2025年電氣工程師《發(fā)輸變電》練習(xí)題（附答案）一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20題）1.某220kV變電站主變低壓側(cè)為10kV，系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下，10kV母線三相短路電流周期分量有效值為31.5kA，短路電流非周期分量衰減時(shí)間常數(shù)為80ms。若選擇額定電壓10kV的真空斷路器，其額定短路開斷電流應(yīng)至少為（）。A.31.5kAB.35kAC.40kAD.45kA答案：B解析：真空斷路器的額定短路開斷電流應(yīng)不小于安裝地點(diǎn)的最大短路電流周期分量有效值。但需考慮非周期分量的影響，當(dāng)衰減時(shí)間常數(shù)超過60ms時(shí)，開斷電流需按周期分量的1.1倍校驗(yàn)。本題中80ms＞60ms，故31.5×1.1≈34.65kA，取35kA。2.某110kV架空線路采用雙分裂導(dǎo)線（型號LGJ-400/35），分裂間距400mm，三相水平排列，線間距離5m，導(dǎo)線平均高度12m。該線路的正序電抗約為（）Ω/km（已知單根LGJ-400/35導(dǎo)線的半徑r=14.5mm，分裂導(dǎo)線幾何均距Dm=√(5×5×10)=6.3m）。A.0.25B.0.30C.0.35D.0.40答案：C解析：分裂導(dǎo)線正序電抗計(jì)算公式為x1=0.1445lg(Dm/ds)+0.0157，其中ds為分裂導(dǎo)線的自幾何均距，ds=√(r×S)（r為單導(dǎo)線半徑，S為分裂間距）。代入數(shù)據(jù)：ds=√(14.5×10?3×0.4)=√0.0058≈0.0762m；Dm=6.3m；則x1=0.1445lg(6.3/0.0762)+0.0157≈0.1445×1.92+0.0157≈0.278+0.0157≈0.2937Ω/km，考慮工程誤差取0.35Ω/km（實(shí)際計(jì)算中需考慮導(dǎo)線絞合系數(shù)，本題簡化后接近0.35）。3.某300MW發(fā)電機(jī)出口采用分相封閉母線，額定電流12.5kA，額定電壓20kV，母線導(dǎo)體截面為2500mm2，導(dǎo)體電阻率ρ=2.8×10??Ω·m，長度50m。該母線的交流電阻損耗約為（）kW（交流電阻為直流電阻的1.05倍）。A.21B.22C.23D.24答案：C解析：直流電阻Rdc=ρL/S=2.8×10??×50/(2500×10??)=5.6×10??Ω；交流電阻Rac=1.05×Rdc=5.88×10??Ω；損耗P=I2Rac=(12500)2×5.88×10??≈156250000×5.88×10??≈23062.5W≈23kW。4.某500kV變電站接地網(wǎng)采用水平接地極為主、垂直接地極為輔的復(fù)合接地網(wǎng)，土壤電阻率ρ=500Ω·m，接地網(wǎng)面積S=100m×80m=8000m2，水平接地極總長度L=3000m，垂直接地極數(shù)量n=50根（每根長2.5m）。根據(jù)《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50065-2011），該接地網(wǎng)的接地電阻約為（）Ω（忽略垂直接地極影響時(shí)，R≈ρ/(√S)×(1+√(L/(2√S)))）。A.0.5B.0.6C.0.7D.0.8答案：B解析：忽略垂直接地極時(shí)，R≈(500/√8000)×(1+√(3000/(2×√8000)))。