国家题库电气试验高级工理论试题及参考答案四计算题

1、国家题库电气试验高级工理论试题及答案四、计算题（每题5分,共36题）1某一220kV线路，全长L=57.45km，进行零序阻抗试验时，测得零序电压U0=516V，零序电流I025A，零序功率P=3220W，试计算每相每公里零序阻抗Z零序电阻R,零序电抗X。和零序电感L0。答案:解：每相零序阻抗：每相零序电阻：每相零序电抗：每相零序电感：答：每相零序阻抗为1.078Q/km，零序电阻为0.269Q/km，零序电抗1.044Q/km，零序电感是0.00332H/km。2.台SF1-20000/100变压器，连接组标号YN,dll，额定电压UN1/UN2=110/10.5kV，额定电I1N/I2N=

2、105/1100A，零序阻抗试验结构如图D-19所示，测得电压U=240V,电流Q13.2A,试计算零序阻抗的标么值z0。图D-19答案:解：变压器的基准阻抗zb1:变压器零序阻抗：零序阻抗标么值：答：变压器零序阻抗的标么值是0.09。3.单相变压器二次侧额定电压U2N=220V端子上接有R=0.316Q的电阻，若在一次侧端子施加电压，当一次电流I=3A时，所加电压U=2160V，如图D-20所示，问一次额定电压U1N是多少?假设变压器的电抗及损耗忽略不计。图D-20答案:解：设一次额定电压为u1n，变压器的变压比：将二次侧电阻R归算到一次侧：则一次侧的电压q为：所以：答：一次额定电压为105

3、01V。4.一台KSGJY-100/6的变压器做温升试验，当温度tm=13C时，测得一次绕组的直流电阻R=2.96Q,当试验结束时，测得一次绕组的直流电阻R产3.88Q，试计算该绕组的平均温升2p答案:解：试验结束后绕组的平均温度tp可按下式计算：式中T-常数，对于铜线为235。绕组的平均温升厶tp=tptm=90.113=77.1(C)答：绕组的平均温升为77.1Co5在某35kV中性点不接地系统中，单相金属性接地电流Ig=8A，假设线路及电源侧的阻抗忽略不O计，三相线路对称，线路对地电阻无限大，试求该系统每相对地阻抗及对地电容为额定功率，50Hz)。答案:解：设每相的对地阻抗为z0，对地电

4、容为C0，则单相金属性接地电流Ig为：I=3C0Uhg0phIIC=gg03U3X2朮fUphNph=0.42X10(F)=0.42(口F)因线路对地电阻无限大，Z相当于一相对地的容抗，即：答：该系统每相对地阻抗为7583Q，对地电容为0.42口F。6采用串联法测量一台25000kVA，6.3kV发电机的零序电抗，测量结果如下：零序电压U=81V,零序电流I0=315A，零序功率P=6300W，试计算发电机的零序电抗X0。81Z=U3I=0.0857(Q)答案:解：0003X315答：发电机的零序电抗为0.083Q。7已知110kV电容式套管介损tg在20C时的标准不大于1.5%，在电场干扰下

5、，用倒相法进行两次测量，第一次R31=796Q,tgj=4.3%,第二次R32=1061Q，tg6=2%，分流器为0.01档，试验时温度为30C，试问这只套管是否合格?(30C时tg6换算至20C时的换算系数为0.88)答案:解：首先计算出一tg6=2%时的实际值：则30C时tg6x的值为x换算至20C时：tg6=0.88X2.74%=2.41%X答：这只套管tg6x1.5%，不合格。x8.台SFS-40000/110变压器，YN，d11，U1N:110/10.5kV,IN：310/3247.5A，铭牌阻抗电压Uk%=7%，在现场进行负载试验，在110kV侧加电压，负载试验电流Is限制在10A

6、，计算试验时的电压Us是多大？IZU%=_kX100%答案:解：由UN得：试验电压U=IZ=10X24.84=248.4(V)k答：负载试验电压为248.4V。9.一台LCWD-220电流互感器，用QS1型电桥测量一次对二次及地的介损tg6，分流器Ti置在0.01档，试验前查得Cx=900uF,估算R3之值。（电桥的标准电容CN=50pF,R4=3184Q）答案:解：由CRN_4R3得:答：R3约为177Q。10.如果进行感应耐压试验的频率为400Hz，则试验时间t应是多少s?答案:解：试验持续时间由下式计算:答：试验时间应为15s，但按国标规定试验时间最低不得小于20s，所以时间定为20s。

