2009年注册电气工程师考试案例分析下剖析

1、 2009 年注册电气工程师考试案例分析（下）1-5题 某220kV变电所有两台10/0.4kV所用变，单母分段接线，容量630kVA计算负荷560kVA 现计划扩建：综合楼空调（仅夏天用）所有相加额定容量为 80kW照明负荷为40kW深井水 泵22kW功率因数0.85），冬天取暖用电炉一台，接在 2#主变的母线上，容量150kW 1、新增用电计算负荷为 A 。写出计算过程A 288.7kVA B 208.7kVA C 292kVA D 212kVA 解答：根据220kV500kV变电所所用电设计技术规程DL/T5155-2002第5.1.2条及附录B,计算采用换算系数法，所用变压器容量按下式

2、计算：S Ki xp 1+ P2+P3=O.85 x 22+80+150+40=288.7kVA2、若新增用电计算负荷为200kVA则所用变压器的额定容量为D。写出计算过程A 1#所用变 630kVA 2#所用变 800kVAB 1#所用变 630kVA 2#所用变 1000kVAC 1#所用变 800kVA 2#所用变 800kVAD 1#所用变 1000kVA 2#所用变 1000kVA 解答：根据220kV500kV变电所所用电设计技术规程DL/T5155-2002第5.1.2条及附录B,变压器容量S K1 xp 1+ P2+P3 ,原有计算负荷560KVA,扩建288.7kVA,故计算

3、负荷=560+288.7=848.7kVA ； 本规程第 4.1.1 条可知：每台工作变压器按全所计算负荷选择，故选用两台 1000kVA 的所用 变；3、深井泵进线隔离开关，馈出低压断路器，其中一路给泵供电，已知泵电动机启动电流为额定电流的5倍，最小短路电流为1000A,最大短路电流1500A,断路器动作时间0.01秒，可靠 系数取最小值。 B灵敏度 3.77灵敏度 2.99灵敏度 5.7A 脱扣器整定电流 265A，B 脱扣器整定电流 334A，C 脱扣器整定电流 265A，D脱扣器整定电流334A,灵敏度4.5DL/T5155-2002附录F表F2 : 断路器根据220kV500kV变电

4、所所用电设计技术规程5xPeA B C D过电流脱扣器整定电流IzKxIq，K=1.7, Iq =22=196.63A73u n co沁1.732x 0.85X 0.38故 lz=1.7 X196.63=334.26A,灵敏度=Id/Iz=1000/334.26=2.994、上述，进线侧断路器侧过流脱扣器延时为C 0A 0.1sB 0.2sC 0.3sD 0.4s 解答:根据220kV500kV变电所所用电设计技术规程 DL/T5155-2002附录G第G2条：断路器的选择配合，可取T=0.3S。5、如设专用备用变压器，则电源自投方式为B 0 当自投启动条件满足时，自投装置立即动作 当工作电源

5、恢复时，切换回路须人工复归 手动断开工作电源时，应启动自动投入装置 自动投入装置动作时，发事故信号解答:根据220kV500kV变电所所用电设计技术规程DL/T5155-2002第8.3.1条：自动投入装置动作后，应发预告信号而不是事故信号；手动断开工作电源时，不应启动自动投入装置。6-10某300MVA火力发电厂，厂用电引自发电机，厂用变主变为DYn 11Yn11容量40/25-25MVA 厂用电压6.3kV，主变低压侧与6kV开关柜用电缆相连，电缆放在架空桥架上。校正系数 K =0.8，环境温度40C, 6kV最大三相短路电流为38kA,电缆芯热稳定整定系数 C为150。& 6kV中性点经

6、电阻接地，若单相接地电流为100A,此电阻值为C。A 4.64 QB 29.70 QC 36.38 QD 63 Q根据火力发电厂设计技术规程DL5000-2000第13.3.2条：高压厂用电系统接地电流为7A及以上时，中性点宜采用低电阻接地，也可采用不接地方式，由题知lc=100A,故为低电阻接地系统。又根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005第18.2.6条：当中性点采用低阻接地方式时，接地电阻选择计算如下:R-=uIH.37。7、变压器到开关柜的电缆放置在架空桥架中, 为B。A YJV-6/6 7 根 3 X 185mm2C YJV-6/6 18 根 1 X 185mm2允许工

