2025年發(fā)電廠電氣部分試卷歸總及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.某2×660MW火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)出口電壓等級選擇時，最合理的方案是（）。A.6.3kVB.10.5kVC.13.8kVD.20kV答案：C（660MW發(fā)電機(jī)額定電壓通常為13.8kV或15.75kV，10.5kV多用于300MW及以下機(jī)組）2.關(guān)于單母線分段接線的描述，正確的是（）。A.任一母線故障僅影響該段負(fù)荷B.倒閘操作復(fù)雜程度高于雙母線接線C.檢修母線時需全部停電D.適用于1000MW超超臨界機(jī)組廠用高壓母線答案：A（單母線分段接線將母線分為兩段，分段斷路器連接，一段故障時另一段可通過分段斷路器恢復(fù)供電）3.校驗(yàn)高壓斷路器的熱穩(wěn)定時，需考慮的時間參數(shù)是（）。A.斷路器固有分閘時間B.繼電保護(hù)動作時間+斷路器全開斷時間C.短路電流持續(xù)時間D.主保護(hù)動作時間+斷路器分閘時間答案：D（熱穩(wěn)定校驗(yàn)時間為保護(hù)動作時間與斷路器分閘時間之和，確保設(shè)備在短路電流持續(xù)期間不被燒毀）4.發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)中，6kV電動機(jī)的啟動方式優(yōu)先選擇（）。A.全壓啟動B.星三角降壓啟動C.自耦變壓器降壓啟動D.軟啟動器啟動答案：A（6kV電動機(jī)容量通常較大，全壓啟動對電網(wǎng)沖擊在允許范圍內(nèi)時優(yōu)先采用，成本低且控制簡單）5.關(guān)于氧化鋅避雷器（MOA）的描述，錯誤的是（）。A.無間隙結(jié)構(gòu)B.殘壓低C.通流容量小D.可用于限制操作過電壓答案：C（氧化鋅避雷器通流容量大，優(yōu)于傳統(tǒng)碳化硅避雷器）6.發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線中，主變壓器的連接組別應(yīng)選擇（）。A.Yyn0B.Dyn11C.YNd11D.Yy0答案：C（發(fā)電機(jī)出口為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，主變高壓側(cè)通常為大電流接地系統(tǒng)，YNd11可抑制三次諧波，且相位差30°滿足系統(tǒng)要求）7.廠用高壓變壓器（6kV）的阻抗電壓百分比通常為（）。A.4%～6%B.8%～10%C.12%～14%D.16%～18%答案：B（6kV廠用變壓器阻抗電壓一般為8%～10%，平衡短路電流與電壓波動）8.以下不屬于發(fā)電機(jī)失磁保護(hù)判據(jù)的是（）。A.機(jī)端測量阻抗進(jìn)入靜穩(wěn)邊界圓B.定子電流增大C.轉(zhuǎn)子電壓低于整定值D.有功功率反向答案：D（失磁保護(hù)主要判據(jù)包括阻抗判據(jù)、轉(zhuǎn)子低電壓判據(jù)、定子過電流判據(jù)，有功功率反向?qū)儆谀婀β时Ｗo(hù)）9.3/2斷路器接線中，當(dāng)中間斷路器檢修時，對應(yīng)的兩個元件（）。A.必須全部停電B.可通過跨條保持供電C.僅一個元件停電D.不影響正常運(yùn)行答案：B（3/2接線具有高度冗余性，中間斷路器檢修時可通過跨條短接，維持兩側(cè)元件供電）10.發(fā)電廠接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)滿足（）。A.R≤2000/I（I為入地短路電流）B.R≤0.5ΩC.R≤1ΩD.R≤5Ω答案：A（根據(jù)《交流電氣裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范》，接地電阻需滿足R≤2000/I，且不大于4Ω）11.高壓廠用母線采用分裂變壓器供電的主要目的是（）。A.降低短路電流B.提高供電可靠性C.減少電壓波動D.簡化接線答案：A（分裂變壓器的分裂電抗可限制低壓側(cè)短路電流，降低對開關(guān)設(shè)備的要求）12.