1、國家題庫電氣試驗高級工理論試題及答案四、計算題（每題5分,共36題）1某一220kV線路，全長L=57.45km，進行零序阻抗試驗時，測得零序電壓U0=516V，零序電流I025A，零序功率P=3220W，試計算每相每公里零序阻抗Z零序電阻R,零序電抗X。和零序電感L0。答案:解：每相零序阻抗：每相零序電阻：每相零序電抗：每相零序電感：答：每相零序阻抗為1.078Q/km，零序電阻為0.269Q/km，零序電抗1.044Q/km，零序電感是0.00332H/km。2.臺SF1-20000/100變壓器，連接組標號YN,dll，額定電壓UN1/UN2=110/10.5kV，額定電I1N/I2N=

2、105/1100A，零序阻抗試驗結(jié)構(gòu)如圖D-19所示，測得電壓U=240V,電流Q13.2A,試計算零序阻抗的標么值z0。圖D-19答案:解：變壓器的基準阻抗zb1:變壓器零序阻抗：零序阻抗標么值：答：變壓器零序阻抗的標么值是0.09。3.單相變壓器二次側(cè)額定電壓U2N=220V端子上接有R=0.316Q的電阻，若在一次側(cè)端子施加電壓，當(dāng)一次電流I=3A時，所加電壓U=2160V，如圖D-20所示，問一次額定電壓U1N是多少?假設(shè)變壓器的電抗及損耗忽略不計。圖D-20答案:解：設(shè)一次額定電壓為u1n，變壓器的變壓比：將二次側(cè)電阻R歸算到一次側(cè)：則一次側(cè)的電壓q為：所以：答：一次額定電壓為105

3、01V。4.一臺KSGJY-100/6的變壓器做溫升試驗，當(dāng)溫度tm=13C時，測得一次繞組的直流電阻R=2.96Q,當(dāng)試驗結(jié)束時，測得一次繞組的直流電阻R產(chǎn)3.88Q，試計算該繞組的平均溫升2p答案:解：試驗結(jié)束后繞組的平均溫度tp可按下式計算：式中T-常數(shù)，對于銅線為235。繞組的平均溫升厶tp=tptm=90.113=77.1(C)答：繞組的平均溫升為77.1Co5在某35kV中性點不接地系統(tǒng)中，單相金屬性接地電流Ig=8A，假設(shè)線路及電源側(cè)的阻抗忽略不O計，三相線路對稱，線路對地電阻無限大，試求該系統(tǒng)每相對地阻抗及對地電容為額定功率，50Hz)。答案:解：設(shè)每相的對地阻抗為z0，對地電

4、容為C0，則單相金屬性接地電流Ig為：I=3C0Uhg0phIIC=gg03U3X2朮fUphNph=0.42X10(F)=0.42(口F)因線路對地電阻無限大，Z相當(dāng)于一相對地的容抗，即：答：該系統(tǒng)每相對地阻抗為7583Q，對地電容為0.42口F。6采用串聯(lián)法測量一臺25000kVA，6.3kV發(fā)電機的零序電抗，測量結(jié)果如下：零序電壓U=81V,零序電流I0=315A，零序功率P=6300W，試計算發(fā)電機的零序電抗X0。81Z=U3I=0.0857(Q)答案:解：0003X315答：發(fā)電機的零序電抗為0.083Q。7已知110kV電容式套管介損tg在20C時的標準不大于1.5%，在電場干擾下

5、，用倒相法進行兩次測量，第一次R31=796Q,tgj=4.3%,第二次R32=1061Q，tg6=2%，分流器為0.01檔，試驗時溫度為30C，試問這只套管是否合格?(30C時tg6換算至20C時的換算系數(shù)為0.88)答案:解：首先計算出一tg6=2%時的實際值：則30C時tg6x的值為x換算至20C時：tg6=0.88X2.74%=2.41%X答：這只套管tg6x1.5%，不合格。x8.臺SFS-40000/110變壓器，YN，d11，U1N:110/10.5kV,IN：310/3247.5A，銘牌阻抗電壓Uk%=7%，在現(xiàn)場進行負載試驗，在110kV側(cè)加電壓，負載試驗電流Is限制在10A

