大学考试试卷《发电厂及变电站电气部分》及参考答案

发电厂及变电站电气部分
一、填空题（本大题共10分，共 10 小题，每小题 1 分）
1. 普通限流电抗器的基本参数有额定电压、额定电流、动稳固电流、热稳固电流和 ______ 。

2. 电压互感器常用的接线形式有单相式、 ______ 式和 ______ 式。

3. 在电网电压较高、开断电流较大的情况下，均可能在断口间形成 ______ 。

4. 电弧的伏安特性是指在一定的长度l下，电弧 ______ 与电弧 ______ 的关系。

5. 限流电抗器串接于电路中， ______ 短路总阻抗以限制短路电流。

6. 电气设备设计制造的允许长期工作电压最大值可达其额定电压的 ______ 倍。

7. 开关电器主要研究 ______ 问题。

8. 电流互感器的标称变比就是其 ______ 电流比。

9. 由于三相交流电气设备的每相结构一般是相同的，所以电气主接线图以
______ 表示。

10. 向二次系统提供一次系统电流信号的互感器称为 ______ 互感器。

二、名词解释题（本大题共20分，共 5 小题，每小题 4 分）
1. 核电厂
2. 电弧
3. 厂用电率
4. 短时发热
5. 额定电流
三、绘图题（本大题共20分，共 1 小题，每小题 20 分）
绘出两进两出双母线单断路器带旁路接线，并说明用旁路断路器代替出线断路器不停电检修的操作顺序。

四、计算题（本大题共30分，共 2 小题，每小题 15 分）
1. 已知某变电站6kV母线导体型号为LMY-100×10矩形导体，三相平放，相间距为25cm，跨距为120cm，额定环境温度θe=25℃，长期发热允许温度
θg.xu=70℃。

6kV母线三相短路电流I"=I∞=14kA，i ch=35.6kA，短路持续时间
t d=0.5s。

设环境温度θ0=30℃，试用工程条件校验6kV母线的动稳固性。

2. 接线下图所示，视110kV母线为无穷大电源，6kV母线三相短路电流
I"=I∞=14kA，i ch=35.6kA，θ0=30℃，短路持续时间t d=0.5s。

试校验断路器3DL 是否合格。

五、简答题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）
1. 6～10kV装配式屋内配电装置，按其布置形式不同可分为哪几种？并简述各自的特点。

2. 什么是厂用电率？自用负荷是如何分类的？
答案：
一、填空题（10分，共 10 题，每小题 1 分）
1.
参考答案：
电抗百分值
解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
两相；三相。

解题方案：
评分标准：
3.
参考答案：
电弧。

解题方案：
评分标准：
参考答案：压降；电流。

解题方案：
评分标准：
5.
参考答案：提高
解题方案：
评分标准：
6.
参考答案：1.1-1.15
解题方案：
评分标准：
7.
参考答案：灭弧。

解题方案：
评分标准：
8.
参考答案：额定
解题方案：
评分标准：
9.
参考答案：单线图
解题方案：
评分标准：
10.
参考答案：
解题方案：
评分标准：
二、名词解释题（20分，共 5 题，每小题 4 分）
1.
参考答案：
将原子核的裂变能转换为电能的工厂。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
电弧是气体导电现象。

解题方案：
评分标准：
3.
参考答案：
当发电机满载运行时，自用电功率与发电功率的比值，称为厂用电率。

解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
t＜＜4T r的发热状态为短时发热，其中t为电气设备的通电持续时间，T r为电气设备发热的时间常数。

解题方案：
评分标准：
5.
参考答案：
在标准环境温度下，使电气设备的稳定温度正好达到长期发热最高允许温度的电流。

解题方案：
评分标准：
三、绘图题（20分，共 1 题，每小题 20 分）
0.
参考答案：
接线图如图3所示。

1、合旁路支路的母线侧隔离开关和线路侧隔离开关；
2、合旁路断路器对旁母充电，检查其是否完好；
3、合待检修断路器的旁路隔离开关；
4、断待检修断路器及其线路侧隔离开关、母线侧隔离开关。

