變電站值班員高級工理論鑒定考試題庫4

電力職業(yè)技能考試＜＜變電站值班員＞＞高級工理論試題四、計算題（每題5分，共26題）1?如圖DTO所示，U=120V,R]=30Q,R2=10Q,R3=20Q,R4=15Q,求12、I4、q和%O 1 g怦*To -J 圖D-10答案：解：Rz2=R+R=30(Q)TOC\o"1-5"\h\z3 2Rz=RZXR/(Rz+R)=30X15/(30+15)=10(Q)4 2 4 2 4R=R十R=30十10=10(Q)4I=U/R=120/40=3(A)1I=(UIR/R=(120-3X30)/15=2(A)4 1 1 4I=I-I=3-2=1(A)1 4U=IR=3X30=90(V)11U=U-U=120-90=30(V)4 1答，I為3A,I為1A,I為2A,U為90V,U為30V。12 4 1 42?如圖D-11所示，電路中的總功率是400W，求rx及各個支路電流I(R取整數(shù)，I保留兩位小數(shù))。圖D-11答案：解：r=U2/p=2002/400=100(Q)Rz=RXR/(R+R)=50X50/(50+50)=25(Q)2 3 2 3Rz=R+=500+25=525(Q)4 4Rz=RRZ/(R+Rz)=25x525/(25+525)=24(Q)1 1 4 1 4r=R-RZ=100-24=76(Q)x 1I=P/U?=400/200=2(A)I=(U-I)R=(200-2x76)/25=1.92(A)111I=I=(I-I)/2=0.04(A)2 3 1答：r為76Q,I為1.92A,I為0.04A,I為0.04A。x 1 2 33?某串聯(lián)電路中R=10Q、L=64UH、C=100uF,電源電動勢E=0.5V,求發(fā)生諧振時各元件上的電壓。答案：解：3。=1/0丘=1//'64X10-6X100X10-6=106/80U=0.5(V)RI=E/R=0.05(A)U=IL=0.05X(106/80)X64X10-6=0.04(V)L gj0U=I(1/?C)=0.05X[80/(106X100010-6)=0.04(V)C 0答：U為0.5V,U為0.04V,U為0.04V。R L C4.已知條件如圖D-12所示，求各支路電流I.I2、I3。圖D-12答案：解：(1)利用疊加原理先將E]短接，則有R=R1R2/(R1+R2)=4X4/(4+4)=2(Q)I’=-E/(R+R)=-15/(4+2)=-2.5(A)2 3I’=-1.25(A)2I’=-1.25(A)1(2)將E2短接，則有R=R1R3/(R1+R3)=4X4/(4+4)=2(Q)I’=E,/(R十R)=6/(4+2)=1(A)I’=-1/2(A)Iz=1/2(A)3I=IZ+1"=一1.75(A)112I=IZ+1"=-0.25(A)TOC\o"1-5"\h\z2 2 2I=IZ+1"=-2(A)3 3答：I為一1.75A,I為一0.25A,I為一2A。1 2 35.如圖D-13所示的三相四線制電路，其各相電阻分別為7?a=7?b=20Q,代=10Q。已知對稱三相電源的線電壓Ul=380V,求相電流、線電流和中線電流。答案：解：因電路為三相四線制，所以每相負載兩端電壓均為電源相電壓,即Up=t7￡//3~=38/^220(v)設(shè)Ua=220Z0°V,貝ljUn=220Z-120°V,U^=220/120°VTOC\o"1-5"\h\zD C所以，各相相電流分別為I=UA/R=220/20=11(A)aAaI=Un/R=220Z-120°/2O=11Z-12O° (A)b BbI=U^/R=220Z120°/10=22Z120° (A)c Cc因負載星接，所以線電流等于電流，即Ia=11A,Ib=11A,Ic=22A中線電流I=I+I+I=11+11Z-12O°+22Z1200=11Z12O° (A)o a b c答：相電流i為11A,i為11Z-1200A,i為22Z1200A；線電流-為11A,1口為11A,a b c A BIc為22A；中線電流為11Z1200A6.