湖北鄂州市2025年勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)電氣工程師考試（發(fā)輸變電專業(yè)案例）經(jīng)典試題及答案一、單項(xiàng)選擇題1.某220kV架空輸電線路，采用雙分裂LGJ-400/35導(dǎo)線，三相水平排列，相間距離6m，分裂間距400mm。計(jì)算該線路工作頻率下的正序電抗（單位：Ω/km）。-已知條件及公式：-對(duì)于雙分裂導(dǎo)線，正序電抗計(jì)算公式為\(x_1=0.1445\lg\frac{D_{eq}}{r_{eq}}+0.0157\)，其中\(zhòng)(D_{eq}\)為三相導(dǎo)線的幾何均距，\(r_{eq}\)為分裂導(dǎo)線的等值半徑。-對(duì)于三相水平排列，\(D_{eq}=\sqrt[3]{D_{12}D_{23}D_{13}}\)，\(D_{12}=D_{23}=6m\)，\(D_{13}=12m\)，則\(D_{eq}=\sqrt[3]{6\times6\times12}\approx7.56m\)。-對(duì)于雙分裂導(dǎo)線，\(r_{eq}=\sqrt{r\timesd}\)，LGJ-400/35導(dǎo)線的計(jì)算半徑\(r=16.7mm=0.0167m\)，分裂間距\(d=400mm=0.4m\)，所以\(r_{eq}=\sqrt{0.0167\times0.4}\approx0.0817m\)。-計(jì)算過程：將\(D_{eq}=7.56m\)和\(r_{eq}=0.0817m\)代入正序電抗公式\(x_1=0.1445\lg\frac{D_{eq}}{r_{eq}}+0.0157\)，可得：\(x_1=0.1445\lg\frac{7.56}{0.0817}+0.0157\)\(=0.1445\lg92.53+0.0157\)\(\approx0.1445\times1.966+0.0157\)\(\approx0.284+0.0157=0.2997\approx0.3\Omega/km\)-答案：該線路工作頻率下的正序電抗約為\(0.3\Omega/km\)。2.某發(fā)電廠有一臺(tái)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。計(jì)算該發(fā)電機(jī)的額定電流（單位：A）。-已知條件及公式：發(fā)電機(jī)額定電流計(jì)算公式為\(I_N=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_N}\)，其中\(zhòng)(S_N\)為發(fā)電機(jī)的額定視在功率，\(U_N\)為發(fā)電機(jī)的額定電壓。先根據(jù)\(P_N=S_N\cos\varphi\)求出\(S_N\)，已知\(P_N=125MW=125\times10^6W\)，\(\cos\varphi=0.85\)，則\(S_N=\frac{P_N}{\cos\varphi}=\frac{125\times10^6}{0.85}\approx147.06\times10^6VA\)，\(U_N=10.5kV=10.5\times10^3V\)。-計(jì)算過程：將\(S_N\approx147.06\times10^6VA\)和\(U_N=10.5\times10^3V\)代入\(I_N=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_N}\)，可得：\(I_N=\frac{147.06\times10^6}{\sqrt{3}\times10.5\times10^3}\)\(=\frac{147.06\times10^6}{18.187\times10^3}\)\(\approx8086A\)-答案：該發(fā)電機(jī)的額定電流約為\(8086A\)。3.某變電站有一臺(tái)110/10.5kV的降壓變壓器，容量為31.5MVA，空載損耗\(P_0=40kW\)，短路損耗\(P_k=185kW\)，阻抗電壓\(U_k\%=10.5\)，空載電流\(I_0\%=0.8\)。計(jì)算該變壓器在額定負(fù)載下的銅損（單位：kW）。-已知條件及公式：變壓器在額定負(fù)載下的銅損等于短路損耗，即\(P_{Cu}=P_k\)。-答案：該變壓器在額定負(fù)載下的銅損為\(185kW\)。二、多項(xiàng)選擇題1.以下哪些因素會(huì)影響輸電線路的電容參數(shù)（）A.導(dǎo)線的幾何尺寸B.導(dǎo)線的材料C.相間距離D.導(dǎo)線的分裂方式-答案分析：-選項(xiàng)A：導(dǎo)線的幾何尺寸，如導(dǎo)線半徑等會(huì)影響電場(chǎng)分布，從而影響電容參數(shù)。導(dǎo)線半徑越大，電容越大，所以選項(xiàng)A正確。-選項(xiàng)B：導(dǎo)線的材料主要影響導(dǎo)線的電阻，對(duì)電容參數(shù)影響極小，因?yàn)殡娙葜饕Q于電場(chǎng)分布和絕緣介質(zhì)等因素，而不是導(dǎo)線材料本身，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤。-選項(xiàng)C：相間距離改變會(huì)使導(dǎo)線間的電場(chǎng)分布發(fā)生變化，相間距離越大，電容越小，所以選項(xiàng)C正確。-選項(xiàng)D：導(dǎo)線的分裂方式會(huì)改變導(dǎo)線的等效半徑和電場(chǎng)分布，進(jìn)而影響電容參數(shù)，分裂導(dǎo)線會(huì)使電容增大，所以選項(xiàng)D正確。-答案：ACD2.電力系統(tǒng)中，提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施有（）A.采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置B.減小線路電抗C.提高輸電電壓等級(jí)D.