发电厂电气部分计算题及答案_发电厂电气部分答案

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计算题

1、有一条10kV电力电缆长1.5km，当首、末端及中点分别发生单相接地故障时，答案：均为1.5A。

2、某35kV电力系统如图所示，图中圆圈为变电所，数字为有电联系的架空线路的公里数。当A点发生单相接地故障时，接地电流约为多少安培？而在B点发生单相接地故障时，接地电流约为多少安培？该系统中性点应采用何接地方式？

答案：均为13.2A；系统中性点应采用经消弧线圈接地的方式。

3、某35kV电力系统如图所示，图中圆圈为变电所，数字为有电联系的架空线路的公里数。当A点发生单相接地故障时，接地电流约为多少安培？而在B点发生单相接地故障时，接地电流约为多少安培？该系统中性点应采用何接地方式？

答案：均为8.7A；系统中性点应采用不接地的方式。

4、计算电路如下图所示，当d1点发生三相短路时无穷大容量电源供给的短路功率为60MVA，求d2点发生三相短路时无穷大容量电源供给的短路功率。

答案：短路功率为48.1MVA。

5、计算下图所示电路，当d点发生三相短路，变压器各侧的残余电压。

答案：高压侧为99.4kV；中压侧为0kV；低压侧为4.91kV。

6、试计算下图所示电路，求当ｄ点发生各种类型短路时，0″时刻发电机各相供给的短路电流周期分量有名值，并求ｄ点发生ＡＢ两相短路时，0″时刻发电机母线的残余线电压有名值。发电机次暂态电势标幺值约为１。

答案：

（1）ｄ点发生三相短路时发电机各相供给的短路电流为IA＝IB＝IC＝1.29kA；（2）ｄ点发生二相短路（假设BC短路）时发电机各相供给的短路电流为：

IA＝IB＝IC＝0.646kA，IB＝1.29kA；

（3）短路点处所在电网为电源中性点不接地系统，无接地短路电流，所以单相接地和两相接地发电机不供给短路电流。

（4）ｄ点发生ＡＢ两相短路时发电机母线的残余电压为：

UAB＝UCA＝3.42kV，UBC＝6.3kV。

7、计算电路下图所示，求ｄ点发生三相短路时DK、1B、2B、及DL通过的短路电流值。

答案：DK通过10.2kA；1B低压侧通过10.2kA，高压侧通过0.934kA；

2B低压侧通过25.5kA，高压侧通过2.32kA；DL通过3.26kA。

8、试利用运算曲线法计算下图所示的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的0.1″短路电流值。（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0.1″短路电流值。

（3）ｄ点发生ＢＣ两相短路时，0.1″时刻发电机母线的残余电压值。答案：

（1）ｄ点处的各种短路电流值：

①三相短路Id＝0.380kA； ②两相短路Id＝0.365kA；

③两相接地短路同两相短路值Id＝0.365kA；

④无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0.1″短路电流值：

①三相短路Id＝2.23kA；

②两相短路（设BC）IA＝IC＝1.24kA，IB＝2.48kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生BC两相短路时发电机母线的残余电压：

UAB＝UBC＝0.548×6.3＝3.45(kV)，UCA＝0.990×6.3＝6.24(kV)。

9、试利用运算曲线法计算下图所示的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的0″短路电流值。（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值。

（3）ｄ点发生AB两相短路时，0″时刻发电机母线的残余电压值。

答案：（1）ｄ点处的各种短路电流值：

① 三相短路Id＝0.476kA； ② 两相短路Id＝0.401kA；

③ 两相接地短路同两相短路值Id＝0.401kA；

④ 无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值： ①三相短路Id＝2.80kA；

②两相短路（设BC）IA＝IC＝1.36kA，IB＝2.72kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生AB两相短路时发电机母线的残余电压：UAB＝UCA＝3.79(kV)，UBC＝6.80(kV)。

10、试利用运算曲线法计算下图所示的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的0.1″短路电流值。（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0.1″短路电流值。