解题方案：
评分标准：
四、计算题（30分，共 2 题，每小题 15 分）
1.
参考答案：
机械强度所允许的最大跨距
机械共振所允许的最大跨距∴取最大跨距
，满足动稳固要求。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
解题方案：
评分标准：
五、简答题（20分，共 2 题，每小题 10 分）
1.
参考答案：
1、分为单层式、双层式和三层式。

2、单层式是占地面积大、适用于出线无电抗器的情况。

三层式是将所有电气设备根据轻重分别布置在3个楼层中。

它具有安全可靠、占地面积小等优点，但其结构复杂，造价较高。

两层式兼顾了单层和三层的优点，造价较低，但占地面积较大。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
6kV；380/220V。

1、当发电机满载运行时，自用电功率与发电功率的比值，称为厂用电率。

2、按突然停电后的影响，可将发电厂的自用负荷分为一类负荷、二类负荷和三类负荷。

解题方案：
评分标准：
发电厂及变电站电气部分
一、填空题（本大题共10分，共 10 小题，每小题 1 分）
1. 当考虑电流在截面上的分布时，需在电动力算式中引入 ______ 。

2. 母线侧隔离开关与线路侧隔离开关的操作顺序是 ______ 隔离开关先合后断。

3. 通常厂用工作电源取自 ______ 。

4. 双母线带旁路接线,按母线高度可将屋外配电装置分为 ______ 、半高型和______ 三种。

5. 发电厂、变电站的主体设备是 ______ 和 ______ 。

6. 普通式电压互感器适用于 ______ 电压等级。

7. 每条支路的电源侧均应装设足够数量的电流互感器，供该支路 ______ 和______ 使用。

8. 在发电机与双绕组变压器构成的单元接线中，在两者之间不装 ______ 。

9. 计算各相负荷时，须注意电压互感器和负荷的 ______ 。

10. 对于中性点直接接地电网有A1值 ______ A2值。

二、名词解释题（本大题共20分，共 5 小题，每小题 4 分）
1. 互感器的精度等级
2. 电压互感器的最大容量。

3. 电弧
4. 电流互感器的级次组合
5. 厂用电率
三、绘图题（本大题共20分，共 1 小题，每小题 20 分）
某发电厂升压站110kV母线有2回电源进线和2回负荷出线，采用单母线分段带专用旁路断路器的旁路系统接线。

请绘出该接线形式，并简述该接线在正常运行方式下以及在检修某一出线断路器时，各元件（母线、断路器、隔离开关）的运行状态。

四、计算题（本大题共30分，共 2 小题，每小题 15 分）
1. 1台10,000 kVA变压器通过6kV母线对8台1000kW鼠笼式电动机供电，设备参数如下：变压器：额定容量S e=10000kVA，额定电压比110/6.3kV，短路电压百分值U d%=10.5；电动机（m1 ~ m8参数相同）：额定电压U e=6kV，额定功率p e=1000kW，额定功率因数cosφe=0.8，额定效率n e=0.93，启动电流倍数K=5。

如果8台电动机同时参加自启动，试计算6kV母线在启动过程中最低电压标幺值，是否能保证自启动成功？如果自启动不成功，可采取何措施？
2. 如下图所示接线，视110kV母线为无穷大电源，6kV母线三相短路电流I"=I∞=14kA，i ch=35.6kA，θ0=30℃，短路持续时间t d=0.5s。

试校验6kV母线是否合格。

变压器：S e＝16000kVA，110/6.3kV，U d%=10.5。

电动机：P e＝
1000kW，n e=0.93，U e=6kV，cosφe=0.8。

6kV母线：LMY-100×10矩形导体，三相平放，相间距为25cm，跨距为120cm，θe=25℃，θg.xu=70℃。

五、简答题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）
1. 短时发热对电气设备有何危害？如何进行限制？
2. 什么是厂用电动机的自启动?为什么要进行自启动校验？如不满足要求时如何解决？
答案：
一、填空题（10分，共 10 题，每小题 1 分）
1.
参考答案：
修正系数或形状系数
解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
母线侧
解题方案：
评分标准：
3.
参考答案：
机端
解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
中型；高型。

