2025年勘察設計注冊電氣工程師考試（發(fā)輸變電專業(yè)案例）經(jīng)典試題及答案(惠州)一、單項選擇題1.某500kV架空輸電線路，采用4×LGJ-400導線，三相水平排列，相間距離D=12m，導線分裂間距d=400mm。已知導線的計算外徑d?=26.82mm，求該線路的正序幾何均距D??最接近下列哪個值？（A）16.39m（B）12m（C）17.32m（D）15.59m解答：對于三相水平排列的線路，正序幾何均距\(D_{m}=\sqrt[3]{D\timesD\times2D}=\sqrt[3]{2}D\)已知\(D=12m\)，則\(D_{m}=\sqrt[3]{2}\times12\approx15.59m\)分裂導線的自幾何均距\(D_{s}=\sqrt[n]{d\timesd\times\cdots\timesr'}\)（\(n\)為分裂數(shù)），對于4分裂導線，\(r'=0.779r\)，\(r=\frac{d_{0}}{2}=\frac{26.82}{2}=13.41mm=0.01341m\)，\(d=400mm=0.4m\)\(D_{s}=\sqrt[4]{0.4\times0.4\times0.4\times0.779\times0.01341}\approx0.1639m\)正序幾何均距\(D_{s1}=D_{m}/D_{s}=15.59/0.1639\approx95.12\)（這里應該是計算\(D_{s1}\)的概念理解有誤，正確的是\(D_{s1}=D_{m}\)），所以正序幾何均距\(D_{s1}\approx15.59m\)，答案選D。2.某發(fā)電廠主變壓器容量為360MVA，電壓為220/110/10.5kV，\(U_{k1-2}\%=14\)，\(U_{k1-3}\%=23\)，\(U_{k2-3}\%=8\)，求該變壓器的電抗\(X_{1}\)、\(X_{2}\)、\(X_{3}\)（以變壓器額定容量為基準）分別為多少？（A）\(X_{1}=0.145\)，\(X_{2}=0.005\)，\(X_{3}=0.095\)（B）\(X_{1}=0.095\)，\(X_{2}=0.045\)，\(X_{3}=0.035\)（C）\(X_{1}=0.14\)，\(X_{2}=0.08\)，\(X_{3}=0.23\)（D）\(X_{1}=0.23\)，\(X_{2}=0.08\)，\(X_{3}=0.14\)解答：根據(jù)公式\(X_{1}=\frac{U_{k1-2}\%+U_{k1-3}\%-U_{k2-3}\%}{200}\)\(X_{2}=\frac{U_{k1-2}\%+U_{k2-3}\%-U_{k1-3}\%}{200}\)\(X_{3}=\frac{U_{k1-3}\%+U_{k2-3}\%-U_{k1-2}\%}{200}\)\(X_{1}=\frac{14+23-8}{200}=0.145\)\(X_{2}=\frac{14+8-23}{200}=0.005\)\(X_{3}=\frac{23+8-14}{200}=0.095\)答案選A。3.某110kV變電站，采用單母線分段接線，正常運行時兩段母線并列運行。已知電源進線斷路器的額定電流為1250A，短路電流周期分量起始值\(I_{p}=12kA\)，短路電流非周期分量衰減時間常數(shù)\(T=0.05s\)，求短路后0.2s時的短路全電流有效值\(I_{sh}\)最接近下列哪個值？（A）12.1kA（B）13.2kA（C）14.5kA（D）15.6kA解答：短路電流周期分量有效值在短路過程中基本不變，\(I_{p}=12kA\)非周期分量電流\(i_{np}=I_{np0}e^{-\frac{t}{T}}\)，短路電流非周期分量初始值\(I_{np0}=\sqrt{2}I_{p}\)在\(t=0.2s\)時，\(I_{np}=I_{np0}e^{-\frac{0.2}{0.05}}=\sqrt{2}I_{p}e^{-4}\)短路全電流有效值\(I_{sh}=\sqrt{I_{p}^{2}+I_{np}^{2}}\)\(I_{np}=\sqrt{2}\times12\timese^{-4}\approx\sqrt{2}\times12\times0.0183\approx0.31kA\)\(I_{sh}=\sqrt{12^{2}+0.31^{2}}\approx12.004kA\approx12.1kA\)答案選A。二、多項選擇題1.下列關于發(fā)輸變電系統(tǒng)中無功補償裝置的說法，正確的有（）（A）并聯(lián)電容器可以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，降低線損（B）靜止無功補償器（SVC）可以快速調節(jié)無功功率，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性（C）同步調相機在過勵運行時發(fā)出無功功率，欠勵運行時吸收無功功率（D）串聯(lián)電容器主要用于補償輸電線路的感抗，提高輸電能力解答：-選項A：并聯(lián)電容器向系統(tǒng)注入無功功率，能提高功率因數(shù)，減少線路上的無功電流，從而降低線損，該說法正確。-選項B：靜止無功補償器（SVC）能根據(jù)系統(tǒng)的無功需求快速調節(jié)無功功率的輸出或吸收，對維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性有重要作用，該說法正確。-選項C：同步調相機實質上是不帶機械負荷的同步電動機，過勵運行時向系統(tǒng)發(fā)出無功功率，欠勵運行時從系統(tǒng)吸收無功功率，該說法正確。-選項D：串聯(lián)電容器串接在輸電線路中，主要作用是補償輸電線路的感抗，減少電壓降落，提高輸電能力，該說法正確。答案選ABCD。2.以下關于電力系統(tǒng)中性點接地方式的描述，正確的有（）（A）中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，非故障相電壓不變（B）中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障點電流較小，可繼續(xù)運行一段時間（C）中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，當采用過補償方式時，可避免發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓（D）中性點經(jīng)高電阻接地系統(tǒng)適用于電纜線路較多的城市配電網(wǎng)解答：-選項A：中性點直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障相接地，非故障相電壓仍為相電壓，基本不變，該說法正確。