2009年注冊電氣工程師考試案例分析下剖析

1、 2009 年注冊電氣工程師考試案例分析（下）1-5題 某220kV變電所有兩臺10/0.4kV所用變，單母分段接線，容量630kVA計算負荷560kVA 現(xiàn)計劃擴建：綜合樓空調(diào)（僅夏天用）所有相加額定容量為 80kW照明負荷為40kW深井水 泵22kW功率因數(shù)0.85），冬天取暖用電爐一臺，接在 2#主變的母線上，容量150kW 1、新增用電計算負荷為 A 。寫出計算過程A 288.7kVA B 208.7kVA C 292kVA D 212kVA 解答：根據(jù)220kV500kV變電所所用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T5155-2002第5.1.2條及附錄B,計算采用換算系數(shù)法，所用變壓器容量按下式

2、計算：S Ki xp 1+ P2+P3=O.85 x 22+80+150+40=288.7kVA2、若新增用電計算負荷為200kVA則所用變壓器的額定容量為D。寫出計算過程A 1#所用變 630kVA 2#所用變 800kVAB 1#所用變 630kVA 2#所用變 1000kVAC 1#所用變 800kVA 2#所用變 800kVAD 1#所用變 1000kVA 2#所用變 1000kVA 解答：根據(jù)220kV500kV變電所所用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T5155-2002第5.1.2條及附錄B,變壓器容量S K1 xp 1+ P2+P3 ,原有計算負荷560KVA,擴建288.7kVA,故計算

3、負荷=560+288.7=848.7kVA ； 本規(guī)程第 4.1.1 條可知：每臺工作變壓器按全所計算負荷選擇，故選用兩臺 1000kVA 的所用 變；3、深井泵進線隔離開關(guān)，饋出低壓斷路器，其中一路給泵供電，已知泵電動機啟動電流為額定電流的5倍，最小短路電流為1000A,最大短路電流1500A,斷路器動作時間0.01秒，可靠 系數(shù)取最小值。 B靈敏度 3.77靈敏度 2.99靈敏度 5.7A 脫扣器整定電流 265A，B 脫扣器整定電流 334A，C 脫扣器整定電流 265A，D脫扣器整定電流334A,靈敏度4.5DL/T5155-2002附錄F表F2 : 斷路器根據(jù)220kV500kV變電

4、所所用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程5xPeA B C D過電流脫扣器整定電流IzKxIq，K=1.7, Iq =22=196.63A73u n co沁1.732x 0.85X 0.38故 lz=1.7 X196.63=334.26A,靈敏度=Id/Iz=1000/334.26=2.994、上述，進線側(cè)斷路器側(cè)過流脫扣器延時為C 0A 0.1sB 0.2sC 0.3sD 0.4s 解答:根據(jù)220kV500kV變電所所用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程 DL/T5155-2002附錄G第G2條：斷路器的選擇配合，可取T=0.3S。5、如設(shè)專用備用變壓器，則電源自投方式為B 0 當(dāng)自投啟動條件滿足時，自投裝置立即動作 當(dāng)工作電源

5、恢復(fù)時，切換回路須人工復(fù)歸 手動斷開工作電源時，應(yīng)啟動自動投入裝置 自動投入裝置動作時，發(fā)事故信號解答:根據(jù)220kV500kV變電所所用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T5155-2002第8.3.1條：自動投入裝置動作后，應(yīng)發(fā)預(yù)告信號而不是事故信號；手動斷開工作電源時，不應(yīng)啟動自動投入裝置。6-10某300MVA火力發(fā)電廠，廠用電引自發(fā)電機，廠用變主變?yōu)镈Yn 11Yn11容量40/25-25MVA 廠用電壓6.3kV，主變低壓側(cè)與6kV開關(guān)柜用電纜相連，電纜放在架空橋架上。校正系數(shù) K =0.8，環(huán)境溫度40C, 6kV最大三相短路電流為38kA,電纜芯熱穩(wěn)定整定系數(shù) C為150。& 6kV中性點經(jīng)

6、電阻接地，若單相接地電流為100A,此電阻值為C。A 4.64 QB 29.70 QC 36.38 QD 63 Q根據(jù)火力發(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL5000-2000第13.3.2條：高壓廠用電系統(tǒng)接地電流為7A及以上時，中性點宜采用低電阻接地，也可采用不接地方式，由題知lc=100A,故為低電阻接地系統(tǒng)。又根據(jù)導(dǎo)體與電器選擇技術(shù)規(guī)定DL/T5222-2005第18.2.6條：當(dāng)中性點采用低阻接地方式時，接地電阻選擇計算如下:R-=uIH.37。7、變壓器到開關(guān)柜的電纜放置在架空橋架中, 為B。A YJV-6/6 7 根 3 X 185mm2C YJV-6/6 18 根 1 X 185mm2允許工