6、，計算試驗時的電壓Us是多大？IZU%=_kX100%答案:解：由UN得：試驗電壓U=IZ=10X24.84=248.4(V)k答：負載試驗電壓為248.4V。9.一臺LCWD-220電流互感器，用QS1型電橋測量一次對二次及地的介損tg6，分流器Ti置在0.01檔，試驗前查得Cx=900uF,估算R3之值。（電橋的標準電容CN=50pF,R4=3184Q）答案:解：由CRN_4R3得:答：R3約為177Q。10.如果進行感應(yīng)耐壓試驗的頻率為400Hz，則試驗時間t應(yīng)是多少s?答案:解：試驗持續(xù)時間由下式計算:答：試驗時間應(yīng)為15s，但按國標規(guī)定試驗時間最低不得小于20s，所以時間定為20s。

7、11.一臺QFS-50-2型水內(nèi)冷發(fā)電機，定子電壓Un=10500V,容量S=50000kW,若定子繞組交流耐壓為16.5kV，估計耐壓時的電流I約為500mA,試計算采用100kV/380V試驗變壓器的最小容量。exp答案:解：已知試驗變壓器高壓側(cè)電壓Uexp為100kV，試驗電流Iexp為500mA，則試驗變壓器的容量S為expS三UI=100X103X500X10-3=50000（VA）=50（kVA）expexp1expv7v7答：試驗變壓器的最小容量為50kVA。12.一臺電容分壓器高壓臂C1由四節(jié)（n=4）100kV,C=0.0066uF的電容器串聯(lián)組成，低壓臂C2由二節(jié)2.0kV

8、,2.0uF的電容器并聯(lián)組成，測量電壓q為交流400kV，求高低壓臂C1、C2的值CC2、分壓比K和低壓臂上的電壓值U2。答案:解：高壓臂：低壓臂由2臺2.0uF的電容器并聯(lián)組成，貝V分壓比:低壓臂上的電壓值U2為：答：高壓臂C為1650pF,低壓臂C2為4uF，分壓比為2425，低壓臂上的電壓值是165V。13某一220kV線路，全長L=143km，測量其正序電容，若忽略電導(dǎo)的影響，測得線電壓的平均值ULP=500V,三相平均電流Iphp=0.174A，試計算每公里的正序電容C（額定頻率/N=50Hz）o答案:解：正序?qū)Ъ{嶺為：忽略電導(dǎo)影響，正序?qū)Ъ{=正序電納，即：Y=B正序電容：答：線路的

9、正序電容為0.0134UF/km。14.一臺QF-25-2型25000kW同步調(diào)相機，轉(zhuǎn)子額定電壓Un=182V，轉(zhuǎn)子額定電流/N=375A,測量轉(zhuǎn)子在膛內(nèi)時的交流阻抗試驗電壓U=120V,回路電流I=4.52A，試計算其在試驗電壓下的交流阻抗值Z。答案:解：試驗電壓下的交流阻抗值:答：在試驗電壓下的交流阻抗為26.55Q。15.在進行變壓器投切實驗時，為了錄取過電壓值，常利用變壓器上電容套管進行測量，已知線電壓UL=220kV，套管高壓與測量端間電容q=420pF，若輸入錄波器的電壓U2不高于300V,試問如何選擇分壓電容C2的參數(shù)，并繪制出測量線路圖。答案:解：相電壓最大值220U=1.1

10、5Ut/V3=1.15柘=146（kV）TOC o 1-5 h zmaxL設(shè)過電壓值不超過3UmaxOmax已知：C1=420pF；U2W300VC=所以（3UU）Cmax2+U2=6.13X10-7（F）=0.613F）答：分壓電容C2值不小于0.613口F，測量線路如圖D-22所示。圖D-2216.為了測量變壓器在溫升試驗中的鐵芯溫度，將一銅線圈埋入鐵芯表面溫度t=16C時，該線圈電阻R=20.1Q,當(dāng)溫升試驗結(jié)束時，測得該線圈電阻R2=25.14Q，試計算鐵芯的溫升X是多少(T為常數(shù)，對于銅繞組為235)?答案:解：根據(jù)銅線圈溫度計算公式得試驗結(jié)束時線圈的平均溫度t2為：=78.9(C)

