注冊電氣工程師案例分析題及詳解

注冊電氣工程師案例分析題及詳解案例題舉例一、對防雷擊電磁脈沖的下列問題作出正確選擇。(1)當無法獲得設(shè)備的耐沖擊電壓時，220/380V三相配電系統(tǒng)的II類用電設(shè)備絕緣耐沖擊過電壓額定值可取下列哪個數(shù)值,A、1.5kVB、2.5kVC、4.0kVD、6.0kV(2)無電涌出現(xiàn)時為高阻抗，隨著電涌電流和電壓的增加，阻抗跟著連續(xù)變小，通常采用壓敏電阻、抑制二級管做這類SPD的組件。這種SPD應(yīng)屬于下列哪種類型,A、電壓開關(guān)型SPDB、限壓型SPDC、組合型SPDD、短路開關(guān)型SPD(3)防雷規(guī)范中為防雷擊電磁脈沖，將需要保護的空間劃分為不同的防雷區(qū)(LPZ)。如一棟設(shè)有防雷裝置的高層公共建筑物的外窗，應(yīng)將其劃在下述的哪個區(qū)是正確的,A、LPZ0A區(qū)B、LPZ0B區(qū)C、LPZ1區(qū)D、LPZ2區(qū)答案:(1)B;(2)B;(3)B。二、下列關(guān)于低壓系統(tǒng)接地故障保護的試題，各道選擇題中哪一組答案是正確的,(1)防止人身間接電擊的保護采用下列哪一組措施可不設(shè)置接地故障保護,?、?類電氣設(shè)備;?、電氣設(shè)備;?、采用安全特低壓;?、設(shè)置不接地的等電位連接。A、?、?、?;B、?、?、?;C、?、?、?;D、?、?、?。(2)下列哪、電氣隔離;?、接地;一組答案是降低建筑物電氣裝置接觸電壓的基本措施,??、總等電位連接;?、屏蔽。A、?、?B、?、?C、?、?D、?、?(3)在相線對地標稱電壓為220V的TN系統(tǒng)配電線路中，當配電箱同時供電固定式電氣設(shè)備和手握式電氣設(shè)備及移動式電氣設(shè)備的末端線路，切斷故障回路的時間應(yīng)是:A、不大于0.4sB、不大于5sC、不大于1sD、不大于0.5s(4)TN系統(tǒng)中，對PEN導(dǎo)體的要求哪一組是正確的。?、給固定裝置供電的電源回路，其PEN導(dǎo)體銅芯截面積不小于10mm2，鋁芯截面積不小于16mm2;?、可用RCD保護有PEN導(dǎo)體的回路;?、不得利用剩余電流動作保護器，保護有PEN導(dǎo)體的回路;?、成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備內(nèi)部的PEN導(dǎo)體不需要絕緣起來。A、?、?、?;B、?、?、?;C、?、?、?;D、?、?、?。(5)裝置的標稱電壓為220/380V，IT系統(tǒng)配出中性線，在第二次故障時的最長切斷時間應(yīng)為:A、5sB、0.8sC、0.4sD、0.2s答案:(1)B;(2)B;(3)A;(4)C;(5)B。三、某工廠的供電容量為5000kW，廠內(nèi)負荷為10kV及380V兩級電壓供電。(1)若該工廠10kV系統(tǒng)的有功計算負荷為4000kW，無功計算負荷為3000kvar，其年平均有功負荷系數(shù)為0.75，年平均無功負荷系數(shù)為0.85，如采用并聯(lián)電容將其功率因數(shù)補償?shù)?.95，應(yīng)加裝的并聯(lián)電容的容量大于以下哪一個數(shù)值,A、2080kvarB、1680kvarC、1260kvarD、2120kvar(2)若10kV系統(tǒng)所選并聯(lián)電容器組的額定電流為88A，給其??緄牡繢錄暗繼宓某て讜市碓亓髁坑Σ恍?諞韻履囊桓鍪擔緼、88AB、118.8AC、132AD、100A(3)該廠的380V乙母線的計算負荷為400kW，無功計算負荷為300kvar，其平均有功負荷系數(shù)為0.75，年平均無功負荷系數(shù)為0.85，如將功率因數(shù)提高到0.95，則需要裝設(shè)幾臺BW0.4-12-1型電容器組,A、15B、18C、9D、21答案:(1)A;計算如下。10kV平均功率因數(shù)QcPjstan1tan2補償前計算負荷功率因數(shù)角的正切值tan10.85補償后功率因數(shù)角的正切值tan20.33故有QcPjstan1tan240000.850.332080kvar(2)A;計算如下。