东北农业大学2012-2013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(2012-2013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、枢纽变电站2、高压断路器3、电压互感器4、双母线接线5、保护接地二、单选题（每题2分，共计20分）1、水力发电厂是把水的位能和动能转变为电能的工厂，可分为堤坝式和（）式等A、坝后式B、河床式C、凝汽式D、引水式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、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、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、电流互感器所通过的短路电流为一次额定电流n倍时，其误差达到-10％，那么这个n称为（）倍数。A、10％B、5％C、-10％D、-5％6、干式电压互感器结构简单，但绝缘强度较低，只适用于（）kV以下的户内装置。A、5B、10C、35D、67、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，主变压器高压侧可以（）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、三相短路时候（）所受的电动力最大。A、A相B、B相C、C相D、两相三、简答题（每题4分，共计20分）1、简述原料为煤的火力发电的生产过程第2页共5页2、什么是主接线图？3、什么叫做吹弧？分哪几类？4、简述交流电弧产生的原因5、重合器由哪几部部分组成？四、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=0.7m,母线绝缘子跨距L=1.2m。三相短路冲击电流为80kA。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=0.38）2、设计一个变电站主接线。高压侧为60kV，低压侧为10kV。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%），变电站全部为三类负荷。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。五、主接线设计题（20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页东北农业大学(2012-2013学年第二学期)—答案课程号：19600007z课程名称：变电工程设计-A学分：3考试方式：闭卷一、名词解释（每题4分，共计20分）1、枢纽变电站联络本电力系统中的各大电厂与大区域或大容量的重要用户，并实施与远方其它电力系统的联络，是实现联合发、输、配电的的枢纽，其电压最高，容量最大，是电力系统的最上层变电站。2、高压断路器是发电厂和变电站中最重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧装置，是在正常和故障情况下接通或断开高压电路的专用电器。3、电压互感器是二次回路中供测量和保护用的电压源，通过它能正确反映系统电压的运行状况。其作用是将一次侧的高电压改变成二次侧的低电压，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并便于监视、安装和维护，二是使低压二次回路与高压一次系统隔离，保证了工作人员的安全。4、双母线接线每回线路都经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QFm（简称母联）连接。5、保护接地将一切正常不带电而由于绝缘损坏有可能带电金属部分接地称为保护接地或称为安全接地。二、单选题（每题2分，共计20分）DABCADACCB三、简答题（每题4分，共计20分）1、简述原料为煤的火力发电的生产过程煤斗中的原煤送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。水被加热沸腾后汽化成水蒸汽，由汽包上部流出进入过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。2、什么是主接线图？表明各种电气设备有相互联系，设备的规范，防侵入电波及感应雷的措施，中性点接地第4页共5页方式，电压互感器及电流互感器的配置等的图纸。是所有其它图纸的依据。主接线图应反映本期工程和远景的区别，一般用实线表示本期工程，用虚线表示远景工程。3、什么叫做吹弧？分哪几类？利用灭弧介质（如气体、油等）在灭弧室中吹动电弧，这种方法在开关电器中应用最广。用弧区以外新鲜且低温的介质吹拂电弧，对熄灭电弧起到多方面的作用。它可将弧柱中大量正负离子吹到触头间隙以外，代之以绝缘性能高的新鲜介质；使弧柱温度迅速下降，阻止了热游离的继续进行；使触头间的介质强度提高；使被吹走的离子与冷介质接触，加快了复合过程的进行；使弧柱拉长变细，加快了弧柱的分解，弧隙电导下降。吹弧有纵吹和横吹两种方式。吹动方向与弧柱轴线相垂直时，称为横吹。横吹更易于把电弧拉长，增大电弧表面积，对弧柱的冷却效果好；横吹灭弧室尺寸可以小些，适用于较低电压的断路器。4、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）热游离是维持电弧燃烧的主要原因5、重合器由哪几部部分组成？由消弧部分与控制部分组成。消弧部分的功能是开断故障电流。消弧介质已由用油消弧发展到用真空或SF6气体消弧。控制部分主要包括：选定或调整最小跳闸电流；选定和调整动作特性；记忆重合次数。若在选定次数（一般为3~4次）重合闸不成功即自行闭锁，若在某次重合成功，经过一定时间记忆消失，自动恢复原始状态，下次发生故障时又能按预选次序重新动作。四、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=0.7m,母线绝缘子跨距L=1.2m。三相短路冲击电流为80kA。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=0.38）答：Fzd=1.73*10-7*L/a*ich2=1.73*10-7*1.2/0.7*800002=1898.1N一相母线中两条母线间距离a=2b=16mm其中每条母线的流过电流为40000AFi=2*10-7*1.2/0.016*0.38*400002=9120N2、设计一个变电站主接线。高压侧为60kV，低压侧为10kV。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%），变电站全部为三类负荷。第5页共5页要求：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。答：)%)(1(kVAxSKSjsitjs=0.9*1000*(1+10%)=990eSSmnjsjszd=990*e5x5%=990*1.28=1267.2S=0.8*1267.2=1013.8五、主接线设计题（20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。答案不唯一。