7、作電流6kV電力電纜，最合理最經(jīng)濟的B YJV-6/6 10 根 3D YJV-6/6 24 根 1X 120mm2X 150mm2根據(jù)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范 GB50217-2007第3.2.3 條:335KV三相供電回路的芯數(shù)應(yīng)選用三芯，故排除C、D。根據(jù)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范GB50217-2007表C.0.2-1，查得：YJY-6/6-3*185的載流量=332*1.29=428.28A ; YJY-6/6-3*120 的載流量=246*1.29=317.34A。根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊電氣一次部分P232，表6-3計算廠用變壓器低壓側(cè)回路工作電流:25咒103lg T05x73U：T05

8、l732.3=24057ASe根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊-電氣一次部分P933電力電纜的截面選擇部分:（一）按持續(xù)允許電流選擇:Kxu 3lg，K 二Kt 沢K1，由電力工程電纜設(shè)計規(guī)范GB50217-2007附錄D，D.0.1知Kt=1.0 ;又由已知條件K1=0.8 ; 得 K =Kt 咒 K1 =0.81）采用3 X185電纜:7 X428.28 X).8=2398.362405.7A ;故選用 YJV-6/6 10 根 3 X20mm2圖中電動機容量為1800kW電纜長50米，短路持續(xù)時間為0.25秒，電動機短路熱效應(yīng)按= l2t計算,電機的功率因數(shù)效率n cos申乘積為0.8。則選取電

9、纜C。A YJV-6/6 3C YJV-6/6 3X 95mmX 150mmB YJV-6/6 3 X 120mmD YJV-6/6 3 X 180mm根據(jù)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范GB50217-2007附錄 E，式 E : SA譽 103，由題意:Q =I2t =382 925 =361,得X103C=悄糾03=126.67mm2。若選用 YJV-6/6 3 X150mm2,根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊-電氣一次部分P940(三)按電壓損失校驗:應(yīng)校驗電動機回路的電纜電壓損失:173人U % =I g L(r cos9 + xsin 日)10匕0.8 + 9.8曲宀0.6)05八5%滿足要求。9、圖

10、中380V低壓接地保護動作時間為1分鐘，求電纜導(dǎo)體與絕緣層或金屬層之間的額定電壓 為DA 380VB 379VC 291VD 219V根據(jù)電力工程電纜設(shè)計規(guī)范 GB50217-2007第3.3.2條：電纜導(dǎo)體與絕緣層或金屬層之間額定電壓的選擇，中性點直接接地或經(jīng)低電阻接地系統(tǒng)，接地保護動作不超過1min切除故障時，不應(yīng)低于100%使用回路相電壓，即380/1.732=219.39V。10、6kV斷路器額定開斷電流為 直流分量的能力C。A 22.5kAB 24kA40kA,短路電流為38kA，其中直流分量60%求此斷路器開斷C 32kAD 34kA解答:根據(jù)導(dǎo)體與電器選擇技術(shù)規(guī)定DL/T5222

11、-2005第9.2.5條及條文說明部分：當(dāng)斷路器安裝地點的短路電流直流分量不超過斷路器短路開斷電流幅值的20%時，額定短路開斷電流僅由交流分量來表征，不必校驗斷路器的直流分?jǐn)嗄芰?。如果短路直流分量超過20%時，應(yīng)與制造廠協(xié)商，并在技術(shù)協(xié)議中明確所要求的直流分量百分?jǐn)?shù)。斷路器開斷的直流分量值=38 X60% X.414=32.24kA,以40kA校核其直流分量百分?jǐn)?shù)為 32.24/40 X.414=57%。故答案為C。11-15題 某發(fā)電廠，處IV級污染區(qū)，220kV升壓站，GISABCD11 、請說明圖中有什么原則性錯誤？ 變壓器高壓側(cè)未配電壓互感器 主變到 GIS 的進線不應(yīng)使用架空線 變壓

