機組的直流負荷如下：
UPS120kVA;
電氣控制、保護電源15kW;
熱控控制經(jīng)常負荷15kW;
熱控控制事故初期沖擊負荷5kW;
熱控動(dòng)力總電源20kW(負荷系數取0.6);
直流長(cháng)明燈3kW;
汽機氫側直流備用泵(起動(dòng)電流倍數按2計)4kW;
汽機空側直流備用泵(起動(dòng)電流倍數按2計)10kW;
汽機直流事故潤滑油泵(起動(dòng)電流倍數按2計)22kW;
6kV廠(chǎng)用低電壓跳閘40kW：
400V低電壓跳閘25kW：
廠(chǎng)用電源恢復時(shí)高壓廠(chǎng)用斷路器合閘3kW;
勵磁控制1kW：
變壓器冷卻器控制電源1kW：
請根據上述條件計算下列各題(保留兩位小數)。(2011)
(1)請計算110V、220V單體蓄電池的事故放電末期終止電壓為下列哪組數值?
(A)1.75V、1.83V
(B)1.75V、1.87V
(C)1.8V、1.83V
(D)1.8V、1.87V
(2)請計算110V蓄電池組的正常負荷電流最接近下列哪項數值?
(A)92.73A
(B)169.09A
(C)174.55A
(D)188.19A
(3)請計算220V蓄電池組事故放電初期0～1min的事故放電數值?
(A)663.62A
(B)677.28A
(C)690.01A
(D)854.55A
(4)如該電廠(chǎng)220V蓄電池選用1600Ah，配置單個(gè)模塊為25A的一組高頻開(kāi)關(guān)電源，請計算需要的模塊數為下列哪項?
(A)6
(B)8
(C)10
(D)12
(5)蓄電池紐選用1600Ah，蓄電池出口與直流配電柜連接的電纜長(cháng)度為25m，求該電纜的截面應為下列哪項數值?(已知：銅電阻系數ρ=0.0184Ω·mm2/m)
(A)141.61mm2
(B)184mm2
(C)283.23mm2
(D)368mm2
答案及解析：
(1)答案：[D]
解答過(guò)程：根據《電力工程直流系統設計技術(shù)規程》(DL/T5044—2004)第B.1.3條規定：
(2)答案：[C]
解答過(guò)程：根據《電力工程直流系統設計技術(shù)規程》(DL/T5044—2004)第5.1.1條規定：“控制負荷包括：電氣和熱工的控制、信號、測量和繼電保護、自動(dòng)裝置等負荷;而動(dòng)力負荷包括：各類(lèi)直流電動(dòng)機斷路器電磁操動(dòng)的合閘機構、交流不問(wèn)斷電源設備的裝置、遠動(dòng)、通信裝置的電源和事故照明等負荷。經(jīng)常負荷是指在直流系統正常和事故工況下均應可靠供電的負荷，典型經(jīng)常負荷應包括以下內容：長(cháng)明燈;連續運行的直流電動(dòng)機;整流器或逆變器;指示燈和光字牌：連續勵磁的線(xiàn)圈;通信系統等。”
為此，本題首先統計110V所帶的正常負荷：
電氣控制、保護電源：15kW
熱控控制經(jīng)常電源：15kW
勵磁控制：1kW
變壓器風(fēng)冷控制：1kW
對于這4種共計32kW的負荷，根據表5.2.4，取負荷系數為0.6，可得
分析：本題的關(guān)鍵在于正確統計110V所帶正常負荷。負荷統計表見(jiàn)表11-2。
(3)答案：[B]
解答過(guò)程：直流負荷統計表見(jiàn)表11-3。
220V的動(dòng)力負荷：
UPS120kW負荷系數為0.6
熱控動(dòng)力總電源20kW，負荷系數為0.6
直流長(cháng)明燈3kW，負荷系數為1.0
汽機氫側直流備用泵4kW，負荷系數為0.8
汽機空側直流備用泵10kW，負荷系數為0.8汽機直流事故潤滑油泵22kW，負荷系數為0.9總負荷電流為
分析：本題的關(guān)鍵在于弄清楚控制負荷和動(dòng)力負荷的區分。
(4)答案：[D]
解答過(guò)程：1)根據《電力工程直流系統設計技術(shù)規程》(DL/T5044—2004)附錄C.2中c.2.1高頻開(kāi)關(guān)電源模塊配置和數量選擇，方式l：每組蓄電池配置一組高頻開(kāi)關(guān)電源模塊，其模塊的選擇方法如下：
n=n1+n2
2)對鉛酪蓄電池：
3)n=n1+n2=(9.128～10.73)+2=11.128～12.73，當模塊數量不為整數時(shí)，可取臨近值。故本題選D。