7、作电流6kV电力电缆，最合理最经济的B YJV-6/6 10 根 3D YJV-6/6 24 根 1X 120mm2X 150mm2根据电力工程电缆设计规范 GB50217-2007第3.2.3 条:335KV三相供电回路的芯数应选用三芯，故排除C、D。根据电力工程电缆设计规范GB50217-2007表C.0.2-1，查得：YJY-6/6-3*185的载流量=332*1.29=428.28A ; YJY-6/6-3*120 的载流量=246*1.29=317.34A。根据电力工程电气设计手册电气一次部分P232，表6-3计算厂用变压器低压侧回路工作电流:25咒103lg T05x73U：T05

8、l732.3=24057ASe根据电力工程电气设计手册-电气一次部分P933电力电缆的截面选择部分:（一）按持续允许电流选择:Kxu 3lg，K 二Kt 沢K1，由电力工程电缆设计规范GB50217-2007附录D，D.0.1知Kt=1.0 ;又由已知条件K1=0.8 ; 得 K =Kt 咒 K1 =0.81）采用3 X185电缆:7 X428.28 X).8=2398.362405.7A ;故选用 YJV-6/6 10 根 3 X20mm2图中电动机容量为1800kW电缆长50米，短路持续时间为0.25秒，电动机短路热效应按= l2t计算,电机的功率因数效率n cos申乘积为0.8。则选取电

9、缆C。A YJV-6/6 3C YJV-6/6 3X 95mmX 150mmB YJV-6/6 3 X 120mmD YJV-6/6 3 X 180mm根据电力工程电缆设计规范GB50217-2007附录 E，式 E : SA譽 103，由题意:Q =I2t =382 925 =361,得X103C=悄纠03=126.67mm2。若选用 YJV-6/6 3 X150mm2,根据电力工程电气设计手册-电气一次部分P940(三)按电压损失校验:应校验电动机回路的电缆电压损失:173人U % =I g L(r cos9 + xsin 日)10匕0.8 + 9.8曲宀0.6)05八5%满足要求。9、图

10、中380V低压接地保护动作时间为1分钟，求电缆导体与绝缘层或金属层之间的额定电压 为DA 380VB 379VC 291VD 219V根据电力工程电缆设计规范 GB50217-2007第3.3.2条：电缆导体与绝缘层或金属层之间额定电压的选择，中性点直接接地或经低电阻接地系统，接地保护动作不超过1min切除故障时，不应低于100%使用回路相电压，即380/1.732=219.39V。10、6kV断路器额定开断电流为 直流分量的能力C。A 22.5kAB 24kA40kA,短路电流为38kA，其中直流分量60%求此断路器开断C 32kAD 34kA解答:根据导体与电器选择技术规定DL/T5222

11、-2005第9.2.5条及条文说明部分：当断路器安装地点的短路电流直流分量不超过断路器短路开断电流幅值的20%时，额定短路开断电流仅由交流分量来表征，不必校验断路器的直流分断能力。如果短路直流分量超过20%时，应与制造厂协商，并在技术协议中明确所要求的直流分量百分数。断路器开断的直流分量值=38 X60% X.414=32.24kA,以40kA校核其直流分量百分数为 32.24/40 X.414=57%。故答案为C。11-15题 某发电厂，处IV级污染区，220kV升压站，GISABCD11 、请说明图中有什么原则性错误？ 变压器高压侧未配电压互感器 主变到 GIS 的进线不应使用架空线 变压