12、器套管未置避雷器 門框構(gòu)架高度應(yīng)該大于 15m 解答：12、耐張絕緣子串選XPW-160（幾何爬電460mm,有效率為1,求片數(shù)。DA 16片B 17片C 18片D 19片 解答：根據(jù)交流電氣裝置的過電壓保護與絕緣配合 DL/T620-1997 第10.2.1 條或電力工程電氣 設(shè)計手冊電氣一次部分第6-7節(jié)第四部分懸式絕緣子片數(shù)選擇， 按照工頻電壓和泄漏比距 選擇絕緣子片數(shù)：N泄漏比距m/Ke XL0 ;又由高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn) GB/T16434-1996 表2可知W級污穢區(qū)220kV升壓站內(nèi)泄漏比距=3.1，故N毛1 &52/1.0 X46=16.98

13、，取17片。又由導(dǎo)體與電器選擇設(shè)計技術(shù)規(guī)定 DL/T5222-2005 第 9.0.4 條：污穢區(qū)耐張絕緣子串的 片數(shù)達到要求時， 可不再比懸垂絕緣子串增加， 考慮絕緣子的老化， 220kV 耐張絕緣子串預(yù)留2片零值絕緣子，故選 19片。13、220kV GIS的接地短路電流為20kA, GIS基座下有2條地引下線與主接地連接，在熱穩(wěn)定 校驗時，應(yīng)該取熱穩(wěn)定電流為B。A 20kAB 14kAC 10kAD 7kA解答:由交流電氣裝置的過電壓保護與絕緣配合DL/T621-1997第6.2.14條，第b）款：lg=70% X20=14kA14、某一接地引下線短路電流為15kA，時間為2秒，扁鋼，熱

14、穩(wěn)定截面應(yīng)大于D。A 101mmB 176.8mmC 212.1mmD 301.3mm解答:由交流電氣裝置的過電壓保護與絕緣配合DL/T621-1997附錄C:接地裝置的熱穩(wěn)定校驗:Sg /咒春=15000 = 303.04mm15、主變套管、GIS套管對地爬電距離應(yīng)大于A。A 7812mmB 6820mmC 6300mmD 5500mm解答:根據(jù)高壓架空線路和發(fā)電廠、變電所環(huán)境污區(qū)分級及外絕緣選擇標(biāo)準(zhǔn)GB/T16434-1996表2，爬電比距3.1cm/kV，按系統(tǒng)最高工作電壓計算爬電距離:252 X3.1=781.2cm=7812mm。16-20題 某火電廠，220直流系統(tǒng)，每機組設(shè)閥鉛酸

15、電池，單母接線，兩機組間有聯(lián)絡(luò)。16、不設(shè)保護回路的是C。A蓄電池出口回路B饋線C直流分電柜電源進線D蓄電池試驗放電回路C 923mmD 1847mm電壓降選擇電纜截面：Scac =P 咒 2LI ca根據(jù)電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T5044-2004第6.1.1條：蓄電池出口回路、充電裝置直流側(cè)出口回路、直流饋線回路和蓄電池試驗放電回路等，應(yīng)裝設(shè)保護電器。17、階梯法，每組蓄電池2500Ah, 103只，1小時放電率I=1375A, 10小時放電率I=250A，事 故放電初（1分鐘）沖擊放電電流1380A電池組與直流柜電纜長40米，允許電壓降下，連接 銅芯電纜最小截面為C 02A 9

16、20mmB 167mrTi根據(jù)電力工程直流系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)規(guī)程DL/T5044-2004附錄D，第D.1條：按電纜長期允I pc A I ca1 ；按回路允許許載流量和回路允許電壓降兩個條件選擇。按電纜長期允許在流量:由表 D.1 及 D.2 得到：lea 取 leal、|ca2 中大者；|ca1=1375A, I ca2=1380A, I ca= |ca2 = 1380A,按照階梯法蓄電池回路AUp t2,tl、t2分別為上下級斷路器保護動作時間。19、蓄電池充電模塊數(shù)計算（略）20、聯(lián)絡(luò)線刀開關(guān)選擇（略）21-25題 發(fā)電廠有1600kVA兩臺互為備用的干式廠用變，DYn11 直接接地。6.3

17、/0.4kV , Ud=6% 中性點21、需要裝的保護配置為 D?？v聯(lián)差動，縱聯(lián)差動，電流速斷，電流速斷，ABCD過流，瓦斯，單相接地 過流，溫度，單相接地短路 過流，瓦斯，單相接地 過流，溫度，單相接地短路解答：根據(jù)火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定 DL/T5153-2002 第 9.5.1條：廠用變 SN 為 1600kVA ，故選用電流速斷保護作為變壓器繞組內(nèi)及引出線的相間短路保護；用過電流保護保護變壓器及相鄰元件的相間短路保護；干式變壓器不需設(shè)瓦斯保護； 400kVA及以上的車間內(nèi)干式變壓器均應(yīng)設(shè)溫度保護。22、低壓側(cè)自起動電動機的總?cè)萘?WD = 960kVA則過流保護整定值為A。A 4

