廣東韶關(guān)市2025年勘察設(shè)計注冊電氣工程師考試（發(fā)輸變電專業(yè)案例）經(jīng)典試題及答案廣東韶關(guān)市2025年勘察設(shè)計注冊電氣工程師考試（發(fā)輸變電專業(yè)案例）試題及答案一、單項(xiàng)選擇題1.某220kV變電站，主變?nèi)萘繛?×180MVA，220kV側(cè)采用雙母線接線，110kV側(cè)采用單母線分段接線。220kV母線短路電流周期分量起始有效值為40kA，110kV母線短路電流周期分量起始有效值為25kA。計算220kV母線短路時，短路點(diǎn)的沖擊電流最接近下列哪項(xiàng)數(shù)值？（已知沖擊系數(shù)$K_{sh}=1.8$）-解答過程：根據(jù)沖擊電流計算公式$i_{sh}=K_{sh}\sqrt{2}I_{p}$，其中$I_{p}$為短路電流周期分量起始有效值，$K_{sh}$為沖擊系數(shù)。已知220kV母線短路電流周期分量起始有效值$I_{p}=40kA$，沖擊系數(shù)$K_{sh}=1.8$。則沖擊電流$i_{sh}=1.8\times\sqrt{2}\times40\approx1.8\times1.414\times40=101.808kA$。-答案：最接近102kA。2.某架空輸電線路，采用LGJ-300/40型導(dǎo)線，導(dǎo)線的計算外徑$d=23.94mm$，三相水平排列，相間距離$D=5m$。計算該線路的每相單位長度的電感$L_{0}$（$H/m$）最接近下列哪項(xiàng)數(shù)值？（計算時忽略導(dǎo)線內(nèi)部磁鏈）-解答過程：對于三相水平排列的架空輸電線路，當(dāng)忽略導(dǎo)線內(nèi)部磁鏈時，每相單位長度的電感計算公式為$L_{0}=2\times10^{-7}\ln\frac{D_{eq}}{r}$，其中$D_{eq}=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{31}}$，對于三相水平排列$D_{12}=D_{23}=D$，$D_{31}=2D$，$r$為導(dǎo)線半徑。已知導(dǎo)線計算外徑$d=23.94mm$，則導(dǎo)線半徑$r=\fracfrtjrpd{2}=\frac{23.94}{2}=11.97mm=0.01197m$，相間距離$D=5m$。$D_{eq}=\sqrt[3]{D\timesD\times2D}=\sqrt[3]{2D^{3}}=\sqrt[3]{2}\timesD=\sqrt[3]{2}\times5\approx6.3m$。$L_{0}=2\times10^{-7}\ln\frac{D_{eq}}{r}=2\times10^{-7}\ln\frac{6.3}{0.01197}=2\times10^{-7}\ln526.32\approx2\times10^{-7}\times6.267=1.2534\times10^{-6}H/m$。-答案：最接近$1.25\times10^{-6}H/m$。3.某發(fā)電廠有一臺容量為125MW的發(fā)電機(jī)，額定電壓為10.5kV，功率因數(shù)為0.85。發(fā)電機(jī)采用單元接線方式接入升壓變壓器，升壓變壓器的變比為$10.5/220kV$。計算發(fā)電機(jī)的額定電流最接近下列哪項(xiàng)數(shù)值？-解答過程：根據(jù)發(fā)電機(jī)額定電流計算公式$I_{N}=\frac{S_{N}}{\sqrt{3}U_{N}\cos\varphi}$，其中$S_{N}$為發(fā)電機(jī)額定容量，$U_{N}$為發(fā)電機(jī)額定電壓，$\cos\varphi$為功率因數(shù)。已知發(fā)電機(jī)容量$S_{N}=125MW=125\times10^{6}W$，額定電壓$U_{N}=10.5kV=10.5\times10^{3}V$，功率因數(shù)$\cos\varphi=0.85$。$I_{N}=\frac{S_{N}}{\sqrt{3}U_{N}\cos\varphi}=\frac{125\times10^{6}}{\sqrt{3}\times10.5\times10^{3}\times0.85}\approx\frac{125\times10^{6}}{1.732\times10.5\times10^{3}\times0.85}\approx\frac{125\times10^{6}}{15.49\times10^{3}}\approx8070A$。-答案：最接近8070A。二、多項(xiàng)選擇題1.在發(fā)輸變電系統(tǒng)中，下列哪些措施可以提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性？-A.采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置-B.減小線路電抗-C.增加發(fā)電機(jī)的有功輸出-D.采用快速切除故障的保護(hù)裝置-解答過程：-選項(xiàng)A：采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置可以在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變化時，及時調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵磁電流，從而改變發(fā)電機(jī)的電動勢，提高發(fā)電機(jī)的功率極限，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，所以選項(xiàng)A正確。-選項(xiàng)B：減小線路電抗可以降低輸電線路的電壓損耗和功率損耗，增大系統(tǒng)的輸送功率極限，提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，所以選項(xiàng)B正確。-選項(xiàng)C：增加發(fā)電機(jī)的有功輸出會使發(fā)電機(jī)的運(yùn)行點(diǎn)接近功率極限，降低系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，所以選項(xiàng)C錯誤。