2016年關(guān)于注冊(cè)電氣工程師《供配電》案例題及答案解析
題1：某地區(qū)擬建一座500kV變電站，站地位于Ⅲ級(jí)污穢區(qū)，海拔高度不超過(guò)1000m，年最高溫度為40℃，年最低溫度為-25℃。變電站的500kV側(cè)，220kV側(cè)各自與系統(tǒng)相連。3kV側(cè)接無(wú)功補(bǔ)償裝置。
該站遠(yuǎn)景規(guī)模為：主變壓器4×750MVA，500kV出線6回，220kV出線14回，500kV電抗器兩組，35kV電容器組8×60Mvar，35kV電抗器8×60Mvar。
本期建設(shè)規(guī)模為：主變壓器2×750MVA，500kV出線2回，220kV出線6回，每組主變壓器各接35kV電容器組2×60Mvar，35kV電抗器2×60Mvar。
主變選用3×250MVA單相自耦無(wú)勵(lì)磁電壓變壓器。
容量比：250MVA/250MVA/66.7MVA
接線組別：YNaOdll。(2012)
(1)本期的2回500kV出線為架空平行雙線路，每回長(zhǎng)約為120km，均采用4×LGJ400導(dǎo)線(充電功率1.1Mvar/km)，在初步設(shè)計(jì)中為補(bǔ)償充電功率曾考慮在本站配置500kV電抗器作調(diào)相調(diào)壓，運(yùn)行方式允許兩回路公用一組高壓并聯(lián)電抗器。請(qǐng)計(jì)算本站所配置的500kV并聯(lián)電抗器最低容量宜為下列哪一種?
(A)59.4MVA
(B)105.6MVA
(C)118.8MVA
(D)132MVA
(2)如該變電站本期35kV母線的規(guī)矩容量1800MVA，每1435kV電容器串聯(lián)電抗器的電抗率為4.5%，為了在投切電容器組時(shí)不發(fā)生3次諧波諧振則下列哪組容量不應(yīng)選用?(列式計(jì)算)
(A)119Mvar
(B)65.9Mvar
(C)31.5Mvar
(D)7.89Mvar
參考答案：
(1)答案：[C]
解答過(guò)程：根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》式(8-3)有：
(2)答案：[A]
解答過(guò)程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50227—2008)第3.0.3條第3款：發(fā)生諧振的電容器容量，可按下式計(jì)算：
應(yīng)避開(kāi)該容量的補(bǔ)償電容器。
題2：某區(qū)域電網(wǎng)中現(xiàn)運(yùn)行一座500kV變電所，根據(jù)負(fù)荷發(fā)展情況需要擴(kuò)建，該變電所現(xiàn)狀、本期及遠(yuǎn)景建設(shè)規(guī)模見(jiàn)表15-1。
(1)500kV線路均采用4×LGJ400導(dǎo)線，本期4回線路總長(zhǎng)度為303km，為限制工頻過(guò)電壓，其中一回線路上裝有120Mvar并聯(lián)電抗器;遠(yuǎn)景8回線路總長(zhǎng)度預(yù)計(jì)為500km，線路充電功率按1.18Mvar/km計(jì)算。請(qǐng)問(wèn)遠(yuǎn)景及本期工程該變電所35kV側(cè)配置的無(wú)功補(bǔ)償?shù)蛪弘娍蛊魅萘繛橄铝心慕M數(shù)值?
(A)590Mvar、240Mvar
(B)295Mvar、179Mvar
(C)175Mvar、59Mvar
(D)116Mvar、23Mvar
(2)該變電所現(xiàn)有750MVA主變阻抗電壓百分比為Uk(1-2)%=14%，本期擴(kuò)建的2×1000MVA主變電抗電壓百分比采用Uk(1-2)%=16%，若三臺(tái)主變并列運(yùn)行，它們的負(fù)載分布為下列哪種情況?請(qǐng)計(jì)算并說(shuō)明。
(A)三臺(tái)主變負(fù)荷均分布
(B)1000MVA主變?nèi)萘坎荒艹浞职l(fā)揮作用，僅相當(dāng)于642MVA
(C)三臺(tái)主變安容量大小分布負(fù)荷
(D)1000MVA主變?nèi)萘坎荒艹浞职l(fā)揮作用，僅相當(dāng)于875MVA
(3)請(qǐng)計(jì)算本期擴(kuò)建的兩臺(tái)1000MVA主變滿載時(shí)，最大無(wú)功損耗為下列哪項(xiàng)數(shù)?(不考慮變壓器空載電流)
(A)105Mvar
(B)160Mvar
(C)265Mvar
(D)320Mvar
(4)該變電所220kV為戶外配電裝置，采用軟母線(JLHA2)型鋼芯鋁合金絞線，若遠(yuǎn)景220kV母線最大穿越功率為1200MVA，在環(huán)境溫度為35℃，海拔高度低于1000m條件下，根據(jù)計(jì)算選擇一下哪種導(dǎo)線經(jīng)濟(jì)合理?