18、932.9AB 5192.6AC 7676.4AD 8080.5A由電力工程電氣設(shè)計手冊-電氣二次部分第29-8節(jié)第四部分第六小點（P696）:低壓廠用變壓器過電流保護，按躲過變壓器所帶負荷需要自啟動的電動機的最大啟動電流之和，備用 電源為明備用:=1.7812 _ 6 1600I +1000.6 x 5 x 960Kzq =Ud% 丄WE100 十 0. 6KqdWD變壓器二次側(cè)額定電流:le=Se =1600= 2309.46AJ3Ue咒 0. 4Idz=Kk X Kzq 咒1 e = 1.2 X 1. 781 天 2309. 46 =4935. 8A23、最少需要的電流互感器和靈敏度為D

19、。A三相大于等于2.0B三相C兩相大于等于2.0D兩相大于等于 大于等于1.51.25根據(jù)火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定DL/T5153-2002第9.5.1條：低壓廠用變壓器的電流速斷保護及過電流保護宜采用兩相三繼電器的接線方式；由題知低壓廠用電系統(tǒng)為中性點直接接地系統(tǒng)，由本規(guī)程第9.1.1條：動作于跳閘的單相接地保護靈敏系數(shù)不低于1.5;又由本規(guī)程第9.5.1條-5-2）及電力工程電氣設(shè)計手冊.電氣二次部分第29-8節(jié)第三部分“低壓廠用工作及備用變壓器保護”第五點（P691 ）利用高壓側(cè)的過電流保護作低壓側(cè)的單相短路可適當(dāng)降低靈敏系數(shù)，可取1.25。24、由低壓母線引出到電動機，功率為 75

20、kW電流145A,起動電流為7倍額定電流，裝電磁 型電流繼電器，最小三相短路電流為 6000A則整定值為B。A 1522.5A 3.94B 1522.5A 3.41C 1928.5A 3.11D 1928.5A 2.96根據(jù)電力工程電氣設(shè)計手冊-電氣二次部分第23-2節(jié)第三部分“保護的整定計算”（二）電流速斷保護：一次動作電流ldz=Kk*lqd，由題知繼電器為 DL型，故Kk=1.41.6, lqd=7 X145=1015A,Idz=Kk Xqd = （1.4 1.6） X1015=（1421 1624）A,靈敏系數(shù)校驗；Klm = |D.min（兩相短路電流）/Idz, lD.min（兩相

21、短路電流）=lD.min（三相短路電流）X1.732/2=5196A,故 Kim=5196/1522.5=3.41。25、假設(shè)電動機內(nèi)及引出線單相接地相間短路整定電流為1530A,電纜長130m相間短路保護靈敏系數(shù)為 A 。A 1.5 ，不需要另加單相接地保護B 1.5 ，需要另加單相接地保護C 1.2 ，不需要另加單相接地保護D 1.2 ，需要另加單相接地保護解答：根據(jù)火力發(fā)電廠廠用電設(shè)計技術(shù)規(guī)定 DL/T5153-2002 第 9.1.1 條，知動作于跳閘的單相 接地保護靈敏系數(shù)不低于 1.5；求得相間短路保護的靈敏系數(shù) Klm=5196/1530=3.3961.5 ，由 本規(guī)定第 9.7

22、.1-2 條：對于 55kW 及以上的電動機如果相間短路保護能滿足單相接地短路的靈 敏性時，可由相間短路兼作接地短路保護。26-30題500kV變電所，750MVA 500/220/35kV主變兩臺，擬在35kV側(cè)裝高壓并聯(lián)補償電容 器組。C 400MVarD 600MVar26、電容器補償容量不宜選 D 。A 150MVarB 300MVar 解答：根據(jù)并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范 GB50227-1995 第3.0.2條：電容器的安裝容量可按變壓器 容量的 10%-30% 確定。750 X2 X（10%-30% ） = （150-450 ） MVar。27、為限制 3次及以上諧波，電容器組的串聯(lián)