發(fā)電機(jī)出口PT二次側(cè)熔斷器的作用是（）。A.防止PT過載B.防止PT短路C.配合繼電保護(hù)動作D.限制二次側(cè)電壓答案：B（PT二次側(cè)熔斷器主要用于防止二次回路短路，避免損壞PT和保護(hù)裝置）13.以下設(shè)備中，屬于一次設(shè)備的是（）。A.微機(jī)保護(hù)裝置B.監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器C.GIS組合電器D.同步相量測量裝置（PMU）答案：C（一次設(shè)備直接參與電能生產(chǎn)、傳輸和分配，GIS屬于一次設(shè)備；其余為二次設(shè)備）14.發(fā)電廠黑啟動時，優(yōu)先啟動的電源是（）。A.柴油發(fā)電機(jī)B.燃?xì)廨啓C(jī)C.抽水蓄能機(jī)組D.主變壓器答案：A（黑啟動需要獨(dú)立于電網(wǎng)的小電源，柴油發(fā)電機(jī)啟動迅速，是最常用的黑啟動電源）15.關(guān)于中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)的描述，正確的是（）。A.適用于大電流接地系統(tǒng)B.可有效抑制弧光過電壓C.接地電流大于30AD.需采用零序過電流保護(hù)答案：B（消弧線圈通過補(bǔ)償電容電流，使接地點(diǎn)電流減小，抑制弧光過電壓，適用于3～66kV小電流接地系統(tǒng)）二、填空題（每空1分，共20分）1.火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)出口一般不裝設(shè)斷路器，而是通過（出口隔離開關(guān)）與主變壓器連接，主要原因是（發(fā)電機(jī)出口短路電流大，斷路器開斷能力難以滿足）。2.廠用電動機(jī)的自啟動分為（失壓自啟動）、（空載自啟動）和（帶負(fù)荷自啟動）三種類型。3.SF6斷路器的滅弧介質(zhì)是（SF6氣體），其滅弧能力約為空氣的（100）倍。4.主接線中，“四統(tǒng)一”原則指（統(tǒng)一設(shè)計(jì)）、（統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)）、（統(tǒng)一制造）、（統(tǒng)一運(yùn)行）。5.發(fā)電機(jī)定子繞組的主保護(hù)包括（縱聯(lián)差動保護(hù)）和（定子繞組匝間保護(hù)）。6.高壓配電裝置按安裝地點(diǎn)分為（屋內(nèi)式）和（屋外式），按結(jié)構(gòu)分為（裝配式）和（成套式）。7.雷電過電壓分為（直擊雷過電壓）和（感應(yīng)雷過電壓），發(fā)電廠主要通過（避雷針）和（避雷線）進(jìn)行防護(hù)。8.變壓器并列運(yùn)行的條件包括（變比相等）、（聯(lián)結(jié)組別相同）、（阻抗電壓百分比相等）。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述雙母線接線的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場景。答：優(yōu)點(diǎn)：①供電可靠，母線故障或檢修時可倒換至備用母線；②調(diào)度靈活，可任意分配電源和負(fù)荷；③擴(kuò)建方便。缺點(diǎn)：①倒閘操作復(fù)雜，易誤操作；②設(shè)備數(shù)量多，投資高；③母線隔離開關(guān)作為操作電器，存在帶負(fù)荷拉合風(fēng)險(xiǎn)。適用場景：220kV及以上樞紐變電站、1000MW級發(fā)電廠高壓側(cè)（如500kV母線）。2.說明發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線的特點(diǎn)及應(yīng)用場合。答：特點(diǎn)：①接線簡單，設(shè)備少，投資?。虎诎l(fā)電機(jī)出口不設(shè)斷路器，故障時僅跳主變高壓側(cè)斷路器；③廠用電需從主變低壓側(cè)引接（或設(shè)啟備變）。