2025年變電站電氣設(shè)備選型試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.某220kV變電站規(guī)劃終期安裝3臺(tái)主變壓器，單臺(tái)容量為180MVA，負(fù)荷同時(shí)率0.85，負(fù)荷年增長(zhǎng)率5%，近期（5年內(nèi)）需滿(mǎn)足的最小主變?nèi)萘繎?yīng)為（）A.120MVAB.150MVAC.180MVAD.240MVA2.110kV戶(hù)外變電站選用SF?斷路器時(shí)，其額定短路開(kāi)斷電流應(yīng)按（）選擇A.主變高壓側(cè)最大短路電流B.主變低壓側(cè)最大短路電流C.母線(xiàn)三相短路電流周期分量有效值D.線(xiàn)路末端單相短路電流3.35kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，電壓互感器（PT）的準(zhǔn)確級(jí)組合應(yīng)優(yōu)先選擇（）A.0.2/0.5/3PB.0.5/3P/6PC.0.2/3P/6PD.0.5/0.5/3P4.某變電站位于海拔2500m地區(qū)，110kV隔離開(kāi)關(guān)的外絕緣耐受電壓需按（）修正A.海拔每升高100m，耐受電壓降低1%B.海拔每升高100m，耐受電壓降低0.5%C.海拔每升高100m，耐受電壓升高1%D.海拔每升高100m，耐受電壓升高0.5%5.220kVGIS設(shè)備選型時(shí)，關(guān)于接地開(kāi)關(guān)配置的要求，正確的是（）A.僅需在母線(xiàn)側(cè)配置快速接地開(kāi)關(guān)B.電纜進(jìn)線(xiàn)間隔需配置可關(guān)合短路電流的接地開(kāi)關(guān)C.主變進(jìn)線(xiàn)間隔無(wú)需配置接地開(kāi)關(guān)D.所有接地開(kāi)關(guān)均應(yīng)具備電動(dòng)操作功能6.10kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)母線(xiàn)選用銅排時(shí)，其長(zhǎng)期允許載流量校驗(yàn)的環(huán)境溫度基準(zhǔn)值為（）A.25℃B.30℃C.35℃D.40℃7.用于35kV系統(tǒng)的金屬氧化物避雷器（MOA），其持續(xù)運(yùn)行電壓應(yīng)不低于（）A.35kVB.35/√3kVC.35×1.1kVD.35×1.2kV8.500kV變電站主變低壓側(cè)（220kV）中性點(diǎn)接地方式為直接接地時(shí)，其中性點(diǎn)避雷器的額定電壓應(yīng)選擇（）A.146kVB.100kVC.60kVD.42kV9.某10kV配電裝置采用電纜出線(xiàn)，需配置的電流互感器（CT）準(zhǔn)確級(jí)組合為（）A.0.2/5P10B.0.5/10P15C.1/5P20D.0.2S/5P2010.變電站直流系統(tǒng)蓄電池容量選擇時(shí)，需考慮的最嚴(yán)格工況是（）A.全站交流失電后30分鐘內(nèi)的沖擊負(fù)荷B.全站交流失電后2小時(shí)內(nèi)的持續(xù)負(fù)荷C.全站交流失電后1小時(shí)內(nèi)的平均負(fù)荷D.全站交流失電后10分鐘內(nèi)的最大瞬時(shí)負(fù)荷二、填空題（每空2分，共20分）1.220kV變電站主變壓器阻抗電壓選擇時(shí)，需綜合考慮系統(tǒng)短路電流水平和______。2.110kVSF?斷路器的額定操作順序應(yīng)為_(kāi)_____（用符號(hào)表示）。3.35kV干式空心電抗器的電抗值偏差應(yīng)不超過(guò)______。4.戶(hù)外10kV隔離開(kāi)關(guān)的防污閃等級(jí)應(yīng)至少為_(kāi)_____級(jí)（按GB/T26218標(biāo)準(zhǔn)）。5.500kVGIS設(shè)備的年漏氣率應(yīng)不大于______。6.