2025年電氣工程師供配電設(shè)計(jì)專項(xiàng)訓(xùn)練卷（附答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、單項(xiàng)選擇題（請選擇最符合題意的選項(xiàng)）1.下列哪項(xiàng)不屬于電力負(fù)荷按重要性分類的級別？A.特別重要負(fù)荷B.重要負(fù)荷C.一般負(fù)荷D.非常重要負(fù)荷2.根據(jù)GB50052，供配電系統(tǒng)電能質(zhì)量，電壓偏差的允許值，下列說法錯(cuò)誤的是？A.35kV及以上電壓等級，正負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10%B.10kV及以下電壓等級，正負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的7%C.220V單相供電電壓偏差不應(yīng)超過標(biāo)稱電壓的+7%,-10%D.上述所有說法均正確3.在選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備時(shí)，需要考慮設(shè)備的最高工作電壓，其應(yīng)不低于設(shè)備的A.額定電壓B.系統(tǒng)最高電壓C.系統(tǒng)額定電壓D.系統(tǒng)最低電壓4.供配電系統(tǒng)中，采用環(huán)形供電方式的主要優(yōu)點(diǎn)是？A.線路投資省B.運(yùn)行靈活性好，可靠性高C.便于分期建設(shè)D.便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制5.某變電所采用變壓器專用負(fù)荷開關(guān)柜作為出線，該開關(guān)柜一般不具備的功能是？A.分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流B.分?jǐn)喙收想娏鰿.切換變壓器運(yùn)行狀態(tài)D.提供電壓測量6.在低壓配電系統(tǒng)中，TN-S接零保護(hù)系統(tǒng)的含義是？A.保護(hù)線（PE線）與工作零線（N線）合并B.電氣設(shè)備外殼通過保護(hù)線（PE線）直接接地，N線與PE線分離C.電氣設(shè)備外殼通過工作零線（N線）接地D.所有設(shè)備均采用保護(hù)接地7.電力電纜長期允許載流量選擇時(shí)，需要考慮的環(huán)境因素主要是？A.空氣濕度B.環(huán)境溫度C.土壤熱阻系數(shù)D.以上都是8.根據(jù)GB50054，對配電箱（柜）內(nèi)導(dǎo)線連接處，下列說法錯(cuò)誤的是？A.應(yīng)采用壓接、焊接或螺栓連接B.不得采用絞合、塞接C.連接應(yīng)牢固可靠，接觸良好D.允許使用絕緣膠帶直接纏繞連接9.在進(jìn)行短路電流計(jì)算時(shí)，系統(tǒng)電抗通常取為？A.零B.無窮大C.一個(gè)較小的固定值D.根據(jù)系統(tǒng)具體情況計(jì)算或查表確定10.電力系統(tǒng)中，為了限制瞬態(tài)過電壓，常采用的保護(hù)措施是？A.避雷針B.避雷器C.工作接地D.保護(hù)接地二、簡答題1.簡述電力負(fù)荷計(jì)算的目的和主要步驟。2.簡述選擇變壓器時(shí)，需要考慮的主要技術(shù)參數(shù)及其含義。3.簡述低壓系統(tǒng)中，保護(hù)零線（PE線）和工作零線（N線）的區(qū)別及各自的作用。4.什么是短路電流的沖擊系數(shù)？它的大小對電氣設(shè)備的選擇有何影響？5.簡述電力電纜在敷設(shè)時(shí)，對電纜間距、彎曲半徑等提出要求的原因。三、計(jì)算題1.某工廠變電所10kV進(jìn)線短路電流計(jì)算，系統(tǒng)阻抗為0.1+0.3j（歐姆，基準(zhǔn)功率Sb=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ub=10kV）。試計(jì)算：(1)系統(tǒng)的短路容量（MVA）；(2)系統(tǒng)的短路電流有效值（kA），假設(shè)短路發(fā)生在進(jìn)線末端。2.某低壓配電回路，采用截面積為50mm2的銅芯電纜（BX型），敷設(shè)方式為穿管敷設(shè)（鋼管），環(huán)境溫度為30℃。試根據(jù)GB50054確定該電纜長期允許載流量（提示：查表計(jì)算，注意考慮環(huán)境溫度和敷設(shè)方式的影響，無需計(jì)算具體數(shù)值，只需列出計(jì)算思路和依據(jù)）。假設(shè)該回路末端設(shè)備為長期運(yùn)行電動(dòng)機(jī)，計(jì)算電流Ic=45A。3.某變電所內(nèi)，一臺S9-500/10變壓器（10kV/0.4kV，連接組別YNyn0），其10kV側(cè)最大負(fù)荷電流為250A，最小負(fù)荷電流為100A。