東北農(nóng)業(yè)大學2011-2012學年第一學期變電工程設(shè)計考試A卷及答案

1、東 北 農(nóng) 業(yè) 大 學 題 簽 (A卷) (2011-2012學年第 一 學期)課程號：07600003z-1 課程名稱：變電工程設(shè)計 學分：3 平時成績：30%題 號 試 題(分值)一、名詞解釋（每題4分，共計20分） 1、發(fā)電廠 2、去游離 3、近陰極效應(yīng) 4、限流效應(yīng) 5、跨步電壓二、單選題（每題2分，共計20分）1、一次能源包括燃料的化學能、水能和（ ）等能源A、電能 B、二次能源 C、風能 D、機械能2、從能量轉(zhuǎn)換的角度看，火力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)化過程是： 燃料的化學能蒸汽的熱勢能（ ）電能。A、核能 B、光能 C、機械能 D、水能3、輸入弧隙的能量大于其散失能量，剩余電流本身不斷增大而引

2、起的重燃，稱為（ ）。 A、擊穿 B、熱擊穿 C、電擊穿 D、放電4、電力網(wǎng)的變電站主要包括樞紐變電站、（ ）變電站和配電變電站。 A、中間 B、區(qū)域 C、穿越 D、終端5、SF6氣體化學性質(zhì)穩(wěn)定，在干燥情況下與銅、鋁、鋼等材料在（ ）以內(nèi)都不作用。 A、100 B、105 C、110 D、1206、真空斷路器是在（ ）真空度下工作的一種高壓斷路器。 A、高 B、超高 C、粗 D、低7、隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，任何情況下都不允許開斷負荷電流和（ ）電流。 A、空載 B、電容 C、旁路 D、短路8、當變壓器油量超過2500kg以上時，兩臺主變壓器之間防火距離一般不應(yīng)小于（ ）。 A、23米 B、4

3、7米 C、510米 D、612米9、為了增加散熱面積，減少集膚效應(yīng)的影響并兼顧機械強度，母線厚度b與寬度h之比 一般是（ ）。 A、1/121/5 B、1/101/5 C、1/121/6 D、1/121/410、當輸電線路較長，故障幾率多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用（ ）接線比較合適。 A、單元 B、內(nèi)橋 C、外橋 D、角形三、簡答題（每題3分，共計30分） 1、什么是電能？ 2、根據(jù)開關(guān)電器的不同性能，可將其分為哪幾類（舉例說明）？3、簡述交流電弧產(chǎn)生的過程。4、什么是擴散？并說明擴散的特點。5、簡述熱擊穿和電擊穿階段的特征。6、說明GW8-35GD/600 設(shè)備型號中各個參數(shù)代表的含義。

4、7、正常運行時電流互感器二次繞組可否開路？并闡述理由。8、真空斷路器有哪些特點？9、一條出線路的開關(guān)電器由斷路器QF、線路側(cè)隔離開關(guān)QS1、電源側(cè)隔離開關(guān)QS2組成，請說明停電檢修時的倒閘操作步驟，并說明原因。10、電氣設(shè)備分幾種狀態(tài)？其中備用狀態(tài)又分為幾種情況？ 四、計算題（每題10分，共計20分）1、設(shè)計一個變電站主接線。高壓側(cè)為35kV，低壓側(cè)為10kV。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為2000kVA，線損率為10%，同時系數(shù)為0.8，考慮6年的增長（年增長率為6%），變電站有少量的二類負荷，工業(yè)負荷比重較大。 要求：畫出主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算過程，臺數(shù)的確定要有文

5、字說明。 五、倒閘操作題（10分）說明不停電檢修出線路L1的斷路器QF1的倒閘操作步驟。 東 北 農(nóng) 業(yè) 大 學 題 簽 (A卷)答案(2011-2012學年第 一 學期)課程號：07600003z-1 課程名稱：變電工程設(shè)計 學分：3 平時成績：30%題 號 試 題(分值)一、名詞解釋（每題4分，共計20分） 1、發(fā)電廠發(fā)電廠是把各種一次能源（如燃料的化學能、水能、風能等）轉(zhuǎn)換成電能得工廠。發(fā)電廠所生產(chǎn)的電能，一般還要由升壓變壓器升壓，經(jīng)高壓輸電線輸送，再由變電站降壓，才能供給各種不同用戶使用。 2、去游離弧隙中帶電質(zhì)點自身消失或者失去電荷變?yōu)橹行再|(zhì)點的現(xiàn)象稱為去游離。去游離有兩種方式,即復