如圖D-14所示，U為正弦交流電壓，已Wl=10Q,開關(guān)S打開和合上時，電流表A的讀數(shù)都是5A,試求容抗％。圖D-14答案：解：S打開時，由己知可得電源電壓為U=LXl=5X10=50(V)S合上時，'不變，由圖D-15相量圖得I=IC^IL人所以電容電流\=1十Il=5十5=10(A)因此容抗為XL=U/Ic=50/10=5(Q)i(匸FL) U圖D-15答：容抗Xl為5Q。7.如圖D-16所示電路，四個電容器的電容各^C=C4=Q.2^F,C2=C3=Q.6^Fo試求：⑴開關(guān)S打開時，ab兩點間的等效電容。(2)開關(guān)S合上時，ab兩點間的等效電容。圖D-16答案：解：（1）開關(guān)S打開時，其等效電容為cab=(qq)/(C］十c?)十(C3C4)/(C3十c/=(0.2X0.6)/(0.2+0.6)十(0.2X0.6)/(0.2+0.6)=0.3(卩F)(2)開關(guān)S合上時，其等效電容為C=(G十CJ(G十CJ/(G十Cq十C。十CJ=0.8X0.8/(0.8+0.8)=0.4(^F)ab 1j Z4 13 2 4答：S打開時，Ch為0.3^F;S合上時，5為04卩尸。ab ab8.如圖D-17所示，將變頻電源接在此電路中，7?=50Q,L=16^H,C=40^F,U=220V。求諧振頻率/o相應(yīng)的/、厶、厶、4°圖D-17答案：解：^=1/(2Ji/LC)=1/(2^/64X10-6X100X10-6)=104/16n=199(HZ)X￡=coL=2ji(104/16Ji)X16X106=20(Q)I=U/R=220/50=4.4(A)1\IL=U/X￡=220/20=11(A)Ic=I/=ll(A)1=1=4.4(A)K答：I為4.4A,I「為11A,J為11A,J為4.4AoLUK9.在圖D-18所示對稱三相電路中，由三線制電源所提供的對稱三相線電壓為380V,線路阻抗Z厶=0.4+j0.3Q,星形連接的負載各相阻抗Z=7.6+j5.7Q。試求三相負載的相電壓和相電流的大5Z,B'Z)i~n—i—o圖D-18答案：解：電源相電壓U=U莎=380/皿=200(V)PL每相總阻抗Z=/(0.4+7.6)2+(0.3+5.7)2=10(Q)因三相負載對稱，所以流過每相負載的電流均為I=U/Z=220/10=22(A)pp每相負載阻抗z=J7.62+5.72 =9.5(Q)負載相電壓U‘=1Zz=22X9.5=209(V)pp答：相電壓為209V,相電流為22A。已知加在C=100RF電容器上電壓wc=20sin(103r+60°)VO求電流的有效值、無功功率Q以及叱達到最大值時，電容所儲存的能量。答案：解：容抗X￡=l/?C=1/(103X100X10-6)=10(Q)電流的有效值1=U/Xc=20/(fl?10)=7T=1.414(A)無功功率2c=l2Xc=J^22X10=20(var)電容儲存的能量W=1/2CU2 =1/2X100X10-6X202=2X10-2(J)m答：電流的有效值1.414A,無功功率為20var,電容所儲存的能量為2X10-2(J)。長200m的照明線路，負載電流為4A,如果采用截面積為10mm2的鋁線，試計算導(dǎo)線上的電壓損失(P=0.0283Q?mm2/m)。答案：解：鋁導(dǎo)線的電阻為R=PL/S=0.0283X(2X200)/10=1.13(Q)導(dǎo)線上的電壓損失為AU=IR=4X1.13=4.25(V)答：導(dǎo)線上的電壓損失為4.52V。