答案：[D]
解答過(guò)程：1)根據《電力工程直流系統設計技術(shù)規程》(DL/T5044—2004)附錄D知，電纜截面應按電纜長(cháng)期允許載流量和回路允許電壓降兩個(gè)條件選擇。其計算公式如下：
式中，Ica取I1h和Imin沖擊放電電流的較大值。
2)根據《電力工程直流系統設計技術(shù)規程》(DL/T5044—2004)第E.3.6條，對鉛酸蓄電池出口回路可取 I1h=5.5I10=5.5×160A=880A
3)按回路允許電壓降計算有
4)按事故初期(1min)沖擊放電電流計算有
5)按規程規定，電纜截面應該取Scac1和Scac2中的較大值，故取368mm2。故本題選D。
【三】
某新建電廠(chǎng)一期安裝兩臺300MW機組，機組采用發(fā)電機一變壓器組單元接線(xiàn)接入廠(chǎng)內220kV配電裝置，220kV采用雙母線(xiàn)接線(xiàn)，有二回負荷線(xiàn)和二回聯(lián)絡(luò )線(xiàn)。按照最終規劃容量計算的220kV母線(xiàn)三相短路電流(起始周期分量有效值)為30kA，動(dòng)穩定電流為81kA;高壓廠(chǎng)用變壓器為一臺50/25-25MVA的分裂變，半穿越電抗Ud=16.5%，高壓廠(chǎng)用母線(xiàn)電壓為6.3kV。請按各小題假設條件回答下列問(wèn)題。(2011)
(1)本工程選用了220kVSF6斷路器，其熱穩定電流為40kA、3s，負荷線(xiàn)的短路持續時(shí)間為2s。試計算此回路斷路器承受的最大熱效應是下列哪項值?(不考慮周期分量有效
值電流衰減)
A.1800EA2s
B.1872kA2s
C.1890kA2s
D.1980kA2S
答案：[C]
解答過(guò)程：根據《導體和電器選擇設計技術(shù)規定》(DL/T5222—2005)式(F6.2)有
(2)發(fā)電機額定電壓為20kV，中性點(diǎn)采用消弧線(xiàn)圈接地，20kV系統每相對地電容為0.45μF.消弧線(xiàn)圈的補償容量應選擇下列哪項數值?(過(guò)補償系數K取1.35，欠補償系數K取0.8)
A.26.1kVA
B.45.17kVA
C.76.22kVA
D.78.24kVA
答案：[B]
解答過(guò)程：1)根據《導體和電器選擇設計技術(shù)規定》(DL/T5222—2005)第18.1.4條式(18.1.4)有
(3)每臺機6.3kV母線(xiàn)分為A、B二段，每段接有6kV電動(dòng)機總容量為18MW，當母線(xiàn)發(fā)生三相短路時(shí)，其短路電流周期分量的起始值為下列哪項數值?(設系統阻抗為0，KqD取5.5)
A.27.76kA
B.30.84kA
C.39.66kA
D.42.74kA
答案：[D]
解答過(guò)程：根據《火力發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用電設計技術(shù)規定》(DL/T5153—2002)附錄M式(M4)：
(4)發(fā)電機額定功率因數為0.85，最大連續輸出容量為額定容量的1.08倍，高壓工作變壓器的計算容量按選擇高壓工作變壓器容量的方法計算出的負荷為46MVA，按估算廠(chǎng)用電率的原則和方法所確定的廠(chǎng)用電計算負荷為42MVA，試計算并選擇主變壓器容量最小是下列哪項數值?
A.311MVA
B.315MVA
C.335MVA
D.339MVA
答案：[D]
解答過(guò)程：解法1：根據《火力發(fā)電廠(chǎng)設計技術(shù)規程》(DL5000—2000)第13.1.5條：“容量為200MW及以上的發(fā)電機與主變壓器為單元連接時(shí)，該變壓器的容量可按發(fā)電機的最大連續容量扣除一臺廠(chǎng)用工作變壓器的計算負荷和變壓器繞組的平均溫升在標準環(huán)境溫度或冷卻溫度下不超過(guò)65。C的條件進(jìn)行選擇。”故有
(根據條文說(shuō)明第13.1.5條：扣除廠(chǎng)用工作變壓器的計算負荷是指以估算廠(chǎng)用電率的
原則和方法所確定的廠(chǎng)用電計算負荷)。
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