（3）ｄ点发生BC两相短路时，0.1″时刻发电机母线的残余电压值。

答案：（1）ｄ点处的各种短路电流值：

①三相短路Id＝0208kA； ②两相短路Id＝0.201kA；

③两相接地短路同两相短路值Id＝0.201kA；

④无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0.1″短路电流值： ①三相短路Id＝1.22kA；

②两相短路（设BC）IA＝IC＝0.683kA，IB＝1.37kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生BC两相短路时发电机母线的残余电压：UAB＝UBC＝4.53(kV)，UCA＝6.22(kV)。

11、试利用运算曲线法计算下图所示的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的0″短路电流值。（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值。

（3）ｄ点发生CA两相短路时，0″时刻发电机母线的残余电压值。

答案：（1）ｄ点处的各种短路电流值：

①三相短路Id＝0.263kA； ②两相短路Id＝0.222kA；

③两相接地短路同两相短路值Id＝0.222kA；

④无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值： ①三相短路Id＝1.55kA；

②两相短路（设BC）IA＝IC＝0.753A，IB＝1.51kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生CA两相短路时发电机母线的残余电压：UCA＝UBC＝3.73(kV)，UAB＝6.86(kV)。

12、试计算下图所示的电路，ｄ点发生单相接地时发电机各相供给的０″短路电流值和发电机母线各相对地电压值。

答案：ｄ点发生单相接地不是短路，所以发电机不供给短路电流，发电机母线各相对地电压值为6.33kV。

13、试计算下图所示的电路，ｄ点发生单相接地时发电机各相供给的０″短路电流值和发电机母线各相对地电压值。

答案：ｄ点发生单相接地不是短路，所以发电机不供给短路电流，发电机母线各相对地电压值为6.33kV。

14、试计算下图所示由无穷大容量电源供电的电路：

（1）ｄ点发生各种类型短路时，流到ｄ点处的短路电流周期分量值。

（2）ｄ点发生各种短路时无穷大容量电源各相供给的短路电流周期分量值。（3）ｄ点发生BC两相短路时，变压器电源侧母线的残余电压值。

答案：（1）ｄ点处的各种短路电流值：

①三相短路Id＝5.66kA； ②两相短路Id＝4.90kA；

③两相接地短路同两相短路值Id＝4.90kA；

④无单相接地短路电流。

（2）ｄ点发生各种短路时发电机各相供给的0″短路电流值： ①三相短路Id＝1.55kA；

②两相短路（设BC）IA＝IB＝0.258A，IC＝0.516kA； ③两相接地短路同两相短路值； ④无单相接地短路电流。

（3）ｄ点发生CA两相短路时发电机母线的残余电压：UAB＝115(kV)，UCA＝UBC＝91.9(kV)。

15、已知电力系统图及其元件参数，以及运算曲线表格，请用个别变化法计算d点发生三相短路时，流到短路点的次暂态短路电流。

答案：无穷大容量电源供给：X＝0.159，1.64kA；火电供给：Xjs＝1.075，1.21kA；合计：2.85kA。

16、已知电力系统图及其元件参数，以及运算曲线表格，请用个别变化法计算d点单相接地短路时，短路点流入地中的次暂态短路电流。

答案：1F＋2F供给：Xjs＝0.72，1.37kA；3F供给：Xjs＝2.56，0.375kA•；

合计：1.75kA。

17、已知电力系统图及其元件参数，以及运算曲线表格，请用个别变化法计算d发生相间短路时，短路点的次暂态短路电流。答案：无穷大容量电源供给：X火电供给：Xjs＝0.159，1.64kA；(2)

Xjs＝0.318，1.37kA；

＝1.075，1.21kA；(2)

Xjs＝2.15，1.03kA；

合计：2.85kA；2.40kA。

18、某厂有两个原油罐，一个高为 12m、直径为6m，另一个高为10m、直径为10m，两罐净距为 16m。试设计采用单支避雷针进行直击雷保护的最佳方案，并按比例绘出避雷针的平面保护范围图。

答案：针位于两罐中心线与罐净距8m，经计算针高选用26m，被保护高度为12m时保护半径为15m，被保护高度为10m时保护半径为19m，设计方案最佳，平面保护范围如图所示：