應(yīng)用場合：大容量機(jī)組（如600MW及以上），因發(fā)電機(jī)出口短路電流大，斷路器難以選型，且單元接線可靠性滿足要求。3.簡述廠用電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選擇原則。答：①高壓廠用電系統(tǒng)（6kV）：中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地（或不接地），限制單相接地電流，減少電弧傷害；②低壓廠用電系統(tǒng)（380V）：中性點(diǎn)直接接地，滿足人身安全和設(shè)備保護(hù)要求；③當(dāng)6kV系統(tǒng)電容電流超過10A時，需采用消弧線圈接地或低電阻接地。4.如何校驗(yàn)高壓斷路器的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定？答：動穩(wěn)定校驗(yàn)：斷路器的極限通過電流（峰值）≥短路沖擊電流（i_sh）；熱穩(wěn)定校驗(yàn)：斷路器的熱穩(wěn)定電流（有效值）的平方乘以時間（I2t）≥短路電流周期分量有效值的平方乘以短路持續(xù)時間（I_k2t）。其中，短路持續(xù)時間t=保護(hù)動作時間+斷路器分閘時間。5.分析GIS組合電器的主要優(yōu)點(diǎn)及在發(fā)電廠中的應(yīng)用限制。答：優(yōu)點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積?。s為常規(guī)配電裝置的10%～20%）；②運(yùn)行可靠性高，受外界環(huán)境影響小；③檢修周期長（10～15年）。應(yīng)用限制：①投資成本高（約為常規(guī)設(shè)備的2～3倍）；②故障檢修難度大，需專業(yè)設(shè)備；③局部放電檢測技術(shù)要求高，早期故障不易發(fā)現(xiàn)。四、計(jì)算題（共30分）1.某發(fā)電廠35kV母線發(fā)生三相短路，系統(tǒng)參數(shù)如下：主變壓器容量S_T=120MVA，變比35/10.5kV，阻抗電壓u_k%=10.5；系統(tǒng)短路容量S_s=1500MVA（35kV側(cè)）。計(jì)算35kV母線的三相短路電流周期分量有效值I_k和沖擊電流i_sh（基準(zhǔn)容量S_j=100MVA，基準(zhǔn)電壓U_j=35kV）。（10分）解：（1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值：系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值X_s=S_j/S_s=100/1500≈0.0667主變電抗標(biāo)幺值X_T=u_k%×S_j/(100×S_T)=10.5×100/(100×120)=0.0875總電抗標(biāo)幺值X_Σ=X_s+X_T=0.0667+0.0875≈0.1542（2）短路電流周期分量有效值：I_k=I_j/X_Σ，其中I_j=S_j/(√3U_j)=100/(√3×35)≈1.65kA故I_k=1.65/0.1542≈10.7kA（3）沖擊電流i_sh=√2×K_ch×I_k，取K_ch=1.8（中壓系統(tǒng)）i_sh=√2×1.8×10.7≈27.2kA答案：I_k≈10.7kA，i_sh≈27.2kA2.某廠用6kV母線接有3臺電動機(jī)，參數(shù)分別為：M1（1600kW，cosφ=0.85，η=0.92），M2（1200kW，cosφ=0.88，η=0.90），M3（800kW，cosφ=0.82，η=0.88）。廠用變壓器容量S_T=6300kVA，阻抗電壓u_k%=8，變比6.3/6kV。校驗(yàn)變壓器是否滿足電動機(jī)全壓啟動時的電壓降要求（允許電壓降≤15%）。