发电厂电气部分模拟题及答案

一、填空题（每空2分，共40分） 1. 导体的热稳定是指 。 2. 水平方向布置的三相平行导体在发生三相短路时，最大电动力出现在 相上，其计算公式为 。 3. 在进行矩形硬导体的动稳定校验时，当每相为单条矩形时，工程计算目的是 ；当每相为多条矩形时，工程计算目的是 。 4．少油式断路器中油的用途是 。 5. 在降压变电所低压母线侧发生短路，母线分列运行比母线并列运行时，其短路电流要 。（大或小） 6. 计算导体的长期发热时，发热时间常数Tt的物理含义是 。 7. 发电厂的厂用电备用方式，采用明备用方式与暗备用方式相比，厂用工作变压器的容量 。（增大或减小） 8. 电力系统由发电厂、 、 和 组成。 9．发电机引出线导体截面积是按 选择的，而配电装置的母线截面积则是按 选择的。 10. 矩形截面导体竖放比平放散热效果 。（好或差） 11. 大型火力发电厂厂用电系统接线通常都根据 的接线原则，采用 的接线形式。 12. 高压断路器开断交流电路时，决定熄弧的基本因素是 和 。电弧不再重燃的条件是 。 二、选择题（每空3分，共12分） 在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。 1、隔离开关的用途之一是___。（ ） A、切断负荷电流 B、切断短路电流 C、拉合小电流回路 D、拉合大电流回路 2、双母线接线采用双母线同时运行时，具有单母线分段接线的特点，____。（ ） A、因此，双母线接线与单母线与单母线分段接线是等效的 B、但单母线分段接线具有更大的运行灵活性 C、并且两者的设备数量一样 D、但双母线接线具有更大的运行灵活性 3、如果要求任一组母线发生短路故障均不会影响各支路供电，则应选用____。（ ） A、双母线接线 B、双母线分段带旁路接线 C、二分之三接线 D、多角形接线 4、热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热效应使其温度超过它的____而造成损坏妨碍继续工作的性能。（ ） A、长期工作时的最高允许温度 B、长期工作时的最高允许温升 C、短路时的最高允许温度 D、短路时的最高允许温升 三、按要求完成下面各题（共48分） 已知发电机额定电压10.5kV，额定功率20MW，功率因数0.8，最大负荷利用小时Tmax=3200h。发电机引出线三相短路电流数据为 I″= 28kA，Itk/2 = 22kA，Itk = 20kA。短路电流冲击系数为1.8。继电保护动作时间为0.1s，断路器全开断时间为0.2s。三相母线水平布置，绝缘子跨距1.2m，相间距离0.7m，周围环境温度28℃。 ① 计算发电机引出线的经济截面；（6分） ② 若选用2×（80×8）的铝矩形母线且导体平放，计算其能否满足导体正常发热的要求；（6分） ③ 按②中所选导体计算短路前母线工作温度；（2分） ④ 按②中所选导体计算短路时最高工作温度；（12分） ⑤ 计算热稳定最小截面；（4分） ⑥ 按②中所选导体计算作用在母线上的最大电动力；（4分） ⑦ 按②中所选导体计算每相2条导体间的电动力；（8分） ⑧ 按②中所选导体计算由条间允许应力决定的条间衬垫的最大允许跨距。（6分） 发 电 厂 电 气 部 分 模 拟 试 题 一 答 案

一、填空题（40分）

1. 导体的短时最高发热温度不超过导体材料的短时最高允许温度

2. B相

3. 已知材料允许应力确定绝缘子最大允许跨距 已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距 4．灭弧介质 5. 小