23、電抗應(yīng)該選 C 。A 1%B 4%C 13%D 30%根據(jù)并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范 GB50227-1995第5.522條：當(dāng)并聯(lián)電容器裝置接入電網(wǎng)處的背景諧波為3次及以上時，宜取12% ;或由電力工程電氣設(shè)計手冊.電氣一次部分第9-4節(jié) 表9-23，為抑制3次諧波，A=12%-13%。28、單組，三相35kV, 60000kVar的電容器4組，雙丫連接，每相先并后串，由二個串段組成, 每段10個單臺電容器，則單臺電容器的容量為B。A 1500kVarB 1000kVarC 500kVarD 250kVar解答:1 ）每相容量 60000/3=20000kVar ;2）每相二個串段組成，每段10

24、個單臺電容器，所以每相2X10=20臺;3 ）單臺電容器容量 20000/20=1000kVar 。29、本所35kV三相4組，雙丫連接，先并后串，由二個串段組成，每段10個單臺334kvar電容器并聯(lián)，其中一組串12%勺電抗器，這一組電容器的額定電壓接近D。A 5.64kVB 10.6kVC 10.75kVD 12.05kV解答:根據(jù)并聯(lián)電容器裝置設(shè)計規(guī)范 GB50227-1995第5.2.2.3條：串聯(lián)電抗器引起的電容器運行電壓升高，接入串聯(lián)電抗器后，電容器運行電壓按公式（5.2.2）計算:UcUs=1” 亠=12.05kV。V3S 1 -K 亦 “1-12%30、4組三相35kV 600

25、00kvar電容器，每組串12%fe抗, 可不考慮電容器對母線短路容量的助增。A 1200MVAB 1800MVAC 2200MVA當(dāng)35kV母線短路容量為下面D時,D 3000MVA根據(jù)導(dǎo)體與電器選擇技術(shù)規(guī)定DL/T5222-2005附錄F，F(xiàn).7 :對于采用（12-13） %串聯(lián)電抗器的電容器裝置Qc/SdV 10%時，可以不考慮其對短路電流的影響，即Sd Qc/10%=60%4/10%=2400MVA。31-35題 架空線，檔距1000m ,懸點高差h=150m ,最高氣溫時導(dǎo)線最低點應(yīng)力=50N/mm 2,垂直比載 Y = 2. 5x 10-N(m .mm)31、電線應(yīng)力弧垂公式f=

26、rl 78 c屬B oC斜拋物線公式D懸鏈線公式A經(jīng)驗公式B平拋物線公式解答:由電力工程高壓送電線路手冊第二版P196 表 3-3-1 032、用懸鏈線公式，在最高氣溫時檔內(nèi)線長B 0A 1021.67mB 1021.52mC 1000mD 1011.55m由電力工程高壓送電線路手冊第二版 P196表3-3-1I 502 2 sh2 2.501000 + 1502 = 1021. 52m Y(2. 5x 10 )2X 5033、用斜拋物線計算最大弧垂為B oA 62.5mB 63.5mC 65.5mD 61.3m由電力工程高壓送電線路手冊第二版P196 表 3-3-1fm廠8b 0 cos_

27、2. 5 咒 10,天 100028 X 50 X 0. 9889=63. 2ta n竺=0.151000cosp = 0. 988934、用斜拋物線計算距一端350m的弧垂為C。A 56.9mB 58.7mC 57.5mD 55.6m解答:由電力工程高壓送電線路手冊第二版 P196表3-3-1坐標(biāo)原點取一端的電線懸掛點，故TH4 X 35010001000 丿X 63.2 = 57. 512fm為最大弧垂，上題已求出。35、用平拋物線計算I=1000m檔內(nèi)高塔側(cè)，導(dǎo)線最高溫懸垂角為B。A 8.53 0B 14oC 5.7 oD 21.8o解答:由電力工程高壓送電線路手冊第二版 P196表3-

28、3-1珀=tanfl J=tan 申 5 O. 1000 + 150、1000 丿2X 50=14. 03。36-40題，單回500kV架空線，水平排列，4分裂LGJ-300/40導(dǎo)線，截面338.99mm2外徑23.94mm單位重1.133kg/m，線在主要氣象條件下：氣象垂直比載水平比載綜合比載水平應(yīng)力最咼氣溫32.78032.7853最低氣溫32.78032.7865年平均氣溫32.78032.7858最大覆冰60.549.5361.28103最大風(fēng)（桿塔何載）32.7832.1445.9182最大風(fēng)（塔頭風(fēng)偏）32.7826.1441.9375最大弧垂計算為最高氣溫，絕緣子串重 200kg,（提示：均用平拋物線公式）36、大風(fēng)、水平檔距500m垂直檔距217m不計絕緣子串風(fēng)壓，則絕緣子串風(fēng)偏角為B。A