2010年电气工程师供配电专业案例考试真题及答案上午卷

2010年电气工程师供配电专业案例考试真题及答案上午卷
试卷题量：25题试卷总分：50分试卷限时：180分钟
一、案例题
根据下面内容，回答1-5题：某车间长30m、宽18m、高12m，工作面高0．8m，灯具距工作面高10m，顶棚反射比为0．5，墙面反射比为0．3，地面反射比为0．2，现均匀布置10盏400W金属卤化物灯，灯具平面布置如下图所示，已知金属卤化物灯光通量为32000lm，灯具效率为77％，灯具维护系数为0．7。

1、若按车间的室形指数RI值选择不同配光的灯具，下列说法哪一项是正确的？请说明依据和理由。

（）
A、当RI=3～5时，宜选用特窄配光灯具
B、当RI=1．65～3时，宜选用窄配光灯具
C、当RI=0．8～1．65时，宜选用中配光灯具
D、当RI=0．5～0．8时，宜选用宽配光灯具
【答案】C
【解析】《照明设计手册》(第二版)P7室形指数定义及式(1-9)。

P231第3条照明质量内容：当RI=0．8～1．65时，应选用中配光灯具。

2、计算该车间的室形指数RI应为下列哪一项数值？（）
A、3．00
B、1．80
C、1．125
D、0．625
【答案】C
【解析】《照明设计手册》(第二版)P7室形指数定义及式(1-9)。

(计算同题1)。

3、已知金属卤化物灯具的利用系数见下表，计算该车间工作面上的平均照度应为下列哪一项数值？（）
A、212lx
B、242lx
C、311lx
D、319lx
【答案】A
【解析】《照明设计手册》(第二版)P212式(5—41)或最后一行的公式RI=5／RCR。

RCR=5／1．125=4．44
查题中利用系数表，可知利用系数取0．51。

《照明设计手册》(第二版)P211式(5-39)。

4、若每盏金属卤化物灯镇流器功耗为48W，计算该车间的照明功率密度为下列哪一项数值？（）
A、7．41W／m2
B、8．30W／m2
C、9．96W／m2
D、10．37W／m2
【答案】B
【解析】《建筑照明设计标准》(GB50034—2004)第2．0．46条照明功率密度的定义可知：
LPD=10×(400+48)／(30×18)=8．30W／m2
5、已知金属卤化物灯具光源光强分布(1000lm)如下表，若只计算直射光，试计算车间中灯A在工作面中心点P的水平面照度应为下列哪一项数值？（）
A、20．8lx
B、27．8lx
C、34．7lx
D、39．7lx
【答案】B
【解析】
《照明设计手册》(第二版)P188式(5-2)计算点光源水平照度值。

《照明设计手册》(第二版)P191式(5-15)计算实际水平面的照度。

(1)根据下面内容，回答6-10题：某企业拟建一座10kV变电所，用电负荷如下：
(2)一般工作制大批量冷加工机床类设备152台，总功率448．6kW。

(3)焊接变压器组(εr=65％，功率因数0．5)6×23kV·A+3×32kV·A，总设备功率94．5kW，平均有功功率28．4kW，平均无
功功率49kvar；
(4)泵、通风机类设备共30台，总功率338．9kW，平均有功功率182．6kW，平均无功功率139．6kvar；
(5)传送带10台，总功率32．6kW，平均有功功率16．3kW，平均无功功率14．3kvar。

请回答下列问题。

6、计算每台23kV·A焊接变压器的设备功率，并采用需要系数法计算一般工作制大批量冷加工机床设备的计算负荷(需要系数取最大值)，计算结果为下列哪一项？（）
A、9．3kW，机床类设备的有功功率89．72kW，无功功率155．2kvar
B、9．3kW，机床类设备的有功功率71．78kW，无功功率124．32kvar
C、9．3kW，机床类设备的有功功率89．72kW，无功功率44．86kvar
D、55．8kW，机床类设备的有功功率89．72kW，无功功率67．29kvar
【答案】A
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第三版)P3表1．1中(大批量冷机床设备)需用系数Kx=0．17～0．20，按题意取
最大值，则Kx=0．20，功率因数为0．5，由式(1-5)、
《工业与民用配电设计手册》(第三版)P2式(1．3)。