GB50059-1992《35110kV變電所設(shè)計規(guī)范》第8頁3.7.3條I,1.35Ig1.35×88118.8A(3)B;計算如下。380V自然功能因數(shù)經(jīng)計算tan10.86tan20.33故有QcPjstan1tan24000.860.33208kvarBW0.4-12-1型電容器組的容量為12kvarnQc/12208/1217，取18四、一條380/220V埋地敷設(shè)的銅芯電纜線路，長200m，電纜截面為120mm2，三相負荷集中在線路末端，最大計算負荷為200kW，線路功率因數(shù)COS1.0，請解答如下問題:(1)已知該段電纜線路計算用的經(jīng)濟電流密度取2.5A/mm2，若按經(jīng)濟電流密度選擇，該電纜的最小截面應(yīng)該為以下哪一個數(shù)值,A、120mm2B、150mm2C、185mm2D、2400mm2(2)假定用電點為一般工作場所，用電設(shè)備主要為電加熱器且無特殊要求，在正常運行情況下用電設(shè)備端子處電壓偏差允許值宜為:A、?3B、?5C、?10D、?15(3)對于纜芯工作溫度大于70?的電纜，在計算持續(xù)允許載流量時，當電纜直埋敷設(shè)在干燥或潮濕土壤中，除實施換土處理等能避免水分遷移的情況外，土壤熱阻系數(shù)宜選取不小于以下哪一個數(shù)值,A、1.0?m/WB、2.0?m/WC、2.5?m/WD、3.0?m/W答案:(1)A;計算如下。計算電流電纜的最小截面(計算值)電纜標稱截面取與計算值最接近的值，即120mm2。(2)B;(3)B。五、某城市擬新建一條包括機動車道和人行道的次干路，路面為瀝青路面，請回答下列有關(guān)道路照明設(shè)計的幾個問題:(1)若要該次干路的路面平均寬度(維持值)滿足0.5cd/?的要求，那么路面平均亮度的初始值應(yīng)為:A、0.650.75cd/0.500.60cd/?C、0.80cd/?D、0.85cd/?(2)假定路面平均亮度的初始值?B、為0.9cd/?。則路面平均照度初始值為:A、9lxB、10.8lxC、13.5lxD、15lx(3)該次干路機動車道照明應(yīng)采用哪一種燈具,A、截光型B、半截光型C、非截光型D、裝飾性(4)道路照明中可觸及的金屬桿和配電箱等金屬照明設(shè)備均需保護接地，接地電阻應(yīng)小于:A、4ΩB、10ΩC、15ΩD、30Ω答案:(1)A;計算如下。根據(jù)維《城市道路照明設(shè)計標準》的要求，對于新裝燈具，路面平均亮度的初始值應(yīng)比持值提高3050，因此路面平均亮度的初始值維持值×1(0.30.5)0.5×1(0.30.5)0.650.75(cd/?)(2)C;計算如下。照度換算系數(shù)K的物理意義為:得到1cd/?的路面平均亮度所必須的路面平均照度值，因此該段路面的平均照度初始值K×路面的平均亮度的初始值15×0.913.5(lx);(3)B;(4)B。六、為開發(fā)我國西部旅游項目，擬在某山區(qū)建設(shè)一觀光旅游區(qū)及架空索道。應(yīng)地區(qū)建設(shè)方要求進行電氣規(guī)劃及方案設(shè)計?，F(xiàn)況條件及要求如下:?、電源、用電負荷:(1)擬利用現(xiàn)有的地區(qū)變電所供電。該變電所受電電壓為10kV，饋電電壓為10kV/380V/220V;目前僅一臺1600kVA變壓器已送電，二期將增建變壓器。(2)附近鄉(xiāng)鎮(zhèn)民用電約500kW。(3)地區(qū)氣象站及郵電局通信用電容量約50kW，對電源質(zhì)量要求很高。?、旅游區(qū)除動力及照明負荷300kW外，尚擬建設(shè)架空索道一座。?、擬利用二手設(shè)備400kW直流電動機及晶閘管變流器作為架空索道卷揚機的調(diào)速傳動電源裝置。?、一期工程建設(shè)中，索道卷揚傳動需投入動行。