东北农业大学2010-2011学年第二学期变电工程设计考试A卷及答案

第1页共5页2023-3-410:50:54东北农业大学(2010-2011学年第二学期)课程号：19600007z课程名称：变电工程设计-A学分：3考试方式：闭卷题号试题(分值)一．名词解释（每题4分，共计20分）1．发电厂2．近阴极效应3．纵吹4．限流效应5．跨步电压二．选择（每题2分，共计20分）1．供热式发电厂作过功的蒸汽在中间段被抽出来供给热用户使用，现代热电厂的总效率可达（）。A、60％一70％B、20％一30％C、30％一50％D、90％一100％。2．水电站一般在丰水期满载运行以免弃水，在枯水期承担（）负荷。A、尖峰B、腰C、基D、电力3．电弧的熄灭与否取决于弧隙中的（）恢复过程和弧隙上电压恢复过程的速度。A、介质强度B、电场强度C、扩散强度D、游离强度4．SF6气体化学性质稳定，在干燥情况下，与铜、铝、钢等材料在（）℃以内都不作用。A、100B、105C、110D、1205．真空断路器是在（）真空度下工作的一种高压断路器。A、高B、超高C、粗D、低6．隔离开关没有灭弧装置，任何情况下都不允许开断负荷电流和（）电流。A、空载B、电容C、旁路D、短路7．单元接线当在发电机和变压器低压侧短路时，相对于有母线接线，短路电流（）。A、减小B、增大C、不变D、随机变化8．容量中等的变电站，在供电可靠性要求不高和熔断器能满足电网短路容量要求的情况下，主变压器高压侧可采用（）分别保护主变压器的接线方式。A、互感器B、断路器C、熔断器D、隔离开关9．发生对称三相短路时，作用于每相母线上的电动力大小是由该相母线的电流与其它两相电流的（）所决定的。A、乘积B、幅值C、相互作用力D、差值10．在距接地体或者碰地处（）米以外的地方，电阻接近于零，几乎不再有电压降。A、5~10B、10~15C、15~20D、20~25三．是非题（每题2分，共10分）1．人触电后的受伤害程度取决于作用在人体上的电压，而不是电流。（）第2页共5页2023-3-410:50:542．为了增加散热面积，减少集肤效应的影响并兼顾机械强度，矩形母线厚度b与宽度h之比一般是1/10~1/5。（）3．目前断路器中的灭弧介质通常是六氟化硫气体和变压器油。（）4．熔断器中熔件的额定电流大于最大长期工作电流，也大于熔断器本身的额定电流。（）5．断路器只能开断过负荷电流，而不能开断短路电流。（）四．简答（每题4分，共计20分）1．简述电能和其它形式的能源相比有哪些特点？2．简述交流电弧产生的原因。3．根据开关电器的不同性能，可将其分为哪几类？4．SF6断路器可否放在密闭的空间内使用？并解释原因5．互感器有哪些作用？五．计算题（每题10分，共计20分）1、已知发电机引出线截面S=2（100×8）mm2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母线有两条。三相母线水平布置平放。母线相间距离a=1m,母线绝缘子跨距L=3m。三相短路冲击电流为100kA。求三相短路时的最大电动力Fzd和三相短路时一相母线中两条母线间的电动力Fi。（已知Kx=0.4）2、设计一个变电站主接线。高压侧为35kV，低压侧为10kV，电源进线1回，出线路8回。已知：变电站当年的各用户负荷总和为2000kVA，线损率为10%，同时系数为0.8，考虑5年的增长（年增长率为6%），变电站有少量的二类负荷。要求：画出主接线图，并标出各个电气设备的符号（出线路标出1个回路的设备即可）。变压器的容量计算要有计算过程，台数的确定要有文字说明。主接线图，变压器的容量计算要有简要的计算的过程，台数的确定要有文字说明。六、主接线设计题（10分）设计一个双母线四分段带旁路母线的接线，要求画图规范，并标出必要的电气设备符号。第3页共5页2023-3-410:50:54答案一．名词解释（每题4分，共计20分）1．发电厂把各种一次能源（如燃料的化学能、水能、风能等）转化成电能的工厂。