7、11.一台QFS-50-2型水内冷发电机，定子电压Un=10500V,容量S=50000kW,若定子绕组交流耐压为16.5kV，估计耐压时的电流I约为500mA,试计算采用100kV/380V试验变压器的最小容量。exp答案:解：已知试验变压器高压侧电压Uexp为100kV，试验电流Iexp为500mA，则试验变压器的容量S为expS三UI=100X103X500X10-3=50000（VA）=50（kVA）expexp1expv7v7答：试验变压器的最小容量为50kVA。12.一台电容分压器高压臂C1由四节（n=4）100kV,C=0.0066uF的电容器串联组成，低压臂C2由二节2.0kV

8、,2.0uF的电容器并联组成，测量电压q为交流400kV，求高低压臂C1、C2的值CC2、分压比K和低压臂上的电压值U2。答案:解：高压臂：低压臂由2台2.0uF的电容器并联组成，贝V分压比:低压臂上的电压值U2为：答：高压臂C为1650pF,低压臂C2为4uF，分压比为2425，低压臂上的电压值是165V。13某一220kV线路，全长L=143km，测量其正序电容，若忽略电导的影响，测得线电压的平均值ULP=500V,三相平均电流Iphp=0.174A，试计算每公里的正序电容C（额定频率/N=50Hz）o答案:解：正序导纳岭为：忽略电导影响，正序导纳=正序电纳，即：Y=B正序电容：答：线路的

9、正序电容为0.0134UF/km。14.一台QF-25-2型25000kW同步调相机，转子额定电压Un=182V，转子额定电流/N=375A,测量转子在膛内时的交流阻抗试验电压U=120V,回路电流I=4.52A，试计算其在试验电压下的交流阻抗值Z。答案:解：试验电压下的交流阻抗值:答：在试验电压下的交流阻抗为26.55Q。15.在进行变压器投切实验时，为了录取过电压值，常利用变压器上电容套管进行测量，已知线电压UL=220kV，套管高压与测量端间电容q=420pF，若输入录波器的电压U2不高于300V,试问如何选择分压电容C2的参数，并绘制出测量线路图。答案:解：相电压最大值220U=1.1

10、5Ut/V3=1.15柘=146（kV）TOC o 1-5 h zmaxL设过电压值不超过3UmaxOmax已知：C1=420pF；U2W300VC=所以（3UU）Cmax2+U2=6.13X10-7（F）=0.613F）答：分压电容C2值不小于0.613口F，测量线路如图D-22所示。图D-2216.为了测量变压器在温升试验中的铁芯温度，将一铜线圈埋入铁芯表面温度t=16C时，该线圈电阻R=20.1Q,当温升试验结束时，测得该线圈电阻R2=25.14Q，试计算铁芯的温升X是多少(T为常数，对于铜绕组为235)?答案:解：根据铜线圈温度计算公式得试验结束时线圈的平均温度t2为：=78.9(C)

11、铁芯的温升At=t2-t1=78.9-16=62.9(C)答：铁芯的温升为62.9Co17有一长度L=2km的配电线路，如图D-23所示，已知变压器的额定容量4000kVA，额定电压U1n/U2N为35/10.5kV，由Ud%计算每公里每相的电抗Xph为0.5Q,配电线每相电阻R及电抗XL均为0.4Q/km，试计算在该配电线路出口A处及末端B处三相短路时的稳态短路电流IdA、IdBo图D-23答案:解：一相的等效电路如图D-24所示。图D-24根据已知条件：Xph=0.5R=0.4X2=0.8(Q)XL=0.4X2=0.8(Q)根据戴维南定理，A点的短路电流为:B点的短路电流为:答：该配电线路

12、出口A处的稳态短路电流为12124A，B处的稳态短路电流为3971A。18在UL=10.5kV、人=50Hz中性点不接地的配电系统中，假设各相对地电容为2.5UF,试求单相金属性接地时的接地电流Ig。O答案:解：根据已知条件，线路及电源侧的阻抗可忽略不计。相对地电容C0=2.5uF，相电压为：当A相接地时，B、C两相电压上升至线电压，其对地电容电流IB(或IC)增大心3倍，即：而接地电流为IB和IC的相量和，即：I=IBcos30+lCcos30gBC=3C0Uphf2nfNC0Uph=3X2X3.14X50X2.5X10-6X6.06X103=14.27(A)答：单相金属性接地时的接地电流为

