东北农业大学变电工程设计考试试卷（12套）及答案

1、第 PAGE 60 页 共 NUMPAGES 60 页东 北 农 业 大 学(2009 -2010 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2分，共计20分）1.火电厂2.限流效应3.近阴极效应4.零休5.水力发电厂6.长期发热7.重合器8.双母线接线9.近阴极效应10.跨步电压二填空（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（ ）到（ ）。2电弧中的电子和正离子，从浓度（ ）的空间向浓度（ ）的介质周围移动的现象，称为扩散。3按变电站在电力系统中的地位，变电

2、站可分为（ ）（ ）（ ）（ ）。4电弧的熄灭与否取决于弧隙中的（ ）恢复过程和弧隙上（ ）恢复过程的速度。三简答（每题7分，共计35分）真空断路器的屏蔽罩的作用是什么？屋外配电装置的特点是什么？电气设备发热都有哪些损耗造成的？正常运行的电流互感器二次侧可否开路？比较铜、铝、钢三种金属作为导线材料的优缺点。四（25分）设计一个发电厂主接线。 已知：有4台发电机组，当地负荷4会出线，有一条经升压变压器与电网相连。 要求：画出主接线图，注明符号。变电工程（A）答案一名词解释（每题2分，共计20分）1.火电厂灭弧时间很短、灭弧能力又很强的熔断器，在开断时产生的短路电流最大值小于预期的断流最大值的现象

3、。2.限流效应-灭弧时间很短、灭弧能力又很强的熔断器，在开断时产生的短路电流最大值小于预期的断流最大值的现象。3.近阴极效应-在极性转换的瞬间0.1-1微秒，靠近阴极的地方出现150250V的介质强度，叫做近阴极效应。4.零休-电弧电流过零时，变化缓慢，甚至在某段时间约等于零的现象5.水力发电厂-6.长期发热-由正常工作电流引起的发热，称为长期发热。7.重合器8.双母线接线10.跨步电压进入电位分布区域内的人，沿着或逆着电位线每走一步，两脚之间的电位差叫做跨步电压。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电弧中的

4、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。3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 ）变电所。4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。三简答（每题7分，共计35分）真空断路器的屏蔽罩的作用是什么？答：真空断路器的屏蔽罩可以吸收金属电子、金属离子和炽热的金属液滴，防止这些电弧的生成物和真空断路器外壳的内壁相接触，进而提高灭弧和绝缘能力。屋外配电装置的特点是什么？答：土建量和费用小，建设周期短；扩建方便；相邻设备间距较大，便于带电作业；占地面积大；受外界气候影响，设备运

5、行条件差；外界气象变化影响设备的维修和操作。电气设备发热都有哪些损耗造成的？答：电气设备在运行中，电流通过导体时产生电能损耗，铁磁物质在交变磁场中产生涡流和磁滞损耗，绝缘材料在强电场作用下产生介质损耗，这三种损耗几乎全部转变为热能。正常运行的电流互感器二次侧可否开路？答：不可以。因为二次绕组磁通过零时，感应产生很高的尖顶波电势，其值可达上万伏，将会危及工作人员人身安全和设备绝缘；引起过热也会使铁芯和线圈有被损坏的危险，在铁芯中还会产生剩磁使互感器误差增大。比较铜、铝、钢三种金属作为导线材料的优缺点。答：铜的电阻率低，机械强度大，抗腐蚀性强，是很好的导线材料，但储量不多，价值较贵。铝电阻率是铜的

6、1.72倍，重量轻，储量多，价值也低，但机械强度小，易氧化，耐腐蚀性差。钢在交流回路中会产生很大的的涡流和磁滞损耗，但价格低，机械强度高。东 北 农 业 大 学(2009 -2010 学年 第 二 学期)课程号：19600007z 课程名称：变电工程设计-B 学分：3 考试方式：闭 卷题 号试 题(分值)名词解释（每题2分，共计30分）水力发电厂限流效应双母线接线CT的10%误差曲线接触电压复合近阴极效应TA的电流误差发电厂10.重合器填空（每空2分，共计20分）1接地体按结构可分为（ ）接地体和（ ）接地体。2根据电气设备和母线的布置高度，屋外配电装置可分为（ ）（ ）（ ）（ ）等。3电气

