東北農(nóng)業(yè)大學2013-2014學年第二學期變電工程設計考試A卷及答案

1、第 PAGE 5 頁 共 NUMPAGES 5 頁 東 北 農(nóng) 業(yè) 大 學(2013 -2014 學年 第 二 學期)課程號：19600007z 課程名稱：變電工程設計-A 學分：3 考試方式：閉 卷題 號試 題(分值)一名詞解釋（每題4分，共計20分）1樞紐變電站2零休3電擊穿4碰撞游離5 熔斷器的限流效應二選擇（每題2分，共計20分）1. 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. 分段器是配電系統(tǒng)中

2、用來隔離故障線路區(qū)段的自動保護裝置，通常與后備自動重合器或 （ ）配合使用。 A、互感器 B、斷路器 C、變壓器 D、繼電器4. 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（ ）。 A、擊穿 B、熱擊穿 C、電擊穿 D、放電5. 隔離開關沒有滅弧裝置，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6. 電流互感器的誤差主要是由（ ）和磁飽和等因素引起的。 A、鐵芯過熱 B、勵磁損耗 C、開環(huán)運行 D、二次阻抗7. 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8

3、. 單母線帶旁路母線接線廣泛地用于出線數(shù)較多的（ ）kV及以上的高壓配電裝置中。 A、10 B、60 C、110 D、2209. 為了增加散熱面積，減少集膚效應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小于（ ）。 A、23米 B、47米 C、510米 D、612米三是非題（每題2分，共10分）1變壓器的負載能力和額定容量指的是同一個概念。 （ ）2正常運行的時候電流互感器二次側(cè)可以開路。 （ ） 3母線的材料有銅、鋁、鋅

4、，農(nóng)村變電所廣泛采用鋁母線。 （ ）4人觸電后的受傷害程度取決于通過人體的電流，不是電壓。 （ ）5某些情況下，雖然有電流但隔離開關也可以操作。 （ ）四簡答（每題4分，共計20分）1簡述交流電弧產(chǎn)生的原因。2什么叫保護接零？保護接零為什么要采取重復接地？3什么叫做近陰極效應？4SF6斷路器可否放在密閉的空間內(nèi)使用？為什么？5簡述電氣設備的檢修狀態(tài)和熱備用狀態(tài)概念？五計算題（每題10分，共計20分）1. 設計一個變電站主接線。高壓側(cè)為60kV，低壓側(cè)為10kV，電源進線1回，出線路6回。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為1500kVA，線損率為10%，同時系數(shù)為0.8，考慮6年的增長（年增長

5、率為5%），變電站有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖， 并標出各個電氣設備的符號（相同性質(zhì)線路標出一個線路的設備即可）。變壓器的容量計算要有計算過程，臺數(shù)的確定要有文字說明。2.要求：用最小截面積法校驗。并計算出短路時間t、 （參數(shù)：tz(3)=1.82s , tz(2)=1.3s , 熱穩(wěn)定系數(shù)C=91 *1016）六倒閘操作題（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，并解釋每一操作步驟理由。 已知QS1、QS4、QS5、QSp處于斷開位置，圖中其它標示出的設備處于閉合狀態(tài)。(2013 -2014 學年 第 二 學期) 課程號：19600007z 課程名稱：變電工

6、程設計-A 答案一名詞解釋（每題4分，共計20分）1樞紐變電站 聯(lián)絡本電力系統(tǒng)中的各大電廠與大區(qū)域或大容量的重要用戶，并實施與遠方其它電力系統(tǒng)的聯(lián)絡，是實現(xiàn)聯(lián)合發(fā)、輸、配電的的樞紐，其電壓最高，容量最大，是電力系統(tǒng)的最上層變電站。零休 電弧電流過零以前，其波形比正弦波形下降的快，而在零點附近變化緩慢，電弧電流幾乎接近于零的現(xiàn)象。電擊穿 當加在弧隙上的電壓超過此時弧隙所能承受的電壓時，則會引起弧隙重新?lián)舸?，從而使電弧重燃，由此而引起的重燃稱為電擊穿。碰撞游離 電子在電場力的作用下，向陽極作加速運動，并碰撞弧隙中的中性質(zhì)點（如氣體原子、分子），由于電子的運動速度很高，其動能大于中性質(zhì)點的游離能，將

