2009年注冊電氣工程師考試案例分析剖析

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（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變電所所用電設計技術規(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計

2、算：S Ki XPi+P2+P3=0.85 X22+80+150+40=288.7kVA 。2、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變電所所用電設計技術規(guī)程 DL/T5155-2002第5.1.2條及附錄B，變 壓器容量S K1 XP1+P2+P3，原有計 算負荷560KVA,擴建288.7kVA,故計算負荷 =560+288

3、.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，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。 BA脫扣器整定電流265A,靈敏度3.77B脫扣器整定電流334A,靈敏度2.99C脫扣器整定電流265A,靈敏度5.7D脫扣器整定電流334A,靈敏度4.5解答:DL/T5155-2002附錄F表F2 : 斷路器根據(jù)220kV500kV變電所所用電設計技術規(guī)程過電流脫扣器整

4、定電流lz_K Iq , K=1.7, Iq5X Pe.3U n cos J5 221.732 0.85 0.38= 196.63A故 lz=1.7 X196.63=334.26A,靈敏度=Id/Iz=1000/334.26=2.994、上述，進線側斷路器側過流脫扣器延時為C。A 0.1sB 0.2sC 0.3sD 0.4s解答:根據(jù)220kV500kV變電所所用電設計技術規(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、如設專用備用變壓器，則電源自投方式為B A當自投啟動條件滿足時，自投裝置立即動作 B當工作電源恢復時，切換回路須人工復歸 C手動斷開工作電

5、源時，應啟動自動投入裝置D自動投入裝置動作時，發(fā)事故信號解答:根據(jù)220kV500kV變電所所用電設計技術規(guī)程DL/T5155-2002第8.3.1條：自動投入裝置動作后，應發(fā)預告信號而不是事故信號；手動斷開工作電源時，不應啟動自動投入裝置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)?DYn 11Yn11容量40/25-25MVA 廠用電壓6.3kV，主變低壓側與6kV開關柜用電纜相連，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)電阻接地，若單相接地電流為100A,此電阻

6、值為CA 4.64 QB 29.70 QC 36.38 QD 63 Q解答:根據(jù)火力發(fā)電廠設計技術規(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)導體與電器選擇技術規(guī)定DL/T5222-2005第18.2.6條：當中性點采用低阻接地方式時，接地電阻選擇計算如下：Rn = Un 630036.37-31 d1.732x1007、變壓器到開關柜的電纜放置在架空橋架中，允許工作電流6kV電力電纜，最合理最經(jīng)濟的為B。A YJV-6/6 7 根 3 X 185mm2B YJV-

7、6/6 10 根 3 X 120mm2C YJV-6/6 18 根 1 X 185mm2D YJV-6/6 24 根 1 X 150mm2解答:根據(jù)電力工程電纜設計規(guī)范GB50217-2007第3.2.3條：335KV三相供電回路的芯數(shù)應選用三芯，故排除C、D。根據(jù)電力工程電纜設計規(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)電力工程電氣設計手冊電氣一次部分P232，表6-3計算廠用變壓器低壓側回路工 作電流:lg =1.05Se1.05

8、25 102405.7Ag3Ue1.732 6.3根據(jù)電力工程電氣設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：K lxu - lg，K二Kt K1，由電力工程電纜設計規(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 二 Kt K 0.8 1)采用 3 X185 電纜：7 X428.28 X).8=2398.360.8=2538.722405.7A ;故選用 YJV-6/6 10 根 3xl20mm28、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，電動機短路熱效應按Q = 12t計算

9、，電機的功率因數(shù)效率cos乘積為0.8。則選取電纜C。2 2A YJV-6/6 3 x 95mmB YJV-6/6 3 x 120mm2 2C YJV-6/6 3 x 150mmD YJV-6/6 3 x 180mm解答:根據(jù)電力工程電纜設計規(guī)范 GB50217-2007附錄E，式E.1.1-1 : S 一 一Q 10，由題意: C22V1 Q 3 J 36132Q=l t =38 0.25 =361,得 S1010 -126.67mm。C150若選用 YJV-6/6 3 X150mm2，根據(jù)電力工程電氣設計手冊電氣一次部分P940(三)按電壓損失校驗: 應校驗電動機回路的電纜電壓損失：173