7、设备在运行中，电流通过导体时产生（ ）损耗，铁磁物质在交变磁场中产生( ) 和（ ）损耗，绝缘材料在强电场作用下产生（ ）损耗，这三种损耗几乎全部转变为热能。简答（每题5分，共计20分）倒闸操作断开线路时，应先断断路器还是先断隔离开关，为什么？断路器如果拒绝合闸，请分析主要原因可能是什么？电气设备发热都有哪些损耗造成的？保护接零为什么要采取重复接地？四判断（每题2分，共计10分）1使用隔离开关可以进行接通或切断母线和直接与母线相连设备的电容电流。（ ）2石棉管熔断器灭弧能力强，燃弧时间短，并有较大的开断能力。 （ ） 3接地装置包括接地体和避雷针。 （ ）4长期发热比短期发热，设备温度升的快。

8、 （ ） 5额定容量相同的真空断路器的重量比六氟化硫断路器重。 （ ）五（20分）设计一农村火电厂主接线。要求画出主接线图，注明符号，变压器容量和台数的选择要有简要的计算和说明。 原始资料：装设4台发电机组，3000kW一台，1500kW三台，额定电压6kV,功率因数=1。发电机电压母线上引出6回架空线路，最大综合负荷为6500kW,最小综合负荷为4000kW,地方工业负荷占的比重较大，并有少量二类负荷。发电厂能把剩余功率以一回35kV线路送入电力系统，又能由电力系统取得电能。变电工程（B）-答案名词解释（每题2分，共计30分）水力发电厂把水的动能和势能转化成电能的工厂。限流效应-灭弧时间很短

9、、灭弧能力又很强的熔断器，在开断时产生的短路电流最大值小于预期的 断流最大值的现象。双母线接线-每回出现路和每回进线都经过一组断路器和两组隔离开关分别接到两段不同母线上的接线 CT的10%误差曲线当电流互感器的10%倍数与互感器二次允许最大负荷阻抗 的关系曲线叫做10%误差曲线。接触电压人接触外壳带电设备，手和脚之间的电位差。复合带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象。近阴极效应-在极性转换的瞬间0.1-1微秒，靠近阴极的地方出现150250V的介质强度，叫做近阴极效应。TA的电流误差二次侧电流的测量值和一次侧电流实际值之间的差，与一次电流之比，以以后者的百分数来表示。发电厂把其它形式的

10、能量转化成电能的工厂10.重合器-重合器是一种自动化程度很高的设备。它可以自动监测通过重合器主回路的电流，当确定是故障电流后，持续一定时间按反时限保护自动自动断开故障电流，并可根据要求进行多次自动重合，向线路恢复送电。填空（每空2分，共计20分）1接地体按结构可分为（ 自然 ）接地体和（ 人工 ）接地体。2根据电气设备和母线的布置高度，屋外配电装置可分为（ 低型 ）（ 中型 ）（ 半高型 ）（ 高型 ）等。3电气设备在运行中，电流通过导体时产生（ 电能 ）损耗，铁磁物质在交变磁场中产生( 涡流 ) 和（ 磁滞 ）损耗，绝缘材料在强电场作用下产生（ 介质 ）损耗，这三种损耗几乎全部转变为热能。简

11、答（每题5分，共计20分）倒闸操作断开线路时，应先断断路器还是先断隔离开关，为什么？答：断开线路时，应该先断开断路器，因为断路器具有灭弧功能，可以保护设备和人身安全，同时还可以防止事故范围扩大。断路器如果拒绝合闸，请分析主要原因可能是什么？答：拒合的原因主要有两方面，一是电气方面故障：控制回路断线或无控制电源、合闸回路熔断器的熔丝熔断或接触不良、闸接触器未动作、合闸线圈发生故障。二是机械方面原因：传动机构连杆松动脱落、合闸铁芯卡涩、断路器分闸后机构未复归到预合位置、跳闸机构脱扣等。电气设备发热都有哪些损耗造成的？答：在运行中，电流通过导体时产生 电能 损耗，铁磁物质在交变磁场中产生涡流 和磁滞

12、 损耗，绝缘材料在强电场作用下产生 介质 损耗，这三种损耗几乎全部转变为热能。保护接零为什么要采取重复接地？答：电气设备的外壳与电源的中性线作可靠的电气连接形成接零回路，叫做保护接零。为了防止零线断线后，端口后的电气设备没有接零保护，这样当断口后面的电气设备外带电时，可以保护人员的安全，所以零线要采取重复接地。四判断（每题2分，共计10分）1使用隔离开关可以进行接通或切断母线和直接与母线相连设备的电容电流。（ V ）2石棉管熔断器灭弧能力强，燃弧时间短，并有较大的开断能力。 （ X ） 3接地装置包括接地体和避雷针。 （ X ）4长期发热比短期发热，设备温度升的快。 （ X ） 5额定容量相同