（10分）解：（1）計(jì)算電動機(jī)啟動電流標(biāo)幺值：電動機(jī)額定電流I_N=P/(√3Uηcosφ)，啟動電流I_st=6I_N（假設(shè)啟動倍數(shù)為6）M1：I_N1=1600/(√3×6×0.92×0.85)≈172A，I_st1=6×172=1032AM2：I_N2=1200/(√3×6×0.90×0.88)≈132A，I_st2=6×132=792AM3：I_N3=800/(√3×6×0.88×0.82)≈94A，I_st3=6×94=564A（2）變壓器額定電流I_TN=S_T/(√3U)=6300/(√3×6.3)=577A啟動電流標(biāo)幺值I_st=(I_st1+I_st2+I_st3)/I_TN=(1032+792+564)/577≈2388/577≈4.14（3）電壓降ΔU%=u_k%×I_st=8×4.14≈33.1%＞15%結(jié)論：電壓降超過允許值，需采用降壓啟動（如軟啟動器或自耦變壓器）。答案：不滿足，需降壓啟動。3.某2×1000MW核電廠主接線擬采用發(fā)電機(jī)-變壓器擴(kuò)大單元接線（2臺機(jī)接1臺主變），主變?nèi)萘縎_T=2×1000×0.98/0.99≈1980MVA（發(fā)電機(jī)效率0.98，主變效率0.99），高壓側(cè)500kV。分析該接線的可行性及需注意的問題。（10分）答：可行性：①1000MW機(jī)組容量大，單元接線設(shè)備少，減少故障點(diǎn)；②擴(kuò)大單元接線可節(jié)省1臺主變及500kV斷路器，降低投資；③核電機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，擴(kuò)大單元接線可靠性可滿足要求。需注意的問題：①單臺主變故障時，2臺機(jī)組需同時停機(jī)，影響供電可靠性；②需校驗(yàn)主變低壓側(cè)短路電流（2臺機(jī)同時饋電，短路電流增大）；③廠用電引接需考慮雙電源（如增設(shè)啟備變或從500kV母線引接）；④主變?nèi)萘啃铦M足2臺機(jī)同時滿發(fā)要求，且預(yù)留一定裕度（如1.05倍）。五、綜合分析題（共40分）某新建2×660MW超超臨界燃煤電廠，發(fā)電機(jī)參數(shù)：額定容量700MVA，額定電壓13.8kV，cosφ=0.9，次暫態(tài)電抗X''_d=0.15；主變參數(shù)：容量720MVA，變比13.8/500kV，u_k%=14；500kV系統(tǒng)短路容量S_s=20000MVA；廠用高壓母線6kV，負(fù)荷總?cè)萘?0000kVA（cosφ=0.8，η=0.9），其中電動機(jī)啟動容量占60%（啟動電流倍數(shù)6倍）。要求：1.設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)-主變接線形式并說明理由；（10分）2.計(jì)算發(fā)電機(jī)出口三相短路時的短路電流周期分量有效值；（10分）3.確定廠用高壓變壓器的容量（需考慮電動機(jī)自啟動）；（10分）4.提出500kV側(cè)主接線推薦方案并分析其可靠性。（10分）答案要點(diǎn)：1.接線形式：發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線。理由：660MW機(jī)組容量大，發(fā)電機(jī)出口短路電流大（約70kA），斷路器難以選型；單元接線簡單可靠，減少設(shè)備數(shù)量，降低故障概率；廠用電通過主變低壓側(cè)引接（或設(shè)啟備變），滿足供電需求。2.短路電流計(jì)算：基準(zhǔn)值S_j=100MVA，U_j=13.8kV，I_j=100/(√3×13.8)≈4.18kA發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值X''_d=X''_d×S_j/S_G=0.15×100/700≈0.0214主變電抗標(biāo)幺值X_T=u_k%×S_j/(100×S_T)=14×100/(100×720)≈0.0194系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值X_s=S_j/S_s=100/20000=0.005總電抗X_Σ=X''_d+X_T+X_s≈0.0214+0.0194+0.005=0.0458短路電流周期分量I_k=I_j/X_Σ=4.18/0.0458≈91.3kA3.廠用變壓器容量計(jì)算：廠用計(jì)算負(fù)荷S_c=P/(ηc