11、鐵芯的溫升At=t2-t1=78.9-16=62.9(C)答：鐵芯的溫升為62.9Co17有一長度L=2km的配電線路，如圖D-23所示，已知變壓器的額定容量4000kVA，額定電壓U1n/U2N為35/10.5kV，由Ud%計算每公里每相的電抗Xph為0.5Q,配電線每相電阻R及電抗XL均為0.4Q/km，試計算在該配電線路出口A處及末端B處三相短路時的穩(wěn)態(tài)短路電流IdA、IdBo圖D-23答案:解：一相的等效電路如圖D-24所示。圖D-24根據(jù)已知條件：Xph=0.5R=0.4X2=0.8(Q)XL=0.4X2=0.8(Q)根據(jù)戴維南定理，A點的短路電流為:B點的短路電流為:答：該配電線路

12、出口A處的穩(wěn)態(tài)短路電流為12124A，B處的穩(wěn)態(tài)短路電流為3971A。18在UL=10.5kV、人=50Hz中性點不接地的配電系統(tǒng)中，假設(shè)各相對地電容為2.5UF,試求單相金屬性接地時的接地電流Ig。O答案:解：根據(jù)已知條件，線路及電源側(cè)的阻抗可忽略不計。相對地電容C0=2.5uF，相電壓為：當(dāng)A相接地時，B、C兩相電壓上升至線電壓，其對地電容電流IB(或IC)增大心3倍，即：而接地電流為IB和IC的相量和，即：I=IBcos30+lCcos30gBC=3C0Uphf2nfNC0Uph=3X2X3.14X50X2.5X10-6X6.06X103=14.27(A)答：單相金屬性接地時的接地電流為

13、14.27A。19測量一臺發(fā)電機定子繞組漏電抗，已知：發(fā)電機額定容量SN=25000kVA，額定電壓UN=6.3kV，定子繞組每相的串聯(lián)匝數(shù)N=10匝，探測線圈匝數(shù)驗=5匝，定子繞組系數(shù)Kn1=0.98,測量結(jié)果如表D-1,試計算發(fā)電機定子繞組漏電抗X1d。表D-1答案:解：答：發(fā)電機定子繞組的漏電抗為0.096Q。20(Jd3D3082)某站UN為35kV軟母線，各相分別用4片，沿面爬距為290mm的懸式絕緣子掛裝，試求其沿面爬電比距入為多少？答案:解：L=4X290=1160(mm)=116cm最高運行線電壓：UL.max=UeX1.15=35X1.15=40.25(kV)入=L/UL=1

14、16/40.25=2.88(cm/kV)答：沿面爬電比距為2.88cm/kV。11L=HR=Q如圖D-25,兀2，電感線圈的電阻兀,C=100口F,當(dāng)電流表指示為“0”時，將K合向“2”，試計算其固有頻率/0及品質(zhì)因數(shù)Q。圖D-25答案:解：答：固有頻率是50Hz，品質(zhì)因數(shù)為100。一臺SFL1-10000/110的變壓器，銘牌標有：P=14kW,Pk=72kW,YN,d11,試求當(dāng)該變壓器供給B=90%額定負載且其功率因數(shù)cos申為0.9(滯后)時的效率n。答案:解：已知B=90%=0.9cose=0.9p=14kW,pk=72kW變壓器輸出有功功率P2為：P2=BSNcose=0.9X10