6. 在绝热状态下，导体温升达到稳定温升所需的时间 7. 减小

8、变电站、输电线路、用户

9．经济电流密度 长期发热运行电流 10. 好

11. 按炉分段 单母线分段

12. 弧隙电压恢复强度 弧隙介质恢复强度 弧隙介质恢复强度>弧隙电压恢复强度

1.73107L2isha

二、选择题（12分）

1、C 2、D 3、C 4、C

三、按要求完成下面各题（48分） ① 计算发电机引出线的经济截面；（6分）

Imax1.05IGN分）

201061.05310.51030.81443A

（2

根据Tmax = 3200h，查得经济电流密度J = 1.06 (A/mm) 分）

2

2

（2

N则发电机引出线的经济截面为：J（mm） （2

分）

② 若选用2×（80×8）的铝矩形母线且导体平放，计算其能否满足导体正常发热的要求；（6分）

按导体平放，查得2×（80×8）的铝矩形母线的 Ial=1858A，Ks=1.27。 （2分）

SIJ14431.061361计算温度修正系数分）

K70－28＝0.96670－25， 0.96618581795

（2（2

al则实际载流量为 

分）

显然，Imax＝1443 < 1795，可见能满足导体正常发热的要求

③ 按②中所选导体计算短路前母线工作温度；（2分）

KIi0(al0)2Imax2Ial28C1443228(7028)55C21795 （2

分）

④ 按②中所选导体计算短路时最高工作温度；（12分） 短路切除时间 k分）

周期分量热效应为

ttprtab0.10.20.3(s) （2

Qp分）

tk0.322222I\"210It2I28102220150.6(kAs)/2tkk1212

 （2

因为tk0.3(s)1(s)，查表得非周期分量等效时间 T = 0.2(s)，则非周期分量热效应

QnpTI\"2＝0.2282156.8(kA2s)分）

短路全电流热效应



（2

QkQpQnp150.6156.8307.4(kA2s)164由i55C查得Ai0.4510(J/m) 分）

（2

Qk307.410616 AfAi20.45100.46810162S(20.080.008)则

分）

查得导体短路时最高工作温度f65C

分）

⑤ 计算热稳定最小截面；（4分） 由i55C，查得C93



（2（2



（2

分）

SminQkKs/C307.41061.27/93212.5(mm2)分）

⑥ 按②中所选导体计算作用在母线上的最大电动力；（4分）

\"iK2I＝1.822871.4(kA) sh冲击电流为 sh （2

（2

分）

则最大电动力

Fmax1.73107121ish1.7310771.42106＝1260(N/m)a0.7

（2

分）

⑦ 按②中所选导体计算每相2条导体间的电动力；

b80.1由 h80

分）

（2

ab2bb80.09bhbh880和

分）

查得形状系数 K0.4 分）

则每相2条导体间的电动力

（2（2

fb1-22.5108121ishK2.510871.421060.4＝6372.45(N/m)b0.008 （2

分）

⑧ 按②中所选导体计算由条间允许应力决定的条间衬垫的最大允许跨距。（6分） 由于母线为2条且平放，所以母线相当于相间电动力的的截面系数（抗弯矩）等于

Wph0.333bh2＝0.3330.0080.08217.05106(m3)

（2分）

ph则相间应力

（2分）

由材料的条间允许应力决定的条间衬垫的最大跨矩等于

Fmax.L2M12601.2210.64106(Pa)6Wph10Wph1017.0510

Ibmax2h(alph)2hbal20.08(7010.64)106bb0.0080.31fb12fb126372.45 （2分）

发 电 厂 电 气 部 分 模 拟 试 题 二

填空题（每题2分，共40分）

1. 电力系统由 、 、 和 组成。

2. 发电机引出线导体的截面积按 选择，而配电装置母线的截面积则是按 选择的。

3. 大型火力发电厂厂用电系统接线通常都根据 的接线原则，采用

的接线形式。

4. 水平方向布置的三相平行导体在发生三相短路时，最大电动力出现在 相上，其计算公式为 。

5. 在进行矩形硬导体的动稳定校验时，当每相为单条矩形时，工程计算目的是 ；当每相为多条矩形时，工程计算目的是 。

6. 高压断路器开断交流电路时，决定熄弧的基本因素是 和 。电弧不再重燃的条件是 。

7. 发电厂的厂用电备用方式，采用明备用方式与暗备用方式相比，厂用工作变压器的容量 。 （填增大或减小）

8．加装旁路母线的唯一目的是 。

9．厂用供电电源包括 、 和 。 二、问答题（每题5分，共15分）

1. 电流互感器的误差产生的原因是什么？如何减小误差？

2. 导体的载流量是根据什么确定的？提高载流量可以采取哪些措施？

3. 第一台电抗器的型号是NKL-10-500-3，第二台电抗器的型号是NKL-10-300-5，哪一台电抗器的

限流作用大？请通过计算说明为什么？ 三、按要求完成下面各题（共45分）

10.5KV某350MW（功率因数为0.8）热电厂电气主接线如下页图所示。已知：负荷（不含厂用电）高峰30MW，低谷15MW。10.5KV母线短路电流I80KA，

