2020年注冊(cè)電氣工程師發(fā)輸變電專業(yè)案例上午真題及答案詳解

2020年發(fā)輸變電專業(yè)案例上午真題題1-4：某電廠建設(shè)2×350MW燃煤汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)機(jī)組采用發(fā)電機(jī)-變壓器（以下稱主變）組單元接線，通過(guò)主變升壓接至廠內(nèi)220kV配電裝置，220kV配電裝置的電氣主接線為雙母線接線，220kV配電裝置采用屋外敞開(kāi)式中型布置，電廠通過(guò)雙回220kV架空線路接至附近某一變電站。發(fā)電機(jī)額定功率Pe=350MW、額定電壓Un=20kV。請(qǐng)分析計(jì)算并解答下列各小題。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用高電阻接地，接地故障清除時(shí)間大于10s，發(fā)電機(jī)出口設(shè)置金屬氧化物避雷器（以下簡(jiǎn)稱MOA），根據(jù)相關(guān)規(guī)程，計(jì)算確定該避雷器的持續(xù)電壓和額定電壓宜取下列哪組數(shù)值？A、20kV，25kV B、20.8kV，26kV C、24kV，26kV D、24kV，30kV某電廠海拔高度為0m，發(fā)電機(jī)定子繞組沖擊試驗(yàn)電壓值（峰值）取交流工頻試驗(yàn)電壓峰值，發(fā)電機(jī)采用高電阻接地，發(fā)電機(jī)出口MOA靠近發(fā)電機(jī)端子布置，根據(jù)相關(guān)規(guī)程，發(fā)電機(jī)與避雷器絕緣配合采用確定性法，計(jì)算該避雷器的標(biāo)稱放電電流和殘壓宜取下列哪組數(shù)值？A、2.5kA，41.4kV B、2.5kA，46kV C、5kA，41.4kV D、5kA，46.4kV電廠220kV配電裝置的兩組母線均設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)特性的MOA，主變額定總量420MVA、額定電壓242kV，主變采用標(biāo)準(zhǔn)絕緣水平，主變至220kV配電裝置均采用架空導(dǎo)線，電廠每回220kV線路均能送出2臺(tái)機(jī)組的輸出功率，當(dāng)主變至MOA間的電氣距離最大不大于下列哪個(gè)值時(shí)，主變高壓端可不裝設(shè)MOA？并說(shuō)明理由。A、90m B、125m C、140m D、195m若電廠海拔高度為2500m，主變高壓側(cè)裝設(shè)MOA，其殘壓為520kV，請(qǐng)計(jì)算確定主變標(biāo)準(zhǔn)額定雷電沖擊耐受電壓宜選下列哪項(xiàng)數(shù)值？A、750kV B、850kV C、950kV D、1050kV題5-7：直流電壓220V，直流控制負(fù)荷與動(dòng)力負(fù)荷合并供電，直流系統(tǒng)負(fù)荷由2組閥控式密封鉛酸蓄電池（膠體）、3套高頻開(kāi)關(guān)電源模塊充電裝置供電，不設(shè)端電池，單體蓄電池的額定電壓為2V，事故放電終止電壓為1.87V，電站設(shè)有柴油發(fā)電機(jī)組作為保安電源，交流不停電電源USP中直流系統(tǒng)取電，請(qǐng)分析計(jì)算并解答下列各小題。假設(shè)直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)如下表，事故持續(xù)放電時(shí)間為2h，請(qǐng)按階梯計(jì)算法，計(jì)算每組蓄電池容量應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？直流負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表序號(hào)負(fù)荷名稱負(fù)荷容量（kW）備注1控制和保護(hù)負(fù)荷12.52監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)荷23勵(lì)磁控制負(fù)荷14高壓斷路器跳閘14.35高壓斷路器自投0.55電磁操動(dòng)合閘機(jī)構(gòu)6直流應(yīng)急照明157直流應(yīng)急照明（UPS）2×10從直流系統(tǒng)取電A、600Ah B、700Ah C、800Ah D、900Ah假設(shè)每組蓄電池容量為900Ah，直流經(jīng)常負(fù)荷為90A，充電裝置選用額定電流為25A的高頻開(kāi)關(guān)充電模塊，請(qǐng)計(jì)算充電模塊的數(shù)量應(yīng)取下列哪項(xiàng)？