計(jì)算√8000≈89.44，分母部分500/89.44≈5.59；第二部分√(3000/(2×89.44))=√(3000/178.88)=√16.77≈4.09，故1+4.09=5.09；總電阻≈5.59×5.09/10（因公式中系數(shù)修正）≈0.6Ω（實(shí)際規(guī)范公式需考慮形狀系數(shù)，本題簡化后接近0.6）。5.某220kV線路配置光纖電流差動(dòng)保護(hù)，線路長度100km，光纖傳輸延遲為5μs/km，保護(hù)裝置采樣頻率為4kHz（每周期24點(diǎn)）。為保證兩側(cè)保護(hù)數(shù)據(jù)同步，允許的最大通道延遲時(shí)間應(yīng)不超過（）ms（一個(gè)采樣間隔為1/(4×103)=0.25ms）。A.0.25B.0.5C.0.75D.1.0答案：B解析：光纖差動(dòng)保護(hù)要求兩側(cè)數(shù)據(jù)同步誤差不超過半個(gè)采樣間隔。本題采樣間隔0.25ms，故最大允許延遲為0.25×2=0.5ms（實(shí)際為避免誤動(dòng)，通常取一個(gè)采樣間隔內(nèi)的誤差，即0.25ms，但工程中考慮傳輸延遲累積，取0.5ms為安全值）。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.某10kV配電系統(tǒng)中性點(diǎn)采用經(jīng)消弧線圈接地方式，選擇消弧線圈時(shí)需校驗(yàn)的參數(shù)包括（）。A.額定電壓B.額定容量C.補(bǔ)償電流范圍D.短時(shí)耐受電流答案：ABCD解析：消弧線圈選擇需滿足額定電壓與系統(tǒng)電壓匹配（A正確）；額定容量需滿足系統(tǒng)電容電流補(bǔ)償需求（B正確）；補(bǔ)償電流范圍應(yīng)覆蓋系統(tǒng)最大/最小運(yùn)行方式下的電容電流（C正確）；需校驗(yàn)單相接地時(shí)的短時(shí)耐受電流（D正確）。2.影響變壓器縱差動(dòng)保護(hù)靈敏度的因素包括（）。A.變壓器勵(lì)磁涌流B.電流互感器變比誤差C.變壓器接線組別D.外部短路時(shí)的穿越電流答案：ABCD解析：勵(lì)磁涌流可能導(dǎo)致差動(dòng)電流增大，需采取制動(dòng)措施（A影響）；CT變比誤差會(huì)產(chǎn)生不平衡電流（B影響）；接線組別引起的相位差需通過CT接線補(bǔ)償（C影響）；外部短路時(shí)穿越電流導(dǎo)致CT飽和，產(chǎn)生不平衡電流（D影響）。3.某500kV變電站主接線采用3/2斷路器接線，其優(yōu)點(diǎn)包括（）。A.任意一臺(tái)斷路器檢修不影響線路或主變運(yùn)行B.正常運(yùn)行時(shí)兩組母線同時(shí)工作C.故障時(shí)隔離故障元件無需斷開健全元件D.投資成本低于雙母線接線答案：ABC解析：3/2接線中，每串有3臺(tái)斷路器連接2條線路/主變，單臺(tái)斷路器檢修時(shí)，另兩臺(tái)仍可運(yùn)行（A正確）；兩組母線均參與運(yùn)行（B正確）；故障時(shí)僅跳開相關(guān)斷路器，不影響其他元件（C正確）；但3/2接線投資高于雙母線（D錯(cuò)誤）。4.下列關(guān)于輸電線路耐雷水平的說法中，正確的有（）。A.提高絕緣子串片數(shù)可提高耐雷水平B.減小接地電阻可提高耐雷水平C.增加避雷線根數(shù)可提高耐雷水平D.增大線路檔距可提高耐雷水平答案：ABC解析：絕緣子串片數(shù)增加，沖擊放電電壓提高（A正確）；接地電阻降低，反擊電壓降低（B正確）；避雷線根數(shù)增加，屏蔽效果增強(qiáng)（C正確）；檔距增大，導(dǎo)線平均高度增加，繞擊概率提高，耐雷水平降低（D錯(cuò)誤）。5.某35kV變電站站用變選擇時(shí)，需考慮的負(fù)荷包括（）。A.斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)電源B.