《发电厂及变电站电气设备》期末考试试题B及答案

宁德师范学院物理与电气工程系
《发电厂及变电站电气设备》期末考试试卷（B）班级姓名座号得分_____________
一、填空题(每空1分，共20分)
1.电力系统是由_________、升压变电所、__________、降压变电所及电力用户所组成
的统一整体。

2.电弧熄灭的措施主要有：提高触头开断速度、__________、增大绝缘介质气体压力、
_________和将触头置于真空密室中。

3.电压互感器的准确等级有四个，分别是______、0.5、______、3。

4.母线是汇集和分配电流的_____导体，类型有______母线和硬母线之分。

5.高压断路器是高压电器中最主要的部分，在空载、_______和________状态下都应可
靠动作。

6.隔离开关的作用主要有隔离电源、_____________和_______________。

7.电气主接线中双母线接线分为不分段的双母线、____________、双母线带旁路和
_______接线。

8.自用电负荷按重要性分类可分为____________、次重要负荷和____________。

9.接地系统是由__________和____________组成的整体。

10.触电是指人体的不同部位受到________的作用，在人体内产生_________，造成的伤
害甚至危及生命安全。

二、单项选择题（每题2分，共20分）
11．下列不是衡量电能质量的指标是( )。

A. 电压
B. 相位
σ
C. 频率
D. 波形
12．电气设备的额定电压是指________，额定电流是指允许长期通过的__________。

（）
A．相电压最大电流值B．相电压电流有效值
C．线电压最大电流值D．线电压电流有效值
13．我国电力系统中220KV及以上电压等级的系统都采用中性点直接接地运行方式，其首要原因是（）。

A．降低绝缘水平B．提高输送能力
C．降低电压等级D．降低短路电流
14．变电站自用电中最重要的负荷是( )。

A. 采暖通风设备
B. 照明设备
C. 主变压器的冷却装置
D. 检修用电15．接触电压是指人站在距离设备（）米处，手触设备外壳等带电部分，手脚之间所受的电压值。

A. 0.5米
B. 0.8米
C. 1.0米
D. 1.2米
16．电流通过人体的大小可分为三级，分别是感知电流和( )。

A. 摆脱电流致命电流
B.摆脱电流耐受电流
C.耐受电流致命电流
D.刺激电流耐受电流
17．电气设备的接地主要有三种形式，分别是工作接地、保护接地和( )。

A. 工频接地
B. 直流接地
C. 小电流接地
D. 冲击接地
18．两条平行导体的电流相同时，导体之间的受力为________；三相系统中___相得受力最大。

（）
A．斥力边缘相B．斥力中间相
C．引力边缘相D．引力中间相
19．汇流母线和较短导体除了按长期发热允许电流选择外，其余导体截面应按( )选择。

A.短路电流密度
B.负荷电流密度
C.经济电流密度
D.电动力稳定条件
20．高压断路器的选择条件为：按开断电流选择和( )。

A.短路关合电流
B.短路周期电流
C.短路非周期电流
D.短路最大电流
三、简答题（共25分）
21．什么是发电厂和变电站的一次设备和二次设备？各包含哪些内容？（5分）
22．断路器和隔离开关的用途不同，说明它们在接通和断开电路时的操作顺序。

（5分）23．说明发电机—变压器单元接线的特点。

(5分)
24．将一部分低压设备外壳采用接零保护，另一部分只作接地保护，有何不妥，说明原因。

（5分）
25．自用电负荷按运行方式分为A类、B类、C类和D类负荷，说明四类负荷代表什么含义。

（5分）
四、综合题（共35分）
26．某水电站装机为425MW
,机端电压为10.5KV，现拟采用高压为110KV，出线3回，中压为35KV，出线6回与系统相连，试拟出技术较为合理的电气主接线方案，并画出主接线图加以说明。

（15分）
27．已知：电压互感器用于10.5KV母线测量，电压互感器各相负荷为不完全星形，母线上接有馈线7回、自用变压器2回、主变压器1回，共有有功电度表10只，有功功率表3只，无功功率表1只，母线电压及频率表各一只，绝缘监视电压表3只，负荷分配如下表所示。