6、合和擴散。 3、近陰極效應(yīng)在電弧電流過零后0.11s時間內(nèi)，陰極附近的介質(zhì)強度突然升高的現(xiàn)象。這個介質(zhì)強度值約為150V250V，稱起始介質(zhì)強度（在冷電極的情況下，起始介質(zhì)強度約為250V，而在較熱電極的情況下約為150V）。 4、限流效應(yīng)當熔體的融化時間很短，滅弧裝置的滅弧能力又很強時，線路或電氣設(shè)備中實際流過的短路電流最大值，將小于無熔斷器時預期的短路電流最大值，這一效應(yīng)稱為限流效應(yīng)。 5、跨步電壓是指沿著地中電流的散流方向行走，兩腳間的電壓。二、單選題（每題2分，共計20分）1、一次能源包括燃料的化學能、水能和（ C ）等能源A、電能 B、二次能源 C、風能 D、機械能2、從能量轉(zhuǎn)換的角

7、度看，火力發(fā)電廠能量轉(zhuǎn)化過程是： 燃料的化學能蒸汽的熱勢能（ C ）電能。A、核能 B、光能 C、機械能 D、水能3、輸入弧隙的能量大于其散失能量，剩余電流本身不斷增大而引起的重燃，稱為（B ）。 A、擊穿 B、熱擊穿 C、電擊穿 D、放電4、電力網(wǎng)的變電站主要包括樞紐變電站、（ B ）變電站和配電變電站。 A、中間 B、區(qū)域 C、穿越 D、終端5、SF6氣體化學性質(zhì)穩(wěn)定，在干燥情況下與銅、鋁、鋼等材料在（ C ）以內(nèi)都不作用。 A、100 B、105 C、110 D、1206、真空斷路器是在（ A ）真空度下工作的一種高壓斷路器。 A、高 B、超高 C、粗 D、低7、隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，任

8、何情況下都不允許開斷負荷電流和（ D ）電流。 A、空載 B、電容 C、旁路 D、短路8、當變壓器油量超過2500kg以上時，兩臺主變壓器之間防火距離一般不應(yīng)小于（ C ）。 A、23米 B、47米 C、510米 D、612米9、為了增加散熱面積，減少集膚效應(yīng)的影響并兼顧機械強度，母線厚度b與寬度h之比 一般是（A）。 A、1/121/5 B、1/101/5 C、1/121/6 D、1/121/410、當輸電線路較長，故障幾率多而變壓器又不需經(jīng)常切除時，采用（B）接線比較合適。 A、單元 B、內(nèi)橋 C、外橋 D、角形三、簡答題（每題3分，共計30分）（-答對主要觀點和基本概念可以根據(jù)情況給分）

9、1、什么是電能？答：電能是由一次能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換成的能源，是一種無形的、不能大量儲存的二次能源。電能的開發(fā)和應(yīng)用，是人類征服自然過程中所取得的具有劃時代意義的光輝成就。電能的發(fā)、變、送、配和用電，幾乎是在同一瞬間完成的，要求隨時保持功率平衡。2、根據(jù)開關(guān)電器的不同性能，可將其分為哪幾類（舉例說明）？答：寫出1、2、3、5即可。（1）僅用來在正常工作情況下開斷或閉合正常工作電流Ig.zd的開關(guān)電器。例如低壓刀閘開關(guān)、接觸器、高壓負荷開關(guān)等。 （2）僅用來開斷過負荷電流或短路電流Id的開關(guān)電器。例如熔斷器和可控氣吹開斷器等。 （3）只用來在檢修時隔離電源，不能開斷或閉合正常工作電流或短路電流的開關(guān)電

10、器。例如高壓隔離開關(guān)。 （4）用來在預定的記憶時間內(nèi)根據(jù)選定的計數(shù)次數(shù)在無電流的瞬間自動分段故障線路。 （5）即用來開斷或閉合正常工作電流Ig.zd，也用來開斷過負荷電流或短路電流Id的開關(guān)電器。例如高壓斷路器、低壓空氣開關(guān)等。3、簡述交流電弧產(chǎn)生的過程。答：（1）高電場發(fā)射電子是產(chǎn)生電弧的主要條件。（2）碰撞游離是產(chǎn)生電弧的主要原因。（3）熱撞游離是維持電弧燃燒的主要原因。這就是介質(zhì)由絕緣狀態(tài)變?yōu)閷щ姞顟B(tài)所產(chǎn)生的物理過程。4、什么是擴散？并說明擴散的特點。答：電弧中的電子和正離子，從濃度高的空間向濃度低的介質(zhì)周圍移動的現(xiàn)象，稱為擴散。擴散的結(jié)果使電弧中帶電質(zhì)點減少，有利于滅弧。電弧和周圍介質(zhì)