變電站用站用變壓器的接線(xiàn)組別應(yīng)優(yōu)先選擇______，以抑制三次諧波。7.10kV電容器組串聯(lián)電抗器的電抗率選擇時(shí)，若系統(tǒng)5次諧波含量超標(biāo)，應(yīng)選用______電抗率。8.直流系統(tǒng)充電裝置的穩(wěn)壓精度應(yīng)不大于______。9.330kV及以上變壓器中性點(diǎn)放電間隙的擊穿電壓應(yīng)配合______的保護(hù)范圍。10.變電站接地網(wǎng)材料選擇時(shí)，土壤電阻率大于500Ω·m的地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用______接地體。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述220kV變電站主變壓器容量選擇的主要步驟。2.對(duì)比分析110kVSF?斷路器與真空斷路器的選型適用場(chǎng)景。3.說(shuō)明35kV電壓互感器（PT）一次側(cè)熔斷器的配置原則及參數(shù)選擇依據(jù)。4.論述變電站母線(xiàn)選型時(shí)需校驗(yàn)的主要參數(shù)及校驗(yàn)方法。5.分析高海拔地區(qū)（>1000m）對(duì)電氣設(shè)備外絕緣選型的影響及應(yīng)對(duì)措施。四、案例分析題（每題10分，共20分）案例1：某新建110kV變電站，終期規(guī)模為3臺(tái)50MVA主變（2×50MVA+1×50MVA），接線(xiàn)方式為內(nèi)橋接線(xiàn)，110kV系統(tǒng)最大三相短路電流為31.5kA（1000m海拔，污穢等級(jí)Ⅱ級(jí)），10kV側(cè)最大短路電流為31.5kA，無(wú)功補(bǔ)償配置2×6Mvar電容器組（每段母線(xiàn)1組）。問(wèn)題：（1）110kV斷路器應(yīng)選擇的額定電壓、額定電流、額定短路開(kāi)斷電流分別為多少？需校驗(yàn)?zāi)男﹨?shù)？（2）10kV電容器組串聯(lián)電抗器的電抗率應(yīng)如何選擇？若系統(tǒng)3次諧波含有率為8%，5次為5%，是否需要調(diào)整電抗率？案例2：某220kV變電站位于海拔3000m、年平均氣溫-5℃、最大風(fēng)速35m/s的地區(qū)，主變進(jìn)線(xiàn)間隔采用GIS設(shè)備，110kV側(cè)為戶(hù)外敞開(kāi)式配電裝置（AIS），站用變?nèi)萘繛?000kVA（380V/220V）。問(wèn)題：（1）GIS設(shè)備的外絕緣設(shè)計(jì)需考慮哪些特殊環(huán)境因素？應(yīng)采取哪些技術(shù)措施？（2）110kVAIS設(shè)備的支柱絕緣子機(jī)械強(qiáng)度校驗(yàn)需考慮哪些荷載？如何計(jì)算最大風(fēng)偏荷載？答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.B解析：近期容量需滿(mǎn)足5年內(nèi)負(fù)荷需求，計(jì)算公式為：近期容量=終期單臺(tái)容量×（1+年增長(zhǎng)率）^(-n)×同時(shí)率=180×(1+0.05)^(-5)×0.85≈150MVA（取整）。2.C解析：斷路器額定短路開(kāi)斷電流應(yīng)按安裝點(diǎn)的三相短路電流周期分量有效值選擇，確保能開(kāi)斷最大短路電流。3.A解析：35kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)PT需兼顧測(cè)量（0.2/0.5級(jí)）、計(jì)量（0.2級(jí)）和保護(hù)（3P級(jí)），故準(zhǔn)確級(jí)組合為0.2/0.5/3P。4.A解析：海拔超過(guò)1000m時(shí)，外絕緣耐受電壓需按每升高100m降低1%修正（GB50064-2014規(guī)定）。5.B解析：電纜進(jìn)線(xiàn)間隔需配置可關(guān)合短路電流的接地開(kāi)關(guān)，用于電纜線(xiàn)路故障后的接地保護(hù)；快速接地開(kāi)關(guān)一般配置在母線(xiàn)側(cè)。