15、000X0.9=8100(kW)變壓器線圈損耗Pk為：Pk=B2Pk=0.92X72=58.32(kW)變壓器輸入有功功率匕為：P1=P2+P0+Pk=8100+14+58.32=8172.32(kW)答：當(dāng)該變壓器供給90%額定負載且其功率因數(shù)cose=0.9(滯后)時的效率為99%。23.設(shè)有三臺三相變壓器并列運行，其額定電壓均為35/10.5kV，其他規(guī)范如下：容量SN1:1000kVA；阻抗電壓Uk1%:6.25容量SN2:1800kVA；阻抗電壓Uk2%:6.6容量SN3:2400kVA；阻抗電壓Uk3%:7.0當(dāng)總負載為4500kVA時，各變壓器所供給的負載PP2、P3各是多少？答

16、案:解：因各變壓器阻抗電壓不同，每臺變壓器的負載分配可按下式計算：答：各變壓器所供給的負載為：930kVA、1582kVA、1990kVA。24有一臺SW3-110G型110kV的少油斷路器，當(dāng)負荷側(cè)有一相線路上發(fā)生單相接地故障時，斷路器在保護作用下跳閘，計算：(2)當(dāng)兩斷口都并聯(lián)連接均勻電容器時，兩個斷口上的電壓分布為相電壓百分數(shù)的多少(設(shè)斷口間電容和三角箱對地電容都相等)？答案:解：(1)先畫出兩斷口及三角箱對地的等值電路圖如圖D-26所示圖D-26其中Cd為斷口電容，C0為三角箱對地電容。設(shè)Cd=C0則：體=0.667=66.7%所以Uph蟲=0.333=33.3%所以Uph(2)兩個斷

17、口安裝均壓電容后，等值電路如圖D-27所示。圖D-27其中C為均壓電容，設(shè)CCd，得：U1一1=50%所以Uph2U1一=50%所以Uph答：兩個斷口的電壓分別為相電壓的66.7%和33.3%，并聯(lián)均壓電容后，兩個斷口電壓均為相電壓的50%。25今有一條10kV空母線，帶有JSJW-1O型電壓互感器，頻率為50Hz，其10kV側(cè)的勵磁感抗XL為每相500kQ，母線和變壓器低壓繞組的對地電容C=6500pF，該母線接在變壓器的低壓側(cè)，已知變壓器高低壓繞組之間的電容C12=2000pF,變壓器高壓側(cè)電壓為110kV，試求當(dāng)110kV側(cè)中性點暫態(tài)電壓Ut為110/3kV時，10kV側(cè)的電容傳遞過電壓

18、U。答案:解：等效電路如圖D-28所示，由題意知：圖D-28三相并聯(lián)電抗：三相對地部分的并聯(lián)容抗為：L所以3和3Cn并聯(lián)后，10kV側(cè)的相等值對地容抗為:10kV側(cè)的等值三相對地電容為：答：10kV側(cè)電容傳遞過電壓為51.5kV。26下面為“末端屏蔽法”測量JCC-110型串級式電壓互感器tg6的試驗結(jié)果，試計算之，并通過：A)、(B)項結(jié)果近似估計支架的電容量CX及tg5值(忽略瓷套及油的影響)。(A)X,XD及底座(墊絕緣)接CX線，R4上并聯(lián)3184Q,R3=2943Q,tg5=4.7%。(B)X，XD接CX線，底座接地，R4上并聯(lián)3184Q,R3=4380Q，tg5=1.5%。(C)底

19、座接CX線,X，XD接地,R4上并聯(lián)1592Q，R3=8994Q，tg5=16.8%。答案:解：(A)C2cR2vC一2n4一2XXAR350X15922943=54.1(pF)，(B)CR/C一274一2XXBR350X15924380一36.3(pF)，(C)C一2XCCRN4R350X1061.3=11.8(pF),由(A)、(B)估算支架:CX=CXA-CXB=54.1-36.3=17.8(pF)R其中31842=1592(Q)答：支架電容量約為17.8pF,tg6約為5.61%。27.下面為常規(guī)法一串級式電壓互感器tg6的試驗結(jié)果：(A)正接線測量，AX短接加3kV,aX,aD,XD

