2025年發(fā)電廠電氣部分模擬考試試題和答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種主接線形式在檢修母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)需短時(shí)停電？（）A.單母線不分段B.單母線分段C.雙母線接線D.3/2接線2.某發(fā)電廠6kV廠用母線短路容量為1000MVA，其短路電流周期分量有效值為（）（取基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj=6.3kV）。A.9.16kAB.18.32kAC.45.8kAD.27.48kA3.電流互感器二次側(cè)嚴(yán)禁開(kāi)路的主要原因是（）。A.二次側(cè)電壓過(guò)高，危及設(shè)備和人身安全B.二次側(cè)電流過(guò)大，燒毀繞組C.一次側(cè)電流無(wú)法測(cè)量D.鐵芯飽和導(dǎo)致誤差增大4.廠用電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)校驗(yàn)的核心目的是（）。A.確保電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)母線電壓不低于允許值B.驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流是否超過(guò)斷路器開(kāi)斷能力C.檢查電動(dòng)機(jī)絕緣是否滿足要求D.確認(rèn)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)間是否符合工藝要求5.某220kV變電站主變壓器容量為180MVA，短路阻抗Uk%=14，其電抗標(biāo)幺值（基準(zhǔn)容量Sj=100MVA）為（）。A.0.0778B.0.14C.0.252D.0.09336.雙母線接線中設(shè)置母聯(lián)斷路器的主要作用是（）。A.隔離故障母線B.實(shí)現(xiàn)母線之間的聯(lián)絡(luò)和倒閘操作C.限制短路電流D.提高母線的熱穩(wěn)定能力7.高壓廠用變壓器通常采用Dyn11接線的主要原因是（）。A.降低零序阻抗，便于接地保護(hù)B.提高二次側(cè)電壓穩(wěn)定性C.減少三次諧波對(duì)系統(tǒng)的影響D.增加變壓器容量利用率8.校驗(yàn)斷路器的動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，需比較（）。A.斷路器的額定開(kāi)斷電流與短路電流周期分量B.斷路器的峰值耐受電流與短路沖擊電流C.斷路器的熱穩(wěn)定電流與短路電流有效值D.斷路器的額定電流與最大工作電流9.下列哪種設(shè)備不屬于發(fā)電廠二次設(shè)備？（）A.發(fā)電機(jī)出口電壓互感器B.母線保護(hù)裝置C.廠用低壓開(kāi)關(guān)柜電流表D.主變壓器冷卻器控制箱10.某發(fā)電機(jī)額定容量為300MW，功率因數(shù)0.85，其額定視在功率為（）。A.255MVAB.300MVAC.352.9MVAD.400MVA二、判斷題（每題1分，共10分。正確打√，錯(cuò)誤打×）1.電流互感器二次側(cè)必須一點(diǎn)接地，主要是為了防止一次側(cè)高電壓竄入二次側(cè)危及人身安全。（）2.單母線分段接線中，分段斷路器正常運(yùn)行時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)。（）3.廠用電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流約為額定電流的5-7倍，因此廠用母線電壓在啟動(dòng)時(shí)會(huì)顯著下降。（）4.短路電流的熱效應(yīng)主要由非周期分量決定。（）5.雙母線接線倒閘操作中，應(yīng)先合母聯(lián)斷路器，再切換隔離開(kāi)關(guān)。（）6.電壓互感器二次側(cè)允許短路，電流互感器二次側(cè)允許開(kāi)路。（）7.主變壓器的中性點(diǎn)接地方式會(huì)影響系統(tǒng)零序阻抗和接地保護(hù)配置。（）8.發(fā)電廠廠用電系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先采用暗備用方式，以提高經(jīng)濟(jì)性。（）9.校驗(yàn)導(dǎo)體的熱穩(wěn)定時(shí)，需計(jì)算短路電流的熱效應(yīng)，并確保導(dǎo)體的允許熱穩(wěn)定電流平方乘時(shí)間大于等于短路電流熱效應(yīng)。（）10.3/2接線（一個(gè)半斷路器接線）中，任意一臺(tái)斷路器檢修時(shí)，不會(huì)影響線路或變壓器的正常運(yùn)行。（）三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述單母線分段接線與雙母線接線的主要優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。2.說(shuō)明電流互感器與電壓互感器的主要區(qū)別（至少列出4點(diǎn)）。3.廠用電系統(tǒng)為何需要設(shè)置備用電源？常用的備用電源自動(dòng)投入（BZT）方式有哪些？4.短路電流計(jì)算中，標(biāo)幺值法的基本步驟包括哪些？5.發(fā)電廠主變壓器的容量選擇需要考慮哪些因素？