19、某建筑物呈正方体形状，每边长 10m，试设计采用单支避雷针进行直击雷保护的方案，并按比例绘出避雷针的平面保护范围图。

答案：针位于正方体建筑物任意中间并与之净距5m，经计算针高选用15.9m，经计算针高选24m，被保护高度为10m时保护半径为16m，平面保护范围如图所示：

20、某厂有一个原油罐，高为10m、直径为10m，避雷针与油罐净距为6m，试校验0保护的有效性，并提出改进措施。答案：针高压20m在被保护高度为10m时的保护半径为10m，小于针与油罐最远点的距离16m；经计算应采用高25m的避雷针，此时保护半径为17.5m,平面保护范围如图所示：

21、某小型水电站采用单支避雷针保护主厂房和屋外配电装置，主厂房高10m，最远点距厂房和屋外配电装置均位于同一高程。试确定合理的避雷针高度，并按比例绘出避雷针的平面保护范围图。

答案：经计算保护主厂房的针高应选用22，保护屋外配电装置的针高应选用20，故针高选用22，被保护高度为10时保护半径为13，被保护高度为7时保护半径为19，平面保护范围如图所示：

22、在灯光监视的断路器控制回路中，红灯完全短路时，要求加在跳闸线圈上的电压不应超过额定值的5～10％，正常时加在红灯上的电压不应超过其额定值。若：⑴直流额定操作电压为220V；⑵红灯灯泡额定值为110V、8W，附加电阻为25W、2500Ω；⑶跳闸线圈直流电阻为44Ω。试验算：

⑴正常时加在红灯上的电压为多少V？是否合格？

⑵红灯完全短路时加在跳闸线圈上的电压是否在5～10％范围之内？ 答案：⑴正常时加在红灯上的电压为82V＜110V，故合格。

⑵红灯完全短路后加在跳闸线圈上的电压为 3.8V＜220V×5％＝11V，故也合格。

23、在某35kV中性点不接地系统中，单相金属性接地电流为８A，假设线路及电源侧的阻抗忽略不计，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。 答案：C0＝0.42μF，因线路对地电阻无限大Z0＝7583Ω

24、有一台380V、10kW的电动机，功率因数为0.75、效率为0.9，根据计算电流选择接触器？

答案：根据电动机电流为22.5A，可选用CJ10-40A的交流接触器。

25、计算出10／0.4kV、315kVA变压器的一、二次额定电流，并选出自动空气开关作为低压侧的总开关？ 答案：I1e＝Se／

3U3U＝315／(3×10)＝18.2(A)；

1eI2e＝Se／

＝315／(3×0.4)＝455(A)；

2e二次侧最大负荷电流为1.05×455＝478(A)，一般应选用DW10-600/3型自动空气开关。

26、计算出10／0.4kV、100kVA变压器的一、二次额定电流，并选择高、低压侧的熔丝？ 答案: I1e＝Se／3U3U＝100／(3×10)＝5.8(A)；

1eI2e＝Se／

＝100／(3×0.4)＝144(A)；

2e

根据要求：变压器的一次熔丝按额定电流的1.5～2.0倍选择；二次熔丝按二次最大工作电流选择，则：

一次熔丝：I1e＝(1.5～2.0)×5.8＝8.7～11.6(A)二次熔丝：I2e＝1.05×114＝120(A)，可选用150A的熔丝。

27、电流互感器的变比为75／5，而电流表表盘刻度最大量程则是100A。当电流表分别指示60A和80A时，试求实际电流是多少？

答案：⑴当电流表指示60A时，实际电流为Ｉ＝(60／100)×75＝45(A)；

⑵当电流表指示80A时，实际电流为Ｉ＝(80／100)×75＝60(A)。

28、在电气设备采用接地保护的三相四线制系统中，变压器零点接地电阻值为1.5Ω，电气设备保护接地电阻为 4.0Ω。当电气设备发生一相接地（即接外壳）时，试计算电气设备的外壳的对地电压是多少伏（电气设备绕组的电阻忽略不计）？ 答案：已知：R0＝1.5Ω，R地电压为：Ujdjd＝4.0Ω，相电压Ujdxg＝220V。由此得出电气设备外壳对＝R0Uxg／(R0＋R)＝4.0×220V／(1.5＋4.0)＝0.27×220＝160(V)