-選項(xiàng)D：采用快速切除故障的保護(hù)裝置主要是提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，而不是靜態(tài)穩(wěn)定性，所以選項(xiàng)D錯誤。-答案：AB2.對于高壓輸電線路的耐雷水平，下列哪些因素會影響其大??？-A.桿塔的接地電阻-B.導(dǎo)線的型號-C.避雷線的保護(hù)角-D.線路的額定電壓-解答過程：-選項(xiàng)A：桿塔的接地電阻越小，雷擊桿塔時，雷電流通過桿塔流入大地的電阻越小，桿塔電位越低，越不容易發(fā)生反擊閃絡(luò)，從而提高線路的耐雷水平，所以選項(xiàng)A正確。-選項(xiàng)B：導(dǎo)線的型號主要影響線路的電氣參數(shù)如電阻、電抗等，但對耐雷水平的影響較小，所以選項(xiàng)B錯誤。-選項(xiàng)C：避雷線的保護(hù)角越小，避雷線對導(dǎo)線的保護(hù)效果越好，繞擊率越低，線路的耐雷水平越高，所以選項(xiàng)C正確。-選項(xiàng)D：線路的額定電壓與線路的絕緣水平相關(guān)，但不是直接影響耐雷水平的因素，所以選項(xiàng)D錯誤。-答案：AC三、案例分析題1.某220kV變電站，有兩臺主變壓器，容量均為180MVA，接線方式為YNd11。220kV側(cè)母線短路電流周期分量起始有效值為40kA，110kV側(cè)母線短路電流周期分量起始有效值為25kA。-（1）計算220kV側(cè)母線短路時，主變壓器的短路損耗（假設(shè)變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值$Z_{k}^{}=0.1$，基準(zhǔn)容量$S_{j}=100MVA$，基準(zhǔn)電壓$U_{j}=220kV$）。-解答過程：首先計算短路電流的標(biāo)幺值$I_{k}^{}=\frac{I_{k}}{I_{j}}$，其中$I_{j}=\frac{S_{j}}{\sqrt{3}U_{j}}$。$I_{j}=\frac{S_{j}}{\sqrt{3}U_{j}}=\frac{100\times10^{6}}{\sqrt{3}\times220\times10^{3}}\approx262.4A$。$I_{k}=40\times10^{3}A$，則$I_{k}^{}=\frac{40\times10^{3}}{262.4}\approx152.4$。變壓器的短路損耗計算公式為$\DeltaP_{k}=I_{k}^{2}Z_{k}^{}S_{j}$。已知$Z_{k}^{}=0.1$，$S_{j}=100MVA$，則$\DeltaP_{k}=152.4^{2}\times0.1\times100\times10^{6}\div(10^{6})\approx232257.6kW$。-答案：約為232258kW。-（2）若110kV側(cè)某饋線的最大負(fù)荷電流為1200A，計算該饋線過電流保護(hù)的動作電流（可靠系數(shù)$K_{rel}=1.2$，返回系數(shù)$K_{re}=0.85$）。-解答過程：過電流保護(hù)的動作電流計算公式為$I_{op}=\frac{K_{rel}}{K_{re}}I_{L.max}$，其中$I_{L.max}$為最大負(fù)荷電流。已知$K_{rel}=1.2$，$K_{re}=0.85$，$I_{L.max}=1200A$。$I_{op}=\frac{1.2}{0.85}\times1200\approx1694.1A$。-答案：約為1694A。2.某架空輸電線路，長度為100km，采用LGJ-400/50型導(dǎo)線，導(dǎo)線的計算外徑$d=27.63mm$，三相水平排列，相間距離$D=6m$。線路的首端電壓為230kV，末端負(fù)荷為$P=150MW$，$Q=100Mvar$。-（1）計算線路的每相單位長度的電阻$R_{0}$（導(dǎo)線的電阻率$\rho=31.5\Omega\cdotmm^{2}/km$）。-解答過程：根據(jù)電阻計算公式$R_{0}=\frac{\rho}{S}$，其中$S$為導(dǎo)線的截面積。對于LGJ-400/50型導(dǎo)線，鋁線部分截面積$S=400mm^{2}$，$\rho=31.5\Omega\cdotmm^{2}/km$。$R_{0}=\frac{31.5}{400}=0.07875\Omega/km$。-答案：$0.07875\Omega/km$。-（2）計算線路末端的電壓（計算時忽略線路的電容效應(yīng)）。-解答過程：先計算線路的總電阻$R=R_{0}l=0.07875\times100=7.875\Omega$。計算線路的總電抗，首先求導(dǎo)線半徑$r=\frach1xplh3{2}=\frac{27.63}{2}=13.815mm=0.013815m$。$D_{eq}=\sqrt[3]{D\timesD\times2D}=\sqrt[3]{2}\timesD=\sqrt[3]{2}\times6\approx7.56m$。$X_{0}=2\times10^{-7}\ln\frac{D_{eq}}{r}\times2\pif\times10^{3}=2\times10^{-7}\ln\frac{7.56}{0.013815}\times2\pi\times50\times10^{3}\approx0.406\Omega/km$。線路總電抗$X=X_{0}l=0.406\times100=40.6\Omega$。末端負(fù)荷的功率因數(shù)$\cos\varphi=\frac{P}{\sqrt{P^{2}+Q^{2}}}=\frac{150}{\sqrt{150^{2}+100^{2}}}\approx0.832$，$\sin\varphi=\frac{Q}{\sqrt{P^{2}+Q^{2}}}=\frac{100}{\sqrt{150^{2}+100^{2}}}\approx0.555$。末端負(fù)荷電流$I=\frac{P}{\sqrt{3}U_{2}\cos\varphi}$（這里先假設(shè)$U_{2}$為末端電壓），$S=\sqrt{P^{2}+Q^{2}}=\sqrt{150^{2}+100^{2}}=180.28MVA$。$I=\frac{S}{\sqrt{3}U_{2}}$，根據(jù)電壓降落公式$\DeltaU=\frac{PR+QX}{U_{2}}$，$U_{1}=U_{2}+\DeltaU$，$U_{1}=230kV$。$U_{2}=U_{1}-\frac{PR+QX}{U_{1}}=230-