四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某110kV系統(tǒng)接線如圖所示（注：假設(shè)系統(tǒng)為無(wú)窮大電源，各元件參數(shù)如下）：-發(fā)電機(jī)G：額定容量200MVA，次暫態(tài)電抗X"d=0.12；-變壓器T1：容量240MVA，Uk%=14；-變壓器T2：容量120MVA，Uk%=14；-線路L：長(zhǎng)度50km，電抗0.4Ω/km；求k點(diǎn)（110kV母線）發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量有效值及短路沖擊電流（基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj=115kV）。2.某6kV廠用母線接有3臺(tái)電動(dòng)機(jī)，參數(shù)如下：-M1：額定功率1000kW，效率0.92，功率因數(shù)0.85，啟動(dòng)電流倍數(shù)6；-M2：額定功率800kW，效率0.90，功率因數(shù)0.80，啟動(dòng)電流倍數(shù)5；-M3：額定功率600kW，效率0.91，功率因數(shù)0.82，啟動(dòng)電流倍數(shù)5.5；母線短路容量為800MVA，求母線電壓在電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)的最低電壓（電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)功率因數(shù)取0.25，系統(tǒng)電抗忽略電阻）。五、綜合分析題（20分）某2×350MW燃煤發(fā)電廠，發(fā)電機(jī)出口電壓15.75kV，額定容量400MVA（功率因數(shù)0.85），主變壓器為發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線，高壓側(cè)接220kV系統(tǒng)（系統(tǒng)短路容量為20000MVA）。廠用電系統(tǒng)需設(shè)置高壓（6kV）和低壓（380V）兩個(gè)電壓等級(jí)，高壓廠用變壓器由主變壓器低壓側(cè)引接，容量需滿足最大單臺(tái)電動(dòng)機(jī)（2000kW，6kV，啟動(dòng)電流倍數(shù)6）啟動(dòng)時(shí)母線電壓不低于80%額定電壓。要求：（1）確定主變壓器的容量及接線形式；（2）設(shè)計(jì)高壓廠用母線的主接線形式，并說(shuō)明理由；（3）計(jì)算高壓廠用變壓器的最小容量（假設(shè)廠用計(jì)算負(fù)荷為8000kW，同時(shí)系數(shù)0.8，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)變壓器阻抗Uk%=10，系統(tǒng)電抗忽略）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B（單母線分段接線中，檢修某段母線的隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，需斷開(kāi)分段斷路器，使該段母線停電）2.A（短路電流周期分量I''=Sj/(√3Uj)=100/(√3×6.3)=9.16kA）3.A（電流互感器二次開(kāi)路時(shí)，鐵芯嚴(yán)重飽和，感應(yīng)高電壓危及安全）4.A（自啟動(dòng)校驗(yàn)核心是保證母線電壓不低于允許值，避免電動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)或燒毀）5.A（電抗標(biāo)幺值X=Uk%×Sj/(100×SN)=14×100/(100×180)=0.0778）6.B（母聯(lián)斷路器用于母線聯(lián)絡(luò)和倒閘操作時(shí)的等電位切換）7.C（Dyn11接線可抑制三次諧波，改善電壓波形）8.B（動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)需比較峰值耐受電流與短路沖擊電流）9.A（電壓互感器屬于一次設(shè)備，其二次側(cè)儀表屬于二次設(shè)備）10.C（視在功率S=P/cosφ=300/0.85≈352.9MVA）二、判斷題1.√（二次側(cè)接地防止一次高電壓竄入）2.×（分段斷路器正常運(yùn)行時(shí)閉合，提高供電可靠性）3.√（啟動(dòng)電流大導(dǎo)致母線電壓暫降）4.×（熱效應(yīng)主要由周期分量決定，非周期分量衰減快）5.√（合母聯(lián)斷路器后，母線等電位，可安全切換隔離開(kāi)關(guān)）6.×（電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路，電流互感器嚴(yán)禁開(kāi)路）7.√（中性點(diǎn)接地方式影響零序網(wǎng)絡(luò)和保護(hù)整定值）8.×（廠用電優(yōu)先采用明備用，暗備用需變壓器容量大，經(jīng)濟(jì)性差）9.√（熱穩(wěn)定校驗(yàn)公式：I_t2t≥Q_k）10.√（3/2接線任意斷路器檢修時(shí)，不影響主設(shè)備運(yùn)行）三、簡(jiǎn)答題1.單母線分段接線優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，分段后提高可靠性；缺點(diǎn)：母線或分段斷路器故障時(shí)仍需部分停電；適用：中小容量發(fā)電廠、6-10kV配電裝置。雙母線接線優(yōu)點(diǎn)：檢修母線不停電，調(diào)度靈活；缺點(diǎn)：接線復(fù)雜，投資高；適用：大容量發(fā)電廠、220kV及以上樞紐變電站。2.區(qū)別：①功能：CT測(cè)量電流，PT測(cè)量電壓；②工作狀態(tài)：CT二次近似短路，PT二次近似開(kāi)路；③二次側(cè)阻抗：CT二次阻抗小，PT二次阻抗大；④誤差來(lái)源：CT主要是電流誤差，PT主要是電壓誤差；⑤二次接地：CT二次一點(diǎn)接地，PT二次可多點(diǎn)接地（防干擾）。