如圖D-22所示電路，已知：E=100V,E=1Q,7^=99。,C=10uFo試求：(1)S閉合瞬間各支路電流及各元件兩端電壓的數(shù)值。(2)S閉合到達穩(wěn)定狀態(tài)時，各支路電流及各元件兩端電壓的數(shù)值o答案：解：(1)S閉合瞬間(t=0)，各支路電流為i=E/R=100/1=100(A)(0+)1i =0(A)1(0+)=i =100(A)2(0+) (0+)各元件兩端的電壓為u =iR=100X1=100(V)R1(0+) (0+)1u =u=0(V)R2(0+) C(2)S閉合后到達穩(wěn)定狀態(tài)時，各支路電流為I=E/(R+R)=100/(1+99)=1(A)12I=1=1(A)1I=0(A)2各元件兩端的電壓為U=IR=1X1=1(V)TOC\o"1-5"\h\zR1 1U=U=IR=1X99=99(V)R2C1 2答：s閉合瞬間各支路電流i(+)為100A,i(+)為0A,i(+)為100A；各元件兩端電壓(0+)1(0+)2(0+)u(+)為100V,u(+)為0V°S閉合后達到穩(wěn)定狀態(tài)時，各支路電流I為1A,I為1A,I為0A；R1(0+) R2(0+) 1 2各元件兩端的電壓u為1V,U為99V。R1 R2—條直流線路，原來用的是截面積為20mm2的橡皮絕緣銅線，現(xiàn)因絕緣老化，要換新線，并決定改用鋁線，要求導(dǎo)線傳輸能力不改變。試求所需鋁線的截面積(卩C=0.0175Q?mm2/m,PA=0.0283Q?mm2/m)。答案：解：導(dǎo)線電阻、長度相同時，所需截面積與導(dǎo)線材料的電阻系數(shù)成正比S=PA/PC?s=0.0283/0.0175X20=32.3(mm2)A C答：可選用截面S為35mm2的鋁線。已知星形連接的三相對稱電源，接一星形四線制平衡負載Z=3+j4Q。若電源線電壓為380V,問A相斷路時，中線電流是多少？若接成三線制(即星形連接不用中線)A相斷路時，線電流是多少？答案：解：在三相四線制電路中，當(dāng)V相斷開時，非故障相的相電壓為變，相電流也不變，這時中線電流為I=I+I=220Z-120°/(3+j4)+220Z120°/(3+j4)=44/Z126.9°(A)BC若采用三線制，A相斷開時I=0AI=I=U/2Z=甲32+42 =38(A)BCL答：在三相四線制電路中，A相斷開時，中線電流為44A，若接成三線制，A相斷開時，B、C兩相線電流均為38A。15?某工廠設(shè)有一臺容量為320kVA的三相變壓器，該廠原有負載為210kW，平均功率因數(shù)為0.69(感性)，試問此變壓器能否滿足需要?現(xiàn)該廠生產(chǎn)發(fā)展，負載增加至0255kW，問變壓器的容量應(yīng)為多少？答案：解：(1)該廠平均cosg=0.69，有功功率P=210kW時，所需變壓器的容量為S=P/cos甲=210/0.69=305(kVA)(2)若工廠的負載平均功率因數(shù)不變，而負載有功功率增加到255kW，則變壓器容量應(yīng)為S=p/cos四=255/0.69=370(kVA)答：負載為210kW時，原有變壓器可以滿足需要，負載增加到255kW，變壓器的容量應(yīng)該為370kVA。16?某臺調(diào)相機的額定容量Q是30000kvar，額定電壓Ue為10.5kV，功率因數(shù)cos=?0,求額定電流I。e答案：解：cos"=0Sin?=1Q=燈U±in?Ie=Q/(V3UeSin?)=30000/(v~X10.5)=1650(A)答：額定電流為1650A。已知一臺220kV強油風(fēng)冷三相變壓器高壓側(cè)的額定電流Ie是315A，試求這臺變壓器的容量。在運行中，當(dāng)高壓側(cè)流過350A電流時，變壓器過負荷百分之多少？