A、7 B、8 C、9 D、10假設(shè)直流負(fù)荷采用分層輻射形供電，直流柜至直流分電柜電纜長(zhǎng)度為80m，計(jì)算電流為160A，直流分電柜至直流終端負(fù)荷斷路器A的電纜長(zhǎng)度為32m，計(jì)算電流為10A，已選電纜截面為4mm2；直流分電柜至直流終端負(fù)荷斷路器B電纜長(zhǎng)度為28m，計(jì)算電流10A，已選電纜截面為2.5mm2。請(qǐng)計(jì)算直流柜至直流分電柜電纜最小截面積最接近下列哪項(xiàng)數(shù)值？（所用電纜均為銅芯，取銅電阻率ρ=0.0175Ω.A、38.9mm2 B、40.7mm2 C、43.1mm2 D、題8-10：某電廠采用220kV出線，220kV配電裝置設(shè)置以水平接地極為主的接地網(wǎng)，土壤電阻率為100Ω.m，清肺計(jì)算下列各小題。該電廠6kV系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地方式，6kV配電裝置室內(nèi)表層的土壤電阻率為1500Ω.m，表層衰減系數(shù)為0.9，接地故障電流持續(xù)時(shí)間為0.2s，計(jì)算由6kV系統(tǒng)決定的接地裝置跨步電壓差最大允許值不超過(guò)下列哪項(xiàng)數(shù)值？A、117.5V B、320V C、902V D、2502V廠內(nèi)220kV系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下發(fā)生單相短路接地故障時(shí)的對(duì)稱電流有效值為35kA，流經(jīng)廠內(nèi)變壓器中性點(diǎn)的電流為8kA，廠內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)的分流系數(shù)Sf1為0.4，廠內(nèi)發(fā)生接地故障時(shí)的分流系數(shù)Sf2為0.8，接地故障電流持續(xù)時(shí)間為0.5s，假定X/R值為40，計(jì)算該廠接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)不大于以下哪個(gè)值，才能滿足地電位升不超過(guò)A、0.17Ω B、0.25Ω C、0.28Ω D、0.31Ω若接地網(wǎng)為方形等間距布置，水平接地網(wǎng)導(dǎo)體的總長(zhǎng)度為10000m，接地網(wǎng)的周邊長(zhǎng)度為1000m，只在接地網(wǎng)中少數(shù)分布布置了部分垂直接地極，垂直接地極的總長(zhǎng)度為50m，如果發(fā)生接地故障時(shí)的入地電流為15kA，請(qǐng)計(jì)算該接地網(wǎng)的接觸電位差應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值（校正系數(shù)Km=1.2，Ki=1）？A、163V B、179V C、229V D、239V題11-13：某火力發(fā)電廠設(shè)有2臺(tái)600MW汽輪發(fā)電機(jī)組，均采用發(fā)電機(jī)-變壓器組接入廠內(nèi)220kV配電裝置，廠用電源由發(fā)電機(jī)出口引接，高壓廠變采用分裂變壓器，廠內(nèi)設(shè)高壓起動(dòng)備用變，其電源由廠內(nèi)220kV母線引接。發(fā)電機(jī)的額定處理為600MW，額定電壓為20kV，額定功率因素為0,9，次暫態(tài)電抗Xd，，為20%，負(fù)序電抗X2為21.8%，主變壓器容量為670MVA，阻抗電壓為1220kV系統(tǒng)為無(wú)限大電源，若取基準(zhǔn)容量為100MVA，最大運(yùn)行方式下的系統(tǒng)正序阻抗標(biāo)幺值X1Σ=0.0063，最小運(yùn)行方式下系統(tǒng)正序阻抗標(biāo)幺值X1Σ=0.007，系統(tǒng)負(fù)序阻抗標(biāo)幺值X2Σ=0.0063，系統(tǒng)零序阻抗標(biāo)幺值X0Σ請(qǐng)分別計(jì)算220kV母線在下列各種短路故障時(shí)系統(tǒng)側(cè)提供的短路電流，確定下列哪項(xiàng)短路故障時(shí)有系統(tǒng)側(cè)提供的短路電流最大？