解题方案：
评分标准：
5.
参考答案：
发电机；变压器。

解题方案：
评分标准：
6.
参考答案：
35kV及以下
解题方案：
评分标准：
7.
参考答案：
测量；保护
解题方案：
评分标准：
8.
参考答案：
断路器
解题方案：
评分标准：
9.
参考答案：
接线方式
解题方案：
评分标准：
10.
参考答案：
小于
解题方案：
评分标准：
二、名词解释题（20分，共 5 题，每小题 4 分）
1.
参考答案：
指互感器在额定状态下可能达到的最高精度。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
当使用环境温度为标准环温时，在该容量下长期运行，电压互感器的温度正好为长期工作允许的最高温度。

解题方案：
评分标准：
3.
参考答案：
电弧是气体导电现象。

解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
表示电流互感器有几个独立铁芯和每个铁芯的准确级次。

解题方案：
评分标准：
5.
参考答案：
当发电机满载运行时，自用电功率与发电功率的比值，称为厂用电率。

解题方案：
评分标准：
三、绘图题（20分，共 1 题，每小题 20 分）
0.
参考答案：
1、作图，如下图所示。

2、正常运行方式下，除旁路系统（即旁母PM、旁路断路器PD、旁路隔离开关G1～G5）不投运外，其余所有设备均投运。

3、出线L1支路断路器检修时，首先合上G1、G3、PD，对旁母充电，然后合上G4，断开L1支路的断路器DL及其隔离开关G6、G7，即可实现用旁路断路器PD代替支路断路器DL工作。

解题方案：
评分标准：
四、计算题（30分，共 2 题，每小题 15 分）
1.
参考答案：
（1）
（2）由于启动过程中，电动机母线最低电压，故不能保证电动机自启动成功。

（3）设低电压保护限制参加自启动电动机的容量。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
解题方案：评分标准：
五、简答题（20分，共 2 题，每小题 10 分）
1.
参考答案：
1、短路过程中，电气设备温度很高，它可使金属材料进入强度急剧下降区，在电动力的作用下严重变形甚至熔化，造成设备损坏、事故扩大。

过高的温度也严重影响绝缘寿命，使之碳化甚至烧毁。

2、为了保证电气设备的运行寿命与安全，应限制短时发热最高温度不超过电气设备短时发热最高允许温度。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
1、当电动机母线电压下降或中断又恢复后，电动机重新升速的过程称为电动机的自启动。

2、发电厂特别重要的电动机都要参加自启动，以保生产安全。

3、提高变压器的容量和减小变压器阻抗标幺值；限制参加自启动电动机的容量。

解题方案：
评分标准：
发电厂及变电站电气部分
一、填空题（本大题共10分，共 10 小题，每小题 1 分）
1. 电压互感器常用的接线形式有单相式、 ______ 式和 ______ 式。

2. 电弧的伏安特性是指在一定的长度l下，电弧 ______ 与电弧 ______ 的关系。

3. 互感器的精度等级对应着互感器在标准工况附近运行时的 ______ 范围。

4. 分裂变压器有 ______ 个电压等级，普通三绕组变压器有 ______ 个电压等级。

5. 按经济电流密度选择的导体截面还必须满足 ______ 条件和 ______ 条件。

6. 发电厂、变电站的主体设备是 ______ 和 ______ 。

7. 对于较长线路或不需要经常投切变压器的情况，宜采用 ______ 桥接线。

8. 引起互感器误差的运行工况包括 ______ 和 ______ 。

9. 为保证足够的电抗有名值，普通限流电抗器随额定电流的增大须相应
______ 电抗百分值。

10. A、B、C三相导体布置在同一平面上，发生三相对称短路时 ______ 相导体受力峰值最大。

二、名词解释题（本大题共20分，共 5 小题，每小题 4 分）
1. 互感器的标称变比
2. 允许电流
3. 最小安全净距
4. 配电装置
5. 厂用电动机的自启动
三、绘图题（本大题共20分，共 1 小题，每小题 20 分）
以2进2出4条支路为例，绘图说明单母线分段接线的结构、正常运行方式、母线停运影响，并说明解决支路断路器检修该支路不停运的措施。