7、采用利用系数法(利用系数K1=0．i4；tanφ=1．73)，计算机床类设备组的平均有功功率、无功功率，变电所供电所有设备的平均利用系数(指有效使用台数等于实际设备台数考虑)，变电所电压母线最大系数(达到稳定温升的持续时间按1h计)。

其计算结果最接近下列哪一项数值？（）
A、89．72kW，155．4kvar，0．35，1．04
B、62．80kW，155．4kvar，0．32，1．07
C、62．80kW，31．4kvar，0．32，1．05
D、62．80kW，108．64kvar，0．32，1．05
【答案】D
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第三版)P7．8式(1-12)、式(1-13)、式(1-14)。

由于按有效使用台数等于实际设备台数考虑，则nyz=201,按《工业与民用配电设计手册》(第三版)P10表1-9查得
Km=1．07，由
P9式(1-25)得：
因此，母线最大系数取1．05。

8、若该变电所补偿前的计算负荷为Pc=290．1kW、Qc=310．78kvar，如果要求平均功率因数补偿到0．9，请计算补偿前的平均功率因数(年平均负荷系数aav=0．75，βav=0．8)为下列哪一项数值？（）
A、0．57，275．12kvar
B、0．65，200．54kvar
C、0．66，191．47kvar
D、0．66，330．7kvar
【答案】C
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第二版)P21式(1-55)和式(1-57)。

9、若该变电所补偿前的计算负荷为Pc=390．1kW、Qc=408．89kvar，实际补偿容量为280kvar，忽略电网损耗，按最低损失率为条件选择变压器容量并计算变压器负荷率，其计算结果最接近下列哪一组数值？（）
A、500kV·A，82％
B、800kV·A，51％
C、800kV·A，53％
D、1000kV·A，57％
【答案】B
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第三版)P3式(1-11)。

《钢铁企业电力设计手册》(上册)P291倒数第4行：变压器最低损失率大体发生在负载系数卢=0．5～0．6时，因此，变压器额定容量可选择区间为ST=410．84／(0．5～0．6)=684．73～821．68kV·A，选择变压器容量为800kV·A，负荷率为51％。

10、请判断在变电所设计中，下列哪一项不是节能措施？请说明依据和理由。

（）
A、合理选择供电电压等级
B、为了充分利用设备的容量资源，应尽量使变压器满负
荷运行C、提高系统的功率因数
D、选择低损耗变压器
【答案】B
【解析】《钢铁企业电力设计手册》(上册)P291倒数第4行：变压器最低损失率大体发生在负载系数β=0．5～0.6时，因
此，变压器满载运行不是节能措施。

根据下面内容，回答11-15题：一台水泵由异步电动机驱动，电动机参数为额定功率15kV／、额定电压380V、额
定效率0．87、额定功率因数0．89、启动电流倍数7.0、启动时间4s，另外，该水泵频繁启动且系统瞬时停电恢复供电
时需要自启动。

请回答下列问题。

11、下列哪一项可用作该水泵电动机的控制电器？并请说明依据和理由。

（）
A、熔断器
B、接触
器C、断路
器
D、负荷开关
【答案】B
【解析】《通用用电设备配电设计规范》(GB50055—2011)第2．4．4条第二款：控制电器宜采用接触器、启动器或其他电动
机专用控制开关。

12、确定该水泵电动机不宜设置下列哪一项保护？并请说明依据和理由。

（）
A、短路保护
B、接地故障保护
C、断相保护
D、低电压保护
【答案】D
【解析】旧规范《通用用电设备配电设计规范》(GB50055—1993)第2．4．10条第二款：需要自启动的重要电动机，不宜装
设低电压保护。

与题干要求矛盾。

新规范可参考《通用用电设备配电设计规范》(GB50055—2011)第2．3．12条第5
款，但是相关表述已变化，与本题无直接对应关系。

13、该水泵电动机采用断路器长延时脱扣器用作电动机过载保护时(假定断路器长延时脱扣器7．2倍、整定电流动
作时间7s)，其整定电流应为下列哪一项数值？（）
A 、 30A
B 、 26A
C 、 24A
D、23A
【答案】A
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第三版)P656表12．1。