20、接CX線，底座接地，R3=346Q,tg6=1.7%。(B)反接線測量AX接CX線，aX，aD,XD接地，加3kV,R3=317Q,tg6=3.0%。試計算AX對底座的電容CX和tg6(忽略瓷套及油的影響)。廠CR50X31841“C=n4=460(pF),tg5=1.7%答案:解：(A)XAR346A3(B)CCRXBR350X3184317=502(pF),tg5=3.0%B估算AX對底座的電容和tg6CX=CXBCXA=502460=42(pF)答：AX對底座的電容為42pF,tg6為17.2%。28.一電感線圈，其中電阻R15Q，電感L=20mH,試問通過線圈的電流I20A(頻率=50

21、Hz)時,所需要電源電壓U是多少伏?電感線圈的有功功率P、無功功率Q、視在功率S及功率因數(shù)cos申各是多少?答案:解：線圈感抗：XL=2nfL=2X3.14X50X20X10-3=6.28(Q)電感線圈的阻抗：電感線圈兩端的電壓：U=IZ=20X16.26=325.2(V)有功功率：P=I2R=202X15=6000(W)無功功率：Q=I2XL=202X6.28=2512(var)視在功率：功率因數(shù)：答：所需電源電壓是325.2V，電感線圈的有功功率為6000W，無功功率為2512var，視在功率為6505VA，功率因數(shù)為0.92。29.在R、L、C串聯(lián)電路中，R=200Q,L=500mH,C

22、=0.5口F，當(dāng)電源角頻率分別為500,1000,2000,8000rad/s時，電路的總阻抗召是多少？電路是什么性質(zhì)？答案:解：當(dāng)頻率r=500rad/s時，XL=s1L=500X500X10-3=250(Q)電路總阻抗：因為XL1VXC1所以此時電路呈容性。當(dāng)頻率s2=1000rad/s時，XL2=s2L=1000X500X10-3=500(Q)因為xl1vxC1所以此時電路仍呈容性。當(dāng)頻率3=2000rad/s時，XL3=s3L=2000X500X10-3=1000(Q)因為XL廠xC1所以此時電路呈電阻性。當(dāng)頻率4=8000rad/s時，XL4=s4L=8000X500X10-3=40

23、00(Q)因為xl1XC1所以此時電路呈感性。答：電路總阻抗和性質(zhì)分別為：500rad/s時，電路總阻抗為3755Q，容性；1000rad/s時電路總阻抗為1513Q，容性；2000rad/s時，電路總阻抗為200Q，阻性；8000rad/s時，電路總阻抗為3755，感性。30.有一交流接觸器，其線圈額定電壓Un=380V，額定電流IN=30mA，頻率=50Hz，線圈的電阻R=1.6kQ，試求線圈的電感L大小。U380Z=-n=12667(Q)=12.67(kQ)答案:解：線圈的阻抗為：I30X10-3N線圈的感抗為：XL=Z2R2=忙12.6721.62=12.57(kQ)因為XL=2nfL

24、L=所以XL-2nf12.57X1032X3.14X50=40.03(H)答：線圈電感為40.03H。31.為了降低小功率單相交流電動機的轉(zhuǎn)速，可采用降低電動機端電壓的方法。為此，在電源和電動機之間串聯(lián)一個電感L，如圖D-30所示。已知電動機的電阻r=190Q，電抗x=260Q，電源電壓U=220V，頻率f=50Hz，要使電動機的端電壓=180V，試求所需串聯(lián)的電感L。圖D-30答案:解：先求線路中的電流：而U=IZIX訂2+(X+X)2=0.559X1902+(+260)2=220(V)所以X+260=L(220丫”10.559丿1902=344.66(V)即XL=344.66260=84.66(Q)答：所需串聯(lián)的電感為0.2696H。32某三相對稱電路，線電壓Ul=380V，三相對稱負載接成星形，每相負載為R=6Q，感抗XL=8Q,求相電流Iph及負載消耗的總功率P。答案:解：相電壓：相電流：該負載消耗的功率：P=3I2R=3X222X6=8712(W)答：負載消耗的總功率為8712W，相電流為22A。33對稱三相感性負載連接成星形，接到