2016年发输变电专业案例真题解析(上午题)

2016 年发输变电专业案例试卷（上午）
6、若变电站户内安装的电容器组为框架装配式电容器，请分析并说明右图中的 L1、L2、L3 三个尺寸哪一组数据是合理的？ （A）1.0 米、0.4 米、1.3 米 （C）0.4 米、1.3 米、1.1 米 答案：【 A 】 解答过程： （B） 0.4 米、1.1 米、1.3 米 （D） 1.3 米、0.4 米、1.1 米
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专业案例题（共 25 题，每题 2 分）
题 1-6：某 500kV 户外敞开式变电站，海拔高度 400m，年最高温度+40℃，年最低温度-25℃。 #1 主变压器容量为 1000MVA，采用 3×334MVA 单相自耦变压器。 容量比 334/334/100MVA，额定电压： 35kV 侧采用三角形接线。 本变压器 35kV 为中性点不接地系统。主变 35kV 侧采用单母线单元制接线，无出线，仅安装 无功补偿设备，不设总断路器。请根据以上条件计算、分析解答下列各题： 1、若每相主变 35kV 连接用导线采用铝镁硅系（6063）管型母线，导体最高允许温度+70℃。 按回路持续工作电流计算，该管型母线不宜低于下列哪项数值？ （A）Φ110/100 （B）Φ130/116 （C）Φ170/154 （D）Φ200/184
7、计算并选择最经济合理的主变压器容量应为下列哪项数值？ （A）345MVA （B）360MVA （C）390MVA （D）450MVA 答案：【 B 】 解答过程：
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依据 GB 50660-2011《大中型火力发电厂设计规范》16.1.5 及条文说明，容量为 125MW 及以上 的发电机与主变压器为单元连接时， 主变压器的容量宜按发电机的最大连续容量扣除不能被高 压厂用启动/备用变压器替代的高压厂用变压器工作变压器计算负荷后进行。 “不能被高压厂用 启动/备用变压器替代的高压厂用变压器工作变压器计算负荷” ，系指以估算厂用电率的原则和 方法所确定的厂用电计算负荷。本题计算功率取 330MW，扣除容量应取 36690kVA，而不是 40MVA。 变压器容量 ST =
4811.2 = 5939.7 A 0.81
查附表 D.1，导体最高允许温度+70℃，铝镁硅系（6063）管型母线 Φ200/184 对应载流量为 6674A，故该管型母线不宜低于 Φ200/184。 注：经核实最新版本的电网公司典型设计，三相变压器组每相主变之间连接用软导线，35kV 汇流导线选用管型母线。
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2、该主变压器 35kV 侧规划安装 2×60Mvar 并联电抗器和 3×60Mvar 并联电容器，根据电力系 统的需要， 其中 1 组 60Mvar 并联电抗器也可调整为 60Mvar 并联电容器。 请计算 35kV 母线长 期工作电流为下列哪项值？ （A）2177.4A （B）3860A （C）5146.7A （D）7324.1A 答案：【 C 】 解答过程： 依据 DLT 5014-2010《330kV～750kV 变电站无功补偿装置设计技术规定》7.1.3，无功补偿装 置总回路的电器和导体的长期允许电流，按下列原则选取：1 不小于最终规模电容器组额定工 作电流的 1.3 倍；2 不小于最终规模电抗器总容量的额定电流的 1.1 倍。 本题中并联电容器最大可能规模为 4×60Mvar，电抗器最大可能规模为 2×60Mvar。 按电容器选择 35kV 母线长期工作电流 I g = 1.3 × 4 × 60 ×10 3 = 5146.7 A 3 × 35 2 × 60 ×10 3 = 2177.4 A 3 × 35
依据 DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》18.1.4，过补偿时系数取 1.35 消弧线圈容量 Q = KI C
UN 18 = 1.35 × 1.5 × = 21.04kVA 3 3
注：此题较为简单，历年真题反复考过该公式。