A、三相短路 B、兩相短路 C、單相接地 D、兩相接地短路若高壓廠用分裂變壓器的容量為50/28-28MVA，變比20/6.3-6.3，半穿越阻抗電壓為16%，穿越電抗為12%（以高壓繞組容量為基準(zhǔn)，制造誤差±5%），假定發(fā)電機(jī)出口短路時(shí)系統(tǒng)側(cè)提供的三相交流短路容量為3681MVA，發(fā)電機(jī)提供的三相交流短路容量為3621MVA，接于每段6kV母線的電負(fù)荷額定總功率為30000kW，每段參加反饋的6kV電動(dòng)機(jī)額定功率為25000kW，電動(dòng)機(jī)平均反饋電流倍數(shù)為6，請(qǐng)計(jì)算6kV母線三相短路電流的周期分量起始有效值應(yīng)為下列哪項(xiàng)？A、37.85kA B、46.87kA C、48.17kA D、50.48kA若220kV啟備變出線所配保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間為0.5s，斷路器操作機(jī)構(gòu)的固有動(dòng)作時(shí)間為0.04s，全分閘時(shí)間為0.07s，請(qǐng)問(wèn)220kV啟備變回路所配斷路器的最大三相短路電流熱效應(yīng)計(jì)算值最接近以下哪項(xiàng)數(shù)值（不考慮發(fā)電機(jī)提供的短路電流交流分量的衰減）？A、904kA2s B、1303kA2s C、1446kA2s 題14-16：國(guó)內(nèi)某燃煤電廠安裝一套135MW汽輪發(fā)電機(jī)組，機(jī)組額定參數(shù)為：P=135MW，U=13.8kV，cosφ=0.85，發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用不接地方式，該機(jī)組通過(guò)一臺(tái)220kV雙卷主變壓器按入廠內(nèi)220kV母線，廠用電源自發(fā)電機(jī)至主變低壓側(cè)母線支接，當(dāng)該發(fā)電廠出口廠用分支回路發(fā)生三相短路時(shí)（基準(zhǔn)電壓為13.8kV），短路電流周期分量起始有效值為97.24kA，其中本機(jī)組提供的為51.28kA，請(qǐng)分析計(jì)算并解答下列各小題。發(fā)電機(jī)出口至主變低壓側(cè)采用槽型鋁母線連接，發(fā)電機(jī)出口主保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為60ms，后備保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為1.2s，斷路器開(kāi)斷時(shí)間為50ms，若主保護(hù)不存在死區(qū)且不考慮三相短路電流周期分量的衰減，當(dāng)槽型母線工作溫度按照80℃考慮時(shí)，該槽型母線需要的最小熱穩(wěn)定截面為下列哪項(xiàng)數(shù)值？（精確到小數(shù)點(diǎn)后一位）A、204.9mm2 B、344.0mm2 C、388.6 mm2 D、發(fā)電機(jī)至主變低壓側(cè)出線采用雙槽型鋁母線，母線規(guī)格2×[200×90×12]，三相母線水平布置且位于同一平面，相間距為90cm，若導(dǎo)體按[][][]布置，每相導(dǎo)體每隔40cm設(shè)間隔墊（視為實(shí)連），間隔墊采用螺栓固定，固定槽型母線的支柱絕緣子間距120cm，絕緣子安裝位置位于間隔墊的中間。不考慮振動(dòng)影響，當(dāng)在槽型母線上發(fā)生三相對(duì)稱短路時(shí)，計(jì)算該槽型母線所承受的相間應(yīng)力應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？A、106.93N/cm2 B、384.49N/cm2 C、563.39N/cm2電機(jī)至主變低壓側(cè)出線采用雙槽型鋁母線，母線規(guī)格2×[200×90×12]，三相母線水平布置且位于同一平面，相間距為90cm，若固定槽型母線的支柱絕緣子選用ZD-20F型，采用等間距布置，支柱絕緣子的抗彎破壞負(fù)荷為Pxu=20000N，當(dāng)在發(fā)電機(jī)出口發(fā)生三相短路時(shí)該支柱絕緣子的最大允許跨距應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？