29、某用户10kV母线发生三相短路时，短路电流的周期分量为15kA，问额定开断容量为200MVA的限流型熔断器能否满足要求？ 答案：首先求出母线短路容量为Sd＝

3UIpd＝3×10.5×15＝273(MVA)，从计算结果可知额定开断容量为200MVA的限流型熔断器不能满足要求。

30、在下图中，当指示灯短路时，试计算跳闸线圈上的电压有多少伏？为额定电压的百分之多少？ 答案：UTQ＝Ue×RTQ／(R＋RTQ)＝220×88／(1500＋88)＝12.2(V)； ／Ue×100％＝(12.2／220)×100％＝5.5％。UTQ31、DW2-35型断路器的额定开断容量为1500MVA，试计算该型断路器额定动稳定电流是多少？ 答案：I Iwe＝Swe／（3Uwe)＝1500／(3×35)＝24.7(kA)；

ede＝2.55×I＝2.55×24.7＝63.0(kA)。

32、在10kV不接地系统中，当电压互感器高压熔丝熔断一相时，试计算辅助二次绕组开口处电压为多少？

答案：系统正常时开口三角形绕组每相两端电压为Ua＝Ub＝Uc＝100/3V，开口三角形绕组输出处电压为零。

假如高压 A相熔丝熔断，未熔断的两相相电压之间的相位仍为120°，根据相量分析可知，U0＝100／3(V)。

33、DW2-35型断路器的额定开断容量为 1000MVA，DW6-35型断路器的额定开断容量为

400MVA，试计算DW2-35型的开断电流能力比DW6-35型提高多少？动稳定电流提高多少？ 答案：两种断路器开断容量相差为1000－400＝600(MVA)，开断短路电流的能力提高了 600／(3×35)＝9.90(kA)，动稳定电流提高了2.55×9.90＝25.2(kA)。

34、两支等高避雷针的高度均为25m，两针相距20m，试计算在两针中间位置、高度为7m的平面上保护范围一侧的最小宽度是多少米？

答案：∵ｈ0＝ｈ－D／7p＝25－20／7＝21.4(m)，∴ｂx＝1.5(ｈ0－ｈx)＝1.5(21.4－7)＝1.5×14.4＝21.6(m)。

35、某站装有一组由118只GGF-300型铅酸蓄电池组成的蓄电池组，按浮充方式运行时，每只电池电压U1＝2.15V，正常负荷电流Ifh＝10A，应有多少只蓄电池投入运行？浮充整流器输出的电流应是多少？

答案：该直流系统的电压等级显然为220V，浮充方式运行时，母线电压应维持在U＝1.05×220V，电池数ｎ＝U／U1＝1.05×220／2.15＝108(只)fcI＝0.03×Q／36＝0.03×300／36＝0.25(A)，eI＝

Ifh＋

Ifc＝10＋0.25＝10.25(A)。

36、某变压器35kV侧的中性点装设了一台消弧线圈，在35kV系统发生单相接地故障时需补偿电感电流＝20A，问这时消弧线圈的感抗值是多少？

答案：由已知条件知消弧线圈两端的电压为系统的相对地电压：

即Ul＝35／3＝20.2(kV)；Xl＝Ul／Il＝20.2／20＝1.01(kΩ)。

37、计算正常情况下红灯回路的电流值、跳闸线圈的电压值和红灯短路时跳闸线圈上的压降值为额定电压的百分数？已知：直流电源电压U＝220V，跳闸线圈电阻RTQ＝88Ω，红灯为８W、110V，附加电阻Rfj＝2.5kΩ。答案：∵R⑴I⑵U⑶U(UHD＝U／P＝11022／8＝1512.5(Ω)，HD＝220／(2500＋1512.5＋88)＝0.0536(A)； ＝0.0536×88＝4.72(V)；

＝88×220／(2500＋88)＝7.48(V)，TQd.TQd.TQ／220)×100％＝(7.48／220)×100％＝3.4％。

38、有一条６kV电力电缆长２km，当首、末端及中点分别发生单相接地故障时，该电缆产生的接地电流分别约为多少安培？ 答案：均为1.2A。