請計(jì)算該變壓器在下列兩種情況下的負(fù)荷率（以最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)Tmax=5000h計(jì)）：(1)年平均負(fù)荷電流為150A；(2)年平均負(fù)荷電流為200A。四、論述題1.試論述供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選擇電壓等級時(shí)，需要考慮的主要因素。2.試論述在低壓配電系統(tǒng)中，采用TN-S保護(hù)系統(tǒng)相比TN-C-S系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)和適用場合。---試卷答案一、單項(xiàng)選擇題1.D2.A3.B4.B5.C6.B7.D8.D9.D10.B二、簡答題1.目的：為了合理選擇供配電系統(tǒng)的設(shè)備（如變壓器、電纜、開關(guān)等），確定導(dǎo)線截面，設(shè)計(jì)保護(hù)裝置，保證供配電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。步驟：(1)確定計(jì)算負(fù)荷的用途和設(shè)備組別；(2)收集設(shè)備銘牌數(shù)據(jù)或?qū)嶋H運(yùn)行數(shù)據(jù)；(3)計(jì)算設(shè)備功率或計(jì)算負(fù)荷；(4)考慮同時(shí)系數(shù)，計(jì)算尖峰電流、計(jì)算電流、最大負(fù)荷電流、年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)等；(5)根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇變壓器容量、導(dǎo)線截面、開關(guān)設(shè)備等。2.主要技術(shù)參數(shù)及其含義：*額定電壓（Ue）：設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)承受的電壓等級。*額定容量（Se）：變壓器視在功率，單位kVA或MVA；電動(dòng)機(jī)輸出機(jī)械功率，單位kW。*額定電流（Ie）：在額定電壓下，設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)流過的電流。*連接組別（連接方式）：表示變壓器高、低壓繞組接線方式及相位差，如YNyn0。*阻抗電壓（uk%）：變壓器短路電壓的百分比，反映變壓器內(nèi)部阻抗特性。*效率（η）：變壓器輸出功率與輸入功率的比值。3.區(qū)別與作用：*N線（工作零線）：在三相四線制系統(tǒng)中，由變壓器中性點(diǎn)引出，主要作用是構(gòu)成三相回路，使各相電壓對稱，并為單相用電設(shè)備提供回路。*PE線（保護(hù)零線）：專門用于故障時(shí)形成短路回路，保護(hù)設(shè)備外殼或人體免受觸電危險(xiǎn)。在TN系統(tǒng)中，PE線必須與大地可靠連接。*區(qū)別：N線通過正常負(fù)荷電流，并可能帶電（相電壓）；PE線正常時(shí)無電流（或僅有很小的不平衡電流），且必須可靠接地。4.沖擊系數(shù)（kch）：短路電流非周期分量衰減初始值與周期分量有效值的比值（kch=i"p/I"）。*影響：沖擊系數(shù)越大，短路電流的瞬時(shí)值（沖擊電流iimp=kch*I"）也越大。這對電氣設(shè)備的動(dòng)穩(wěn)定（如支持絕緣子、母線等承受的電磁力）提出更高要求。通常，a>1.8時(shí)，kch取1.8；a≤1.8時(shí)，kch=1+a。5.原因：*間距要求：主要是為了防止電纜在散熱、防火、檢修時(shí)相互干擾、損傷，以及保證電氣安全距離。*彎曲半徑要求：是為了防止電纜在敷設(shè)和運(yùn)行中受到機(jī)械應(yīng)力過大而損傷絕緣層或鎧裝層，確保電纜結(jié)構(gòu)完整和電氣性能。三、計(jì)算題1.(1)短路容量（Ssc）：*解析思路：根據(jù)系統(tǒng)阻抗Zs=0.1+0.3j和基準(zhǔn)功率Sb=100MVA，基準(zhǔn)電壓Ub=10kV，計(jì)算短路容量。*計(jì)算公式：Ssc=Sb/|Zs|=100MVA/|√(0.12+0.32)|=100/0.316=316.2MVA*結(jié)果：短路容量約為316MVA。(2)短路電流有效值（Isc）：*解析思路：根據(jù)短路容量Ssc和基準(zhǔn)電壓Ub，計(jì)算短路電流有效值。因?yàn)槭沁M(jìn)線末端短路，計(jì)算得到的就是Isc。*計(jì)算公式：Isc=Ssc/(√3*Ub)=316.2MVA/(√3*10kV)=316.2*10^6/(1.732*10^4)=18.25kA*結(jié)果：短路電流有效值約為18.25kA。2.