Itk/273KA，Itk70KA。配电装置室内最高温度为35。C。厂用电率为10%。请解答下列问题：

1．电气主接线的形式：（每空3分）

110KV侧为 ；10.5KV侧为 ；35KV侧为 ； 2．G1、G2发电机出口断路器应选型 ；（2分）

3、变压器T1、T2、T3容量选择计算式：ST1=ST2= ；ST3= 。（6分）

4、若G1、G2发电机出口各相载流导体选用三条12510mm矩形铝材，当按照如下页图所示的（a）、（b）、（c）三种方式布置时：（每空2分）

■相间电动力计算中，母线形状系数取值 ；条间电动力计算时，边条与中间的形状系数取值为 ；边与边条的形状系数取值为 ； ■相间计算应力的截面系数（即抗弯矩），对于图（b）为 ；对于图（c）为 ；

■条间计算应为的截面系数（即抗弯矩），对于图(a)为 ；对于图(b)为 ；

■当上述发电机出口导体按照.图(a)布置时，若10.5KV母线短路，切除短路的继电保护动作时间为4秒，断路器全开断时间为0.2秒，试计算：（14分） ①短路时母线最高温度为多少？②在满足热稳定条件下，母线最小截面积应为多少？

2 PM 35kV 110kV T3 T1 T2 Ⅲ 10.5kⅠ Ⅱ G1 G2 G3 图b 图a 图c 发 电 厂 电 气 部 分 模 拟 试 题 二 答 案

一、填空题（每空2分，共40分） 1. 发电厂 变电站 输电线路 用户 2. 经济电流密度 长期发热运行电流 3. 按炉分段 单母线分段

4. B

5. 已知材料允许应力确定绝缘子最大允许跨距 已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距

6. 弧隙电压恢复强度 弧隙介质恢复强度 弧隙介质恢复强度>弧隙电压恢复强度 7. 减小

1.73107L2isha

8．不停电检修出线断路器

9．工作电源 启动和备用电源 事故保安电源 二、问答题（每题5分） 1. 课本p96-p97 2. 课本p51

3. 百分电抗是以电抗器自身额定值为基准值的标么值乘以100。即：

XL%XLUN/3 IN100%，所以电抗器电抗的有名值为：

XLXL%XL15103 0.396.225UN3 IN。由此公

式，则：第二台NKL-10-300-5的；第一台NKL-10-500-3的

XL13103 0.534.641，因此，第二台电抗器的限流效果好。

三、按要求完成下面各题（共45分）

1、双母线带旁路母联兼作旁路 双母线分段 内桥 2、SN410G/5000

502501525010%ST1ST246.87MVAS62.5MVAT320.80.83、

4、■ 1 0.37 0.57

2323bh/278.13(cm)bh/278.13(cm) ■ 2323bh/62.08(cm)bh/62.08(cm) ■

Imax1.05IGN■ ①

图(a)为竖放,查表得所以

501061.053608A3310.5100.8

Ia1250c4243AK0.88K1.8

,,集肤效应系数S＞3608A

Ia1350c0.884243A3734Aa1导体正常运行温度

i00I2maxI2al350c164A0.510J/mi查得

tktprtab40.24.2s36082035(7035)67.7c23734

短路计算时间＞1S,不计非周期分量热效应

QKQPtK4.2I\"210I2tk/2I2tk80210732702226071061212

6Q226071016AfAiK0.5100.7101622S30.1250.01

950c850c1000cf 查得(均可)

067.7ci②由,查得C88

SminQKKS/C226071061.8/882292mm2

发 电 厂 电 气 部 分 模 拟 试 题 三

一、填空题（每题2分，共40分）

1. 火力发电厂的能量转换过程是 能―― 能―― 能―― 能。 2. 电流互感器正常运行时二次侧不允许 。

3. 导体热量的耗散有 、 和 三种形式。 4. 按输出能源分,火电厂分为 电厂和 电厂。 5. 在进行矩形硬导体的动稳定校验时，当每相为单条矩形时，工程计算目的是 ；当每相为多条矩形时，工程计算目的是 。