某设计人员选择JSJW-10型电压互感器，其二次绕组的额定容量为120（VA），分析计算后说明选择此种电压互感器能否满足需要。

（20分）
《发电厂及变电站电气设备》期中考试试卷B参考答案
一、填空题
1．发电厂中输电线路 2. 冷却电弧吹弧3.0.2 1；4. 裸软5. 负载短路；
6.倒闸操作接通或切断小电流电路；
7. 双母线分段一台半断路器；
8. 重要负荷不重要负荷
9. 接地体接地线；10. 电压电流；
二、单项选择题
11-15：BCACB 16-20：ADDCD
三、简答题
21．一次设备是指直接参与生产、输送和分配电能的电气设备。

通常包括5类：（1）能量转换设备：发电机、变压器、电动机等；
（2）开关设备：断路器、熔断器、负荷开关、隔离开关等；
（3）载流导体：母线、绝缘子、电缆等
（4）互感器：电压互感器、电流互感器
（5）电抗器和避雷器。

二次设备是指对一次设备的工作状况进行检测、控制和保护的辅助性电气设备。

如各种电气仪表、继电器、自动控制设备、信号和控制电缆等。

22．在接通电路时，先合入断路器两侧的隔离开关（先合入母线侧的隔离开关，后合入线路侧的隔离开关），再合入断路器QF；断开电路时，先断开断路器QF，再断开两侧的隔离开关（先断开线路侧的的隔离开关，后断开母线侧的隔离开关）。

23．（1）接线简单清晰，电气设备少，配电装置简单，投资少，占地面积小；
（2）不设发电机电压母线，发电机或变压器低压侧短路时短路电流小；
（3）操作简单，降低故障的可能性，提高可靠性，继电保护简化；
（4）任一元件故障或检修全部停止运行，检修时灵活性差。

24．当相线对未接零的低电阻接地体发生单相接地故障时，故障电流经设备的接地电阻和变压器中性点的接地电阻回流，引起变压器的中性点电位上升，使零线及接零保护的设备外壳产生危险的对地电压，当接地电阻越小时，零线电位升高越大，危险越大。

25．A类：经常持续运转负荷；B类：经常短时断续运转负荷；C类：不经常连续运转负荷；D类：不经常短时断续运转负荷。

四．综合题
26．解：本题选择的水电站电气主接线原则为
（1）需满足水电站出线要求，110KV出线3回，35KV出线6回；
（2）保证四台机组运行，某一台发生故障时不影响其他机组的工作，且在母线上发生短路或其他故障时，机组仍能向系统供电；
（3）在保证安全性和可靠性的前提下，尽可能节省断路器和隔离开关；
所以本题两种方案(一)采用两台三绕组变压器，变比为110/35/10.5KV,电源侧采用双母线分段带母线联络断路器，四台机组并列运行；（二）采用两台机组一台双绕组变压器向110KV系统供电，另外两台机组和一台双绕组变压器向35KV系统供电，电气主接线采用单母分段形式。

27．解：先求出不完全星形部分负荷
S16.7()
ab
VA
===
S16.2()
bc
VA
===
9.2
cos0.55
16.7
ab
ab
ab
P
S
ϕ===56.6
ab
ϕ=o
8.3
cos0.51
16.1
bc
bc
bc
P
S
ϕ===59.2
bc
ϕ=o 由于每相上接有绝缘监视电压表V，故A相负荷为：
'
cos(30)16.7cos(56.630)0.38.62()
A ab ab a
P P W
ϕ
=-+=⨯-+=
o o o
sin(30)16.7sin(56.630) 4.3()
A ab ab
Q VAR
ϕ
=-=⨯-=
o o o
B相负荷为：
'
cos(30)cos(30)]
[16.7cos(56.630)16.2cos(56.630)]0.3
9.04()
B ab ab bc bc b
P S S P
W
ϕϕ
=++-+
=⨯++⨯-+
=
o o
o o o o
sin(30)sin(30)]
[16.7sin(56.630)16.2sin(59.230)]
14.2()
B ab ab bc bc
Q S S
VAR
ϕϕ
=++-
=⨯++⨯-
=
o o
o o o o
可见B相负荷较大，故只须用B相总负荷进行校验：
120
S16.8()()
3 B
VA VA ===<
因此，设计选用JSJW-10型互感器能满足要求。