发电厂所产生的电能，一般还要由升压变压器升压，经高压输电线输送，再由变电站降压，才能供给各种不同用户使用。2．近阴极效应在电弧电流过零后0.1—1μs时间内，阴极附近的介质强度突然升高的现象。这个介质强度值约为150V~250V，称起始介质强度（在冷电极的情况下，起始介质强度约为250V，而在较热电极的情况下约为150V）。3．纵吹吹动方向与弧柱轴线一致。纵吹可以使新鲜介质更好地与炽热的电弧相接触，并把电弧吹成若干细条，易于熄灭。纵吹灭弧室常用于110kV及以上的断路器。4．限流效应当熔体的融化时间很短，灭弧装置的灭弧能力又很强时，线路或电气设备中实际流过的短路电流最大值，将小于无熔断器时预期的短路电流最大值，这一效应称为限流效应。5．跨步电压是指沿着地中电流的散流方向行走，两脚间的电压。二．选择（每题2分，共计20分）AAACADACCC三．是非题（每题2分，共10分）XXXXX四．简答（每题4分，共计20分）1．简述电能和其它形式的能源相比有哪些特点？（1）便于大规模生产和远距离输送。（2）方便转换和易于控制。（3）损耗小。（4）效率高。（5）无气体和噪声污染。2．简述交流电弧产生的原因。（1）高电场发射电子是产生电弧的主要条件。（2）碰撞游离是产生电弧的主要原因。（3）热撞游离是维持电弧燃烧的主要原因。3．根据开关电器的不同性能，可将其分为哪几类？（1）仅用来在正常工作情况下开断或闭合正常工作电流Ig.zd的开关电器。例如低压刀闸开关、接触器、高压负荷开关等。（2）仅用来开断过负荷电流或短路电流Id的开关电器。例如熔断器和可控气吹开断器等。（3）只用来在检修时隔离电源，不能用其开断或闭合正常工作电流或短路电流的开关电器。例如高压隔离开关。第4页共5页2023-3-410:50:54（4）用来在预定的记忆时间内根据选定的计数次数在无电流的瞬间自动分段故障线路。（5）即用来开断或闭合正常工作电流Ig.zd，也用来开断过负荷电流或短路电流Id的开关电器。例如高压断路器、低压空气开关等。4．SF6断路器可否放在密闭的空间内使用？并解释原因不能。SF6气体是无毒的，但在电弧作用下可能分解出不同程度的毒性气体，如S2F10、SOF2等。因此，为了防止万一泄漏的有害气体被人体吸入，必须在通风良好的条件下进行操作。5．互感器有哪些作用？（1）使测量仪表和继电器与高压装置在电气方面很好地隔离保证工作人员的安全。（2）使测量仪表标准化小型化，可以采用小截面的电缆进行远距离测量。（3）当电路发生短路时，仪表和电流线圈不受冲击电流的影响。五．计算题（每题10分，共计20分）1、已知发电机引出线截面S=2（100×8）mm2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母线有两条。三相母线水平布置平放。母线相间距离a=1m,母线绝缘子跨距L=3m。三相短路冲击电流为100kA。求三相短路时的最大电动力Fzd和三相短路时一相母线中两条母线间的电动力Fi。（已知Kx=0.4）2、设计一个变电站主接线。高压侧为35kV，低压侧为10kV，电源进线1回，出线路8回。已知：变电站当年的各用户负荷总和为2000kVA，线损率为10%，同时系数为0.8，考虑5年的增长（年增长率为6%），变电站有少量的二类负荷。要求：画出主接线图，并标出各个电气设备的符号（出线路标出1个回路的设备即可）。变压器的容量计算要有计算过程，台数的确定要有文字说明。主接线图，变压器的容量计算要有简要的计算的过程，台数的确定要有文字说明。答：)%)(1(kVAxSKSjsitjs=0.9*2000*(1+10%)第5页共5页2023-3-410:50:54=1980eSSmnjsjszd=1980*e5x5%=1980*1.28=2534S=0.6*2534=1521()kVA六、主接线设计题（10分）设计一个双母线四分段带旁路母线的接线，要求画图规范，并标出必要的电气设备符号。