10、=U %IgLrcos： xsi nr 乞 5%式中：U=6300V，lg由火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(guī)定DL/T5153-2002附錄M ( M3)式求得:lgPe.dl3Ue.d 父 cos日1800=216.51A.3 6 0.8L=50m， cos ： - 0.8，sin r - 0.6， rA QA1 =1.227 10 %/km，=1.84mm2150/km（見 DL/T5044-1995附錄D D.1 ）又由電力工程電氣設計手冊電氣一次部分第四章附表4-14x/r=0.8 可得 x=0.8r， x =9.816 10“/km，綜上，得17317323.U%= IgLrcosr xs

11、in=216.51 0.0.51.227 10- 0.8 9.816 10- 0.6 = 0.05% ： 5%U6000滿足要求。9、圖中380V低壓接地保護動作時間為1分鐘，求電纜導體與絕緣層或金屬層之間的額定電壓為DA 380VB 379VC 291VD 219V解答:根據(jù)電力工程電纜設計規(guī)范 GB50217-2007第3.3.2條：電纜導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 2

12、4kA解答:40kA,短路電流為38kA，其中直流分量60%求此斷路器開斷C 32kAD 34kA根據(jù)導體與電器選擇技術規(guī)定DL/T5222-2005第9.2.5條及條文說明部分：當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斷能力。如果短路直流分量超過20%時，應與制造廠協(xié)商，并在技術協(xié)議中明確所要求的直流分量百分數(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數(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)，

13、220kV升壓站，GIS11、請說明圖中有什么原則性錯誤？ A 變壓器高壓側未配電壓互感器B 主變到 GIS 的進線不應使用架空線C 變壓器套管未置避雷器D 門框構架高度應該大于 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NJ m/K e XLo ；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

14、外絕緣選擇標準 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1 252/1.0用6=16.98，取17片。 又由導體與電器選擇設計技術規(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

15、DL/T621-1997第6.2.14條，第b）款：Ig=70% X20=14kA14、某一接地引下線短路電流為15kA，時間為2秒，扁鋼，熱穩(wěn)定截面應大于D2 2 2 2A 101mmB 176.8mmC 212.1mmD 301.3mm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-I g二 15000-gC702二 303. 04mm15、主變套管、GIS套管對地爬電距離應大于A。A 7812mmB 6820mmC 6300mm解答:D 5500mm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準GB/T16434-1996表2

16、，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=7812mm16-20題 某火電廠，220直流系統(tǒng)，每機組設閥鉛酸電池，單母接線，兩機組間有聯(lián)絡16、不設保護回路的是CA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解答:根據(jù)電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程DL/T5044-2004第6.1.1條：蓄電池出口回路、充電裝置直流側出口回路、直流饋線回路和蓄電池試驗放電回路等，應裝設保護電器。17、階梯法，每組蓄電池2500Ah, 103只，1小時放電率l=1375A，10小時放電率l=250A，事 故放電初（1分鐘）沖擊放電電流1380A電

17、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。2 2 2 2A 920mmB 167mmC 923mmD 1847mm解答:根據(jù)電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程DL/T5044-2004附錄D，第D.1條：按電纜長期允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：I pc - Ica1 ；按回路允許r 2LI電壓降選擇電纜截面：Scac二-竺，Up由表 D.1 及 D.2 得到：|ca 取 |ca1、Ica2 中大者；|ca1=1375A, I ca2=1380A, I ca= |ca2 = 1380A,按照階梯法蓄電池回路 Up t2,t1、t2分別為上下級斷

18、路器保護動作時間19、蓄電池充電模塊數(shù)計算（略）20、聯(lián)絡線刀開關選擇（略）21-25題 發(fā)電廠有1600kVA兩臺互為備用的干式廠用變，DY nil 6.3/0.4kV , Ud=6% 中性點直接接地。21、需要裝的保護配置為 D 。A 縱聯(lián)差動，過流，瓦斯，單相接地B 縱聯(lián)差動，過流，溫度，單相接地短路C 電流速斷，過流，瓦斯，單相接地D 電流速斷，過流，溫度，單相接地短路解答：根據(jù)火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(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；

19、干式變壓器不需設瓦斯保護； 400kVA 及以上的車間內(nèi)干式變壓器 均應設溫度保護。22、低壓側自起動電動機的總容量 W = 960kVA則過流保護整定值為A。A 4932.9AB 5192.6AC 7676.4AD 8080.5A解答：由電力工程電氣設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:變壓器二次側額定電流:6 1600+1000. 65960=1.781Se1600,30.4二 2309. 46AI dz 二 KkKzq I e = 1.2 1. 7812309.