(1)根據(jù)工程建設(shè)的要求，作為工程設(shè)計單位，進行討論與研究有關(guān)電氣的技術(shù)方案有:A、旅游區(qū)的供配電系統(tǒng)及功率因數(shù);B、卷揚機傳動系統(tǒng)投入動行后所產(chǎn)生的諧波電流對地區(qū)電網(wǎng)的影響;C、卷揚機傳動系統(tǒng)電源電壓(10kV/380V)的選擇;D、卷揚機傳動調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)指標。上列項目中僅哪一項不與地區(qū)供電方案有關(guān),(2)一期工程建設(shè)中，為防止架空索道卷揚機運行時影響氣象及通信設(shè)備的正常工作，在下列方案中有哪項是首先必須考慮的,A、新建負荷投入運行后，10kV/380V供電系統(tǒng)的功率因數(shù);B、卷揚機動行的無功沖擊及諧波電流的影響;C、旅游區(qū)配電室、卷揚機控制室及電氣的位置;D、卷揚機晶閘管直流調(diào)整系統(tǒng)方案。(3)按建設(shè)單位的要求，為節(jié)省投資，擬采用已有的可控硅整流器及整流變壓器作為架空索道卷揚傳動裝置的電源。目前，為給直流電動機電樞供電，已有兩套三相橋式晶閘管變流器;如果現(xiàn)有的整流變壓器僅具備一套副線圈，可實現(xiàn)的主回路接線方案有:A、主回路雙橋串聯(lián)的磁場可逆接線方式;B、主回路12脈動雙橋并聯(lián)的磁場可逆接線方式;C、交叉聯(lián)結(jié)可逆接線方式;D、反并聯(lián)可逆接線方式。試選擇正確方案。(4)在利用現(xiàn)有直流電動機設(shè)計過程中，考慮到晶閘管變流器供電的直流電動機交流側(cè)電網(wǎng)的功率因數(shù)及諧波等問題，建設(shè)單位要求設(shè)計單位對交、直流調(diào)速系統(tǒng)進行比較。與直流電動機比較，交流電動機系統(tǒng)的特點:?、不受換相條件的限制，沒有由于機械式換向器所帶來的維修工程量大、事故率高的弊病;?、容量、電壓、電流和轉(zhuǎn)速的上限，不像直流電動機那樣受限制;?、交流電動機體積小、重量輕、飛輪矩小、單機容量大、效率高;?、由于交流調(diào)速技術(shù)的突破和變頻調(diào)速裝置性能的完善，目前，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能不但已經(jīng)可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相匹敵，而且已超過直流調(diào)速系統(tǒng)。問題:上述哪一項特點對投資影響最大,(5)考慮到卷揚機對調(diào)速性能的要求，為擴大直流電動機調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，其最有效的方法有:A、采用全數(shù)了恒功率調(diào)速系統(tǒng);B、采用閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng);C、減少電樞回路電阻;D、采用恒力矩高速。請選擇正確方案。答案:(1)D;(2)B;(3)D;(4)C;由于交流電動機體積、重量小，從而使電機造價、相應(yīng)的土建基礎(chǔ)等初期建設(shè)費用降低;由于效率高、損耗小，運行維護費用降降低。(5)B。七、負荷計算和配電系統(tǒng)設(shè)計某城市工業(yè)園區(qū)，有個機械加工廠，三級負荷。根據(jù)電力規(guī)劃和工廠生產(chǎn)需要，設(shè)一個10KV配電所，下設(shè)四個10KV/400V變電所。1變電所設(shè)備功，功率因數(shù)0.632變電所設(shè)備功率850KW，需要系數(shù)率291KW，需要系數(shù)0.360.52，功率因數(shù)0.863變電所設(shè)備功率1250KW，需要系數(shù)0.32，功率因數(shù)0.934變電所設(shè)備功率560KW，需要系數(shù)0.57，功率因數(shù)0.83全廠計入同時系數(shù)時，KP0.9，KQ0.95??1、全廠計算負荷中有功功率是:(A)1264KW;(B)1138KW;(C)1349KW;(D)1250KW2、如果全廠在低壓側(cè)補償電力電容器總功率為350Kvar，全廠補償后低壓側(cè)功率因數(shù)是:(A)0.88;(B)0.90;(C)0.95;(D)0.973、如果全廠變壓器總損耗如下:總有功損耗24KW，總無功損耗120Kvar，問在不計及線路損耗時，高壓側(cè)的功率因數(shù)是:(A)0.88;(B)0.89;(C)0.91;(D)0.92以上問題需寫出計算過程。