注册电气工程师考试案例解析上.doc

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2011年注册电气工程师考试案例解析（上）

专业案例题（共25题，每题2分）

题1-5：

某电网规划建设一座220kV变电所，安装2台主变，三侧电压为220/110/10kV。

220kV、110kV为双母线接线，10kV为单母线分段接线。

220kV出线4回，10kV电缆出线16回，每回长2km。

110kV出线无电源。

电气主接线如下图所示，请回答下列问题。

1.如该变电所220kV屋外配点装置采用Φ120/110[铝镁系（LDRE）]管形母线，远景220kV母线最大穿越功率为900MVA，在计及日照（环境温度35℃、海拔高度1000m以下）条件下，请计算220kV管母长期允许载流量最接近下列哪项数值？

是否满足要求？

并说明理由。

（A）2317A，不满足要求

（B）2503A，满足要求

（C）2663A，满足要求

（D）2831A，满足要求

答案：

[A]

解答过程：

根据《导体和电器选择设计技术规定DL/T5222-2005》附录D，表D.2：

铝镁系（LDRE）Φ120/110管形母线最高允许温度+80℃时的载流量为2663A，根据本规定7.1.5条及附录D，表D.11，综合校正系数为0.87，校正后的母线载流量为I=2663*0.87=2317A。

母线远景最大持续工作电流为，母线载流量小于远景最大持续工作电流，因此母线载流量不满足要求。

2.220kV线路采用架空钢铝绞线，（导线最高允许温度为+70℃、环境温度为25℃），导线参数如下表。

若单回线路最大输送容量为550MW（功率因数为0.95），请计算并合理选择导线为下列哪一种？

导线截面（）

长期允许电流（A）

400

845

2×300

710×2

2×400

845×2

2×630

1090×2

（A）2×300

（B）2×400

（C）400

（D）2×630

答案：

[B]

解答过程：

220kV最大负荷电流

3.若主变高压侧并列运行，为限制该变电所10kV母线短路电流，需采取相应措施。

以下哪种措施不能有效限制10kV母线短路电流？

为什么？

（A）提高主变阻抗

（B）10kV母线分列运行

（C）在主变低压侧加装串联电抗器

（D）110kV母线分列运行，10kV母线并列运行

答案：

[D]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册1》第4-1节，ABC都符合可采取的限流措施。

《电力系统设计手册》

4.请计算该变电所10kV系统电缆线路单相接地电容电流应为下列哪项数值？

（A）2A

（B）32A

（C）1.23A

（D）320A

答案：

[B]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册1》第16-1节，式（16-1）

5.该变电所10kV侧采用了YN，d结线的三相接地变压器，且中性点经电阻接地，请问下列哪项接地变压器容量选择要求是正确的？

为什么？

（注：

为接地变压器额定容量；位接地电阻额定容量）

（A）

（B）

（C）

（D）

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》18.3.4，式18.3.4-3

题6-10：

某110kV变电所装有两台三卷变压器，额定容量为120/120/60MVA，额定电压110/35/10kV，阻抗为=9.5%、=28%、=19%。

主变110kV、35kV侧均为架空进线，110kV架空出线至2km之外的变电所（全线有避雷线），35kV和10kV为负荷线，10kV母线上装设有并联电容器组，其电气主接线图如下图所示。

图中10kV配电装置距主变压器1km，主变10kV侧采用3×185铜芯电缆接10kV母线，电缆单位长度电阻为0.103Ω/km，电抗为0.069Ω/km。

功率因数=0.85。

请回答下列问题。

（计算题按最接近数值选项）

6.请计算图中110kV母线氧化锌避雷器最大保护的电气距离为下列哪项数值？

（主变压器除外）

（A）165m

（B）223m

（C）230m

（D）310m

答案：

[D]

解答过程：

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》7.3.4与表12，本题110kV金属氧化物避雷器与主变压器之间的最大电气距离为230m，对其他电器的最大距离增加35%，即230×1.35=310.5m。

7.假设图中主变压器最大年利用小时数为4000小时，成本按0.27元/kwh，经济电流密度取0.455，主变110kV侧架空导线采用铝绞线，按经济电流密度选择的导线截面应为：

（A）2×400

（B）2×500

（C）2×630

（D）2×800

答案：

[C]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册1》P232，表6-3，主变110kV侧持续工作电流：