9、若启动/备用变压器高压侧中性点雷电冲击全波耐受电压为 400kV，其中性点 MOA 标称放 电电流下的最大残压取下列哪项数值最合理？并说明理由。 （A） 280kV （B） 300kV （C） 340kV 答案：【 B 】 解答过程： （D） 380kV
PM 330 − SC = − 36.69 = 351.5MVA ，选择 360MVA 最经济合理。 cos ϕ 0.85
注：本题是高频考点，难度也不大，
8、若发电机中性点采用消弧线圈接地，并要求作过补偿时，计算消弧线圈的计算容量应为下 列哪项数值？ （A） 15.59kVA （B） 17.18kVA （C） 21.04kVA （D） 36.45kVA 答案：【 C 】 解答过程：
依据 DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》附录 F.6 短路电流不衰减，周期分量热效应 QZ = I ′′2t = 40 2 × 2 = 3200kA2 s 查表 F.6.3，启动/备用电源引自附近的 220kV 变电站，电厂内 220kV 母线是从系统侧大电源外 接的，不属于发电厂升高电压母线，等效时间取 0.05s 非周期分量热效应 Qf = TI"2=0.05×402=80kA2s 短路电流的热效应 Qt = Qz+Qf = 3200+80=3280kA2s 依据 7.1.8，铝母线，正常工作温度为 60℃，短路时导体最高允许温度 200℃，C 值取 91，母 线截面 S ≥
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10、 若发电厂内 220kV 母线采用铝母线， 正常工作温度为 60℃， 短路时导体最高允许温度 200℃。 若假定短路电流不衰减， 短路持续时间为 2 秒，请计算并选择满足热稳定截面要求的最小规格 为下列哪项数值？ （A） 400mm2 答案：【 C 】 （B） 600mm2 （C） 650mm2 （D） 680mm2
525 230 / ± 8 × 1.25% / 36kV ，接线组别 Ia0i0，主变压器 3 3
答案：【 D 】 解答过程：
依据 GB 1094.1-2013 《电力变压器第 1 部分： 总则》 3.4.3， 主变压器 35kV 侧采用三角形接线， 相电压等于线电压取 36kV；
Sr 100 × 10 3 依据 3.4.7，低压侧△接线，线电流为 3 × 相电流， I r = 3 × = 3× = 4811.2 A Ur 36
∆U % ≈ Q − 2 × 60 ~ +3 × 60 ×100% = ×100% = −4.8% ~ +7.2% Sd 2500
（B）-4.8%~+2.4% （C） 0~+7.2% （D） -4.8%~+7.2%
4、如该变电站安装的电容器组为框架装配式电容器，中性点不接地的单星形接线，桥式差电 流保护，由单台容量 500kvar 电容器串并联组成，每桥臂 2 串（2 并+3 并） ，如下图所示。电 容器的最高运行电压为 U C = 43 / 3kV 。请选择下面图中的金属台架 1 与金属台架 2 之间的支 柱绝缘子电压为下列哪项？并说明理由。 （A）3kV 级 （B）6kV 级 （C）10kV 级 （D）20kV 级
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5、 若该变电站中， 整组 35kV 电容器户内安装于一间电容器室内。 单台电容器容量为 500kvar， 电容器组每相电容器 10 并 4 串，介质损耗角正切值（tgδ）为 0.05%，串联电抗器额定端电压 1300V，额定电流 850A，损耗为 0.03kW/kvar，与暖通专业进行通风量配合时，计算电容器室 一组电容器的发热量应为下（D）129.45kW 答案：【 D 】 解答过程： 一组电容器包括三相，每相电容器 10 并 4 串，单台电容器容量为 500kvar，共有电容器 3×10 ×4=120 台。 依据《电力工程电气设计手册 1 电气一次部分》P523 式 9-48 电容器散发的热功率为 PC = ∑ Qcej tgδ ej = 120 × 500 × 0.05% = 30kW