4、關(guān)于工廠的配電系統(tǒng)設(shè)計考慮如下:?)10KV配電所應(yīng)接近負荷中心，建議與負荷較大的變電所設(shè)在一起;?)高壓系統(tǒng)的配電形式采用單回路放射式;?)廠區(qū)高壓、低壓饋線采用電纜敷設(shè);?)變電所10KV母線采用單母線分段;試判斷以下組合的合理性，并說明你對以上四個方面設(shè)計的方案思路。(A);(?，?)(B);(?，?)(C);(?，?)(D)(?，?)八、繼電保護計算已知條件:變壓器為SJ11-630KVA，10/0.4KV高壓側(cè)額定電流為36.4A，過負荷系數(shù)取3;最大運行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時，流過高壓側(cè)的次暫態(tài)電流為712A;最小運行方式下變壓器高壓側(cè)三相短路時，流過的次暫態(tài)電流為2750A;低壓側(cè)三相短路時，流過高壓側(cè)的次暫態(tài)電流為659A;最小運行方式下，低壓側(cè)母線單相接地短路時流過的穩(wěn)態(tài)電流為5540A;計算中假定系統(tǒng)電源容量為無限大容量，短路穩(wěn)態(tài)電流等于短路次暫態(tài)電流。保護配置:1、裝設(shè)二個GL-11型電流繼電器和二個CT變比為100/5，組成過電流保護兼作電流速斷保護;2、裝設(shè)一個GL-11型電流繼電器和二個CT變比為300/5，組成低壓側(cè)單相接地保護;請完成整定計算的有關(guān)問題:1、過電流保護1)選擇最接近計算值的電流作為過電流保護裝置動作電流的整定值。A)8A;B)9A;C)10A;D)11A。2)保護裝置的一次動作電流是多少,A)120A;B)150A;C)180A;D)210A。3)保護裝置的靈敏度A)滿足要求;B)不滿足要求;C)不需校驗;4)保護裝置的動作時限取下列較合適的值:A)0.2秒;B)0.5秒;C)1秒;D)2秒。答;1)B;2)C;3)A;4)B。計算過程如下:1)整定計算:IdzKkKjxKghI1.b/Khnt1.31336.4/0.85208.4A，取9A。2)保護裝置的一次動作電流為920180A。3)保護裝置的靈敏度系數(shù):KSEN0.866X659/1803.17gt1.5故滿足要求～附1--10KV引出線的繼電保護計算總降壓變電所10KV引出線的保護，線路接線如圖(略)。已知條件:出線回路最大負荷電流為190.4A，考慮電動機M1啟動時出線回路過負荷電流倍數(shù)為2;最大運行方式下，總降壓變電所母線三相短路次暫態(tài)電流7955A;終端變電所母線三相短路次暫態(tài)電流6303A;終端變電所變壓器低壓側(cè)母線三相短路時流過高壓側(cè)的次暫態(tài)電流1491A。最小運行方式下，總降壓變電所母線三相短路次暫態(tài)電流6642A;終端變電所母線三相短路次暫態(tài)電流5294A;終端變電所變壓器低壓側(cè)母線三相短路時流過高壓側(cè)的次暫態(tài)電流1416A。10KV電網(wǎng)的總單相接地電容電流為11.766A;10KV引出線的電容電流為5.8A。下一級終端變電所變壓器過電流保護裝置的動作電流為360A。解(1)保護配置1由于無時限電流速斷保護不能滿足靈敏度系數(shù)要求，故裝設(shè)二個DL-11型電流繼電器，一個DS型時間繼電器和二個變比為500/5的電流互感器組成帶時限電流速斷保護。2裝設(shè)二個500/5的電流互感器DL-11型電流繼電器，一個DS型時間繼電器和二個變比為組成過電流速斷保護。3裝設(shè)另序電流互感器構(gòu)成單相接地保護，動作與信號。