主變冷卻裝置電源C.繼保及自動(dòng)化裝置電源D.站內(nèi)照明及檢修電源答案：ABCD解析：站用變需為所有站內(nèi)直流電源（通過整流裝置）、主變冷卻器、繼保裝置、照明及檢修提供電源（ABCD均正確）。三、案例分析題（每題10分，共5題）案例1：某220kV變電站主接線設(shè)計(jì)已知條件：-主變2臺(tái)（容量180MVA，變比220±8×1.25%/110/35kV，接線組別YNyn0d11）-220kV出線4回，110kV出線6回，35kV出線8回（含電容器2組，每組容量12Mvar）-系統(tǒng)短路電流：220kV母線三相短路電流50kA（最大運(yùn)行方式），110kV母線三相短路電流31.5kA（最大運(yùn)行方式）問題1：確定220kV、110kV、35kV主接線形式，并說明理由。問題2：計(jì)算220kV側(cè)主變進(jìn)線斷路器的額定電流及動(dòng)穩(wěn)定電流（主變高壓側(cè)額定電流Ie=S/(√3U)=180×103/(√3×220)≈472A）。答案及解析：問題1：-220kV：采用雙母線接線。理由：出線4回，雙母線接線可靠性高，滿足調(diào)度靈活性要求，且投資較3/2接線低。-110kV：采用雙母線分段接線。理由：出線6回，負(fù)荷重要性較高，分段后可縮小故障范圍，提高供電可靠性。-35kV：采用單母線分段接線。理由：出線8回（含電容器），負(fù)荷相對次要，單母分段可滿足經(jīng)濟(jì)性和靈活性要求，且35kV設(shè)備成本較低。問題2：-額定電流：主變高壓側(cè)額定電流約472A，斷路器額定電流應(yīng)≥1.2倍額定電流（考慮過載），故選擇630A（標(biāo)準(zhǔn)值）。-動(dòng)穩(wěn)定電流：需≥短路電流峰值。220kV系統(tǒng)短路電流周期分量50kA，峰值為√2×50×1.8（非周期分量影響系數(shù)）≈127.28kA，故斷路器動(dòng)穩(wěn)定電流應(yīng)≥125kA（標(biāo)準(zhǔn)值為125kA或160kA，取125kA滿足要求）。案例2：某110kV線路防雷設(shè)計(jì)線路參數(shù)：-導(dǎo)線型號：LGJ-300/25（直徑24.26mm），避雷線型號：GJ-50（直徑8.1mm）-導(dǎo)線水平排列，線間距離4m，避雷線對導(dǎo)線的保護(hù)角α=25°，桿塔高度h=25m，導(dǎo)線平均高度h1=20m，避雷線平均高度h2=23m問題1：計(jì)算避雷線對導(dǎo)線的幾何耦合系數(shù)k（公式：k=lg(D12/D11)/lg(D12/d)，其中D12為避雷線與導(dǎo)線間水平距離，D11為避雷線與避雷線間距離，d為導(dǎo)線半徑）。問題2：若線路地處多雷區(qū)（年平均雷暴日Td=40天），判斷是否需要加裝線路避雷器，并說明理由。答案及解析：問題1：-避雷線與導(dǎo)線間水平距離D12=√(S2+(h2-h1)2)，S為保護(hù)角對應(yīng)的水平距離，S=(h2-h1)tanα=(23-20)tan25°≈3×0.466≈1.4m，故D12=√(1.42+32)=√(1.96+9)=√10.96≈3.31m。-避雷線間距離D11=2×S'（假設(shè)雙避雷線水平排列，間距一般為線路寬度的1.5倍，本題簡化為4m）。-導(dǎo)線半徑d=24.26/2=12.13mm=0.01213m。-代入公式：k=lg(3.31/4)/lg(3.31/0.01213)=lg(0.8275)/lg(272.8)≈(-0.082)/2.436≈0.034（實(shí)際工程中耦合系數(shù)一般為0.2~0.3，本題因保護(hù)角較大導(dǎo)致k偏小，需修正）。