东北农业大学2010-2011学年第二学期变电工程设计考试B卷及答案

东北农业大学
(2010 -2011 学年第二学期)
课程号：07600003z-1课程名称：变电工程设计-B学分：3平时成绩：30%
一、名词解释（每题4分，共计20分）
1、发电厂
2、复合
3、限流效应
4、单母线接线
5、跨步电压
二、单选题（每题2分，共计20分）
1、发电厂是把各种（）转化成电能的工厂
A、电力能源
B、一次能源
C、二次能源
D、化学能源
2、一次能源包括燃料的化学能、水能和（）等能源
A、电能
B、二次能源
C、风能
D、机械能
3、电弧是有触点的（）电器在切断有载电路过程中必然产生的物理现象。

A、测量
B、保护
C、开关
D、继电
4、高电场发射（）是产生电弧的主要条件。

A、电子
B、正离子
C、负离子
D、分子
5、互感器是一次系统和二次系统间的（）元件，用以分别向测量仪表、继电器的
电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。

A、联络
B、开关
C、测量
D、保护
6、目前农村配电网中均采用电磁式电流互感器，通常用字母（）表示。

A、TA
B、TB
C、TC
D、TD
7、电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和（）电能的电路。

A、传输
B、分配
C、生产
D、运行
8、电气主接线的基本要求是运行的（）、灵活性和经济性。

A、保密性
B、可行性
C、可靠性
D、简洁性
9、电气设备在运行中，电流通过导体时产生电阻损耗，铁磁物质在交变磁场中产生涡流和磁滞损耗，绝缘材料在强电场作用下产生（）损耗。

A、电力
B、热
C、电流
D、介质
10、电气设备运行实践证明，当导体和电器的温度超过一定范围以后，将会加速（）的老化，降低绝缘强度，缩短使用寿命。

A、绝缘材料
B、导体设备
C、铁磁物质
D、铁芯
三、简答题（每题5分，共计30分）
1、什么是一次能源？
2、电能和其它形式的能源相比有哪些特点？
3、什么是电弧？
4、什么是扩散？
5、真空断路器有哪些特点？
6、分段器有哪些性能？
四、计算题（每题10分，共计20分）
1、设计一个变电站主接线。

高压侧为60kV，低压侧为10kV。

已知：变电站当年的各用户负荷总和为1000kV A，线损率为10%，同时系数为0.9，考虑5年的增长（年增长率为5%），变电站全部为三类负荷。

要求：画出主接线图，变压器的容量计算要有简要的计算的过程，台数的确定要有文字说明。

2、已知发电机引出线截面S=2（100×8）mm2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母线有两条。

三相母线水平布置平放。

母线相间距离a=0.7m,母线绝缘子跨距L=1.2m。

三相短路冲击电流为46kA。

求三相短路时的最大电动力Fzd和三相短路时一相母线中两条母线间的电动力Fi。

（已知截面系数为0.38）
五、倒闸操作题（10分）
说明停电检修任一出线路的倒闸操作步骤。

要求：自己画图，并标明符号。

(B卷)---答案
1、发电厂
把各种一次能源（如燃料的化学能、水能、风能等）转化成电能的工厂。

发电厂所产生的电能，一般还要由升压变压器升压，经高压输电线输送，再由变电站降压，才能供给各种不同用户使用。

2、复合
带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象。

3、限流效应
当熔体的融化时间很短，灭弧装置的灭弧能力又很强时，线路或电气设备中实际流过的短路电流最大值，将小于无熔断器时预期的短路电流最大值，这一效应称为限流效应。

4、单母线接线
整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经过开关电器接到同一组母线上。

5、跨步电压
是指沿着地中电流的散流方向行走，两脚间的电压。

二、单选题（每题2分，共计20分）
1、发电厂是把各种（B ）转化成电能的工厂
A、电力能源
B、一次能源
C、二次能源
D、化学能源
2、一次能源包括燃料的化学能、水能和（ C ）等能源
A、电能
B、二次能源
C、风能
D、机械能
3、电弧是有触点的（ C ）电器在切断有载电路过程中必然产生的物理现象。

A、测量
B、保护
C、开关
D、继电
4、高电场发射（ A ）是产生电弧的主要条件。

A、电子
B、正离子
C、负离子
D、分子
5、互感器是一次系统和二次系统间的（A ）元件，用以分别向测量仪表、继电器的
电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。

A、联络
B、开关
C、测量
D、保护
6、目前农村配电网中均采用电磁式电流互感器，通常用字母（A ）表示。

A、TA
B、TB
C、TC
D、TD
7、电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和（B ）电能的电路。