(2)整定計算1無時限電流速斷保護—保護裝置的動作電流:Idz.1KkKjxId.c.max/nt1.316303/10081.9取85A;保護裝置一次動作電流:Idz1Idz.1nt/Kjx851008500A;保護裝置靈敏度系數(shù):KSEN0.866X6642/85000.6767lt2無時限電流速斷保護不能滿足靈敏度系數(shù)要求，故應(yīng)裝設(shè)帶時限電流速斷保護。2帶時限電流速斷保護—保護裝置的動作電流:Idz.2KkKjxId.c.max/nt1.311491/10019.4取20A;保護裝置一次動作電流:Idz1Idz.2nt/Kjx201002000A;保護裝置靈敏度系數(shù):KSEN0.866X6642/20002.875gt2滿足靈敏度系數(shù)要求.裝設(shè)DL-11/20型電流繼電器。保護裝置動作時限取0.5秒。3過電流保護—保護裝置的動作電流:Idz.jKkKjxKzqIf.max/Khn11.212190.4/0.851005.4A;為了與下一級配電變壓器過電流保護裝置的動作電流相配合，計算保護裝置動作電流:Idz.jKpKjxIdz.c/nt1.11360/1003.96A;取以上計算值的大者，為6A;保護裝置一次動作電流:Idz1Idz.jnt/Kjx6100600A;保護裝置靈敏度系數(shù):在線路末端發(fā)生短路時KSEN0.866X5294/6007.64gt1.5在配電變壓器低壓側(cè)發(fā)生短路時(后備保護)KSEN0.866X1416/6002.04gt1.2均能滿足要求。裝設(shè)DL-11/10型電流繼電器。保護裝置動作時限取1.2秒。4單相接地保護—保護裝置的動作電流略。附2--10/0.4KV630KVA變壓器繼電保護計算10/0.4KV630KVA變壓器保護已知條件:變壓器為SJ11-630KVA，高壓側(cè)額定電流為36.4A，過負荷系數(shù)取3;最大運行方式下變壓器低壓側(cè)三相短路時，流過高壓側(cè)的次暫態(tài)電流為712A;最小運行方式下變壓器高壓側(cè)三相短路時，流過的次暫態(tài)電流為2750A;低壓側(cè)三相短路時，流過高壓側(cè)的次暫態(tài)電流為659A;最小運行方式下，低壓側(cè)母線單相接地短路時流過的穩(wěn)態(tài)電流為5540A;計算中假定系統(tǒng)電源容量為無限大容量，短路穩(wěn)態(tài)電流等于短路次暫態(tài)電流。解1)保護配置1、裝設(shè)二個GL-11型電流繼電器和二個CT變比為100/5，組成過電流保護兼作電流速斷保護;2、裝設(shè)一個GL-11型電流繼電器和二個CT變比為300/5，組成低壓側(cè)單相接地保護;保護原理圖略2)整定計算1、過電流保護過電流保護裝置的動作電流:IdzKkKjxKghI1.b/Khnt1.31336.4/0.85208.4A，取9A。保護裝置的一次動作電流920180A。保護裝置的靈敏度系數(shù):KSEN0.866X659/1803.17gt1.5保護裝置的動作時限取0.5秒。2、電流速斷保護電流速斷保護裝置的動作電流:IdzKkKjxI”3K.2MAX/nt1.51712/2053.4A，取電流速斷的動作電流倍數(shù)為6，6954Agt53.4A。保護裝置的一次動作電流69201080A。保護裝置的靈敏度系數(shù):KSEN0.866X2750/10802.2gt2根據(jù)以上計算，可選用裝設(shè)一個GL-11/10型電流繼電器組成反時限保護。3、低壓側(cè)單相接地保護首先采用利用高壓側(cè)三相式過電流保護兼做低壓側(cè)單相接地保護的方案，校驗靈敏度:KSENI”2K.2.min/Idz12/3I”122.min/Idz1nb0.6675540/180/250.82lt2不滿足要求，應(yīng)裝設(shè)專用另序過電流保護，動作電流為:IdzKk0.25I2b/nt1.20.25958/604.79，取5A。保護裝置的一次動作電流560300A。保護裝置的靈敏度系數(shù):KSENI122.min/Idz15540/30018.5gt2滿足設(shè)計規(guī)范要求。根據(jù)以上計算，可選用裝設(shè)一個GL-11/10型電流繼電器，保護裝置的動作時限為0.5秒。九、變電所母線橋的動穩(wěn)定校驗下面以35kV/10kv某變電所2主變增容為例來談?wù)勅绾芜M