《通用用电设备配电设计规范》(GB50055—2011)第2．3．9条第1款：热继电器或过载脱扣器的整定电流，应接近但不小于
电动机的额定电流，因此，Ied=30A。

14、假设该水泵电动机额定电流24A、启动电流倍数为6.8，当长延时脱扣器用作电动机电流后备保护时，长延时脱
扣器整定电流25A，其最小瞬动倍数应为下列哪一项数值？（）
A、2
B、7
C、12
D、13
【答案】D
【解析】《通用用电设备配电设计规范》(GB50055--2011)第2．3．5条第三款：瞬动过电流脱扣器或过电流继电器瞬动原
件的整定电流，应取电动机启动电流的2～2．5倍。

瞬动倍数：n=24×6．8×(2～2．5)／25=13～
16．3 因此最小瞬动倍数为13。

15、假设该水泵电动机额定电流24A，启动电流倍数为6．8，用断路器瞬动脱扣器作短路保护，其瞬动脱扣器最小
整定值为下列哪一项数值？（）
A、326A
B、288A
C、163A
D、72A
【答案】A
【解析】《通用用电设备配电设计规范》(GB50055--2011)第2．3．5条第三款：瞬动过电流脱扣器或过电流继电器瞬动原
件的整定电流，应取电动机启动电流的2～2．5倍。

瞬动脱扣器整定电流：Iset1=(2～2．5)x24×6．8=326．4～
408A 因此最小值为326A。

根据下面内容，回答16-20题：某企业总变电所设计中，安装有变压器TR1及电抗器L，并从总变电所6kV母线引一回路向车
间变电所供电，供电系统如下图所示。

6kV侧为不接地系统，380V系统为TN-S接地形式。

16、如上图所示，总变电所主变压器TR1电压等级为110／6．3kV。

假设未串接电抗器L时，6kV母线上的三相短路电流
I″=48KA，现欲在主变压器6kV侧串一电抗器L，把I″限制在25kA，该电抗器的电抗值应为下列哪一项？（）
A、0．063Ω
B、0．07Ω
C、0．111Ω
D、0．176Ω
【答案】B
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第三版)P128表4-2、P127表4-1和P126式(4—16)。

《工业与民用配电设计手册》(第三版)P132式(4．12)和P126式(4-4)。

17、假设TR2变压器6kV侧短路容量为30MV·A。

不计系统侧及变压器的电阻，变压器的相保电抗等于正序电抗，380V母线上A
相对N线的短路电流为下列哪一项？（）
A、6．33kA
B、21．3kA
C、23．7kA
D、30．6kA
【答案】C
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第三版)P154式(4．47)(该公式电压要求代入
《工业与民用配电设计手册》(第三版)P155第一行：变压器的正序阻抗可按表4-2公式计算，变压器的负序阻抗
等于正序阻抗。

由《工业与民用配电设计手册》(第三版)P128表4-2计算如下：
由《工业与民用配电设计手册》(第三版)P163表4-55计算如下：
18、变压器TR2的高压侧使用断路器QF2保护，其分断时间为150ms，主保护动作时间为100ms，后备保护动作时间为400ms，对该断路器进行热稳定校验时，其短路电流持续时间应取下列哪一项数值？（）
A、250ms
B、500ms
C、550ms
D、650ms
【答案】C
【解析】《3～110kV高压配电装置设计规范》(GB50060—2008)第4．1．4条：验算电器短路热效应的计算时间，宜采用后
备保护动作时间加相应的断路器全分闸时间。

T=400+150=550ms
19、假设通过6kV侧断路器QF2的最大三相短路电流I″K3=34kA，短路电流持续时间为430ms，短路电流直流分量等效时间为
50ms，变压器6kV短路视为远端短路，冲击系数Kp=1．8，断路器QF2的短路耐受能力为25kA／3s，峰值耐受电流为63kA，下列关于该断路器是否通过动、热稳定校验的判断中，哪一项是正确的？请说明理由。

