2010年注册电气工程师发输变电专业考试专业案例第二天上午考试试题及答案.pdf

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1、2010 年注册电气工程师考试案例解析（上） 题 1-5 某 220kV 变电所，原有 2 台 120MVA 主变，主变侧电压为220/110/35kV ，220kV 为户外管 母中型布置，管母线规格为 100/90 ；220kV 、110kV 为双母线接线， 35kV 为单母线分段接线，根 据负荷增长的要求，计划将现有2 台主变更换为 180MVA （远景按 3 180MVA 考虑） 1、根据系统计算结果， 220kV母线短路电流已达35kA，在对该管型母线进行短路下机械强度计算时， 请判断须按下列哪项考虑，并说根据。C A 自重、引下线重、最大风速 B 自重、引下线重、最大风速和覆冰 C

2、自重、引下线重、短路电动力和50% 最大风速且不小于15m/s 风速 D 引下线重、自重、相应震级的地震力和25% 最大风速 解答： 根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005 第 7.3.5 条及表 7.3.5，可知答案为 C；或根据电 力工程电气设计手册 ?电气一次部分表8-17，答案也为 C。 2、已知现有 220kV 配电装置为铝镁系（ LDRE ）管母线，在计及日照（环境温度35，海拔 1000 米 以下）条件下，若远景220kV母线最大穿越功率为800MVA ，通过计算判断下列哪个正确？B A 现有母线长期允许载流量2234A，不需要更换 B 现有母线长期允许载流量194

3、4A，需要更换 C 现有母线长期允许载流量1966A，需要更换 D 现有母线长期允许载流量2360A，不需要更换 解答： 根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005 第 7.1.5 条、表 D.2 及 D.11，LDRE 管母线规格 100/90 ，最高允许温度为 +80的载流量 AI xu 2234 ，海拔 1000 米以下，实际环境温度35的 综合校正系数 k 为 0.87，修正后 AIkI xuxu 1944223487.0 。已知母线的最大传越功率， 则母线持续工作电流为 2100 2203 800 3 xu N N g IA U S I ，所以需要更换。 3、变电所扩建后，

4、 35kV出线规模增加，若该35kV系统总的单相接地故障电容电流为22.2A，且允许 短时单相接地运行，计算35kV中性点应选择下列哪种接线方式？D A 35kV 中性点不接地，不需装设消弧线圈 B 35kV 中性点经消弧线圈接地，消弧线圈容量：450kVA C 35kV 中性点经消弧线圈接地，消弧线圈容量：800kVA D 35kV 中性点经消弧线圈接地，消弧线圈容量：630kVA 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 第 3.1.2 条，可知系统应采用消弧线 圈接地方式；又根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005 第 18.1.4 条、式 18

5、.1.4，补偿容 量为 3 N C U KIQ ，根据 18.1.6 条，可知本系统应采用过补偿方式，系数K 取 1.35，得补偿容量 kVA U KIQ N C 6.605 3 35 2.2235. 1 3 ，取 630kVA 4、 该变电所选择 220kV母线三相短路电流为38kA， 若 180MVA 主变阻抗为%14% 21 UK，%8% 32 UK， %23% 13 UK。110kV、35kV侧均为开环且无电源，请计算该变电所110kV母线最大三相短路电流为 （MVASB100，kVkVUB121/230）D A 5.65kA B 8.96kA C 10.49kA D 14.67kA

6、解答 根据电力工程电气设计手册?电气一次部分第四章“短路电流计算”，第 4-10 式，从已知系统短路 容量 “ d S ，可求出系统的组合电抗标么值： 0066.0 38230732.1 100 “ * d j S S X ；又根据电力工 程电气设计手册?电气一次部分第四章“短路电流计算”，表 4-2，变压器的标么值为： 5.1482314 2 1 % 2 1 % 3213211 UKUKUKUK 5.023814 2 1 % 2 1 % 1332212 UKUKUKUK 5.814823 2 1 % 2 1 % 2113323 UKUKUKUK 0806.0 180 100 100 5.14

7、 100 % 1 1 e j S SUK x 0028.0 180 100 100 5.0 100 % 2 2 e j S SUK x 0472.0 180 100 100 5.8 100 % 3 3 e j S SUK x 本题短路点在 110kV 母线， 35kV 侧开环且无电源，故总的电抗标么值为： 03257.0 3 0028.00806.0 0066.0 3 21 * xx XX 显然，本题的系统侧可视为无穷大系统。根据电力工程电气设计手册?电气一次部分第四章“短路 电流计算” ，第 4.4 节公式 4-20： 4772.0 1213 100 3 B B j U S I 则 kA X

