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第1页共59页东北农业大学(2009-2010学年第二学期)课程号：19600007z课程名称：变电工程设计-A学分：3考试方式：闭卷题号试题(分值)一．名词解释（每题2分，共计20分）1.火电厂2.限流效应3.近阴极效应4.零休5.水力发电厂6.长期发热7.重合器8.双母线接线9.近阴极效应10.跨步电压二．填空（每空2分，共计20分）1．根据母线截面形状选择的要求，母线的厚度与宽度之比一般是（）到（）。2．电弧中的电子和正离子，从浓度（）的空间向浓度（）的介质周围移动的现象，称为扩散。3．按变电站在电力系统中的地位，变电站可分为（）（）（）（）。4．电弧的熄灭与否取决于弧隙中的（）恢复过程和弧隙上（）恢复过程的速度。三．简答（每题7分，共计35分）1．真空断路器的屏蔽罩的作用是什么？2．屋外配电装置的特点是什么？3．电气设备发热都有哪些损耗造成的？4．正常运行的电流互感器二次侧可否开路？5．比较铜、铝、钢三种金属作为导线材料的优缺点。四．（25分）设计一个发电厂主接线。已知：有4台发电机组，当地负荷4会出线，有一条经升压变压器与电网相连。要求：画出主接线图，注明符号。第2页共59页变电工程（A）----答案一．名词解释（每题2分，共计20分）1.火电厂---灭弧时间很短、灭弧能力又很强的熔断器，在开断时产生的短路电流最大值小于预期的断流最大值的现象。2.限流效应--灭弧时间很短、灭弧能力又很强的熔断器，在开断时产生的短路电流最大值小于预期的断流最大值的现象。3.近阴极效应--在极性转换的瞬间0.1-1微秒，靠近阴极的地方出现150~250V的介质强度，叫做近阴极效应。4.零休--电弧电流过零时，变化缓慢，甚至在某段时间约等于零的现象5.水力发电厂--6.长期发热--由正常工作电流引起的发热，称为长期发热。7.重合器8.双母线接线10.跨步电压---进入电位分布区域内的人，沿着或逆着电位线每走一步，两脚之间的电位差叫做跨步电压。二．填空（每空2分，共计20分）1．根据母线截面形状选择的要求，母线的厚度与宽度之比一般是（1/12）到（1/5）。2．电弧中的电子和正离子，从浓度（高）的空间向浓度（低）的介质周围移动的现象，称为扩散。3．按变电站在电力系统中的地位，变电站可分为（枢纽）（中间）（终端）（配电）变电所。4．电弧的熄灭与否取决于弧隙中的（介质强度）恢复过程和弧隙上（电压）恢复过程的速度。三．简答（每题7分，共计35分）6．真空断路器的屏蔽罩的作用是什么？答：真空断路器的屏蔽罩可以吸收金属电子、金属离子和炽热的金属液滴，防止这些电弧的生成物和真空断路器外壳的内壁相接触，进而提高灭弧和绝缘能力。7．屋外配电装置的特点是什么？答：土建量和费用小，建设周期短；扩建方便；相邻设备间距较大，便于带电作业；占地面积大；受外界气候影响，设备运行条件差；外界气象变化影响设备的维修和操作。8．电气设备发热都有哪些损耗造成的？答：电气设备在运行中，电流通过导体时产生电能损耗，铁磁物质在交变磁场中产生涡流和磁滞损耗，绝缘材料在强电场作用下产生介质损耗，这三种损耗几乎全部转变为热能。9．正常运行的电流互感器二次侧可否开路？答：不可以。因为二次绕组磁通过零时，感应产生很高的尖顶波电势，其值可达上万伏，将会危及工作人员人身安全和设备绝缘；引起过热也会使铁芯和线圈有被损坏的危险，在铁芯中还会产生剩磁使互感器误差增大。10．比较铜、铝、钢三种金属作为导线材料的优缺点。答：铜的电阻率低，机械强度大，抗腐蚀性强，是很好的导线材料，但储量不多，价值较贵。铝电阻率是铜的1.7~2倍，重量轻，储量多，价值也低，但机械强度小，易氧化，耐腐蚀性差。钢在交流回路中会产生很大的的涡流和磁滞损耗，但价格低，机械强度高。第3页共59页东北农业大学(2009-2010学年第二学期)课程号：19600007z课程名称：变电工程设计-B学分：3考试方式：闭卷题号试题(分值)一．名词解释（每题2分，共计30分）1．水力发电厂2．限流效应3．双母线接线4．CT的10%误差曲线5．接触电压6．复合7．近阴极效应8．