12、器套管未置避雷器 门框构架高度应该大于 15m 解答：12、耐张绝缘子串选XPW-160（几何爬电460mm,有效率为1,求片数。DA 16片B 17片C 18片D 19片 解答：根据交流电气装置的过电压保护与绝缘配合 DL/T620-1997 第10.2.1 条或电力工程电气 设计手册电气一次部分第6-7节第四部分悬式绝缘子片数选择， 按照工频电压和泄漏比距 选择绝缘子片数：N泄漏比距m/Ke XL0 ;又由高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准 GB/T16434-1996 表2可知W级污秽区220kV升压站内泄漏比距=3.1，故N毛1 &52/1.0 X46=16.98

13、，取17片。又由导体与电器选择设计技术规定 DL/T5222-2005 第 9.0.4 条：污秽区耐张绝缘子串的 片数达到要求时， 可不再比悬垂绝缘子串增加， 考虑绝缘子的老化， 220kV 耐张绝缘子串预留2片零值绝缘子，故选 19片。13、220kV GIS的接地短路电流为20kA, GIS基座下有2条地引下线与主接地连接，在热稳定 校验时，应该取热稳定电流为B。A 20kAB 14kAC 10kAD 7kA解答:由交流电气装置的过电压保护与绝缘配合DL/T621-1997第6.2.14条，第b）款：lg=70% X20=14kA14、某一接地引下线短路电流为15kA，时间为2秒，扁钢，热

14、稳定截面应大于D。A 101mmB 176.8mmC 212.1mmD 301.3mm解答:由交流电气装置的过电压保护与绝缘配合DL/T621-1997附录C:接地装置的热稳定校验:Sg /咒春=15000 = 303.04mm15、主变套管、GIS套管对地爬电距离应大于A。A 7812mmB 6820mmC 6300mmD 5500mm解答:根据高压架空线路和发电厂、变电所环境污区分级及外绝缘选择标准GB/T16434-1996表2，爬电比距3.1cm/kV，按系统最高工作电压计算爬电距离:252 X3.1=781.2cm=7812mm。16-20题 某火电厂，220直流系统，每机组设阀铅酸

15、电池，单母接线，两机组间有联络。16、不设保护回路的是C。A蓄电池出口回路B馈线C直流分电柜电源进线D蓄电池试验放电回路C 923mmD 1847mm电压降选择电缆截面：Scac =P 咒 2LI ca根据电力工程直流系统设计技术规程DL/T5044-2004第6.1.1条：蓄电池出口回路、充电装置直流侧出口回路、直流馈线回路和蓄电池试验放电回路等，应装设保护电器。17、阶梯法，每组蓄电池2500Ah, 103只，1小时放电率I=1375A, 10小时放电率I=250A，事 故放电初（1分钟）冲击放电电流1380A电池组与直流柜电缆长40米，允许电压降下，连接 铜芯电缆最小截面为C 02A 9

16、20mmB 167mrTi根据电力工程直流系统设计技术规程DL/T5044-2004附录D，第D.1条：按电缆长期允I pc A I ca1 ；按回路允许许载流量和回路允许电压降两个条件选择。按电缆长期允许在流量:由表 D.1 及 D.2 得到：lea 取 leal、|ca2 中大者；|ca1=1375A, I ca2=1380A, I ca= |ca2 = 1380A,按照阶梯法蓄电池回路AUp t2,tl、t2分别为上下级断路器保护动作时间。19、蓄电池充电模块数计算（略）20、联络线刀开关选择（略）21-25题 发电厂有1600kVA两台互为备用的干式厂用变，DYn11 直接接地。6.3

17、/0.4kV , Ud=6% 中性点21、需要装的保护配置为 D。纵联差动，纵联差动，电流速断，电流速断，ABCD过流，瓦斯，单相接地 过流，温度，单相接地短路 过流，瓦斯，单相接地 过流，温度，单相接地短路解答：根据火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T5153-2002 第 9.5.1条：厂用变 SN 为 1600kVA ，故选用电流速断保护作为变压器绕组内及引出线的相间短路保护；用过电流保护保护变压器及相邻元件的相间短路保护；干式变压器不需设瓦斯保护； 400kVA及以上的车间内干式变压器均应设温度保护。22、低压侧自起动电动机的总容量 WD = 960kVA则过流保护整定值为A。A 4

