东北农业大学2011-2012学年第二学期变电工程设计考试A卷及答案

第1页共5页东北农业大学(2011-2012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）1．零休2．TA的10%误差曲线3．电击穿4．熔断器的限流效应5．配电装置二．填空（每题2分，共计20分）1、从能量转换的角度看，火力发电厂能量转化过程是：燃料的化学能→蒸汽的热势能→（）→电能。A、核能B、光能C、机械能D、水能2、一次能源包括燃料的化学能、水能和（）等能源A、电能B、二次能源C、风能D、机械能3、输入弧隙的能量大于其散失能量，剩余电流本身不断增大而引起的重燃，称为（）。A、击穿B、热击穿C、电击穿D、放电4、电力网的变电站主要包括枢纽变电站、（）变电站和配电变电站。A、中间B、区域C、穿越D、终端5、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、1206、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7、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8、当输电线路较长，故障几率多而变压器又不需经常切除时，采用（）接线比较合适。A、单元B、内桥C、外桥D、角形9、当变压器油量超过2500kg以上时，两台主变压器之间防火距离一般不应小于（）。A、2~3米B、4~7米C、5~10米D、6~12米10、为了增加散热面积，减少集肤效应的影响并兼顾机械强度，母线厚度b与宽度h之比一般是（）。A、1/12~1/5B、1/10~1/5C、1/12~1/6D、1/12~1/4三．是非题（每题2分，共10分）1．变压器的负载能力和额定容量指的是同一个概念。（）2．母线的材料有铜、铝、锌，农村变电所广泛采用铝母线。（）3．人触电后的受伤害程度取决于通过人体的电流，不是电压。（）4．有电流的时候隔离开关就不许操作。（）5．正常运行的时候电流互感器二次侧可以开路。（）第2页共5页四．简答（每题4分，共计20分）1．简述交流电弧产生的原因。2．什么叫保护接零？保护接零为什么要采取重复接地？3．什么叫做近阴极效应？4．SF6断路器可否放在密闭的空间内使用？为什么？5．简述电气设备的检修状态和热备用状态概念？五．计算题（共计20分）1、设计一个变电站主接线。高压侧为60kV，低压侧为10kV，电源进线1回，出线路6回。已知：变电站当年的各用户负荷总和为1000kVA，线损率为10%，同时系数为0.9，考虑5年的增长（年增长率为5%），变电所有少量的二类负荷。要求：画出主接线图，并标出各个电气设备的符号（出线路标出一个即可）。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。2、要求：用最小截面积法校验。并计算出短路时间t、32''(3)''(2)dzdztt（）（）、、、（参数：tz(3)=1.82s,tz(2)=1.3s,热稳定系数C=91*1016）六、倒闸操作题（10分）参考答案：2S=506mm,(3)(3)(2)I=25kAI=14kAI=19kAt1.25s,t0.25sbf60C.q校验某发电厂铝母线的热稳定性。已知：母线截面流过母线的最大短路电流，，，继电保护动作时间断路器全分闸时间。母线短路时的起始温度说明不停电检修出线路L1的断路器QF1的倒闸操作步骤。(10分)第3页共5页一．名词解释（每题5分，共计20分）1．零休：交流电弧电流在过零的时候速度很慢，值接近于0，这种现象称为零休。2．发电厂：把各种其它形式的能量转化为电能的工厂。3．接触电压：触及到故障后的电气设备的外壳时，作用在手和脚之间的电压叫接触电压。4．限流效应：当熔体的熔化时间很短，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，将小于无熔断器时的短路电流最大值，这一效应称为限流效应。二．填空（每空2分，共计20分）1．根据母线截面形状选择的要求，母线的厚度与宽度之比一般是（1/12）到（1/5）。