6.B解析：GB50217-2018規(guī)定，母線(xiàn)長(zhǎng)期允許載流量校驗(yàn)的環(huán)境溫度基準(zhǔn)值為30℃（戶(hù)內(nèi)）或25℃（戶(hù)外），本題為開(kāi)關(guān)柜內(nèi)（戶(hù)內(nèi)），故為30℃。7.B解析：35kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地，MOA持續(xù)運(yùn)行電壓應(yīng)≥系統(tǒng)最高相電壓=35/√3≈20.2kV，通常取35/√3kV。8.A解析：500kV主變中性點(diǎn)直接接地時(shí)，避雷器額定電壓需滿(mǎn)足系統(tǒng)最高運(yùn)行電壓要求，一般為146kV（對(duì)應(yīng)500kV系統(tǒng)最高電壓550kV，中性點(diǎn)電壓為550/√3≈317kV，避雷器額定電壓取146kV可滿(mǎn)足絕緣配合）。9.D解析：10kV電纜出線(xiàn)CT需兼顧計(jì)量（0.2S級(jí)）和保護(hù)（5P20級(jí)），故選擇0.2S/5P20。10.A解析：直流系統(tǒng)蓄電池容量需滿(mǎn)足全站交流失電后30分鐘內(nèi)的沖擊負(fù)荷（如斷路器分合閘），此為最嚴(yán)格工況。二、填空題1.電壓調(diào)整能力2.O-0.3s-CO-180s-CO（分-0.3秒-合分-180秒-合分）3.±5%4.Ⅲ5.0.5%/年6.Dyn117.12%～13%（抑制5次諧波時(shí)選4.5%～6%，抑制3次諧波選12%～13%）8.0.5%9.中性點(diǎn)避雷器10.銅質(zhì)或鋅包鋼三、簡(jiǎn)答題1.主變?nèi)萘窟x擇步驟：（1）統(tǒng)計(jì)變電站供電區(qū)域的近期及遠(yuǎn)期負(fù)荷，計(jì)算最大負(fù)荷；（2）考慮負(fù)荷同時(shí)率、年增長(zhǎng)率，確定終期及近期需要的總?cè)萘浚唬?）根據(jù)主變臺(tái)數(shù)（一般2～3臺(tái)），計(jì)算單臺(tái)容量（終期容量/臺(tái)數(shù)×1.1～1.2備用系數(shù)）；（4）校驗(yàn)單臺(tái)主變故障時(shí)，剩余主變需滿(mǎn)足70%～80%的負(fù)荷需求；（5）結(jié)合系統(tǒng)短路電流水平，選擇合適的阻抗電壓（一般12%～14%）；（6）最終確定標(biāo)準(zhǔn)容量等級(jí)（如180MVA、240MVA等）。2.SF?斷路器與真空斷路器對(duì)比：（1）適用電壓等級(jí)：SF?斷路器適用于110kV及以上（滅弧能力強(qiáng)），真空斷路器主要用于35kV及以下；（2）環(huán)境適應(yīng)性：SF?斷路器需考慮氣體泄漏（年漏氣率≤0.5%），真空斷路器無(wú)氣體污染；（3）開(kāi)斷能力：SF?斷路器可開(kāi)斷更大短路電流（如63kA），真空斷路器一般≤40kA；（4）維護(hù)周期：SF?斷路器需定期檢測(cè)氣體濕度，真空斷路器免維護(hù)周期更長(zhǎng)（約20年）；（5）高海拔應(yīng)用：SF?斷路器受氣壓影響較小，真空斷路器外絕緣需加強(qiáng)（如增大爬距）。3.35kVPT一次熔斷器配置原則：（1）額定電壓≥35kV，額定電流按PT一次側(cè)額定電流選擇（一般0.5A～1A）；（2）開(kāi)斷能力≥安裝點(diǎn)最大短路電流（一般≥50kA）；（3）需配合PT勵(lì)磁涌流，避免誤熔斷（時(shí)間-電流特性曲線(xiàn)與PT勵(lì)磁特性匹配）；（4）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，熔斷器應(yīng)具備限制鐵磁諧振的功能（如非線(xiàn)性電阻型熔斷器）；（5）參數(shù)選擇依據(jù)：DL/T5222-2016《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》中關(guān)于電壓互感器保護(hù)的要求。