7、中性質(zhì)點撞擊成正離子和自由電子，這種游離稱為碰撞游離。5 熔斷器的限流效應 當熔體的融化時間很短，滅弧裝置的滅弧能力又很強時，線路或電氣設備中實際流過的（1）高電場發(fā)射電子是產(chǎn)生電弧的主要條件。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，這一效應稱為限流效應。選擇（每題2分，共計20分） 1 -5 B C B B D 6-10 B B C A C是非題（每題2分，共10分） XXXVV 四簡答（每題4分，共計20分）1簡述交流電弧產(chǎn)生的原因。 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。答出“當某段空氣間隙兩端施加

8、足夠高的電壓時，空氣絕緣被擊穿，電流會通過該空氣間隙”可酌情給分。什么叫保護接零？保護接零為什么要采取重復接地？ 電氣設備的外殼與電源的中性線作可靠的電氣連接形成接零回路，叫做保護接零。為了防止零線斷線后，端口后的電氣設備沒有接零保護，這樣當斷口后面的電氣設備外帶電時，可以保護人員的安全，所以零線要采取重復接地。什么叫做近陰極效應？ 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）。SF6斷路器可否放在密閉的空間內(nèi)使用？為什么？不可以。SF6氣體

9、雖然是無毒的，但在電弧作用下可能分解出不同程度的毒性氣體，如S2F10、SOF2等。此外，SF6氣體比空氣密度大，一旦泄漏的話，容易把空氣排到上方，造成地面人員窒息。因此，為了防止萬一泄漏的有害氣體被人體吸入，必須在通風良好的條件下進行操作。5簡述電氣設備的檢修狀態(tài)和熱備用狀態(tài)概念？檢修狀態(tài)：是指電氣設備的所有斷路器、隔離開關均斷開，且掛接電線并設置遮攔。熱備用狀態(tài)：是指電氣設備具備送電條件和起動條件，即隔離開關閉合，而斷路器處于斷開位置。斷路器一經(jīng)合閘就轉(zhuǎn)變?yōu)檫\行狀態(tài)。五計算題（每題10分，共計20分）1. 設計一個變電站主接線。高壓側(cè)為60kV，低壓側(cè)為10kV，電源進線1回，出線路6回。

10、 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為1500kVA，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5%），變電站有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖， 并標出各個電氣設備的符號（相同性質(zhì)線路標出一個線路的設備即可）。變壓器的容量計算要有計算過程，臺數(shù)的確定要有文字說明。Sjs=KtSi（1+X%）（KVA）=0.8*1500*110%=1320（KVA) Sjszd=Sjs*emn=1320*（2.7）30%=1320*1.35=1782（KVA） Se=0.6*1782=1069.2（KVA）有二類負荷 一般選擇兩臺主變2.要求：用最小截面積法校驗。并計算出短路時間t、 （參

11、數(shù)：tz(3)=1.82s , tz(2)=1.3s , 熱穩(wěn)定系數(shù)C=91 *106）2 因為 I(2)I(3) 所以要比較兩相短路的發(fā)熱短路計算時間 t=tb+tf=1.25+0.25=1.5(s)1(s)故不考慮短路電流非周期分量的發(fā)熱 即不計算tfz，只計算tz，tdz=tz。如題所示 tz（3）= 1.82s tz（2）= 1.3s 所以有”(3)=I”(3)/I(3)=25/14=1.79 ”(2)=I”(2)/I(2)=0.866I”(3)/I(2)=1.14三相短路時的熱脈沖為I(3)2*tz(3)=142*1.82=356.7(KA)2s兩相短路時的熱脈沖為I(2)2*tz(2)=192*1.3=469.3(KA)2s因此 兩相短路發(fā)熱大于三相短路發(fā)熱,應按照兩相短路進行校驗用最小截面法校驗已知C=91*106 所以母線最小截面積為Szx=I(2)/C*根號下tdz(2)Kj=19*103/91*106*根號下1.3=238(mm2)因此S=50*6(mm2)Szx=238(mm2) 滿足熱穩(wěn)定性六倒閘操作題（10分） 倒閘操作:1. 向旁路母線充電,檢查其完好性,合上Qs1 斷開QFf和Qs2，合上Qs4 在合上QFp，使旁路母線空載升壓，若旁路母線完好 QFf不會自動跳閘2 接通L1的旁路回