2．电弧的熄灭与否取决于弧隙中的（介质强度）恢复过程和弧隙上（电压）恢复过程的速度。3．电弧中的电子和正离子，从浓度（高）的空间向浓度（低）的介质周围移动的现象，称为扩散。4．按变电站在电力系统中的地位，变电站可分为（枢纽）（中间）（终端）（配电）变电站。三．是非题（每题2分，共10分）1．有电流的时候隔离开关就不许操作。（X）2．正常运行的时候电流互感器二次侧可以开路。（X）3．变压器的负载能力和额定容量指的是同一个概念。（X）4．母线的材料有铜、铝、锌，农村变电所广泛采用铝母线。（X）5．人触电后的受伤害程度取决于通过人体的电流，不是电压。（V）四．简答（每题6分，共计30分）1．什么叫做近阴极效应？在极性改变的瞬间（2分），靠近阴极的地方产生一个150-250V的介质强度的现象（4分）。2．简述交流电弧产生的原因。高电场发射电子是产生电弧的主要条件。（2分）碰撞游离是产生电弧的主要原因。（2分）热游离是维持电弧燃烧的主要原因。（2分）3．什么叫保护接零？保护接零为什么要采取重复接地？为防止触电（2分），保证安全，将电气设备正常运行时不带电的金属外壳与零线相连接（2分），称为保护接零（2分）。4．SF6断路器可否放在密闭的空间内使用？为什么？答：不可以。（2分）因为首先SF6气体在电弧的作用下会产生有毒的衍生物（2分），另外SF6气体比空气重，会使人窒息（2分）。5．简述电气设备的检修状态和热备用状态概念？检修状态：电气间隔的所有断路器、隔离开关均断开（1分），验电并装设接地线（1分），悬挂指示牌（1分），并装好临时遮拦的状态（1分）。热备用状态：设备只靠断路器断开（1分）而隔离开关仍在合上位置（1分）。四．（20分）设计一个变电所主接线。高压侧为60kV，低压侧为10kV。已知：变电所当年的各用户负荷总和为1000kVA，线损率为10%，同时系数为0.9，考虑5年的增长（年增长率为5%），变电所有少量的二类负荷。要求：画出主接线图，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。第4页共5页（10分）答：)%)(1(kVAxSKSjsitjs=0.9*1000*(1+10%)=990（5分）eSSmnjsjszd=990*e5x5%=990*1.28=1267.2（3分）S=0.6*1267.0=760.32)(kVA（2分）字说明。(2)(3)bfdzz33233zzz(3)232(2)(2)II,ttt1.250.251.51ttI25tt=1.79,1.5t1.82I14I0.866I0.866*25=1.14,1II19sstsst（）（）（）（）（）（）（）（）解：因为所以要比较两相短路时的发热。短路计算=故不考虑短路电流非周期分量的发热，即计算和，z.5t1.3ss（2）第5页共5页(允许温度法和最小截面积法答一个即可)检修QF1，第一步检查旁母有无故障，此时分段断路器QFf及隔离开关QS2、QS3在闭合状态，QS1、QS4、QS5均断开，以单母线分段方式运行。当QFf作为旁路断路器运行时，闭合隔离开关QS1，后断开QFf和QS2，,再合上QS4，最后合QFf。如果旁母无故障，QFf不跳闸。第二步合上QSp，断开QF1及两侧的隔离开关。这时，该出线路L1经QSp、旁母、QS4、QFf和QS2仍然联在第一段母线上。(3)2(3)22(2)2(2)22164q(2)2(2)22132I141.82356.7kAI191.3469.3kA160A0.4310/()I(1910)1.3(50dzdzqddzdqqtstsJmQtAAASS三相短路时的热脉冲为（）（）两相短路发热三相短路发热，应按两相短路进行校验。（）用允许温度法校验：度1616462d0.43100.9510/()610)(A)138200Jmf查曲线得度，小于铝母线短路时发热允许温度（）所以，满足热稳定性。6q232623260C=911019101.3191100.23810()238S=506=300238,()jdzzxCIStKmmm（）（）（2）用最小截面法校验：母线的工作温度度，查得热稳定系数母线最小截面为：因为所以满足热稳定