-選項B：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，故障點電流主要是電容電流，數(shù)值較小，規(guī)程規(guī)定可繼續(xù)運行1-2小時，該說法正確。-選項C：中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，過補償時，電感電流大于電容電流，可避免在某些情況下發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓，該說法正確。-選項D：中性點經(jīng)高電阻接地系統(tǒng)可以限制接地故障電流，減小故障點的電弧能量，適用于電纜線路較多的城市配電網(wǎng)，該說法正確。答案選ABCD。三、案例分析題案例一某新建220kV變電站，主變壓器容量為2×180MVA，電壓為220/110/10.5kV，采用雙母線接線。220kV出線4回，110kV出線6回，10kV側采用單母線分段接線，接有電容器組、站用變壓器等設備。1.計算220kV母線的短路電流。已知系統(tǒng)短路容量\(S_{s}=20000MVA\)，主變壓器\(U_{k}\%=14\)，以100MVA為基準容量。-解答：系統(tǒng)電抗\(X_{s}=\frac{S_{B}}{S_{s}}=\frac{100}{20000}=0.005\)主變壓器電抗\(X_{T}=\frac{U_{k}\%}{100}\times\frac{S_{B}}{S_{N}}=\frac{14}{100}\times\frac{100}{180}\approx0.078\)兩臺主變壓器并聯(lián)，\(X_{T總}=\frac{X_{T}}{2}=0.039\)短路總電抗\(X_{\sum}=X_{s}+X_{T總}=0.005+0.039=0.044\)短路電流周期分量有效值\(I_{p}=\frac{I_{B}}{X_{\sum}}\)，\(I_{B}=\frac{S_{B}}{\sqrt{3}U_{B}}\)，對于220kV系統(tǒng)，\(U_{B}=230kV\)，\(I_{B}=\frac{100}{\sqrt{3}\times230}\approx0.251kA\)\(I_{p}=\frac{0.251}{0.044}\approx5.7kA\)2.確定10kV側電容器組的容量。已知10kV側最大負荷為100MW，功率因數(shù)為0.8，要求將功率因數(shù)提高到0.95。-解答：原無功功率\(Q_{1}=P\tan\varphi_{1}\)，\(\cos\varphi_{1}=0.8\)，則\(\tan\varphi_{1}=0.75\)，\(Q_{1}=100\times0.75=75Mvar\)提高功率因數(shù)后無功功率\(Q_{2}=P\tan\varphi_{2}\)，\(\cos\varphi_{2}=0.95\)，則\(\tan\varphi_{2}=0.329\)，\(Q_{2}=100\times0.329=32.9Mvar\)電容器組容量\(Q_{C}=Q_{1}-Q_{2}=75-32.9=42.1Mvar\)案例二某輸電線路長200km，采用4×LGJ-300導線，三相水平排列，相間距離\(D=8m\)，導線分裂間距\(d=400mm\)，導線計算外徑\(d_{0}=23.76mm\)。線路末端負荷為\(P_{2}=200MW\)，\(\cos\varphi_{2}=0.9\)，線路首端電壓\(U_{1}=230kV\)。1.計算線路的參數(shù)（電阻、電感、電容）。-解答：電阻\(R=r_{0}l\)，\(r_{0}=0.1\Omega/km\)，\(l=200km\)，則\(R=0.1\times200=20\Omega\)正序幾何均距\(D_{m}=\sqrt[3]{D\timesD\times2D}=\sqrt[3]{2}D=\sqrt[3]{2}\times8\approx10.08m\)分裂導線自幾何均距\(D_{s}=\sqrt[4]{d\timesd\timesd\times0.779r}\)，\(r=\frac{d_{0}}{2}=\frac{23.76}{2}=11.88mm=0.01188m\)，\(d=0.4m\)\(D_{s}=\sqrt[4]{0.4\times0.4\times0.4\times0.779\times0.01188}\approx0.143m\)電感\(zhòng)(L=\frac{\mu_{0}}{2\pi}\ln\frac{D_{m}}{D_{s}}\timesl\)，\(\mu_{0}=4\pi\times10^{-7}H/m\)\(L=\frac{4\pi\times10^{-7}}{2\pi}\ln\frac{10.08}{0.143}\times200\times10^{3}\approx0.274H\)電容\(C=\frac{2\pi\varepsilon_{0}}{\ln\frac{D_{m}}{r'}}\timesl\)，\(r'=0.779r\)\(C=\frac{2\pi\times8.85\times10^{-12}}{\ln\frac{10.08}{0.779\times0.01188}}\times200\times10^{3}\approx1.13\times10^{-6}F\)2.計算線路末端電壓\(U_{2}\)。-解答：線路末端功率\(P_{2}=200MW\)，\(\cos\varphi_{2}=0.9\)，則\(Q_{2}=P_{2}\tan\varphi_{2}=200\times0.484=96.8Mvar\)線路首端功率\(S_{1}=P_{1}+jQ_{1}\)，先計算電壓降落\(\DeltaU=\frac{P_{2}R+Q_{2}X}{U_{2}}\)，\(\deltaU=\frac{P_{2}X-Q_{2}R}{U_{2}}\)假設\(U_{2}\)初值為\(220kV\)\(X=\omegaL=314\times0.274=86.036\Omega\)\(\DeltaU=\frac{200\times20+96.8\times86.036}{220}\approx49.4kV\)\(\deltaU=\frac{200\times86.036-