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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火電機組低壓廠變回路從6kV廠用工作段母線引接，該母線短路電流周期分量起始值為28kA。低壓廠變?yōu)橛徒岳涫饺嘧儔浩�，參�?shù)為：Se=1000kVA，Ue=6.3/0.4kV，阻抗電壓Ue=4.5%，接線組別Dyn11，額定負載的負載損耗Pd=10kW。DL1為6kV真空斷路器，開斷時間為60ms;DL2為0.4kV空氣斷路器。該變壓器高壓側至6kV開關柜用電纜連接;低壓側至0.4kV開關柜用硬導體連接，該段硬導體每相阻抗為Zm=(0.15+j0.4)mΩ;中性點直接接地。低壓廠變設主保護和后備保護，主保護動作時間為20ms，后備保護動作時間為300ms。低壓廠變回路接線及布置如圖3-3所示，請解答下列各小題(計算題按最接近數(shù)值選項)。(2011)
(1)若0.4kV開關柜內的電阻忽略，計算空氣斷路器DL2的PC母線側短路時，流過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(shù)值?(變壓器相關阻抗按照《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]
解答過程：根據《電力工程電氣設計手冊電氣一次部分》第4.10節(jié)380V廠用電系統(tǒng)短路電流計算有關公式計算。
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)電廠廠用電設計技術規(guī)定》(DL/T5153一2002)附錄N380V動力中心短路電流實用計算法式(N1)、式
(N2)、式(N3)有
(2)已知環(huán)境溫度40℃，電纜熱穩(wěn)定系數(shù)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]
解答過程：根據《電力工程電纜設計規(guī)范》(GB50217—2007)附錄E式(E.1.1-1)右
分析：本題的難點在于確定短路電流的持續(xù)時間。根據《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》(DL/T5222—2005)第5.0.13條規(guī)定：“對導體(不包括電纜)宜采用主保護動作時間加相應斷路器開斷時間。主保護有死區(qū)時，可采用能對該死區(qū)起作用的后備保護動作時間，并采用相應處的短路電流值;對電器，宜采用后備保護動作時間加相應斷路器的開斷時間。”根據以上規(guī)定可知，對電纜而言，短路電流持續(xù)時間應該取后備保護動作時間加斷路器開斷時問。
(3)下列變壓器保護配置方案符合規(guī)程的為哪項?為什么?
A.電流速斷+瓦斯+過電流+單相接地+溫度
B.縱聯(lián)差動+電流速斷+瓦斯+過電流+單相接地
C.電流速斷+過電流+單相接地+溫度
D.電流速斷+瓦斯+過電流+單相接地
答案：[D]
解答過程：根據《火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定》(DL/T5153—2002)第9.5條規(guī)定，低壓廠用變壓器應裝設下列保護：①縱聯(lián)差動保護：②電流速斷保護;③瓦斯保護;④過電流保護;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]
解答過程：根據《高壓配電裝置設計技術規(guī)程》(DL/T5352—2006)表8.1.3，H值應為無遮攔裸導體至地(樓)面之間的距離，對6kV系統(tǒng)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，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蓄電池對動力負荷供電。兩臺機組的220V直流系統(tǒng)間設有聯(lián)絡線。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(tǒng)蓄電池組選為52只，220V系統(tǒng)蓄電池組選為103只�，F(xiàn)已知每臺機組的直流負荷如下：
UPS120kVA;
電氣控制、保護電源15kW;
熱控控制經常負荷15kW;
熱控控制事故初期沖擊負荷5kW;
熱控動力總電源20kW(負荷系數(shù)取0.6);
直流長明燈3kW;
汽機氫側直流備用泵(起動電流倍數(shù)按2計)4kW;
汽機空側直流備用泵(起動電流倍數(shù)按2計)10kW;
汽機直流事故潤滑油泵(起動電流倍數(shù)按2計)22kW;
6kV廠用低電壓跳閘40kW：
400V低電壓跳閘25kW：
廠用電源恢復時高壓廠用斷路器合閘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(shù))。(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(shù)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(shù)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(shù)值?