答案：解：Se=/TUeIe=廠X220X315=120000(kVA)過負荷百分?jǐn)?shù)=(IL—Ie/IeX100%=(350—315)/315X100%=11%答：變壓器的容量為120000kVA，變壓器過負荷11%。試求型號為NKL-10-400-6的電抗器的感抗XL。答案：解：?.?xL%=xLie/(Ue/T)Xl00%.*.XL=t7e?X]%/(/T/eXl°0%)=10000X6/(廳X400X100%)=0.866(Q)答：電抗器的感抗為0.866Q。某工廠單相供電線路的額定電壓t7e=10kV,平均負荷P=400kW,無功功率Q=260kvar,功率因數(shù)較低，現(xiàn)要將該廠的功率因數(shù)提高到0.9,需要裝多少補償電容？答案：解：補償電容前的功率因數(shù)為Cos^=P/S=P/J^+qT=400/也002+2602=0.84于是可得功率因數(shù)角?=33°又因補償后的功率因數(shù)cos?2=09所以功率固數(shù)角9=25.8°需安裝的補償電容為C=P/(3U2)(tg9]—tg9)=(400X10)/[2X3.14X50X(10X10)2](tg33°-tg25.8°)=12.7X10-eX0.166X=2.1X106F=2.1(卩F)答：需要裝補償電容2.1卩尸。已知控制電纜型號KVV29-500型，回路最大負荷電＞L，max=2.5A,額定電壓q=220V,電纜長度厶=250m,銅的電阻率=0.0184Q?mm2/m,導(dǎo)線的允許壓降不應(yīng)超過額定電壓的5%,求控制信號饋線電纜的截面積。答案：解：電纜最小截面積S22?LImax/AU=(2X0.0184X250X2.5/(220X5%)=2.09(nw)L答：應(yīng)選截面積為2.5mm2的控制電纜。某變電站的直流合閘母線環(huán)路運行，因更換斷路器，使合閘電流厶由240A變?yōu)?A,原來直流合閘母線裝設(shè)150A的熔斷器，現(xiàn)在更換成多大的熔斷器才合適？答案：解：斷路器的合閘熔絲可按合閘電流的1/3?1/4選擇，即I=(0.25?0.30)ICe e取0.3I,所以eI=03X3=0.9(A)Ce環(huán)路運行按兩臺斷路器同時動作計算，故I=2X0.9=1.8(A)e答，可選擇2A熔斷器。—臺三繞組變壓器繞組間的短路電壓分別為/ =9.92%,5=15.9%,/ =5.8%,aI—II aI—in aII—III試計算每個繞組的短路電壓？答案：解：U=1/2(U+U-u)=[(9.92+15.9—5.8)/2]%=10%dll DI-II DI-III DII-IIIU=1/2(U+U-u)=(9.92+5.8—15.9)/2%~0dll DI-II DII-III DI-IIIU=1/2(U+U-u)=[(15.9+5.8—9.92)/2]%=5.89%dill DI-III DII-III DI-II答：每個繞組的短路電壓分別為10%、0、5.89%。某電容器單臺容量為lOOkvar,額定電壓ll/^kV,額定頻率60Hz,現(xiàn)要在某變電站10kV母線上裝設(shè)一組星形連接的、容量為4800kvar的電容器組，求需用這種電容器多少臺？答案：解：頻率的變化將影響電容器的容量，額定頻率為60Hz,現(xiàn)實際工作頻率為50HzQ=2JifclhQ/Q=f/f,*1*212Q=Q?f/f*2*121Qco=100X(50/60)=83.33(kvar)所需臺數(shù)N=4800/83.33=57.6(臺)答：需要57臺。有兩臺lOOkVA變壓器并列運行，第一臺變壓器的短路電壓為1%,第二臺變壓器的短路電壓為5%,求兩臺變壓器并列運行時，負載分配的情