(A)2×900mm2
(B)4×500mm2
(C)4×400mm2
(D)4×630mm2
參考答案及解析：
(1)答案：[C]
解答過(guò)程：根據(jù)《330kv～750kv變電站無(wú)功補(bǔ)償裝置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5014—2010)條文說(shuō)明第5.0.7條：按就地平衡原則，變電站裝設(shè)電抗器的最大補(bǔ)償容量，一般為其所接線路充電功率的.1/2。故遠(yuǎn)景電抗器的補(bǔ)償容量為500×1.18/2Mvar=295Mvar，現(xiàn)有一回線路上裝有120Mvar并聯(lián)電抗器，可得低壓電抗器的補(bǔ)償容量為(295-120)Mvar=175Mvar。同理，本期的低壓電抗器的補(bǔ)償容量為(303×1.18/2-120)Mvar≈59Mvar。
(2)答案：[D]
解答過(guò)程：根據(jù)《電力變壓器應(yīng)用導(dǎo)則》(GB/T13499—2002)第6.3條規(guī)定：當(dāng)兩臺(tái)變壓器短路阻抗相等時(shí)，這表示在相等的標(biāo)幺值負(fù)載下，它們具有相同的電壓降。如果并聯(lián)運(yùn)行，它們所承擔(dān)的負(fù)載與各自的額定容量成正比。當(dāng)并聯(lián)連接的變壓器短路阻抗不相等時(shí)，阻抗值低的變壓器同阻抗值高的變壓器相比，其負(fù)載容量占有較高的額定容量百分?jǐn)?shù)，以使兩臺(tái)變壓器絕對(duì)電壓降相等。設(shè)Sra、Srb為兩臺(tái)變壓器的額定容量，S為它們要承擔(dān)的負(fù)載，各自承擔(dān)的負(fù)載為Sa、Sb，Za、Zb為其短路阻抗電壓百分?jǐn)?shù)，則根據(jù)式(65)有：
(3)答案：[D]
解答過(guò)程：根據(jù)《電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》式(10-46)可得：
分析：本題不考慮變壓器空載電流，故公式的后半部分不需要帶入。
(4)答案：[B]
解答過(guò)程：查《導(dǎo)體和電氣選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》(DL/T5222—2005)表D.11可得裸導(dǎo)體在不同海拔(1000m以下)高度及環(huán)境溫度(35℃)下的綜合校正系數(shù)為0.89。根據(jù)最大穿越功率算出220kV母線的工作電流為
4×500mm2的JLHA2型鋼芯鋁合金絞線的載流量為4×988A=3952A>3538A，滿足要求。
題：某220kV變電所，最終規(guī)模為兩臺(tái)180MVA的主變，額定電壓為220/110/35kV，擬在35kV側(cè)裝設(shè)并聯(lián)電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。(2010)
(1)請(qǐng)問(wèn)本變電所的每臺(tái)主變的無(wú)功補(bǔ)償容量取哪個(gè)為宜?
(A)15000kvar
(B)40000kvar
(C)63000kvar
(D)80000kvar
(2)本變電所每臺(tái)主變裝設(shè)電容器組容量確定后，將分組安裝，下列確定分組原則哪一條是錯(cuò)誤的?
(A)電壓波動(dòng)
(B)負(fù)荷變化
(C)諧波含量
(D)無(wú)功規(guī)劃
(3)本所35kV母線三相短路容量為700MVA，電容器組的串聯(lián)電抗器的電抗率為5%，請(qǐng)計(jì)算發(fā)生三次諧波諧振的電容器容量是多少?
(A)42.8Mvar
(B)74.3Mvar
(C)81.7Mvar
(D)113.2Mvar
(4)若該所并聯(lián)電容器接入電網(wǎng)的背景諧波為5次以上，則并聯(lián)電抗器的電抗率是( )。
(A)1%
(B)5%
(C)12%
(D)13%
(5)若本所每臺(tái)主變安裝單組容量為3相35kV，12000kvar的電容器兩組，若電容器采用單星形接線，每相由10臺(tái)電容器并聯(lián)兩臺(tái)電容器串聯(lián)而成，請(qǐng)計(jì)算單臺(tái)電容器容量為( )。
(A)500kvar
(B)334kvar
(C)200kvar
(D)250kvar
參考答案及解析：
(1)答案：[B]
解答過(guò)程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50227—2008)第3.0.2條及其條文說(shuō)明，電容器的安裝容量可按變壓器容量的10%～30%確定，即180×1000×(10%～30%)=(18000～54000)kvar。故選B為正確答案。
(2)答案：[D]
解答過(guò)程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50227—2008)第3.0.3條及條文說(shuō)明，變電所裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償電容器的總?cè)萘看_定以后，將分組安裝，分組的主要原則是根據(jù)電壓波動(dòng)、負(fù)荷變化、諧波含量等因素確定，與無(wú)功規(guī)劃無(wú)關(guān)，故選D為正確答案。
(3)答案：[A]
解答過(guò)程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50227—2008)第3.0.3條及式(3.0.3)可知，發(fā)生三次諧波諧振的電容器容量為
故本題選A為正確答案。
(4)答案：[B]
解答過(guò)程：根據(jù)《并聯(lián)電容器裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50227—2008)第5.5.2.2條，該所并聯(lián)電容器接入電網(wǎng)的背景諧波為5次以上，則并聯(lián)電抗器的電抗率是4.5%～6.O%。
(5)答案：[C]
解答過(guò)程：依題意，每相電容器有兩個(gè)串段，采用單星形接線形式，即每相電容器為2×10=20臺(tái)，而每相電容器容量12000/3=4000kvar，可知單臺(tái)電容器容量4000/20=200kvar。
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