問題2：-多雷區(qū)（Td≥40天）110kV線路的耐雷水平一般要求≥75kA。根據(jù)規(guī)程，保護(hù)角25°時(shí)，繞擊率較高（約0.1%~0.3%），若線路經(jīng)過山區(qū)或易擊段，建議加裝線路避雷器以提高耐雷水平（尤其當(dāng)耦合系數(shù)較低時(shí)）。案例3：某35kV配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式選擇系統(tǒng)參數(shù)：-35kV架空線路總長度L1=50km（每公里電容電流Ic1=0.1A/km）-電纜線路總長度L2=10km（每公里電容電流Ic2=1.5A/km）-配電變壓器中性點(diǎn)不接地，系統(tǒng)最大不對稱度ε=5%問題1：計(jì)算系統(tǒng)單相接地電容電流Ic。問題2：確定中性點(diǎn)接地方式（經(jīng)消弧線圈接地或小電阻接地），并說明理由。答案及解析：問題1：Ic=Ic1×L1+Ic2×L2=0.1×50+1.5×10=5+15=20A。問題2：-35kV系統(tǒng)當(dāng)電容電流超過10A時(shí)，需采用消弧線圈接地（DL/T620-1997規(guī)定）。本題Ic=20A＞10A，應(yīng)選擇經(jīng)消弧線圈接地。-若采用小電阻接地，需校驗(yàn)接地電流對設(shè)備的熱穩(wěn)定影響（20A×2s=40A·s，一般設(shè)備可承受），但小電阻接地適用于電容電流較大（如＞100A）或需要快速切除故障的系統(tǒng)，本題20A更適合消弧線圈補(bǔ)償，減少瞬時(shí)性故障跳閘。案例4：某220kV變壓器保護(hù)配置變壓器參數(shù)：-容量240MVA，變比220/110/35kV，接線組別YNyn0d11-高壓側(cè)短路電流50kA（最大運(yùn)行方式），低壓側(cè)35kV母線短路電流25kA問題1：配置主保護(hù)和后備保護(hù)（至少列出4種）。問題2：計(jì)算差動(dòng)保護(hù)的最小動(dòng)作電流（可靠系數(shù)Kk=1.3，最大不平衡電流Iunb.max=0.1Ie）。答案及解析：問題1：-主保護(hù)：縱差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)（輕瓦斯報(bào)警，重瓦斯跳閘）。-后備保護(hù)：高壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)、中壓側(cè)復(fù)合電壓閉鎖過電流保護(hù)、低壓側(cè)過電流保護(hù)、零序過電流保護(hù)（針對中性點(diǎn)接地運(yùn)行）、過負(fù)荷保護(hù)。問題2：-變壓器額定電流Ie=240×103/(√3×220)≈629A。-最小動(dòng)作電流Iop.min=Kk×Iunb.max=1.3×0.1×629≈81.8A（實(shí)際取整為80A或100A，需與CT變比配合）。案例5：某500kV輸電線路無功補(bǔ)償計(jì)算線路參數(shù)：-長度L=300km，正序電抗x1=0.3Ω/km，正序電納b1=2.8×10??S/km-輸送功率P=1000MW，功率因數(shù)cosφ=0.95，系統(tǒng)電壓U=500kV問題1：計(jì)算線路充電功率Qc（Qc=U2×b1×L/2）。問題2：計(jì)算線路感性無功損耗Ql（Ql=P2×x1×L/(U2×cos2φ)）。問題3：判斷是否需要加裝并聯(lián)電抗器，并說明理由。答案及解析：問題1：Qc=(500×103)2×2.8×10??×300/2=250×10?×2.8×10??×150=250×2.8×150×10??×10?=250×420=105000kvar=105Mvar（每相