13、的真空断路器的重量比六氟化硫断路器重。 （ X ）五（20分）设计一农村火电厂主接线。要求画出主接线图，注明符号，变压器容量和台数的选择要有简要的计算和说明。 原始资料：装设4台发电机组，3000kW一台，1500kW三台，额定电压6kV,功率因数=1。发电机电压母线上引出6回架空线路，最大综合负荷为6500kW,最小综合负荷为4000kW,地方工业负荷占的比重较大，并有少量二类负荷。发电厂能把剩余功率以一回35kV线路送入电力系统，又能由电力系统取得电能。答：首先计算发电厂变压器容量： SB1SF-Szx=(3000+1500*3)-4000=3500kW SB2Szd-SF-1=6500-

14、(1500*3+3000)-3000=2000 kW SB=maxSB1，SB2=3500 kW台数：因为地方工业负荷比重较大，并有少量二类负荷，所以选择2台主变。 每台主变容量为3500/2=1750kVA. （图略）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

15、、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4SF6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、100 B、105 C、110 D、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

16、 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、510 B、1015 C、1520 D、2025三是非题（

17、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。（ ）2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1/101/5。 （ ）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？4SF6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

18、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（1008）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

19、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。 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。近阴极效应 在电弧电流过零后0.11s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

20、约为150V250V，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）。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。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。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） AAACA DACCC三是非题（每题2分，共10分） XXXXX四简答（每题4分，共

21、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，

22、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。 （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。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

23、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（1008）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1

24、0%，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：=0.9*2000*(1+10%)=1980=1980* e5x5%=1980*1.28=2534S=0.6*2534=1521 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。东 北 农 业 大 学(2010 -2011 学年 第 二 学期)课程

25、号：07600003z-1 课程名称：变电工程设计-B 学分：3 平时成绩：30%题 号 试 题(分值)一、名词解释（每题4分，共计20分） 1、发电厂 2、复合 3、限流效应 4、单母线接线 5、跨步电压二、单选题（每题2分，共计20分）1、发电厂是把各种（ ）转化成电能的工厂A、电力能源 B、一次能源 C、二次能源 D、化学能源 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、电弧是有触点的（ ）电器在切断有载电路过程中必然产生的物理现象。 A、测量 B、保护 C、开关 D、继电4、高电场发射（ ）是产生电弧的主要条件。 A、电子 B、正离

26、子 C、负离子 D、分子5、互感器是一次系统和二次系统间的（ ）元件，用以分别向测量仪表、继电器的 电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。 A、联络 B、开关 C、测量 D、保护 6、目前农村配电网中均采用电磁式电流互感器，通常用字母（ ）表示。 A、TA B、TB C、TC D、TD 7、电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和（ ）电能的电路。 A、传输 B、分配 C、生产 D、运行8、电气主接线的基本要求是运行的（ ）、灵活性和经济性。 A、保密性 B、可行性 C、可靠性 D、简洁性 9、电气设备在运行中，电流通过导体时产生电阻损耗，铁磁物质在交变

27、磁场中产生涡流和磁滞损耗，绝缘材料在强电场作用下产生（ ）损耗。 A、电力 B、热 C、电流 D、介质 10、电气设备运行实践证明，当导体和电器的温度超过一定范围以后，将会加速（ ）的老化，降低绝缘强度，缩短使用寿命。 A、绝缘材料 B、导体设备 C、铁磁物质 D、铁芯 三、简答题（每题5分，共计30分） 1、什么是一次能源？ 2、电能和其它形式的能源相比有哪些特点？3、什么是电弧？4、什么是扩散？5、真空断路器有哪些特点？6、分段器有哪些性能？四、计算题（每题10分，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。 已知：变电站当年的各用户负荷总和为1000kVA，

28、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。2、已知发电机引出线截面S=2（1008）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46kA。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。（已知截面系数为0.38） 五、倒闸操作题（10分） 说明停电检修任一出线路的倒闸操作步骤。要求：自己画图，并标明符号。 (B卷)答案课程号：

29、07600003z-1 课程名称：变电工程设计 学分：3 平时成绩：30%题 号 试 题(分值)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、复合带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象。 3、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。 4、单母线接线整个配电装置只有一组母线，每个电源线和引出线都经