13、14.27A。19测量一台发电机定子绕组漏电抗，已知：发电机额定容量SN=25000kVA，额定电压UN=6.3kV，定子绕组每相的串联匝数N=10匝，探测线圈匝数验=5匝，定子绕组系数Kn1=0.98,测量结果如表D-1,试计算发电机定子绕组漏电抗X1d。表D-1答案:解：答：发电机定子绕组的漏电抗为0.096Q。20(Jd3D3082)某站UN为35kV软母线，各相分别用4片，沿面爬距为290mm的悬式绝缘子挂装，试求其沿面爬电比距入为多少？答案:解：L=4X290=1160(mm)=116cm最高运行线电压：UL.max=UeX1.15=35X1.15=40.25(kV)入=L/UL=1

14、16/40.25=2.88(cm/kV)答：沿面爬电比距为2.88cm/kV。11L=HR=Q如图D-25,兀2，电感线圈的电阻兀,C=100口F,当电流表指示为“0”时，将K合向“2”，试计算其固有频率/0及品质因数Q。图D-25答案:解：答：固有频率是50Hz，品质因数为100。一台SFL1-10000/110的变压器，铭牌标有：P=14kW,Pk=72kW,YN,d11,试求当该变压器供给B=90%额定负载且其功率因数cos申为0.9(滞后)时的效率n。答案:解：已知B=90%=0.9cose=0.9p=14kW,pk=72kW变压器输出有功功率P2为：P2=BSNcose=0.9X10

15、000X0.9=8100(kW)变压器线圈损耗Pk为：Pk=B2Pk=0.92X72=58.32(kW)变压器输入有功功率匕为：P1=P2+P0+Pk=8100+14+58.32=8172.32(kW)答：当该变压器供给90%额定负载且其功率因数cose=0.9(滞后)时的效率为99%。23.设有三台三相变压器并列运行，其额定电压均为35/10.5kV，其他规范如下：容量SN1:1000kVA；阻抗电压Uk1%:6.25容量SN2:1800kVA；阻抗电压Uk2%:6.6容量SN3:2400kVA；阻抗电压Uk3%:7.0当总负载为4500kVA时，各变压器所供给的负载PP2、P3各是多少？答

16、案:解：因各变压器阻抗电压不同，每台变压器的负载分配可按下式计算：答：各变压器所供给的负载为：930kVA、1582kVA、1990kVA。24有一台SW3-110G型110kV的少油断路器，当负荷侧有一相线路上发生单相接地故障时，断路器在保护作用下跳闸，计算：(2)当两断口都并联连接均匀电容器时，两个断口上的电压分布为相电压百分数的多少(设断口间电容和三角箱对地电容都相等)？答案:解：(1)先画出两断口及三角箱对地的等值电路图如图D-26所示图D-26其中Cd为断口电容，C0为三角箱对地电容。设Cd=C0则：体=0.667=66.7%所以Uph虫=0.333=33.3%所以Uph(2)两个断

17、口安装均压电容后，等值电路如图D-27所示。图D-27其中C为均压电容，设CCd，得：U1一1=50%所以Uph2U1一=50%所以Uph答：两个断口的电压分别为相电压的66.7%和33.3%，并联均压电容后，两个断口电压均为相电压的50%。25今有一条10kV空母线，带有JSJW-1O型电压互感器，频率为50Hz，其10kV侧的励磁感抗XL为每相500kQ，母线和变压器低压绕组的对地电容C=6500pF，该母线接在变压器的低压侧，已知变压器高低压绕组之间的电容C12=2000pF,变压器高压侧电压为110kV，试求当110kV侧中性点暂态电压Ut为110/3kV时，10kV侧的电容传递过电压

18、U。答案:解：等效电路如图D-28所示，由题意知：图D-28三相并联电抗：三相对地部分的并联容抗为：L所以3和3Cn并联后，10kV侧的相等值对地容抗为:10kV侧的等值三相对地电容为：答：10kV侧电容传递过电压为51.5kV。26下面为“末端屏蔽法”测量JCC-110型串级式电压互感器tg6的试验结果，试计算之，并通过：A)、(B)项结果近似估计支架的电容量CX及tg5值(忽略瓷套及油的影响)。(A)X,XD及底座(垫绝缘)接CX线，R4上并联3184Q,R3=2943Q,tg5=4.7%。(B)X，XD接CX线，底座接地，R4上并联3184Q,R3=4380Q，tg5=1.5%。(C)底