(A)663.62A
(B)677.28A
(C)690.01A
(D)854.55A
(4)如該電廠220V蓄電池選用1600Ah，配置單個模塊為25A的一組高頻開關電源，請計算需要的模塊數(shù)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度為25m，求該電纜的截面應為下列哪項數(shù)值?(已知：銅電阻系數(shù)ρ=0.0184Ω·mm2/m)
(A)141.61mm2
(B)184mm2
(C)283.23mm2
(D)368mm2
答案及解析：
(1)答案：[D]
解答過程：根據《電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程》(DL/T5044—2004)第B.1.3條規(guī)定：
(2)答案：[C]
解答過程：根據《電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程》(DL/T5044—2004)第5.1.1條規(guī)定：“控制負荷包括：電氣和熱工的控制、信號、測量和繼電保護、自動裝置等負荷;而動力負荷包括：各類直流電動機斷路器電磁操動的合閘機構、交流不問斷電源設備的裝置、遠動、通信裝置的電源和事故照明等負荷。經常負荷是指在直流系統(tǒng)正常和事故工況下均應可靠供電的負荷，典型經常負荷應包括以下內容：長明燈;連續(xù)運行的直流電動機;整流器或逆變器;指示燈和光字牌：連續(xù)勵磁的線圈;通信系統(tǒng)等。”
為此，本題首先統(tǒng)計110V所帶的正常負荷：
電氣控制、保護電源：15kW
熱控控制經常電源：15kW
勵磁控制：1kW
變壓器風冷控制：1kW
對于這4種共計32kW的負荷，根據表5.2.4，取負荷系數(shù)為0.6，可得
分析：本題的關鍵在于正確統(tǒng)計110V所帶正常負荷。負荷統(tǒng)計表見表11-2。
(3)答案：[B]
解答過程：直流負荷統(tǒng)計表見表11-3。
220V的動力負荷：
UPS120kW負荷系數(shù)為0.6
熱控動力總電源20kW，負荷系數(shù)為0.6
直流長明燈3kW，負荷系數(shù)為1.0
汽機氫側直流備用泵4kW，負荷系數(shù)為0.8
汽機空側直流備用泵10kW，負荷系數(shù)為0.8汽機直流事故潤滑油泵22kW，負荷系數(shù)為0.9總負荷電流為
分析：本題的關鍵在于弄清楚控制負荷和動力負荷的區(qū)分。
(4)答案：[D]
解答過程：1)根據《電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程》(DL/T5044—2004)附錄C.2中c.2.1高頻開關電源模塊配置和數(shù)量選擇，方式l：每組蓄電池配置一組高頻開關電源模塊，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(shù)量不為整數(shù)時，可取臨近值。故本題選D。
答案：[D]
解答過程：1)根據《電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程》(DL/T5044—2004)附錄D知，電纜截面應按電纜長期允許載流量和回路允許電壓降兩個條件選擇。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(tǒng)設計技術規(guī)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(guī)程規(guī)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接入廠內220kV配電裝置，220kV采用雙母線接線，有二回負荷線和二回聯(lián)絡線。按照最終規(guī)劃容量計算的220kV母線三相短路電流(起始周期分量有效值)為30kA，動穩(wěn)定電流為81kA;高壓廠用變壓器為一臺50/25-25MVA的分裂變，半穿越電抗Ud=16.5%，高壓廠用母線電壓為6.3kV。請按各小題假設條件回答下列問題。(2011)
(1)本工程選用了220kVSF6斷路器，其熱穩(wěn)定電流為40kA、3s，負荷線的短路持續(xù)時間為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]
解答過程：根據《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》(DL/T5222—2005)式(F6.2)有
(2)發(fā)電機額定電壓為20kV，中性點采用消弧線圈接地，20kV系統(tǒng)每相對地電容為0.45μF.消弧線圈的補償容量應選擇下列哪項數(shù)值?(過補償系數(shù)K取1.35，欠補償系數(shù)K取0.8)
A.26.1kVA
B.45.17kVA
C.76.22kVA
D.78.24kVA
答案：[B]
解答過程：1)根據《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》(DL/T5222—2005)第18.1.4條式(18.1.4)有
(3)每臺機6.3kV母線分為A、B二段，每段接有6kV電動機總容量為18MW，當母線發(fā)生三相短路時，其短路電流周期分量的起始值為下列哪項數(shù)值?(設系統(tǒng)阻抗為0，KqD取5.5)
A.27.76kA
B.30.84kA
C.39.66kA
D.42.74kA
答案：[D]
解答過程：根據《火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定》(DL/T5153—2002)附錄M式(M4)：
(4)發(fā)電機額定功率因數(shù)為0.85，最大連續(xù)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，按估算廠用電率的原則和方法所確定的廠用電計算負荷為42MVA，試計算并選擇主變壓器容量最小是下列哪項數(shù)值?
A.311MVA
B.315MVA
C.335MVA
D.339MVA
答案：[D]
解答過程：解法1：根據《火力發(fā)電廠設計技術規(guī)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，該變壓器的容量可按發(fā)電機的最大連續(xù)容量扣除一臺廠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65。C的條件進行選擇。”故有
(根據條文說明第13.1.5條：扣除廠用工作變壓器的計算負荷是指以估算廠用電率的
原則和方法所確定的廠用電計算負荷)。
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