又根据《导体和电器选择设计技术规定DL/T5222-2005》附录E，导体截面：

又根据本规定7.1.6：

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，因此选C。

8.请校验10kV配电装置至主变压器电缆末端的电压损失最接近下列哪项数值？

（A）5.25%

（B）7.8%

（C）9.09%

（D）12.77%

答案：

[B]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册1》P232，表6-3，主变10kV侧持续工作电流：

又根据《电力工程电气设计手册1》P940，第17-1节，式（17-6）：

9.假设10kV母线上电压损失为5%，为保证母线电压正常为10kV，补偿的最大容性无功容量最接近下列哪项数值？

（A）38.6Mvar

（B）46.1Mvar

（C）68.8Mvar

（D）72.1Mvar

答案：

[C]

解答过程：

根据《电气工程电力设计手册1》第9-2节，式（9-4）

，依题意，=9.5kV，=0.5kV，=0.069Ω

则

10.上图中，取基准容量Sj=1000MVA，其110kV系统正序阻抗标么值为0.012，当35kV母线发生三相短路时，其归算至短路点的阻抗标幺值最接近下列哪项？

（A）1.964

（B）0.798

（C）0.408

（D）0.399

答案：

[C]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册•电气1》第四章，表4-2，变压器的标么值为：

本题短路点在35kV母线，故总的电抗标么值为：

题11-15：

某发电厂（或变电所）的220kV配电装置，地处海拔高度3000m，盐密0.18，采用户外敞开式中型布置，构架高度为20m，220kV采用无间隙金属氧化物避雷器和避雷针作为雷电过电压保护。

请回答下列各题。

（计算保留二位小数）

11.请计算该220kV配电装置无遮栏裸导体至地面之间的距离应为下列哪项数值？

（A）4300mm

（B）4680mm

（C）5125mm

（D）5375mm

答案：

[B]

解答过程：

根据《高压配电装置设计技术规程DL/T5352-2006》8.1.1及表8.1.1，220kV配电装置无遮栏裸导体至地面之间的距离为4300mm。

因本变电所海拔高度为3000m，依据附录B，海拔3000m的A1值为2180，修正值为380，所以220kV配电装置无遮栏裸导体至地面之间的距离为4680m。

12.该配电装置母线避雷器的额定电压和持续运行电压应选择下列哪组数据？

依据是什么？

（A）165kV、127.02kV

（B）172.5kV、132.79kV

（C）181.5kV、139.72kV

（D）189kV、145.49kV

答案：

[D]

解答过程：

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》5.3.4及表3、表19：

无间隙氧化物避雷器持续运行电压和额定电压分别为、，即252/1.732=145.49kV、0.75×252=189kV。

13.该220kV系统工频过电压一般不超过下列哪一组数值？

依据是什么？

（A）189.14kV

（B）203.69kV

（C）327.6kV

（D）352.8kV

答案：

[A]

解答过程：

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》4.1.1，b）：

对范围Ⅰ中的110kV及220kV系统，工频过电压一般不超过1.3p.u=1.3×=1.3×252/1.732=189.14kV。

14.该配电装置防直击雷保护采用在构架上装设避雷针的方式，当需要保护的设备为10m，要求保护半径不小于18m时，计算需要增设的避雷针最低高度应为下列哪项数值？

（A）5m

（B）6m

（C）25m

（D）26m

答案：

[B]

解答过程：

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》5.2.1，由题意，知：

=10m、≥18m，先假设h≤30m，则P=1

显然<0.5h，根据式（6），得：

，因为避雷针安装在构架上，构架高20m，所以需增设的避雷针最低高度为6m。

15.计算该220kV配电装置中的设备外绝缘爬电距离应为下列哪项数值？

（A）5000mm

（B）5750mm

（C）6050mm

（D）6300mm

答案：

[D]

解答过程：

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》4.6及表1，由题意，本变电所地区盐密0.18，所以本变电所污级为Ⅲ级。

Ⅲ级220kV变电所爬电比距为2.5cm/kV。

得爬电距离L=252×2.5=6300mm。

题16-20：

某火力发电厂，在海拔1000m以下，发电机变压器组单元接线如下图所示。

设、分别为、点短路时流过DL的短路电流，已知远景最大运行方式下，的交流分量起始有效值为36kA不衰减，直流分量衰减时间常数为45ms；的交流分量起始有效值为3.86kA，衰减时间常数为720ms，直流分量衰减时间常数为260ms。