4.母線(xiàn)選型校驗(yàn)參數(shù)及方法：（1）長(zhǎng)期允許載流量：按導(dǎo)體材料（銅/鋁）、截面、環(huán)境溫度（戶(hù)內(nèi)30℃/戶(hù)外25℃）計(jì)算，需≥最大工作電流；（2）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)：計(jì)算三相短路時(shí)的電動(dòng)力（F=1.732×i_sh2×L/(a×10^7)），確保母線(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度≥計(jì)算值；（3）熱穩(wěn)定校驗(yàn)：計(jì)算短路電流熱效應(yīng)（Q=I2×t），確保導(dǎo)體允許熱穩(wěn)定電流平方×?xí)r間≥Q；（4）絕緣水平：校驗(yàn)工頻耐受電壓（如110kV母線(xiàn)工頻耐壓200kV）、雷電沖擊耐受電壓（如110kV母線(xiàn)沖擊耐壓480kV）；（5）電暈校驗(yàn)（適用于330kV及以上）：導(dǎo)體外徑需≥電暈起始外徑，避免電暈損耗。5.高海拔對(duì)設(shè)備外絕緣的影響及措施：（1）影響：海拔升高，空氣密度降低，外絕緣強(qiáng)度下降（每升高100m，工頻和沖擊耐受電壓降低約1%）；（2）應(yīng)對(duì)措施：①增大爬電距離（爬電比距按海拔修正系數(shù)K=1/(1.1-H×0.001)，H為海拔高度km）；②選用防污型絕緣子（如復(fù)合絕緣子，傘裙結(jié)構(gòu)優(yōu)化）；③提高外絕緣耐受電壓等級(jí)（如110kV設(shè)備選用126kV級(jí)絕緣）；④GIS設(shè)備因密封不受海拔影響，優(yōu)先用于高海拔地區(qū)；⑤定期檢測(cè)絕緣子表面污穢度（如鹽密、灰密），調(diào)整清掃周期。四、案例分析題案例1：（1）110kV斷路器參數(shù)：-額定電壓：126kV（110kV系統(tǒng)最高電壓126kV）；-額定電流：主變高壓側(cè)額定電流=50×103/(√3×110)≈262A，考慮遠(yuǎn)期擴(kuò)建，選630A（標(biāo)準(zhǔn)值）；-額定短路開(kāi)斷電流：31.5kA（與系統(tǒng)最大短路電流匹配）；需校驗(yàn)參數(shù)：額定電壓、額定電流、額定短路開(kāi)斷電流、動(dòng)穩(wěn)定電流（峰值=2.55×31.5≈80.3kA）、熱穩(wěn)定電流（31.5kA/4s）、外絕緣耐受電壓（工頻耐壓230kV，沖擊耐壓550kV）、污穢等級(jí)（Ⅱ級(jí)，爬電比距≥2.5cm/kV，110kV爬距≥110×2.5=275cm）。（2）電抗器電抗率選擇：-常規(guī)10kV電容器組串聯(lián)電抗器電抗率為4.5%～6%（抑制5次及以上諧波）；-系統(tǒng)3次諧波含有率8%（超過(guò)國(guó)標(biāo)5%），5次5%（未超標(biāo)），需選用12%～13%電抗率以抑制3次諧波（12%電抗率對(duì)3次諧波呈現(xiàn)感性，避免諧振）。案例2：（1）GIS設(shè)備特殊環(huán)境因素及措施：-環(huán)境因素：海拔3000m（外絕緣降低）、低溫（-5℃，SF?氣體液化風(fēng)險(xiǎn)）、大風(fēng)（35m/s，設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度要求高）；-技術(shù)措施：①外絕緣：GIS為密封結(jié)構(gòu)，不受海拔影響，但需校驗(yàn)盆式絕緣子的沿面爬距（按常規(guī)設(shè)計(jì)即可）；②低溫：選用低液化溫度的SF?混合氣體（如SF?-N?混合氣體，液化溫度≤-40℃）；③大風(fēng)：加強(qiáng)GIS外殼機(jī)械強(qiáng)度（如增加支撐結(jié)構(gòu)），母線(xiàn)筒與間隔連接采用柔性接頭；④防凝露：內(nèi)部配置加熱裝置（如溫