20、46 二 4935. 8A23、最少需要的電流互感器和靈敏度為D。A三相大于等于2.0B三相大于等于1.5C兩相大于等于2.0D兩相大于等于1.25解答:根據(jù)火力發(fā)電廠廠用電設計技術規(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 ）利用高壓側的過電流保護作低壓側的單相短路可 適當

21、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 75kW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解答:根據(jù)電力工程電氣設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,|dz=Kk X|qd = （1.4 1.6） 0015=（1421 1624）A,靈敏系數(shù)校驗

22、；Klm = |D.min（兩相短路電流）/|dz, lD.min（兩相短路電流）=lD.min（三相短路電流）X.732/2=5196A,故 Klm=5196/1522.5=3.41。25、假設電動機內(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)電廠廠用電設計技術規(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)

23、 Klm=5196/1530=3.3961.5 ，由 本規(guī)定第 9.7.1-2 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側裝高壓并聯(lián)補償電容 器組。26、電容器補償容量不宜選 D 。A 150MVarB 300MVarC 400MVarD 600MVar解答：根據(jù)并聯(lián)電容器裝置設計規(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。 750X2X（10%-30%）=（150-450）

24、MVar。27、為限制 3 次及以上諧波，電容器組的串聯(lián)電抗應該選 CA 1%B 4%C 13%D 30%解答根據(jù)并聯(lián)電容器裝置設計規(guī)范 GB50227-1995第5.522條：當并聯(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 6000

25、0/3=20000kVar ;2）每相二個串段組成，每段10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_1：3S1.05_3532F

26、J12.5kV30、4組三相35kV 60000kvar電容器，每組串12%fe抗，當35kV母線短路容量為下面D時， 可不考慮電容器對母線短路容量的助增。A 1200MVAB 1800MVAC 2200MVAD 3000MVA解答:根據(jù)導體與電器選擇技術規(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 ,最高氣溫時導線最低點應力=50N/mm 2, 垂直比載池5 10譏口血

27、）31、電線應力弧垂公式f= rl 78 c屬BA經(jīng)驗公式B平拋物線公式解答:C斜拋物線公式D懸鏈線公式由電力工程高壓送電線路手冊第二版 P196表3-3-132、用懸鏈線公式，在最高氣溫時檔內(nèi)線長B。A 1021.67mB 1021.52mC 1000m解答:D 1011.55m由電力工程高壓送電線路手冊第二版 P196表3-3-1Lsh2l2；oh2 24 502,2牙shY（2. 5 如0 ）2.51010002漢501502二 1021. 52mD 61.3m33、用斜拋物線計算最大弧垂為B。A 62.5mB 63.5mC 65.5m由電力工程高壓送電線路手冊第二版P196 表 3-3

28、-1fml22.510 n 10002ta ncos8；0 cos8500.9889=63. 2空=0.1510000. 9889D 55.6m34、用斜拋物線計算距一端350m的弧垂為C。A 56.9mB 58.7mC 57.5m由電力工程高壓送電線路手冊第二版 P196表3-3-1x43501000坐標原點取一端的電線懸掛點，故1 - J 63.2 = 57. 512 1000 fm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，導線最高溫懸垂角為BA 8.53 oB 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3-3-1專hf, 1+=tan00 12.510，1000=tan 二2 50150+1000 /14. 0336-40題，單回500kV架空線，水平排列，4分裂LGJ-300/40導線，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力最高氣溫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（桿塔何載）32.7832.1445.9182最大風（塔頭風偏）32.7826.1441.9375最大弧垂計算為最高氣溫，絕緣子串重 200k