8、 I I j d 65.14 03257.0 4772.0 。 5、该变电所现有 35kV，4 组 7.5MVar 并联电容器，更换为2 台 180MVA 主变后，请根据规程说明下列 电容器配置中，哪项是错的。B A 容量不满足要求，增加2 组 7.5MVar 电容器 B 容量可以满足要求 C 容量不满足要求，更换为6 组 10MVar电容器 D 容量不满足要求，更换为6 组 15MVar电容器 解答 根据并联电容器装置设计规范GB50227-2008 条文说明第3.0.2 条，电容器容量按主变容量的 10%30% 确定。即： TT SQS%30%10 MVarQ Q 10836 1802%3

9、01802%10 现有容量 MVar3045.7 ，所以还需要的补偿容量范围为： MVarQ876 需要 ，所以选 B。 题 6-10 建设在海拔 2000 米、污秽等级为级的220kV 屋外配电装置，采用双母线接线，有2 回进 线，2 回出线，均为架空线路。 220kV 为有效接地系统，其主接线如图： 6、请根据计算母线氧化锌避雷器保护电气设备的最大距离（除主变外）。D A 165m B 195m C 223m D 263m 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 第 7.3.4 条，b）款及表 12：金属氧 化物避雷器与主变压器间的最大电气距离可参照表12

10、确定。 对其他电器的最大距离可相应增加35% 。 即 m263%351195 ，选 D 7、图中电气设备的外绝缘当在海拔1000m以下试验时，其耐受电压为：B A 相对地雷电冲击电压耐压950kV，相对地工频耐受电压395kV B 相对地雷电冲击电压耐压1055kV，相对地工频耐受电压438.5kV C 相对地雷电冲击电压耐压1050kV，相对地工频耐受电压460kV D 相对地雷电冲击电压耐压1175kV，相对地工频耐受电压510kV 解答 根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005 第 6.0.8 条规定，对安装在海拔高度超过1000m 地区的电器外绝缘应予校验。当海拔高度在40

11、00m 以下时，其试验电压应乘以系数K，系数 K 的计 算公式如下： 10000 1.1 1 H K 本例系数 K 为 11.1 10000 2000 1.1 1 10000 1.1 1 H K 根据该规程附录 B 表 B.1 或交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 表 19，得： 220kV 系统相对地雷电冲击电压耐压950kV ，相对地工频耐受电压395kV ，再乘以系数K，可得选 项 B 为正确答案。 8、假设图中变压器容量为240MVA ，最大负荷利用小时数T=5000小时，成本电价为0.2 元/kWh，主 变 220kV侧架空线采用铝绞线，按经济电流密度选择截

12、面为：C A 2400mm 2 B 2500mm 2 C 2630mm 2 D 2800mm 2 解答 根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005 图 E.6，根据最大负荷利用小时数T=5000 小时， 成本电价为 0.2 元/kWh，主变 220kV 架空线采用铝绞线这些信息，得经济电流密度为0.46Amm2 ， 根据电力工程电气设计手册?电气一次部分表6-3，主变回路持续工作电流为1.05 倍变压器额定 电流，可得 AI g 660 2203 240 05.1 在根据式 8-2 的 2 8.1434 46.0 660 mmSj 又根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-200

13、5 第 7.1.6 条，当无合适规格导体时，导体面积 可按经济电流密度计算截面的相邻下一档选取。 9、配电装置内母线耐张绝缘子采用XPW-160 （每片的几何爬电距离为450mm ） ，爬电距离有效系数为 1，请计算按工频电压的爬电距离选择每串的片数为：D A 14 B 15 C 16 D 18 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 第 10.2.1 条或电力工程电气设计 手册 ?电气一次部分第 6-7 节第四部分，由工频电压爬电距离要求的线路每串绝缘子片数应符合下 式要求： 0 LK U m e m ； 又由高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选

14、择标准GB/T16434-1996 表 2，可 知级污秽区 220kV 变电所爬电比距=2.5cm/kV ，所以 14 451 2525.2 0 LK U m e m 。 又由 110500kV 架空送电线路设计技术规程DL/T5092-1999 第 9.0.4 条，通过污秽地区的送电 线路，耐张绝缘子串的片数按9.0.3 选择以达到 9.0.2 条规定的片数时， 可不再比悬垂绝缘子串增加。 第 9.0.5 条，在海拔高度为 10003500m 的地区，绝缘子串的片数，如无运行经验时，可按下式确定 11.01Hnnh ，即 4.15121. 0114 h n 又根据导体与电器选择技术规定DL/