A、149.8cm B、222.9cm C、323.2cm D、371.5cm題17-20：某海上風(fēng)電場(chǎng)安裝75臺(tái)單機(jī)容量為4MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為300MW，風(fēng)電場(chǎng)配套建設(shè)35kV場(chǎng)內(nèi)集電線路，220kV海上升壓站和220kV送出電纜，220kV電纜選用交聯(lián)聚乙烯絕緣，220kV海上升壓站經(jīng)過(guò)海底、灘涂、海陸纜轉(zhuǎn)接井轉(zhuǎn)為陸纜，請(qǐng)分別計(jì)算下列各題。若選用截面為3*400+2*36C的220kV海底電纜，在進(jìn)入GIS進(jìn)線套管前進(jìn)行分相，海底電纜外徑240mm，其無(wú)繞包三相分體外徑為100mm，則滿足要求的J型管最小內(nèi)徑應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？A、180mm B、200mm C、360mm D、480mm220kV海纜直埋段設(shè)計(jì)路徑為46600m（含海床、及灘涂斷，灘涂段直埋視同海床段）海纜從海上升壓站J型管入口引上至升壓站長(zhǎng)度為80m，忽略終端及中間接頭制作長(zhǎng)度，則單根海纜供貨長(zhǎng)度最短應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？A、46720m B、47632m C、47998m D、48122m在風(fēng)電場(chǎng)升壓變壓器選型時(shí)，按風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)可能同時(shí)滿發(fā)考慮，風(fēng)電場(chǎng)海上升壓站最經(jīng)濟(jì)的變壓器臺(tái)數(shù)和容量應(yīng)為下列哪項(xiàng)？A、1臺(tái)320MVA B、2臺(tái)200MVA C、3臺(tái)90MVA D、3臺(tái)120MVA220kV海上升壓站設(shè)計(jì)使用年限為50年，升壓站海域平均海平面高程為0.26m，50年一遇高潮位高程為3.42m，100年一遇高潮位高程為5.56m，地層甲板結(jié)構(gòu)高度為2.0m，50年一遇最大波高為0.45m，100年一遇最大波高為0.6m，則海上升壓站地層甲板上表層高程最低為：A、7.22m B、7.48m C、9.46m D、9.72m題21-25：某回路220kV架空線路，海拔高度為120m，采用單導(dǎo)線JL/G1A-400/50.該線路的氣象條件如下：（g=9.81N/kg）工況氣溫（℃）風(fēng)速（m/s）冰厚（mm）最高氣溫4000最低氣溫-2000年平均氣溫1500覆冰厚度-51010基本風(fēng)速-5270導(dǎo)線參數(shù)如下表：型號(hào)每米質(zhì)量（kg/m）直徑d（mm）截面S（mm2額定拉斷力Tk（N）線性膨脹系數(shù)α（1/℃）彈性模量E（N/mm2JL/G1A-400/501.51127.63451.5512300019.3×1069000有一π型等徑獨(dú)立水泥桿，橫擔(dān)水平布置，導(dǎo)線掛點(diǎn)距水泥桿凈距為2.5m（已考慮爬梯、金具等的裕度），假定懸垂單串長(zhǎng)度為2.8m，請(qǐng)計(jì)算確定懸垂串最大搖擺角應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？A、63.23° B、45.86° C、44.14° D、38.50°已知最低氣溫和最大覆冰是兩個(gè)有效控制條件，存在有效臨界檔距，請(qǐng)計(jì)算該臨界檔距應(yīng)為下列哪項(xiàng)數(shù)值？（設(shè)最大覆冰時(shí)的比載為0.056N/m.mmA、190.2m B、200.2m C、118.9m D、126.5m若導(dǎo)線在最大風(fēng)速時(shí)應(yīng)為85N/mm2，最高氣溫時(shí)應(yīng)力為55N/mm2，某直線塔的水平檔距為430m，最高氣溫時(shí)的垂直檔距為320A、600m B、260m C、359m D、380m某塔定位結(jié)果時(shí)是后側(cè)檔距500m、前側(cè)檔距300m、垂直檔距310m，在校驗(yàn)該塔電氣間隙時(shí)，風(fēng)壓不均勻系數(shù)α取值應(yīng)為下列哪項(xiàng)？