2025年黑龍江鶴崗勘察設(shè)計(jì)注冊(cè)電氣工程師考試（發(fā)輸變電專業(yè)案例）經(jīng)典試題及答案一、試題部分（一）單項(xiàng)選擇題1.某發(fā)輸變電系統(tǒng)中，已知發(fā)電機(jī)的額定容量為200MW，功率因數(shù)為0.85，其額定電流最接近以下哪個(gè)值？（A）A.1344AB.1250AC.1420AD.1500A2.某220kV輸電線路，采用雙分裂導(dǎo)線，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-300，其單位長(zhǎng)度的電阻為0.1Ω/km，線路長(zhǎng)度為100km，當(dāng)輸送功率為150MW，功率因數(shù)為0.9時(shí)，線路的電壓損耗約為（）kV。A.12.5B.14.2C.16.3D.18.53.在一個(gè)110kV變電站中，有一臺(tái)容量為50MVA的變壓器，其空載損耗為50kW，負(fù)載損耗為200kW，當(dāng)變壓器的負(fù)載系數(shù)為0.8時(shí)，變壓器的總損耗為（）kW。A.138B.142C.150D.1604.某發(fā)輸變電系統(tǒng)中，需要選擇一組110kV斷路器，已知系統(tǒng)的最大短路電流為25kA，短路持續(xù)時(shí)間為2s，斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于（）kA。A.25B.30C.35D.405.某220kV輸電線路的耐張段長(zhǎng)度為5km，導(dǎo)線的水平應(yīng)力為50MPa，導(dǎo)線的自重比載為30×10?3N/（m·mm2），則導(dǎo)線的弧垂最接近（）m。A.1.5B.2.0C.2.5D.3.0（二）多項(xiàng)選擇題1.以下哪些因素會(huì)影響輸電線路的輸電能力？（）A.導(dǎo)線的型號(hào)B.線路的長(zhǎng)度C.系統(tǒng)的電壓等級(jí)D.功率因數(shù)2.在發(fā)輸變電系統(tǒng)中，以下哪些設(shè)備屬于一次設(shè)備？（）A.變壓器B.斷路器C.電流互感器D.繼電保護(hù)裝置3.對(duì)于電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償，以下說法正確的是（）A.可以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)B.可以降低線路的電壓損耗C.可以減少系統(tǒng)的有功損耗D.可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性4.以下哪些是選擇變電站站址時(shí)需要考慮的因素？（）A.靠近負(fù)荷中心B.地質(zhì)條件良好C.交通便利D.遠(yuǎn)離居民區(qū)5.在輸電線路的防雷設(shè)計(jì)中，以下措施有效的是（）A.架設(shè)避雷線B.降低桿塔接地電阻C.安裝避雷器D.采用絕緣橫擔(dān)（三）案例分析題1.某發(fā)輸變電工程中，有一個(gè)220kV變電站，其主接線采用雙母線接線方式。變電站有兩臺(tái)主變壓器，容量均為180MVA，電壓等級(jí)為220/110/35kV。220kV側(cè)有4回進(jìn)線，110kV側(cè)有6回出線，35kV側(cè)有8回出線。（1）請(qǐng)畫出該變電站的雙母線接線示意圖。（2）若220kV側(cè)某一回進(jìn)線發(fā)生故障，需要進(jìn)行檢修，如何進(jìn)行倒閘操作以保證其他設(shè)備的正常運(yùn)行？（3）計(jì)算該變電站220kV側(cè)的最大短路電流（假設(shè)系統(tǒng)的短路容量為20000MVA）。2.某輸電線路工程，采用單回路架設(shè)，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-400，線路長(zhǎng)度為80km，輸送功率為200MW，功率因數(shù)為0.9。線路的參數(shù)如下：電阻r?=0.08Ω/km，電抗x?=0.4Ω/km，電納b?=2.8×10??S/km。（1）計(jì)算線路的等值阻抗和等值電納。（2）計(jì)算線路的電壓損耗和功率損耗。（3）若要將線路的功率因數(shù)提高到0.95，需要在負(fù)荷側(cè)安裝多大容量的無功補(bǔ)償裝置？二、答案及詳細(xì)解答（一）單項(xiàng)選擇題1.答案：A解答：根據(jù)公式\(I_N=\frac{S_N}{\sqrt{3}U_N\cos\varphi}\)，對(duì)于發(fā)電機(jī)，一般額定電壓\(U_N=10.5kV\)（常見發(fā)電機(jī)出口電壓），\(S_N=200MW=200\times10^6W\)，\(\cos\varphi=0.85\)。則\(I_N=\frac{200\times10^6}{\sqrt{3}\times10.5\times10^3\times0.85}\approx1344A\)。2.答案：C解答：首先計(jì)算線路電流\(I=\frac{P}{\sqrt{3}U\cos\varphi}\)，其中\(zhòng)(P=150MW=150\times10^6W\)，\(U=220kV=220\times10^3V\)，\(\cos\varphi=0.9\)，則\(I=\frac{150\times10^6}{\sqrt{3}\times220\times10^3\times0.9}\approx447A\)。線路電阻\(R=r_0L=0.1\times100=10\Omega\)，電壓損耗\(\DeltaU=IR=\447\times10=4470V=4.47kV\)（這里忽略電抗影響，若考慮完整公式\(\DeltaU=\frac{PR+QX}{U}\)，\(Q=P\tan\varphi=P\sqrt{\frac{1}{\cos^{2}\varphi}-1}=150\times\sqrt{\frac{1}{0.9^{2}}-1}\approx72.6Mvar\)，\(X\)一般取\(0.4\Omega/km\)，\(X=0.4\times100=40\Omega\)，\(\DeltaU=\frac{150\times10^6\times10+72.6\times10^6\times40}{220\times10^3}\approx16.3kV\)）。3.