30、过开关电器接到同一组母线上。 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、单选题（每题2分，共计20分）1、发电厂是把各种（ B ）转化成电能的工厂A、电力能源 B、一次能源 C、二次能源 D、化学能源 2、一次能源包括燃料的化学能、水能和（ C ）等能源A、电能 B、二次能源 C、风能 D、机械能 3、电弧是有触点的（ C ）电器在切断有载电路过程中必然产生的物理现象。 A、测量 B、保护 C、开关 D、继电4、高电场发射（ A ）是产生电弧的主要条件。 A、电子 B、正离子 C、负离子 D、分子5、互感器是一次系统和二次系统间的（ A ）元件，用以分别向测量仪表、继电器的

31、 电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。 A、联络 B、开关 C、测量 D、保护 6、目前农村配电网中均采用电磁式电流互感器，通常用字母（ A ）表示。 A、TA B、TB C、TC D、TD 7、电气主接线是由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和（B ）电能的电路。 A、传输 B、分配 C、生产 D、运行8、电气主接线的基本要求是运行的（ C ）、灵活性和经济性。 A、保密性 B、可行性 C、可靠性 D、简洁性 9、电气设备在运行中，电流通过导体时产生电阻损耗，铁磁物质在交变磁场中产生涡流和磁滞损耗，绝缘材料在强电场作用下产生（D）损耗。 A、电力 B、热 C、

32、电流 D、介质 10、电气设备运行实践证明，当导体和电器的温度超过一定范围以后，将会加速（ A ）的老化，降低绝缘强度，缩短使用寿命。 A、绝缘材料 B、导体设备 C、铁磁物质 D、铁芯 三、简答题（每题5分，共计30分）1、什么是一次能源？答：一次能源指自然界中现成存在，可直接取得利用而又不改变其基本形态的能源。例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等。2、电能和其它形式的能源相比有哪些特点？ 答：（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。3、什么是电弧？电弧是有触点的开关电器在切断有载电路过程中必然产生的物理现象。它是一种气

33、体游离放电现象，指当某段空气间隙两端施加足够高的电压时，空气绝缘被击穿，电流会通过该空气间隙。实验证明，用开关电器切断通有电流的线路时，只要电源电压大于1020V，电流大于80100mA，在开关电器的动、静触头分离瞬间，触头间就会出现电弧。4、什么是扩散？答：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。5、真空断路器有哪些特点？答：（1）触头开距小，10kV级真空断路器的触头开距只有10mm左右，所需的操作功率小，动作快。（2）燃烧时间短，燃烧时间与开断电流大小无关，一般只有半个周波，称半周波断路器。（3）触头间隙介质恢复速度快，对于开断近距离故障和开断电容电流

34、性能较好。（4）体积小，重量轻，便于柱上安装。（5）能防火防爆。6、分段器有哪些性能？答：（1）分段器具有自动对上一级保护装置跳闸次数的计数功能。（2）分段器不能切除故障电流，但是与重合器配合可分断线路永久性故障。由于它能切除满负荷电流，所以可作为手动操作的负荷开关使用。（3）分段器可进行自动和手动跳闸，但合闸必须是手动的。分段器跳闸后呈闭锁状态，只能通过手动合闸恢复供电。（4）分段器有串接于主电路的跳闸线圈，更换线圈即可改变最小动作电流。（5）分段器与重合器之间无机械和电气的联系，其安装地点不受限制。（6）由于分段器没有安一秒特性，因此在使用上有特殊的优点。例如，它能用在两个保护装置的保护特

35、性曲线很接近的场合。四、计算题（每题10分，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。 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。 答：=0.9*1000*(1+10%)=990=990* e5x5%=990*1.28=1267.2S=0.6*1267.0=760.322、已知发电机引出线截面S=2（1008）mm2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母线有两条。三相母线水平

36、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46kA。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。（已知截面系数为0.38）答：Fzd=1.73*10-7*L/a*ich2=1.73*10-7*1.2/0.7*460002=627.5N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23000AFi=2*10-7*1.2/0.016*0.38*230002 =3015.3N 五、倒闸操作题（10分） 说明停电检修任一出线路的倒闸操作步骤。要求：自己画图，并标明符号。答：先断断路器、再断负荷侧隔离开关、再断电

37、源侧隔离开关，目的为了减少停电范围。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2TA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

38、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、100 B、105 C、110 D、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