計(jì)算思路與依據(jù)：*解析思路：首先根據(jù)電纜型號BX型（表示銅芯橡皮絕緣電線）和截面積50mm2，查閱GB50054附錄相關(guān)表格，找到該型號電纜在穿管敷設(shè)、環(huán)境溫度30℃時(shí)的載流量基準(zhǔn)值（或不同溫度下的修正系數(shù)）。然后，根據(jù)環(huán)境溫度（30℃）與基準(zhǔn)溫度（通常為25℃）的差值，應(yīng)用溫度校正系數(shù)對基準(zhǔn)載流量進(jìn)行修正。*依據(jù)：GB50054中關(guān)于導(dǎo)線載流量計(jì)算的規(guī)定，包括不同敷設(shè)方式下的載流量數(shù)據(jù)表、環(huán)境溫度校正系數(shù)表等。*計(jì)算步驟：查表得BX-50在穿管敷設(shè)、25℃時(shí)的載流量為I_base；查表得30℃時(shí)的溫度校正系數(shù)為K_temp；計(jì)算允許載流量I_allow=I_base*K_temp。最后，比較I_allow與計(jì)算電流Ic（45A），選擇滿足Ic要求且不超過I_allow的電纜。3.負(fù)荷率計(jì)算：*解析思路：根據(jù)公式η=(P_avg*T_avg)/(S_e*T_max)或η=(I_avg*T_avg)/(I_e*T_max)，其中P_avg、I_avg為年平均負(fù)荷，S_e、I_e為變壓器額定容量、額定電流，T_max為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)。首先計(jì)算額定電流Ie=Se/(√3*Ue)=500kVA/(1.732*10kV)=28.87A。然后分別代入年平均負(fù)荷電流計(jì)算負(fù)荷率。*(1)當(dāng)I_avg=150A時(shí)：*η=(150A*5000h)/(28.87A*5000h)=150/28.87≈5.20*結(jié)果：負(fù)荷率約為52.0%*(2)當(dāng)I_avg=200A時(shí)：*η=(200A*5000h)/(28.87A*5000h)=200/28.87≈6.92*結(jié)果：負(fù)荷率約為69.2%四、論述題1.選擇電壓等級考慮因素：*解析思路：論述應(yīng)從負(fù)荷性質(zhì)、負(fù)荷中心遠(yuǎn)近、供電范圍、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、建設(shè)投資、運(yùn)行費(fèi)用、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性等多個(gè)角度展開。強(qiáng)調(diào)沒有絕對最優(yōu)的電壓等級，需綜合比較。*論述：選擇供配電系統(tǒng)的電壓等級是一個(gè)涉及多方面因素的決策過程。首先，負(fù)荷的性質(zhì)和大小是主要依據(jù)，大容量、長距離的負(fù)荷傾向于采用較高電壓等級以減少線路損耗和電壓損失；其次，負(fù)荷中心的遠(yuǎn)近和供電范圍也影響電壓選擇，中心區(qū)域可能采用多種電壓等級，向遠(yuǎn)端輻射；再次，需考慮現(xiàn)有電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，盡量與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容，以節(jié)省建設(shè)投資；此外，還需進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，包括線路投資、設(shè)備投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用、有色金屬消耗量等，選擇總成本最低或效益最大的方案。同時(shí)，電壓等級的選擇也要符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，并考慮未來發(fā)展的可能性。最終目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、合理的供配電系統(tǒng)。2.TN-S系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)與適用場合：*解析思路：首先闡述TN-S系統(tǒng)的特點(diǎn)（N線與PE線完全分開），然后論述其優(yōu)點(diǎn)（安全性高），尤其與TN-C-S系統(tǒng)的區(qū)別。最后分析其適用場合，特別是對安全要求較高的場所。*論述：TN-S保護(hù)系統(tǒng)（保護(hù)線與工作零線分開系統(tǒng)）是將工作零線（N線）和保護(hù)零線（PE線）在變電所或總配電箱處分開引出，且在整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)保持分開運(yùn)行，不與相線或其他回路的N線連接。其優(yōu)點(diǎn)主要在于安全性高。由于PE線不帶工作電流，正常