答案：A解答：變壓器的總損耗\(\DeltaP=\DeltaP_0+\beta^{2}\DeltaP_k\)，其中\(zhòng)(\DeltaP_0=50kW\)（空載損耗），\(\DeltaP_k=200kW\)（負(fù)載損耗），\(\beta=0.8\)（負(fù)載系數(shù)）。則\(\DeltaP=50+0.8^{2}\times200=50+128=138kW\)。4.答案：A解答：斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于系統(tǒng)的最大短路電流，已知系統(tǒng)的最大短路電流為25kA，所以斷路器的額定開斷電流應(yīng)不小于25kA。5.答案：B解答：根據(jù)弧垂計(jì)算公式\(f=\frac{\gammal^{2}}{8\sigma}\)，其中\(zhòng)(\gamma=30\times10^{-3}N/(m\cdotmm^{2})\)，\(l=5\times1000m\)，\(\sigma=50MPa=50\times10^6N/m^{2}\)。則\(f=\frac{30\times10^{-3}\times(5\times1000)^{2}}{8\times50\times10^6}\approx1.875m\approx2.0m\)。（二）多項(xiàng)選擇題1.答案：ABCD解答：導(dǎo)線的型號(hào)決定了導(dǎo)線的載流量等電氣性能，會(huì)影響輸電能力；線路長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電壓損耗和功率損耗越大，輸電能力受限；系統(tǒng)電壓等級(jí)越高，在相同功率下電流越小，輸電能力相對(duì)越強(qiáng)；功率因數(shù)越高，輸送相同有功功率時(shí)所需的視在功率越小，線路損耗越小，輸電能力可提高。2.答案：ABC解答：一次設(shè)備是直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過程的高壓電氣設(shè)備，變壓器、斷路器、電流互感器都屬于一次設(shè)備；繼電保護(hù)裝置是對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測(cè)，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的二次設(shè)備。3.答案：ABCD解答：無功補(bǔ)償可以提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，減少無功功率在系統(tǒng)中的流動(dòng)，從而降低線路的電壓損耗，減少系統(tǒng)的有功損耗，同時(shí)也有助于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。4.答案：ABC解答：變電站站址應(yīng)靠近負(fù)荷中心，以減少輸電損耗；地質(zhì)條件良好可以保證變電站的基礎(chǔ)穩(wěn)定；交通便利有利于設(shè)備的運(yùn)輸和維護(hù)。而變電站并不一定要遠(yuǎn)離居民區(qū)，只要做好防護(hù)措施，滿足安全距離要求即可。5.答案：ABCD解答：架設(shè)避雷線可以將雷電流引入大地，降低桿塔接地電阻可以使雷電流更快地散流，安裝避雷器可以限制過電壓，采用絕緣橫擔(dān)可以提高線路的絕緣水平，這些措施都有助于輸電線路的防雷。（三）案例分析題1.（1）雙母線接線示意圖：-畫出兩條母線，分別標(biāo)記為母線1和母線2。-兩臺(tái)主變壓器分別通過斷路器和隔離開關(guān)連接到兩條母線。-220kV側(cè)的4回進(jìn)線、110kV側(cè)的6回出線、35kV側(cè)的8回出線也分別通過斷路器和隔離開關(guān)連接到兩條母線。（2）倒閘操作步驟：-首先，將故障進(jìn)線所在母線上的其他元件（如主變壓器、出線等）通過倒閘操作倒至另一條母線運(yùn)行。具體操作是先合上備用母線側(cè)的隔離開關(guān)，再斷開工作母線側(cè)的隔離開關(guān)。-然后，斷開故障進(jìn)線的斷路器，再斷開其兩側(cè)的隔離開關(guān)，進(jìn)行檢修。-檢修完成后，先合上隔離開關(guān)，再合上斷路器，恢復(fù)該進(jìn)線的運(yùn)行，最后將之前倒至備用母線的元件倒回原母線。（3）計(jì)算220kV側(cè)的最大短路電流：已知系統(tǒng)的短路容量\(S_{k}=20000MVA\)，\(U=220kV\)，根據(jù)\(I_{k}=\frac{S_{k}}{\sqrt{3}U}\)，則\(I_{k}=\frac{20000\times10^6}{\sqrt{3}\times220\times10^3}\approx52.5kA\)。2.（1）計(jì)算線路的等值阻抗和等值電納：線路電阻\(R=r_0L=0.08\times80=6.4\Omega\)，線路電抗\(X=x_0L=0.4\times80=32\Omega\)，等值阻抗\(Z=R+jX=6.4+j32\Omega\)。線路電納\(B=b_0L=2.8\times10^{-6}\times80=2.24\times10^{-4}S\)。（2）計(jì)算線路的電壓損耗和功率損耗：先計(jì)算線路電流\(I=\frac{P}{\sqrt{3}U\cos\varphi}\)，\(P=200MW=200\times10^6W\)，\(U=220kV=220\times10^3V\)，\(\cos\varphi=0.9\)，\(I=\frac{200\times10^6}{\sqrt{3}\times220\times10^3\times0.9}\approx596A\)。功率損耗\(\DeltaP=3I^{2}R=3\times596^{2}\times6.4\approx6.8MW\)，\(\DeltaQ=3I^{2}X=3\times596^{2}\times32\approx34MW\)。電壓損耗\(\DeltaU=\frac{PR+QX}{U}\)，\(Q=P\tan\varphi=200\times\sqrt{\frac{1}{0.9^{2}}-1}\approx97.6Mvar\)，\(\DeltaU=\frac{200\times10^6\times6.4+97.6\times10^6\times32}{220\times10^3}\approx16.5kV\)。（3）計(jì)算無功補(bǔ)償裝置容量：