15、T5222-2005 第 21.0.9 条第 3 款，选择悬式绝缘子应考虑绝 缘子的老化，每串绝缘子要预留零值绝缘子。220kV 耐张串预留 2 片，所以本例每串绝缘子的片数 为 18。 10、图中变压器中性点氧化锌避雷器持续运行电压和额定电压为哪个？B A 持续运行电压 0.13Um，额定电压为 0.17Um B 持续运行电压 0.45Um，额定电压为 0.57Um C 持续运行电压 0.64Um，额定电压为 0.8Um D 持续运行电压 0.58Um，额定电压为 0.72Um 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 第 5.3.4 条和表 3，氧化锌避雷器持

16、 续运行电压和额定电压为0.45Um 和 0.57Um 。 题 11-15 某 220kV 变电所，所址环境温度35，大气污秽级，海拔1000m ，所内的 220kV 设备 用普通敞开式电器，户外中型布置，220kV 配电装置为双母线，母线三相短路电流25kA，其中一回 接线如图，最大输送功率200MVA ，回答下列问题。 11、此回路断路器、隔离开关持续电流为：B A 52.487A B 524.87A C 787.3A D 909A 解答 根据电力工程电气设计手册?电气一次部分 第 6-1 节表 6-3，回路持续工作电流为线路最大负荷电 流，即 A U S I e g 87.524 220

17、3 1000200 3 。又根据本节二、技术条件2.电流 ，选用的电器额定 电流 Ie 不得低于所在回路在各种可能运行方式下的持续工作电流Ig，即 AII ge 87.524 12、如果此回路是系统联络线，采用LW12-220 SF6单断口磁柱式断路器，请计算磁套对地爬电距离 和断口间爬电距离不低于哪项？C A 500cm 550cm B 630cm 630cm C 630cm 756cm D 756cm 756cm 解答 根据高压架空线路和发电厂、 变电所环境污区分级及外绝缘选择标准GB/T16434-1996 表 2，得： =2.5cm/kV ，磁套对地绝缘爬电距离 cmUL m 6302

18、525. 2 ，根据导体与电器选择技 术规定 DL/T5222-2005 9.2.13 条，当断路器起联络作用时，其断口的公称爬电比距与对地公称爬 电比距之比，应选取较大的数值，一般不低于1.2。即断口间爬电距离为1.2L=1.2 630=756cm 。 13、如某回路 220kV母线隔离开关选定额定电流为1000A，它应具备切母线环流能力是：当开合电压 300V，开合次数 100 次，其开断电流应为哪项？C A 500A B 600A C 800A D 1000A 解答 根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005 第 11.0.9 条及条文说明，一般隔离开关的关断电 流为 0.8I

19、e，即 0.8Ie=0.8 1000A=800A 。 14、 如 220kV的母线隔离开关选用单柱垂直开启式， 则在分闸状态下动静触头的最小电气距离不小于： C A 1800mm B 2000mm C 2550mm D 3800mm 解答 根据高压配电装置设计技术规程DL/T 5352-2006 第 7.3.3 条规定，单柱垂直开启式隔离开关在 分闸状态下，动静触头间的最小电气距离不应小于配电装置的最小安全净距B1 值。根据表 8.1.1 得 B1=2550mm 。 15、220kV变电所远离发电厂， 220kV母线三相短路电流为25kA，220kV配电设备某一回路电流互感 器的一次额定电流为

20、1200A ，请计算电流互感器的动稳定倍数应大于：B A 53 B 38 C 21 D 14.7 解答 根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005 附录 F.4.1 及表 F.4.1，得冲击电流 kAIKi chch 64.63258.122 根据本规程第 15.0.1 条及条文说明，动稳定倍数 5.37 12002 100064.63 2 1n ch d I i K 题 16-20 某 220kV 变电所，总占地面积为 12000m2（其中接地网的面积为10000m2 ） ，220kV 为有 效接地系统，土壤电阻率为100m，接地短路电流为10kA ，接地故障电流持续时间为2s，工