（）
A、热稳定校验不通过，动稳定校验不通过
B、热稳定校验不通过，动稳定校验通过
C、热稳定校验通过，动稳定校验不
通过D、热稳定校验通过，动稳定校
验通过
【答案】C
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第三版)P212表5-10、P211式(5．26)和P150式(4．25)，《导体和电器选择设计技
术规定》(D1／T5222—2005)附录F中式(F．6．1)分别计算周期分量与非周期分量的热效应。

20、假设变压器TR2的绕组接线组别为Y，ynO，6kV侧过电流保护的接线方式及CT变比如下图所示。

已知6kV侧过电流保护继电器KA1和KA2的动作整定值为15．3A。

最小运行方式下变压器低压侧单相接地稳态短路电流为12．3kA。

欲利用高压侧过电流保护兼作低压侧单相接地保护，其灵敏系数应为下列哪一项？（）
A、0．6
B、1．03
C、1.2
D、1．8
【答案】C
【解析】《工业与民用配电设计手册》(第三版)P297表7．3，低压侧单相接地保护(利用高压侧三项式过电流保护)相应公式。

根据下面内容，回答21-25题：某企业的110kV变电所，地处海拔高度900n，110kV采用半高型室外配电装置，110kV配电装置母线高10m，35kV及10kV配电装置选用移开式交流金属封闭开关柜，室内单层布置，主变压器布置在室外，请回答下列问
题。

21、计算变电所的110kV系统工频过电压一般不超过下列哪一项数值？并说明依据和理由。

（）
A、94．6Kv
B、101．8kV
C、126kV
D、138．6kV
【答案】A
【解析】《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(D1／T620—1997)第3．2．2条a)
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(D1／T620—1997)第10．4．5条表21。

《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(D1／T620—1997)第4．1．1条b)款：对范围I的110kV及220kV系统，工频过电压一般不超过1．3P．U．，即1．3×72．7=94．56kV。

22、该变电所的110kV配电装置的防直击雷采用单支独立避雷针保护，如果避雷针高度为30m，计算该避雷针在地面上和离地面10m高度的平面上的保护半径分别为下列哪一项？（）
A、45m，20m
B、45m，25m
C、45．2m，20．1m
D、45．2n1，25．1m
【答案】B
【解析】《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(D1／T620—1997)第5。

2，1条式(4)和式(6)。

23、该变电所10kV出线带有一台高压感应电动机，其容量为600kW，确定开断空
载高压感应电动机的操作过电压一般不超过下列哪一项数值？并说明依据和理由。

（）
A、19．6kV
B、24．5kV
C、39．2kV
D、49kV
【答案】B
【解析】《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(D1／T620—1997)第3．2．2条b)
《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DIMT620—1997)第4．2．7条：开断空载电动机的过电压一般不超过
2．5P．U，即2．5×9．8=24．5kV。

24、该变电所的10kV系统为中性点不接地系统，当连接由中性点接地的电磁式电压互感器的空载母线，因合闸充电或在运行时接地故障消除等原因的激发，会使电压互感器饱和而产生铁磁谐振过电压，请判断下列为限制此过电压的措施哪一项是错误的？并说明依据和理由。

（）
A、选用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器
B、用架空线路代替电缆以减少Xco，使Xco≤0．01Xm(Xm为电压互感器在线电压作用下单相绕组的励磁电抗)
C、装设专门的消谐装置
D、10kV电压互感器高压绕组中性点经Rp.n>10．06Xm(容量大于600W)的电阻接地
【答案】B
【解析】《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL／T620—1997)第4．1．5条d)款第3)小条：用一段电缆代替架空
线路以减少Xco。

25、确定在选择110kV变压器时，变压器的内绝缘相对地和相间的雷电冲击耐受电压应为下列哪一项？请说明依据和理由。

（）
A、200kV，200kV
B、395kV，395kV
C、450kV，450kV
D、480kV，480kV
【答案】D
【解析】《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL／T620—1997)第10．4．5条表19注释1：内绝缘相对地和相间的雷电冲击耐受电压均为480kV。