请解答下列各题（计算题按最接近数值选项）

16.若220kV断路器额定开断电流50kA，或点短路时主保护动作时间加断路器开断时间均为60ms。

请计算断路器应具备的直流分断能力及当点短路时需要开断的短路电流直流分量百分数最接近下列哪组数值？

（A）37.28%、86.28%

（B）26.36%、79.38%

（C）18.98%、86.28%

（D）6.13%、26.36%

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》第9.2.5条及条文说明：

当断路器安装地点的短路电流直流分量不超过断路器额定短路开断电流幅值的20%时，额定短路开断电流仅由交流分量来表征，不必校验断路器的直流分断能力。

如果短路电流直流分量超过20%时，应与制造厂协商，并在技术协议中明确所要求的直流分量百分数。

又根据《高压交流断路器订货技术条件DL/T402-2007》4.101.2条

显然d1点短路电流大，所以断路器应具备的直流分量短路能力为；

17.试计算接地开关GD应满足的最小动稳定电流最接近下列哪项数值？

（A）120kA

（B）107kA

（C）104kA

（D）94kA

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》附录F.4，式F.4.1-1，

18.图中变压器中性点回路NCT变比宜选择下列哪项？

为什么？

（A）100/5

（B）400/5

（C）1200/5

（D）4000/5

答案：

[B]

解答过程：

根据《导体和电器选择设计技术规定DL/T5222-2005》第15.0.6条，取30%变压器额定电流。

19.主变压器区域内有一支42m高独立避雷针，主变至220kV配电装置架空线在附近经过，高度为14m。

计算该避雷针与220kV架空线间的空间最小距离最接近下列哪项数值？

（已知避雷针冲击电阻为12Ω，不考虑架空线风偏）

（A）1.8m

（B）3.0m

（C）3.8m

（D）4.6m

答案：

[C]

解答过程：

根据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合DL/T620-1997》7.1.11，式（15）

20.已知每相对地电容：

，，发电机定子绕组；忽略封闭母线和变压器的电容。

中性点接地变压器TE的变比n=85。

请计算发电机中性点接地变压器二次侧电阻的值最接近下列哪项？

（A）0.092Ω

（B）0.159Ω

（C）0.477Ω

（D）1149Ω

答案：

[B]

解答过程：

根据《电力工程电气设计手册1》第3-4节，式（3-1）

根据《导体和电器选择设计技术规定DL/T5222-2005》18.2.5，式18.2.5-4

题21-25：

500kV单回架空送电线路，4分裂相导线，导线分裂间距为450mm，三相导线水平排列，间距12m，导线直径为26.82mm。

21.导线的表面系数取0.82，计算导线的临界起始电晕电位梯度最接近下列哪项值？

（不计海拔高度的影响）

（A）3.13MV/m

（B）3.81MV/m

（C）2.94MV/m

（D）3.55MV/m

答案：

[A]

解答过程：

对平行导线，常温常压下，其临界电场强度最大值为：

22.欲用4分裂导线，以经济电流密度J=0.9A/，功率因数0.95，输送有功功率1200MW，算出一根子导线的铝截面最接近下列哪项数值？

（A）702

（B）385

（C）405

（D）365

答案：

[C]

解答过程：

导线截面

因欲用四分裂导线，所以子导线的铝截面为S/4=405。

23.请计算相导线间几何均距为下列哪项值？

（A）12m

（B）15.1m

（C）13.6m

（D）14.5m

答案：

[B]

解答过程：

三相水平布置导线的几何平均距离为：

24.线路的正序电抗为0.31Ω/km，正序电纳为s/km，请计算线路的波阻抗最接近下列哪项数值？

（A）258.2Ω

（B）66.7Ω

（C）387.3Ω

（D）377.8Ω

答案：

[A]

解答过程：

根据《电力工程高压送电线路设计手册第二版》第二章第一节，式（2-1-41）

25.线路的波阻抗=250Ω，请计算线路的自然功率最接近下列哪项数值？

（A）1102.5MW

（B）970.8MW

（C）858.6MW

（D）1000.0MW

答案：

[D]

解答过程：

根据《电力工程高压送电线路设计手册第二版》第二章第一节，式（2-1-42）

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