依据《电力工程电气设计手册 1 电气一次部分》P232 表 6-3，有载调压变压器低压侧电压根据 负荷波动情况，自动保持 36kV 额定值，回路最大持续工作电流按额定值选取，不考虑 1.05 的 系数。 依据 DL/T 5222-2005《导体和电器选择设计技术规定》附表 D.11，海拔高度 400m，年最高温 度+40℃，导体最高允许温度+70℃，综合校正系数取 0.81。 需要选取的铝镁硅系（6063）管型母线最小载流量 I Z min =
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答案： 【 D 】 【品菜（365853048）提供，淘宝店铺“探索电气书屋”出品】 解答过程： 依据 GB 50227-2008《并联电容器装置设计规范》8.2.5 及条文说明，并联电容器组的绝缘水平 应与电网绝缘水平相配合。 当电容器绝缘水平低于电网时，应将电容器安装在与电网绝缘水平 相一致的绝缘框架上， 绝缘台架的绝缘水平不得低于电网的绝缘水平。本题中电网的绝缘水平 按照相对地最高运行电压为 U C = 43 / 3 = 24.826kV ，电容器组接线每桥臂 2 串（2 并+3 并） ， 故选用的电容器组额定极间电圧应≥24.826/2=12.413kV，应选用 20kV 级。
按电抗器选择 35kV 母线长期工作电流 I g = 1.1× 取较大者，5146.7A。
若该主变压器 35kV 侧规划安装无功补偿设备： 并联电抗器 2×60Mvar、 并联电容器 3×60Mvar。 3、 35kV 母线三相短路容量 2500MVA。请计算并联无功补偿设备投入运行后，各种运行工况下 35kV 母线稳态电压的变化范围，以百分数表示应为下列哪项？ （A）-4.8%~0 答案：【 D 】 解答过程： 依据 DLT 5014-2010 《330kV～750kV 变电站无功补偿装置设计技术规定》 附录 C.1， 电 容 器 （或 电抗器）组接入母线后，引起的稳态电压升高（或降低）百分数按下式计算：
i =1 120
每相配一只电抗器，共 3 只电抗器，电抗器总容量为 QL = 3U N I N = 3 × 1.3 × 850 = 3315k var 电抗器的发热量 PL = 0.03QL = 0.03 × 3315 = 99.45kW 电容器室一组电容器的发热量为电容器与电抗器散发的热量之和 即 P∑ = PC + PL = 30 + 99.45 = 129.45kW
依据 GB 50227-2008《并联电容器装置设计规范》8.2.5 条文说明图 5，L1 为每相电容器框架之 间通道宽度≥1000mm，L3 为金属遮拦之间通道宽度≥1200mm。只有选项 A 符合要求。 依据 DLT 5352-2006《高压配电装置设计技术规程》8.1.1，电容器金属框架应视为带电体，L2 值为与金属遮拦之间距离按相对地最小距离 A1 值考虑，35kV 对应距离为 400mm。
依据 GB/T 50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》式 6.4.4-1 紧靠变压器中性点并联一台无间隙金属氧化物避雷器（MOA） ，紧靠设备时，配合系数取 1.25
ul . p ≤
U l .e.i 400 = = 320kV ，选择 300kV 满足要求。 k16 1.25
题 7-10：某 2×300MW 新建发电厂，出线电压等级为 500kV，二回出线，双母线接线，发电机 与主变压器经单元接线接入 500kV 配电装置， 500kV 母线短路电流周期分量起始有效值 I"=40kA， 启动/备用电源引自附近的 220kV 变电站，电厂内 220kV 母线短路电流周期分量起始有效值 I"=40kA，启动/备用变压器高压侧中性点经隔离开关接地，同时紧靠变压器中性点并联一台无 。 间隙金属氧化物避雷器（MOA） 发电机额定功率为 300MW，最大连续输出功率（330MW） ，汽轮机阀门全开（VWO）工况下 发电机出力为 345MW，额定电压为 18kV，功率因数为 0.85。 发电机回路总的电容电流为 1.5A， 高压厂用电电压为 6.3kV， 高压厂用电计算负荷为 36690kVA； 高压厂用变压器容量为 40/25-25MVA，起动 /备用变压器容量为 40/25-25MVA。请根据上述条件 计算并分析下列各题（保留二位小数） ：