增加發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量-答案分析：-選項(xiàng)A：采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置可以在系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)，及時(shí)調(diào)整發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流，從而改變發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，提高發(fā)電機(jī)的電磁功率極限，增強(qiáng)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，如采用分裂導(dǎo)線等措施，可使輸電線路的功率極限提高，有利于提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，所以選項(xiàng)B正確。-選項(xiàng)C：提高輸電電壓等級(jí)可以提高輸電線路的輸送能力和功率極限，從而增強(qiáng)系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，所以選項(xiàng)C正確。-選項(xiàng)D：增加發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以使發(fā)電機(jī)在受到干擾時(shí)轉(zhuǎn)速變化緩慢，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，但對(duì)靜態(tài)穩(wěn)定性影響不大，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。-答案：ABC三、案例分析題案例一某220kV變電站，有兩臺(tái)主變壓器，容量均為180MVA，變比為220/110/35kV，接線方式為YN，yn0，d11。35kV側(cè)有6回出線，每回出線的最大負(fù)荷電流為200A，功率因數(shù)為0.85。35kV母線采用單母線分段接線，母線分段斷路器正常運(yùn)行時(shí)處于合閘狀態(tài)。1.計(jì)算35kV母線的最大持續(xù)工作電流（單位：A）。-已知條件及公式：\(I_{max}=\sum_{i=1}^{n}I_{i}\)，其中\(zhòng)(I_{i}\)為每回出線的最大負(fù)荷電流，\(n\)為出線回路數(shù)。已知\(n=6\)，\(I_{i}=200A\)。-計(jì)算過程：\(I_{max}=6\times200=1200A\)-答案：35kV母線的最大持續(xù)工作電流為\(1200A\)。2.選擇35kV母線的型號(hào)。-選擇依據(jù)：根據(jù)母線的最大持續(xù)工作電流選擇母線型號(hào)，同時(shí)要考慮母線的載流量應(yīng)大于最大持續(xù)工作電流，并留有一定的裕度。假設(shè)選用鋁母線，查相關(guān)手冊(cè)，LMY-100×10鋁母線在環(huán)境溫度為40℃時(shí)的載流量約為1500A，大于35kV母線的最大持續(xù)工作電流1200A，所以可以選用LMY-100×10鋁母線。-答案：35kV母線可選用LMY-100×10鋁母線。案例二某發(fā)電廠有一個(gè)220kV升壓站，采用雙母線接線。220kV母線短路容量為\(S_{k}=20000MVA\)。某一回220kV出線的斷路器額定電流為2000A，額定開斷電流為50kA。1.計(jì)算220kV母線的短路電流（單位：kA）。-已知條件及公式：短路電流計(jì)算公式為\(I_{k}=\frac{S_{k}}{\sqrt{3}U_{N}}\)，其中\(zhòng)(S_{k}\)為短路容量，\(U_{N}\)為母線額定電壓。已知\(S_{k}=20000MVA\)，\(U_{N}=220kV=220\times10^3V\)。-計(jì)算過程：\(I_{k}=\frac{20000\times10^6}{\sqrt{3}\times220\times10^3}\)\(=\frac{20000\times10^6}{381.05\times10^3}\)\(\approx52.5kA\)-答案：220kV母線的短路電流約為\(52.5kA\)。2.判斷該出線斷路器是否能滿足短路開斷要求。-判斷依據(jù)：斷路器的額定開斷電流應(yīng)大于等于短路電流。已知斷路器額定開斷電流為\(50kA\)，短路電流約為\(52.5kA\)，因?yàn)閈(50kA\lt52.5kA\)，所以該出線斷路器不能滿足短路開斷要求。-答案：該出線斷路器不能滿足短路開斷要求。案例三某110kV輸電線路，長(zhǎng)度為100km，采用LGJ-240導(dǎo)線，三相水平排列，相間距離為4m。線路首端電壓為115kV，末端負(fù)荷為\(P=50MW\)，\(Q=30Mvar\)。1.計(jì)算線路的電壓損耗（單位：kV）。-已知條件及公式：先計(jì)算線路的電阻\(R\)和電抗\(x\)，LGJ-240導(dǎo)線的電阻\(r_0=0.132\Omega/km\)，電抗\(x_0=0.4\Omega/km\)。\(R=r_0l=0.132\times100=13.2\Omega\)，\(X=x_0l=0.4\times100=40\Omega\)。電壓損耗計(jì)算公式為\(\DeltaU=\frac{PR+QX}{U_1}\)，其中\(zhòng)(P\)為末端有功功率，\(Q\)為末端無功功率，\(U_1\)為首端電壓。已知\(P=50MW=50\times10^6W\)，\(Q=30Mvar=30\times10^6var\)，\(U_1=115kV=115\times10^3V\)。-計(jì)算過程：\(\DeltaU=\frac{50\times10^6\times13.2+30\times10^6\times40}{115\times10^3}\)\(=\frac{(660\times10^6+1200\times10^6)}{115\times10^3}\)\(=\frac{1860\times10^6}{11