21、程中 采用钢接地线作为全所主接地网及电气设备的接地（钢材的热稳定系数取70） 。试根据上述条件计算 下列各题： 16、220kV系统发生单相接地时， 其接地装置的接触点位差和跨步点位差不应超过下列哪组数据：C A 55V、70V B 110V、140V C 135V、173V D 191V、244V 解答 根据 交流电气装置的接地DL/T 621-1997 第 3.4 条、 a） 款：110kV 及以上有效接地系统和635kV 低电阻接地系统发生单相接地或同点两相接地时，发电厂、变电所接地装置的接触电位差和跨步电位 差不应超过下列数值： V t f U V t f U s t 173 2 10

22、07.01747. 0174 135 2 10017. 017417. 0174 17、在不考虑腐蚀的情况下， 按热稳定计算电气设备的接地线选择下列哪种规格是较合适的？（短路 的等效持续时间为1.2s ）A A 404mm 2 B 406mm 2 C 504mm 2 D 506mm 2 解答 根据交流电气装置的接地DL/T 621-1997 附录 C，C1 款：根据热稳定条件，未考虑腐蚀时，接 地线的最小截面应符合下式要求： 2 1562.1 70 10000 mmt c I S e g g 。 18、计算一般情况下，变电所电气装置保护接地的接地电阻不大下列哪项数值：A A 0.2 B 0.5

23、 C 1D 2 解答 根据交流电气装置的接地DL/T 621-1997 第 5.1.1 条，第 a）款：有效接地和低电阻接地系统中 发电厂、变电所电气装置保护接地的接地电阻宜符合下列要求：1）一般情况下，接地装置的接地电 阻应符合下式要求 2.0 10000 20002000 I R 。 19、采用简易计算方法，计算该变电所采用复合式接地网，其接地电阻为：B A 0.2 B 0.5 C 1D 4 解答 根据交流电气装置的接地DL/T 621-1997 附录 A，表 A2，复合式接地网接地电阻的简易计算式 为： 5. 0 10000 100 5.05.0 S R 20、如变电所采用独立避雷针，作

24、为直接防雷保护装置其接地电阻值不大于：A A 10B 15C 20D 25 解答 根据交流电气装置的接地DL/T 621-1997 ，第 5.1.2 条：独立避雷针（含悬挂独立避雷线的架构） 的接地电阻。在土壤电阻率不大于500m 的地区不应大于10。 题 21-25 某 500kV 架空线送电线路设双地线，具有代表性的铁塔为酒杯塔，塔的全高为45m，导线 为 4 分裂 LGJ-500/45 （直径 d=30mm ）钢芯铝绞线，采用28 片 XP-160 （H=155）悬垂绝缘子串， 线间距离为 12m，地线为 GJ-100 型镀锌钢绞线 （直径 d=15mm ） ，地线对边相导线的保护角为1

25、00， 地线平均高度为 30m。请解答下列各题。 21、若地线的自波阻抗为540，两地线的互波阻抗为70，两地线与边导线的互波阻抗分别为55 和 100，计算两地线共同对该边导线的几何耦合系数应为下列哪项数值？C A 0.185 B 0.225 C 0.254 D 0.261 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 ，附录 C3 的公式 C7，得： 254. 0 70540 10055 1211 2313 3,12 ZZ ZZ k 22、若两地线共同对边导线的几何耦合系数为0.26，计算电晕下耦合系数为 （在雷直击塔顶时）：A A 0.333 B 0.325 C

26、 0.312 D 0.260 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 附录 C3 及表 C1：导线和避雷线间 的耦合系数 k 因电晕效应而增大，可按下式计算： 333. 026.028. 1 01k kk 23、若该线路所在地区雷电日为40，两地线水平距离20m ，请计算线路每 100km每年雷击次数为： D A 56 B 50.6 C 40.3 D 39.2 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 附录 C5：Td=40 的地区避雷线或导 线平均高度为 h 的线路，每 100km 每年的雷击次数为： 2.393042028.04

27、28.0hbNL 24、若该线路所在地区为山区，请计算线路的绕击率为：D A 0.076% B 0.194% C 0.245% D 0.269% 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 附录 C8，公式 C19，可得： 57.235. 3 86 4510 35. 3 86 lg t h P，得%269.0 P。 25、为了使线路在平原地区的绕击率不大于0.10%，请计算当杆塔高度为55m ，地线对边相导线的保 护角应控制在多少以内？C A 4.06 B 10.44 C 11.54 D 12.65 解答 根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T 620-1997 附录 C8，公式 C18，可得： 9.3 86 lg t h P ，得 %1.010 9. 3 86 t h P ，得 54.11 。