11、的溫度差及帶電質(zhì)點的濃度差越大，擴散的速度就越快。5、簡述熱擊穿和電擊穿階段的特征。答：熱擊穿階段的特征是：弧隙處于導通狀態(tài)，具有一定數(shù)值的電阻，有剩余電流通過，弧隙仍得到能量。電擊穿階段的特征是：弧隙電阻值趨于無窮大，弧隙呈介電狀態(tài)，但溫度較高，弧隙的耐壓強度比常溫介質(zhì)低的多，所以容易被擊穿。6、說明GW8-35GD/600 設(shè)備型號中各個參數(shù)代表的含義。G-隔離開關(guān)；W-戶外；8-設(shè)計序號；35-額定電壓（kV）;第二個G-改進型；D-帶接地刀閘的；600-額定電流（A）7、正常運行時電流互感器二次繞組可否開路？并闡述理由。答：不可以開路。（1分）二次繞組開路會產(chǎn)生下列現(xiàn)象：電流互感器由正

12、常短路工作狀態(tài)變?yōu)殚_路工作狀態(tài)，即勵磁磁勢由正常數(shù)很小的驟增為很大，由于鐵芯飽和，磁通的波形畸變?yōu)榫匦尾?，而二次繞組感應(yīng)電勢是與磁通的變化率成正比的，因此二次繞組將在磁通過零時感應(yīng)產(chǎn)生很高的尖頂波電勢，其值可達上萬伏。（1分）產(chǎn)生的后果是：危及工作人員的人身安全和儀表、繼電器的絕緣，磁感應(yīng)強度驟增使鐵芯損耗增加，引起過熱使鐵芯和線圈都有被損壞的危險；在鐵芯中還會產(chǎn)生勵磁使互感器誤差增大。因此電流互感器一次側(cè)通有電流時，二次側(cè)是不允許開路的。（1分）8、真空斷路器有哪些特點？答：（1）觸頭開距小，10kV級真空斷路器的觸頭開距只有10mm左右，所需的操作功率小，動作快。（2）燃燒時間短，燃燒時間

13、與開斷電流大小無關(guān)，一般只有半個周波，稱半周波斷路器。（3）觸頭間隙介質(zhì)恢復速度快，對于開斷近距離故障和開斷電容電流性能較好。（4）體積小，重量輕，便于柱上安裝。（5）能防火防爆。9、一條出線路的開關(guān)電器由斷路器QF、線路側(cè)隔離開關(guān)QS1、電源側(cè)隔離開關(guān)QS2組成，請說明停電檢修時的倒閘操作步驟，并說明原因。答：停電時，先斷QF，再斷QS1，最后斷開QS2。 是為了防止發(fā)生帶負荷拉合隔離開關(guān)時，出現(xiàn)越級跳閘，使事故擴大。一旦發(fā)生帶負荷拉合隔離開關(guān)，故障點始終位于斷路器的負荷側(cè)，從而可由該斷路器切斷可能發(fā)生的弧光短路事故，不致使事故擴大。10、電氣設(shè)備分幾種狀態(tài)？其中備用狀態(tài)又分為幾種情況？答：

14、電氣設(shè)備分為運行、備用、檢修三種狀態(tài)。 備用分為熱備用和冷備用兩種情況。四、計算題（每題10分，共計20分）1、設(shè)計一個變電站主接線。高壓側(cè)為35kV，低壓側(cè)為10kV。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為2000kVA，線損率為10%，同時系數(shù)為0.8，考慮6年的增長（年增長率為6%），變電站有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算過程，臺數(shù)的確定要有文字說明。答：=0.8*2000*(1+10%)=1760=1760* e6x6% =1760*1.43=2516.8.S=0.6*1267.0=1510 注：此題設(shè)計圖并不唯一。2、 五、倒閘操作題（10分）說明不停電檢修出線路L