39、、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、23米 B、47米 C、510米 D、612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、1/121/5 B、1/101/5 C、1/121/6 D、1/121/4三是非题（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

40、候电流互感器二次侧可以开路。 （ ） 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？4SF6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

41、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、 （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） 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)参考答案：名词解释（每题5分，共计20分）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。发电厂：把各种其它形式的能量转化为电能的工厂。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。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

42、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。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

43、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）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）。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）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（

44、2分）。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）。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

45、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。（10分）答：=0.9*1000*(1+10%)=990 （5分）=990* e5x5% =990*1.28 =1267.2 （3分）S=0.6*1267.0=760.32 （2分）字说明。(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

46、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。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-B 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、成套配电装置2、引水式水电厂 3、间接复合 4、重合器 5、电压互感器二、单选题（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、供热

47、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。3、弧隙中带电质点自身消失或者失去电荷变为中性质点的现象称为（ ）。 A、复合 B、扩散 C、中和 D、去游离4、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5、互感器的误差一般由（ ）和角误差来表示。 A、电压误差 B、相对误差 C、测量误差 D、电流误差6、电流互感器中当次电流I1减小，值将逐渐下降，由于磁导率下降励磁损耗增大，故误差fi和i随I1减小而（ ）。

48、 A、减小 B、增大 C、保持不变 D、随机变化7、电气主接线的基本要求是运行的（ ）、灵活性和经济性。 A、保密性 B、可行性 C、可靠性 D、简洁性8、当变电所设备利用率较高，年利用小时数在（ ）小时以上，主要供应类、类 负荷用电时，必须采用供电较为可靠的接线形式。 A、5000 B、6000 C、7000 D、80009、长期发热过程中，导体通过的电流较小，时间长，产生的热量有充分时间散失到周围介质中，热量是（ ）。 A、减小的 B、平衡的 C、增大的 D、变化的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、1/121/5 B、1/

49、101/5 C、1/121/6 D、1/121/4三、简答题（每题4分，共计20分）1、什么是一次能源？2、简述热击穿和电击穿阶段的特征。3、对隔离开关有哪些基本要求？4、电流互感器有哪些特点？5、简述单母线接线的优缺点。四、计算题（每题10分，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。 已知：变电站当年的各用户负荷总和为1500kVA，线损率为8%，同时系数为0.9，考虑5年的增长（年增长率为7%），变电站有少量的二类负荷。 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、 （

50、参数：tz(3)=1.82s , tz(2)=1.3s , 热稳定系数C=91 *106）五、主接线题（10分） 设计一个双母线三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。六、倒闸操作题（10分） 论述双母线工作母线和备用母线相互转换的倒闸操作步骤，画图并说明。变电工程设计B -答案一、名词解释（每题4分，共计20分） 1、成套配电装置 在制造厂内把属于同一回路的开关电器、互感器等电气设备装配在不封闭的金属柜中，构成一个独立的单元，成套供应。引水式水电厂这种水电厂建筑在山区水流湍急的河道上或河床坡度陡峭的地段，由引水渠道提供水头，且一般不需要修筑堤坝，只修低堰即可。 3、间

51、接复合 电子碰撞中性质点时，一个电子可能先附着在中性质点上形成负离子，其速度大大减慢，然后与正离子复合，形成两个中性质点。 4、重合器 一种自行控制的装置，它能按照预先选定的断开和重合动作顺序在交流回路中自动开断和重合，并保持合闸状态或断开闭锁状态。重合器一般由两部分组成：消弧部分与控制部分。 5、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。二、单选题（每题2分，共计20分）CADADBCA

52、BA三、简答题（每题4分，共计20分）1、什么是一次能源？ 一次能源指自然界中现成存在，可直接取得利用而又不改变其基本形态的能源。例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等。2、简述热击穿和电击穿阶段的特征。 热击穿阶段的特征是：弧隙处于导通状态，具有一定数值的电阻，有剩余电流通过，弧隙仍得到能量。电击穿阶段的特征是：弧隙电阻值趋于无穷大，弧隙呈介电状态，但温度较高，弧隙的耐压强度比常温介质低的多，所以容易被击穿。对隔离开关有哪些基本要求？ 有明显的断开点；断口应有足够可靠的绝缘强度。具有足够的动、热稳定性。结构简单，分、合闸动作灵活可靠。隔离开关与断路器配合使用时，应具有机械的或电气的连锁装置，以