19、座接CX线,X，XD接地,R4上并联1592Q，R3=8994Q，tg5=16.8%。答案:解：(A)C2cR2vC一2n4一2XXAR350X15922943=54.1(pF)，(B)CR/C一274一2XXBR350X15924380一36.3(pF)，(C)C一2XCCRN4R350X1061.3=11.8(pF),由(A)、(B)估算支架:CX=CXA-CXB=54.1-36.3=17.8(pF)R其中31842=1592(Q)答：支架电容量约为17.8pF,tg6约为5.61%。27.下面为常规法一串级式电压互感器tg6的试验结果：(A)正接线测量，AX短接加3kV,aX,aD,XD

20、接CX线，底座接地，R3=346Q,tg6=1.7%。(B)反接线测量AX接CX线，aX，aD,XD接地，加3kV,R3=317Q,tg6=3.0%。试计算AX对底座的电容CX和tg6(忽略瓷套及油的影响)。厂CR50X31841“C=n4=460(pF),tg5=1.7%答案:解：(A)XAR346A3(B)CCRXBR350X3184317=502(pF),tg5=3.0%B估算AX对底座的电容和tg6CX=CXBCXA=502460=42(pF)答：AX对底座的电容为42pF,tg6为17.2%。28.一电感线圈，其中电阻R15Q，电感L=20mH,试问通过线圈的电流I20A(频率=50

21、Hz)时,所需要电源电压U是多少伏?电感线圈的有功功率P、无功功率Q、视在功率S及功率因数cos申各是多少?答案:解：线圈感抗：XL=2nfL=2X3.14X50X20X10-3=6.28(Q)电感线圈的阻抗：电感线圈两端的电压：U=IZ=20X16.26=325.2(V)有功功率：P=I2R=202X15=6000(W)无功功率：Q=I2XL=202X6.28=2512(var)视在功率：功率因数：答：所需电源电压是325.2V，电感线圈的有功功率为6000W，无功功率为2512var，视在功率为6505VA，功率因数为0.92。29.在R、L、C串联电路中，R=200Q,L=500mH,C

22、=0.5口F，当电源角频率分别为500,1000,2000,8000rad/s时，电路的总阻抗召是多少？电路是什么性质？答案:解：当频率r=500rad/s时，XL=s1L=500X500X10-3=250(Q)电路总阻抗：因为XL1VXC1所以此时电路呈容性。当频率s2=1000rad/s时，XL2=s2L=1000X500X10-3=500(Q)因为xl1vxC1所以此时电路仍呈容性。当频率3=2000rad/s时，XL3=s3L=2000X500X10-3=1000(Q)因为XL厂xC1所以此时电路呈电阻性。当频率4=8000rad/s时，XL4=s4L=8000X500X10-3=40

23、00(Q)因为xl1XC1所以此时电路呈感性。答：电路总阻抗和性质分别为：500rad/s时，电路总阻抗为3755Q，容性；1000rad/s时电路总阻抗为1513Q，容性；2000rad/s时，电路总阻抗为200Q，阻性；8000rad/s时，电路总阻抗为3755，感性。30.有一交流接触器，其线圈额定电压Un=380V，额定电流IN=30mA，频率=50Hz，线圈的电阻R=1.6kQ，试求线圈的电感L大小。U380Z=-n=12667(Q)=12.67(kQ)答案:解：线圈的阻抗为：I30X10-3N线圈的感抗为：XL=Z2R2=忙12.6721.62=12.57(kQ)因为XL=2nfL

24、L=所以XL-2nf12.57X1032X3.14X50=40.03(H)答：线圈电感为40.03H。31.为了降低小功率单相交流电动机的转速，可采用降低电动机端电压的方法。为此，在电源和电动机之间串联一个电感L，如图D-30所示。已知电动机的电阻r=190Q，电抗x=260Q，电源电压U=220V，频率f=50Hz，要使电动机的端电压=180V，试求所需串联的电感L。图D-30答案:解：先求线路中的电流：而U=IZIX訂2+(X+X)2=0.559X1902+(+260)2=220(V)所以X+260=L(220丫”10.559丿1902=344.66(V)即XL=344.66260=84.66(Q)答：所需串联的电感为0.2696H。32某三相对称电路，线电压Ul=380V，三相对称负载接成星形，每相负载为R=6Q，感抗XL=8Q,求相电流Iph及负载消耗的总功率P。答案:解：相电压：相电流：该负载消耗的功率：P=3I2R=3X222X6=8712(W)答：负载消耗的总功率为8712W，相电流为22A。33对称三相感性负载连接成星形，接到