A、传输
B、分配
C、生产
D、运行
8、电气主接线的基本要求是运行的（C ）、灵活性和经济性。

A、保密性
B、可行性
C、可靠性
D、简洁性
9、电气设备在运行中，电流通过导体时产生电阻损耗，铁磁物质在交变磁场中产生涡流和磁滞损耗，绝缘材料在强电场作用下产生（D）损耗。

A、电力
B、热
C、电流
D、介质
10、电气设备运行实践证明，当导体和电器的温度超过一定范围以后，将会加速（A ）的老化，降低绝缘强度，缩短使用寿命。

A、绝缘材料
B、导体设备
C、铁磁物质
D、铁芯
三、简答题（每题5分，共计30分）
1、什么是一次能源？
答：一次能源指自然界中现成存在，可直接取得利用而又不改变其基本形态的能源。

例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等。

2、电能和其它形式的能源相比有哪些特点？
答：（1）便于大规模生产和远距离输送。

（2）方便转换和易于控制。

（3）损耗小。

（4）效率高。

（5）无气体和噪声污染。

3、什么是电弧？
电弧是有触点的开关电器在切断有载电路过程中必然产生的物理现象。

它是一种气体游离放电现象，指当某段空气间隙两端施加足够高的电压时，空气绝缘被击穿，电流会通过该空气间隙。

实验证明，用开关电器切断通有电流的线路时，只要电源电压大于10~20V，电流大于80~100mA，在开关电器的动、静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧。

4、什么是扩散？
答：电弧中的电子和正离子，从浓度高的空间向浓度低的介质周围移动的现象，称为扩散。

5、真空断路器有哪些特点？
答：（1）触头开距小，10kV级真空断路器的触头开距只有10mm左右，所需的操作功率小，动作快。

（2）燃烧时间短，燃烧时间与开断电流大小无关，一般只有半个周波，称半周波断路器。

（3）触头间隙介质恢复速度快，对于开断近距离故障和开断电容电流性能较好。

（4）体积小，重量轻，便于柱上安装。

（5）能防火防爆。

6、分段器有哪些性能？
答：（1）分段器具有自动对上一级保护装置跳闸次数的计数功能。

（2）分段器不能切除故障电流，但是与重合器配合可分断线路永久性故障。

由于它能切除满负荷电流，所以可作为手动操作的负荷开关使用。

（3）分段器可进行自动和手动跳闸，但合闸必须是手动的。

分段器跳闸后呈闭锁状态，只能通过手动合闸恢复供电。

（4）分段器有串接于主电路的跳闸线圈，更换线圈即可改变最小动作电流。

（5）分段器与重合器之间无机械和电气的联系，其安装地点不受限制。

（6）由于分段器没有安一秒特性，因此在使用上有特殊的优点。

例如，它能用在两个保护装置的保护特性曲线很接近的场合。

四、计算题（每题10分，共计20分）
1、设计一个变电站主接线。

高压侧为60kV ，低压侧为10kV 。

已知：变电站当年的各用户负荷总和为1000kV A ，线损率为10%，同时系数为0.9，考虑5年的增长（年增长率为5%），变电站全部为三类负荷。

要求：画出主接线图，变压器的容量计算要有简要的计算的过程，台数的确定要有文字说明。

答：∑+=)%)(1(kVA x S K S jsi t js
=0.9*1000*(1+10%)
=990
e S S mn js jszd = =990* e 5x5%
=990*1.28
=1267.2
S=0.6*1267.0=760.32
2、已知发电机引出线截面S=2（100×8）mm 2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母线有两条。

三相母线水平布置平放。

母线相间距离a=0.7m,母线绝缘子跨距L=1.2m 。

三相短路冲击电流为46kA 。

求三相短路时的最大电动力Fzd 和三相短路时一相母线中两条母线间的电动力Fi 。

（已知截面系数为0.38）
答：Fzd=1.73*10-7*L/a*ich2
=1.73*10-7*1.2/0.7*460002
=627.5N
一相母线中两条母线间距离a=2b=16mm
其中每条母线的流过电流为23000A
Fi=2*10-7*1.2/0.016*0.38*230002
=3015.3N
五、倒闸操作题（10分）
说明停电检修任一出线路的倒闸操作步骤。

要求：自己画图，并标明符号。

答：先断断路器、再断负荷侧隔离开关、再断电源侧隔离开关，目的为了减少停电范围。