18、932.9AB 5192.6AC 7676.4AD 8080.5A由电力工程电气设计手册-电气二次部分第29-8节第四部分第六小点（P696）:低压厂用变压器过电流保护，按躲过变压器所带负荷需要自启动的电动机的最大启动电流之和，备用 电源为明备用:=1.7812 _ 6 1600I +1000.6 x 5 x 960Kzq =Ud% 丄WE100 十 0. 6KqdWD变压器二次侧额定电流:le=Se =1600= 2309.46AJ3Ue咒 0. 4Idz=Kk X Kzq 咒1 e = 1.2 X 1. 781 天 2309. 46 =4935. 8A23、最少需要的电流互感器和灵敏度为D

19、。A三相大于等于2.0B三相C两相大于等于2.0D两相大于等于 大于等于1.51.25根据火力发电厂厂用电设计技术规定DL/T5153-2002第9.5.1条：低压厂用变压器的电流速断保护及过电流保护宜采用两相三继电器的接线方式；由题知低压厂用电系统为中性点直接接地系统，由本规程第9.1.1条：动作于跳闸的单相接地保护灵敏系数不低于1.5;又由本规程第9.5.1条-5-2）及电力工程电气设计手册.电气二次部分第29-8节第三部分“低压厂用工作及备用变压器保护”第五点（P691 ）利用高压侧的过电流保护作低压侧的单相短路可适当降低灵敏系数，可取1.25。24、由低压母线引出到电动机，功率为 75

20、kW电流145A,起动电流为7倍额定电流，装电磁 型电流继电器，最小三相短路电流为 6000A则整定值为B。A 1522.5A 3.94B 1522.5A 3.41C 1928.5A 3.11D 1928.5A 2.96根据电力工程电气设计手册-电气二次部分第23-2节第三部分“保护的整定计算”（二）电流速断保护：一次动作电流ldz=Kk*lqd，由题知继电器为 DL型，故Kk=1.41.6, lqd=7 X145=1015A,Idz=Kk Xqd = （1.4 1.6） X1015=（1421 1624）A,灵敏系数校验；Klm = |D.min（两相短路电流）/Idz, lD.min（两相

21、短路电流）=lD.min（三相短路电流）X1.732/2=5196A,故 Kim=5196/1522.5=3.41。25、假设电动机内及引出线单相接地相间短路整定电流为1530A,电缆长130m相间短路保护灵敏系数为 A 。A 1.5 ，不需要另加单相接地保护B 1.5 ，需要另加单相接地保护C 1.2 ，不需要另加单相接地保护D 1.2 ，需要另加单相接地保护解答：根据火力发电厂厂用电设计技术规定 DL/T5153-2002 第 9.1.1 条，知动作于跳闸的单相 接地保护灵敏系数不低于 1.5；求得相间短路保护的灵敏系数 Klm=5196/1530=3.3961.5 ，由 本规定第 9.7

22、.1-2 条：对于 55kW 及以上的电动机如果相间短路保护能满足单相接地短路的灵 敏性时，可由相间短路兼作接地短路保护。26-30题500kV变电所，750MVA 500/220/35kV主变两台，拟在35kV侧装高压并联补偿电容 器组。C 400MVarD 600MVar26、电容器补偿容量不宜选 D 。A 150MVarB 300MVar 解答：根据并联电容器装置设计规范 GB50227-1995 第3.0.2条：电容器的安装容量可按变压器 容量的 10%-30% 确定。750 X2 X（10%-30% ） = （150-450 ） MVar。27、为限制 3次及以上谐波，电容器组的串联