3.廠用備用電源設(shè)置原因：防止工作電源故障導(dǎo)致廠用電中斷，影響機(jī)組安全。BZT方式：明備用（專用備用變壓器）、暗備用（工作變壓器互為備用）；按啟動(dòng)條件分：低電壓?jiǎn)?dòng)、工作電源開(kāi)關(guān)跳閘啟動(dòng)。4.標(biāo)幺值法步驟：①選擇基準(zhǔn)容量Sj和基準(zhǔn)電壓Uj（通常取平均額定電壓）；②計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值（發(fā)電機(jī)X"d=X"d×Sj/SN，變壓器X=Uk%×Sj/(100×SN)，線路X=X0L×Sj/Uj2）；③繪制等值電路，化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)求短路點(diǎn)總電抗標(biāo)幺值X∑；④計(jì)算短路電流周期分量I''=Sj/(√3UjX∑)，沖擊電流ich=√2×Kch×I''（Kch取1.8）。5.主變壓器容量選擇因素：①發(fā)電機(jī)額定容量（單元接線時(shí)變壓器容量≥發(fā)電機(jī)視在功率）；②廠用負(fù)荷（需考慮高壓廠用變壓器引接容量）；③系統(tǒng)備用要求（需滿足發(fā)電機(jī)功率送出和系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)需求）；④過(guò)負(fù)荷能力（考慮短期超發(fā)或檢修備用）。四、計(jì)算題1.解：（1）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值：-發(fā)電機(jī)：X_G=X"d×Sj/SN=0.12×100/200=0.06-變壓器T1：X_T1=Uk%×Sj/(100×SN)=14×100/(100×240)=0.0583-變壓器T2：X_T2=14×100/(100×120)=0.1167-線路L：電抗X0L=0.4×50=20Ω，X_L=X0L×Sj/Uj2=20×100/(1152)=0.1512（2）k點(diǎn)短路時(shí)，等值電抗X∑=X_G+X_T1∥(X_T2+X_L)=0.06+(0.0583×(0.1167+0.1512))/(0.0583+0.1167+0.1512)=0.06+(0.0583×0.2689)/0.3262≈0.06+0.048=0.108（3）短路電流周期分量I''=Sj/(√3UjX∑)=100/(√3×115×0.108)=100/(21.64)=4.62kA（4）沖擊電流ich=√2×1.8×I''=2.55×4.62≈11.78kA2.解：（1）計(jì)算各電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流標(biāo)幺值（基準(zhǔn)容量Sj=100MVA，基準(zhǔn)電壓Uj=6.3kV）：-M1額定電流Ie1=1000/(√3×6×0.92×0.85)=1000/(8.31)=120.3A，啟動(dòng)電流Iq1=6×120.3=721.8A，標(biāo)幺值Iq1=721.8/(100×103/(√3×6.3))=721.8/(9165)=0.0787-M2額定電流Ie2=800/(√3×6×0.9×0.8)=800/(7.42)=107.8A，啟動(dòng)電流Iq2=5×107.8=539A，標(biāo)幺值Iq2=539/9165=0.0588-M3額定電流Ie3=600/(√3×6×0.91×0.82)=600/(7.97)=75.3A，啟動(dòng)電流Iq3=5.5×75.3=414.2A，標(biāo)幺值Iq3=414.2/9165=0.0452（2）總啟動(dòng)電流標(biāo)幺值Iq=0.0787+0.0588+0.0452=0.1827（3）母線短路容量Sd=800MVA，系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值Xs=Sj/Sd=100/800=0.125（4）啟動(dòng)時(shí)母線電壓標(biāo)幺值U=1/(1+Xs×(Iq/cosφ))，cosφ=0.25，故U=1/(1+0.125×(0.1827/0.25))=1/(1+0.125×0.7308)=1/1.091≈0.917（即91.7%）五、綜合分析題（1）主變壓器容量：發(fā)電機(jī)視在功率S=350×2/0.85=823.5MVA（兩臺(tái)機(jī)），單元接線時(shí)單臺(tái)主變?nèi)萘俊?00MVA（單臺(tái)機(jī)視在功率），取400MVA。接線形式：發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線（減少中間環(huán)節(jié)，提高可靠性）。（2）高壓廠用母線主接線：采用單母線分段接線。理由：廠用負(fù)荷重要性高，分段后可縮小故障范圍；6kV系統(tǒng)短路電流較小，分段斷路器可滿足開(kāi)斷要求；接線簡(jiǎn)單，投資低于雙母線，適合廠用電系統(tǒng)。（3）高壓廠用變壓器最小容量計(jì)算：①計(jì)算廠用計(jì)算負(fù)荷：Pjs=8000×0.8=6400kW，視在功率Sjs=6400/0.85≈7529kVA≈7.53MVA②電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)母線電壓約束：U≥0.8Un，啟動(dòng)電流標(biāo)幺值Iq=(2000×6)/(√3×6×0.92×0.85×7.53×103/1000)（需轉(zhuǎn)