四、计算题（本大题共30分，共 2 小题，每小题 15 分）
1. 1台10,000 kVA变压器通过6kV母线对8台1000kW鼠笼式电动机供电，设备参数如下：变压器：额定容量S e=10000kVA，额定电压比110/6.3kV，短路电压百分值U d%=10.5；电动机（m1 ~ m8参数相同）：额定电压U e=6kV，额定功率p e=1000kW，额定功率因数cosφe=0.8，额定效率n e=0.93，启动电流倍数K=5。

如果8台电动机同时参加自启动，试计算6kV母线在启动过程中最低电压标幺值。

2. 1台10,000 kVA变压器通过6kV母线对8台1000kW鼠笼式电动机供电，设备参数如下：变压器：额定容量S e=10000kVA，额定电压比110/6.3kV，短路电压百分值U d%=10.5；电动机（m1 ~ m8参数相同）：额定电压U e=6kV，额定功率p e=1000kW，额定功率因数cosφe=0.8，额定效率n e=0.93，启动电流倍数K=5。

如果8台电动机同时参加自启动，试计算6kV母线在启动过程中最低电压标幺值，是否能保证自启动成功？如果自启动不成功，可采取何措施？
五、简答题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）
1. 什么是互感器误差？哪些运行参数对互感器误差有影响？
2. 什么是互感器误差？哪些运行参数对互感器误差有影响？在设计制造与运行使用时如何保证互感器精度？
答案：
一、填空题（10分，共 10 题，每小题 1 分）
1.
参考答案：
两相；三相。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
压降；电流。

解题方案：
评分标准：
3.
参考答案：
误差
解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
2；3
解题方案：
评分标准：
5.
参考答案：
发热；电压损耗。

解题方案：
评分标准：
6.
参考答案：
发电机；变压器。

解题方案：
评分标准：
7.
参考答案：
内
解题方案：
评分标准：
8.
参考答案：
原边电压或电流；副边接入仪表的多少。

解题方案：
评分标准：
9.
参考答案：
提高
解题方案：
评分标准：
10.
参考答案：
中间或B
解题方案：
评分标准：
二、名词解释题（20分，共 5 题，每小题 4 分）
1.
参考答案：
互感器的额定电压比或额定电流比。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
在某环境温度下，使电气设备的稳定温度正好为允许温度的电流。

解题方案：
评分标准：
3.
参考答案：
以保证不放电为条件，该级电压所允许的在空气中的物体边缘最小电气距离。

解题方案：
评分标准：
4.
参考答案：
电气一次接线的工程实施。

解题方案：
评分标准：
5.
参考答案：
当厂用电动机母线电压下降或中断又恢复后，厂用电动机重新升速的过程称为厂用电动机的自启动。

解题方案：
评分标准：
三、绘图题（20分，共 1 题，每小题 20 分）
0.
参考答案：
接线图如图2所示。

接线结构：设一组母线及分段断路器，每条支路经一个断路器和一把隔离开关接入母线。

正常运行方式：全部断路器、隔离开关均合上。

母线停运的影响：母线故障时，首先跳开分段断路器，然后跳开接于故障分段的支路断路器，停电50%，停电持续至故障消除。

解决支路断路器检修该支路不停运的措施：加装旁路系统或使用小车开关柜。

解题方案：
评分标准：
四、计算题（30分，共 2 题，每小题 15 分）
1.
参考答案：
解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
（1）
（2）由于启动过程中，电动机母线最低电压，故不能保证电动机自启动成功。

（3）设低电压保护限制参加自启动电动机的容量。

解题方案：
评分标准：
五、简答题（20分，共 2 题，每小题 10 分）
1.
参考答案：
1、互感器误差是指互感器实际变比与标称变比之差或计算值与实际值的差别。

2、电力系统负载变化引起的原边电压、电流的变化及副边接入仪表的多少的变化都将导致互感器实际变比发生变化，而使互感器产生误差。

解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
1、互感器误差是指互感器实际变比与标称变比之差或计算值与实际值的差别。

2、电力系统负载变化引起的原边电压、电流的变化及副边接入仪表的多少的变化都将导致互感器实际变比发生变化，而使互感器产生误差。

3、设计制造：（1）提高并稳定激磁阻抗或减小漏抗；（2）按标称变比及标准工况选择匝比。

选择和使用：应使互感器的实际运行工况接近标准工况。

解题方案：
评分标准：。