23、电抗应该选 C 。A 1%B 4%C 13%D 30%根据并联电容器装置设计规范 GB50227-1995第5.522条：当并联电容器装置接入电网处的背景谐波为3次及以上时，宜取12% ;或由电力工程电气设计手册.电气一次部分第9-4节 表9-23，为抑制3次谐波，A=12%-13%。28、单组，三相35kV, 60000kVar的电容器4组，双丫连接，每相先并后串，由二个串段组成, 每段10个单台电容器，则单台电容器的容量为B。A 1500kVarB 1000kVarC 500kVarD 250kVar解答:1 ）每相容量 60000/3=20000kVar ;2）每相二个串段组成，每段10

24、个单台电容器，所以每相2X10=20台;3 ）单台电容器容量 20000/20=1000kVar 。29、本所35kV三相4组，双丫连接，先并后串，由二个串段组成，每段10个单台334kvar电容器并联，其中一组串12%勺电抗器，这一组电容器的额定电压接近D。A 5.64kVB 10.6kVC 10.75kVD 12.05kV解答:根据并联电容器装置设计规范 GB50227-1995第5.2.2.3条：串联电抗器引起的电容器运行电压升高，接入串联电抗器后，电容器运行电压按公式（5.2.2）计算:UcUs=1” 亠=12.05kV。V3S 1 -K 亦 “1-12%30、4组三相35kV 600

25、00kvar电容器，每组串12%fe抗, 可不考虑电容器对母线短路容量的助增。A 1200MVAB 1800MVAC 2200MVA当35kV母线短路容量为下面D时,D 3000MVA根据导体与电器选择技术规定DL/T5222-2005附录F，F.7 :对于采用（12-13） %串联电抗器的电容器装置Qc/SdV 10%时，可以不考虑其对短路电流的影响，即Sd Qc/10%=60%4/10%=2400MVA。31-35题 架空线，档距1000m ,悬点高差h=150m ,最高气温时导线最低点应力=50N/mm 2,垂直比载 Y = 2. 5x 10-N(m .mm)31、电线应力弧垂公式f=

26、rl 78 c属B oC斜抛物线公式D悬链线公式A经验公式B平抛物线公式解答:由电力工程高压送电线路手册第二版P196 表 3-3-1 032、用悬链线公式，在最高气温时档内线长B 0A 1021.67mB 1021.52mC 1000mD 1011.55m由电力工程高压送电线路手册第二版 P196表3-3-1I 502 2 sh2 2.501000 + 1502 = 1021. 52m Y(2. 5x 10 )2X 5033、用斜抛物线计算最大弧垂为B oA 62.5mB 63.5mC 65.5mD 61.3m由电力工程高压送电线路手册第二版P196 表 3-3-1fm厂8b 0 cos_

27、2. 5 咒 10,天 100028 X 50 X 0. 9889=63. 2ta n竺=0.151000cosp = 0. 988934、用斜抛物线计算距一端350m的弧垂为C。A 56.9mB 58.7mC 57.5mD 55.6m解答:由电力工程高压送电线路手册第二版 P196表3-3-1坐标原点取一端的电线悬挂点，故TH4 X 35010001000 丿X 63.2 = 57. 512fm为最大弧垂，上题已求出。35、用平抛物线计算I=1000m档内高塔侧，导线最高温悬垂角为B。A 8.53 0B 14oC 5.7 oD 21.8o解答:由电力工程高压送电线路手册第二版 P196表3-

28、3-1珀=tanfl J=tan 申 5 O. 1000 + 150、1000 丿2X 50=14. 03。36-40题，单回500kV架空线，水平排列，4分裂LGJ-300/40导线，截面338.99mm2外径23.94mm单位重1.133kg/m，线在主要气象条件下：气象垂直比载水平比载综合比载水平应力最咼气温32.78032.7853最低气温32.78032.7865年平均气温32.78032.7858最大覆冰60.549.5361.28103最大风（杆塔何载）32.7832.1445.9182最大风（塔头风偏）32.7826.1441.9375最大弧垂计算为最高气温，绝缘子串重 200kg,（提示：均用平抛物线公式）36、大风、水平档距500m垂直档距217m不计绝缘子串风压，则绝缘子串风偏角为B。A