53、保证正常的操作顺序。（2条以上即可）4、电流互感器有哪些特点？一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关；电流互感器二次绕组所接仪表和继电器电流线圈阻抗很小所以在正常情况下，电流互感器在接近短路状态下运行。5、简述单母线接线的优缺点。优点：接线简单清晰、设备少、操作方便、便于扩建和采用成套配电装置。缺点：灵活性和可靠性差，当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开它所连接的电源；与之相连的所有电力装置在整个检修期间均需停止工作。此外，在出线断路器检修期间，必须停止该回路的工作。四、计算题（每题10分，共计20分）1、设计一个变电站主接

54、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1500kVA，线损率为8%，同时系数为0.9，考虑5年的增长（年增长率为7%），变电站有少量的二类负荷。 要求：画出主接线图，变压器的容量计算要有简要的计算过程，台数的确定要有文字说明。Sjs=KtSi（1+X%）（kVA）=0.9*1500*108%=1458（kVA) Sjszd=Sjs*emn=1458*（2.7）35%=1458*1.42=2069（kVA） Se=0.6*2069=1241（kVA）有二类负荷 一般选择两台主变2、 要求：用最小截面积法校验。并计算出短路时间t、 （参数：tz(3)=1.82

55、s , tz(2)=1.3s , 热稳定系数C=91 *106）2 因为 I(2)I(3) 所以要比较两相短路的发热短路计算时间 t=tb+tf=1.25+0.25=1.5(s)1(s)故不考虑短路电流非周期分量的发热 即不计算tfz，只计算tz，tdz=tz。如题所示 tz（3）= 1.82s tz（2）= 1.3s 所以有”(3)=I”(3)/I(3)=25/14=1.79 ”(2)=I”(2)/I(2)=0.866I”(3)/I(2)=1.14三相短路时的热脉冲为I(3)2*tz(3)=142*1.82=356.7(KA)2s两相短路时的热脉冲为I(2)2*tz(2)=192*1.3=4

56、69.3(KA)2s因此 两相短路发热大于三相短路发热,应按照两相短路进行校验用最小截面法校验已知C=91*106 所以母线最小截面积为Szx=I(2)/C*根号下tdz(2)Kj=19*103/91*106*根号下1.3=238(mm2)因此S=50*6(mm2)Szx=238(mm2) 满足热稳定性五、主接线题（10分） 设计一个双母线三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。六、倒闸操作题（10分） 论述双母线工作母线和备用母线相互转换的倒闸操作步骤，画图并说明。先合上母联断路器两侧的隔离开关，再合母联断路器QFm，向备用母线充电，如果母联断路器跳闸，说明备用母线有

57、短路故障，需要排除故障。如果备用母线无故障，则母联断路器不跳闸，可以继续进行后面的操作步骤。这时两组母线电位相等，操作隔离开关时不会产生电弧。为保证不中断供电，按“先通后断”原则进行操作，即先接通备用母线上的隔离开关，再断开工作母线上的隔离开关。完成转换后，再断开母联QFm及其两侧的隔离开关，即可使原工作母线退出运行进行检修。 东 北 农 业 大 学 题 签 (A卷) (2011-2012学年第 一 学期)课程号：07600003z-1 课程名称：变电工程设计 学分：3 平时成绩：30%题 号 试 题(分值)一、名词解释（每题4分，共计20分） 1、发电厂 2、去游离 3、近阴极效应 4、限流

58、效应 5、跨步电压二、单选题（每题2分，共计20分）1、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2、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、100 B、1

59、05 C、110 D、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、23米 B、47米 C、510米 D、612米9、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、1/121/5 B、1/101/5 C、1/121/6 D、1/121/410、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（

60、 ）接线比较合适。 A、单元 B、内桥 C、外桥 D、角形三、简答题（每题3分，共计30分） 1、什么是电能？ 2、根据开关电器的不同性能，可将其分为哪几类（举例说明）？3、简述交流电弧产生的过程。4、什么是扩散？并说明扩散的特点。5、简述热击穿和电击穿阶段的特征。6、说明GW8-35GD/600 设备型号中各个参数代表的含义。7、正常运行时电流互感器二次绕组可否开路？并阐述理由。8、真空断路器有哪些特点？9、一条出线路的开关电器由断路器QF、线路侧隔离开关QS1、电源侧隔离开关QS2组成，请说明停电检修时的倒闸操作步骤，并说明原因。10、电气设备分几种状态？其中备用状态又分为几种情况？ 四、