6. 根据运行状态，自启动可分为 、 和 三类。

7. 发电厂的厂用电备用方式，采用暗备用方式与明备用方式相比，厂用工作变压器的容量 。（填增大或减小）

8．加装旁路母线的唯一目的是 。

9．厂用供电电源包括 、 和 。 二、单项选择题（每题2分，共20分）

1．导体长期发热的稳定温升与 有关。

A．起始温升 B．起始温升和载流量 C．载流量

2．大中型发电厂，特别是火力发电厂的厂用电备用方式，常利用 方式。

A．明备用 B．暗备用 C．与系统相连的主变兼作备用 3．少油式断路器中油的用途是 。

A．灭弧介质 B．灭弧介质和绝缘介质 C．绝缘介质

4．如图有两个同样材料的高压熔断器安秒特性，则 熔体的截面小。 A．1号熔断器 B．2号熔断器 C．两个一样 5、铝母线短路时的发热允许温度是

A．70℃ B．98℃ C．200℃ D．300℃ 6、断路器的开断时间是指从接受分闸命令瞬间起到

A．所有电弧触头均分离的瞬间为止 B．各极触头间电弧最终熄灭为止 C．首相触头电弧熄灭为止 D．主触头分离瞬间为止 7、装设分段电抗器的作用是

A．限制母线回路中的短路电流 B．吸收多余的无功功率 C．改善母线的电压质量 D．改进用户的功率因数

8、线路停电的操作顺序是

A．先分母线隔离开关，再分线路隔离开关，最后分断路器 B．先分线路隔离开关，再分母线隔离开关，最后分断路器 C．先分断路器，再分母线隔离开关，最后分线路隔离开关 D．先分断路器，再分线路隔离开关，最后分母线隔离开关

9、三相电动力计算公式中的形状系数Kf决定于

A．导体的机械强度 B．导体的形状 C．导体的布置位置 D．导体的形状及相对位置 10、热稳定是指电器通过短路电流时，电器的导体和绝缘部分不因短路电流的热效应使其温度超过它的____而造成损坏妨碍继续工作的性能。

A、长期工作时的最高允许温度 B、长期工作时的最高允许温升 C、短路时的最高允许温度 D、短路时的最高允许温升

I t 1 2 三、计算题（共40分）

选择某电厂10kV屋内配电装置汇流母线。已知母线Imax=3464A，三相导体长边垂直布置，相间距离a=0.75m,绝缘子跨距1.2m。母线短路电流 I″= 51kA，短路热效应QK=1003(kA)2*s，环境温度35℃。铝导体弹性模量E=7x1010Pa，母线频率系数Nf=3.56。 发 电 厂 电 气 部 分 模 拟 试 题 三 答 案

一、填空题（每空2分，共40分） 1. 化学能 热能 机械能 电能 2. 开路

3. 对流 辐射 导热

4. 热 凝汽式 （无顺序）

5. 已知材料允许应力确定绝缘子最大允许跨距 已知材料应力和绝缘子跨距确定最大允许衬垫跨距

6. 失压自启动 空载自启动 带负荷自启动 7. 增大

8．不停电检修出线断路器

9．工作电源 启动和备用电源 事故保安电源

二．选择题（每题2分，共20分）

1.C 2.A 3.A 4.A 5.C 6.B 7.A 8.D 9.D 10.C 三、计算题（40分）

解：(1)按长期发热允许电流选择截面

选用3×（125×10）的铝矩形母线且导体竖放。 查附表1得 Ial=4243A，Kf=1.8。 计算温度修正系数，

K70－35＝0.88 70－ 25

则实际载流量为

KIal0.8842433734(A)

显然，Imax＝3464A < 3734A，可见能满足导体正常发热的要求 ② 热稳定校验

短路前母线工作温度

2 Imax3464235(7035)65(C) W(al)22Ial35C3734

计算热稳定最小截面 由，  65 C 查得 C 89W 则满足热稳定最小截面

SQK/C10031061.8/89477.4(mm2)3750(mm2)kf min满足热稳定要求

③ 动稳定校验

mhbw0.1250.0127003.375(kg/m)

Jbh3/120.010.1253/121.63106(m4)

NfEJ3.56710101.63106

f2454.5(Hz)155(Hz)2 1Lm1.23.375

可不计共振影响

冲击电流为 iK2I\"＝1.9251137.19(kA) sh sh

则母线相间应力

263 W0.5bh2＝0.50.010.12578.12510(m)ph fph.L243411.226810(Pa) ph610Wph1078.12510

母线同相条间作用应力计算

由 b100.08 h125

104bb30和 2b b0.074,0.222 b h 10 125 b h 10 125查得形状系数

K120.37,K130.57 129则 fb8(K12K13)10ishb

1 928(0.370.57)10137190＝14153(Pa) 0.01

临界跨距Lcr及条间衬垫最大跨距Lbmax分别为

4Lcr b 4 h/fb11970.01 0.125/141530.65(m)

2h(alph)2hbal Lbbb maxfbfb 20.125(708)106 0.010.33(m)14153

所选衬垫跨距Lb应小于Lcr及条间最大跨距Lbmax 为了便于安装，每跨绝缘子中设3个衬垫

Lb1.2/40.3(m)

1217fph1.7310ish1.73101371902＝4341(N/m)a0.75

7