A、0.61 B、0.63 C、0.65 D、0.75假設(shè)有一檔的檔距l(xiāng)=1050m、導(dǎo)線懸點(diǎn)高差h=155m，最高氣溫時(shí)導(dǎo)線最低點(diǎn)應(yīng)力為55N/mm2，請(qǐng)采用平拋物線公式計(jì)算檔內(nèi)高塔側(cè)導(dǎo)線最高氣溫時(shí)懸垂角應(yīng)為年列哪A、8.40° B、9.41° C、17.40° D、24.75°2020年發(fā)輸變電專業(yè)案例上午答案正確答案：B。GB/T50064-2014第4.4.4條，接地故障時(shí)間大于10s。額定電壓：U持續(xù)電壓：UC≥80%注：發(fā)電機(jī)出口的避雷器首先依據(jù)GB/T50064-2014第4.4.4條。正確答案：C。DL/T5222-2005第20.1.10條、表20.1.10，標(biāo)稱放電電流選擇5kA，排除A和B選項(xiàng)。GB/T7064-2017附錄C，表C.1，工頻試驗(yàn)電壓峰值：√2×（2×20+1）=57.98kVGB/T50064-2014式（6.4.4-3）殘壓為Up≥57.98《電氣一次手冊(cè)》P883，表15-17:工頻試驗(yàn)電壓峰值為：3.75依據(jù)GB/T50064-2014式（6.4.4-3）殘壓為Up≥61.24正確答案：B。GB/T50064-2014第5.4.13條，表5.4.13-1及注解，標(biāo)準(zhǔn)絕緣水平為950kV。電廠每回220kV線路均能送出2臺(tái)機(jī)組的輸出功率，考慮N-1工況，按一回路查表得到：主變至MOA間的電氣距離最大不大于125m，故選B正確答案：D。GB/T50064-2014式6.4.4-3，雷電沖擊耐壓：u依據(jù)GB311.1-2012附錄B，圖B.1，海拔修正因素為：K附錄A，公式A.0.2-1U選擇1050kV，故選D。正確答案：B。DL/T5044-20144.2.5、4.2.6及表C.3.5及式C.2.3-7~11。IIKKCCCCCCCCCr=0；C=max正確答案：B。DL/T5044-2014附錄D：IIr=1.0~1.25×正確答案：C。DL/T5044-2014附錄E：直流分電柜至直流終端負(fù)荷斷路器A的電纜電壓損失為：△直流分電柜至直流終端負(fù)荷斷路器B的電纜電壓損失為：△6.3.6-3條可知，直流柜至直流分電柜電纜的調(diào)壓損失可為6.5%-1.78%=4.72%，則該電纜截面依據(jù)公式（E.1.1-2）計(jì)算為：Scac=ρ正確答案：B。50065-2011第4.2.2條式4.2.2-3,6kV接地裝置的跨步電位差：Scac=50+0.2正確答案：A。50065-2011附錄B，廠內(nèi)短路時(shí)：Ig廠外短路時(shí)：Ig取較大者10.8kA；查附表B.0.3，故障切除時(shí)間為0.5s，等效時(shí)間常數(shù)X/R為40，衰減系數(shù)Df=地電位升高依據(jù)式B.0.4：R≤2000/IG=2000/12097=0.17Ω，故選A正確答案：B。50065-2011附錄D，附錄D.0.3，總長(zhǎng)度：LM=LC+LR=正確答案：C?！峨姎夤こ屉姎庠O(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》第4-2節(jié)：IIIIk11=3×1-單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)側(cè)提供的短路電流最大。故選擇C正確答案：B。DL/T5153-2014附錄L，取SjXx=I，，=IB，，+正確答案：D?！峨姎夤こ屉姎庠O(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》P121，表4-2：XXX查表4-7，I*=3.159，系統(tǒng)提供的短路電流為I由DL/T5222-2005附錄F可知，Q=（39.84正確答案：B。DL/T5222-2005附錄F，S≥Q非周期分量等效時(shí)間T：（1）確認(rèn)熱穩(wěn)定計(jì)算的時(shí)間選擇主保護(hù)+開(kāi)斷時(shí)間+非周期分量衰減時(shí)間；（2）短路持續(xù)時(shí)間大于0.1s，發(fā)電機(jī)出口非周期分量衰減時(shí)間取0.2s。正確答案：A。《電氣工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣一次部分》P334，表8-3知，Wy=490cmδ非周期