TA的电流误差9．发电厂10.重合器二．填空（每空2分，共计20分）1．接地体按结构可分为（）接地体和（）接地体。2．根据电气设备和母线的布置高度，屋外配电装置可分为（）（）（）（）等。3．电气设备在运行中，电流通过导体时产生（）损耗，铁磁物质在交变磁场中产生()和（）损耗，绝缘材料在强电场作用下产生（）损耗，这三种损耗几乎全部转变为热能。三．简答（每题5分，共计20分）11．倒闸操作断开线路时，应先断断路器还是先断隔离开关，为什么？12．断路器如果拒绝合闸，请分析主要原因可能是什么？13．电气设备发热都有哪些损耗造成的？14．保护接零为什么要采取重复接地？四．判断（每题2分，共计10分）1．使用隔离开关可以进行接通或切断母线和直接与母线相连设备的电容电流。（）2．石棉管熔断器灭弧能力强，燃弧时间短，并有较大的开断能力。（）3．接地装置包括接地体和避雷针。（）4．长期发热比短期发热，设备温度升的快。（）5．额定容量相同的真空断路器的重量比六氟化硫断路器重。（）五．（20分）设计一农村火电厂主接线。要求画出主接线图，注明符号，变压器容量和台数的选择要有简要的计算和说明。原始资料：装设4台发电机组，3000kW一台，1500kW三台，额定电压6kV,功率因数=1。发电机电压母线上引出6回架空线路，最大综合负荷为6500kW,最小综合负荷为4000kW,地方工业负荷占的比重较大，并有少量二类负荷。发电厂能把剩余功率以一回35kV线路送入电力系统，又能由电力系统取得电能。第4页共59页变电工程（B）--答案一．名词解释（每题2分，共计30分）10．水力发电厂---把水的动能和势能转化成电能的工厂。11．限流效应--——灭弧时间很短、灭弧能力又很强的熔断器，在开断时产生的短路电流最大值小于预期的断流最大值的现象。12．双母线接线--每回出现路和每回进线都经过一组断路器和两组隔离开关分别接到两段不同母线上的接线13．CT的10%误差曲线——当电流互感器的10%倍数与互感器二次允许最大负荷阻抗的关系曲线叫做10%误差曲线。14．接触电压---人接触外壳带电设备，手和脚之间的电位差。15．复合——带有异性电荷的质点相遇而结合成中性质点的现象。16．近阴极效应--——在极性转换的瞬间0.1-1微秒，靠近阴极的地方出现150~250V的介质强度，叫做近阴极效应。17．TA的电流误差---二次侧电流的测量值和一次侧电流实际值之间的差，与一次电流之比，以以后者的百分数来表示。18．发电厂---把其它形式的能量转化成电能的工厂10.重合器--重合器是一种自动化程度很高的设备。它可以自动监测通过重合器主回路的电流，当确定是故障电流后，持续一定时间按反时限保护自动自动断开故障电流，并可根据要求进行多次自动重合，向线路恢复送电。二．填空（每空2分，共计20分）1．接地体按结构可分为（自然）接地体和（人工）接地体。2．根据电气设备和母线的布置高度，屋外配电装置可分为（低型）（中型）（半高型）（高型）等。3．电气设备在运行中，电流通过导体时产生（电能）损耗，铁磁物质在交变磁场中产生(涡流)和（磁滞）损耗，绝缘材料在强电场作用下产生（介质）损耗，这三种损耗几乎全部转变为热能。三．简答（每题5分，共计20分）15．倒闸操作断开线路时，应先断断路器还是先断隔离开关，为什么？答：断开线路时，应该先断开断路器，因为断路器具有灭弧功能，可以保护设备和人身安全，同时还可以防止事故范围扩大。16．断路器如果拒绝合闸，请分析主要原因可能是什么？答：拒合的原因主要有两方面，一是电气方面故障：控制回路断线或无控制电源、合闸回路熔断器的熔丝熔断或接触不良、闸接触器未动作、合闸线圈发生故障。二是机械方面原因：传动机构连杆松动脱落、合闸铁芯卡涩、断路器分闸后机构未复归到预合位置、跳闸机构脱扣等。17．电气设备发热都有哪些损耗造成的？答：在运行中，电流通过导体时产生电能损耗，铁磁物质在交变磁场中产生涡流和磁滞损耗，绝缘材料在强电场作用下产生介质损耗，这三种损耗几乎全部转变为热能。18．保护接零为什么要采取重复接地？答：电气设备的外壳与电源的中性线作可靠的电气连接形成接零回路，叫做保护接零。为了防止零线断线后，端口后的电气设备没有接零保护，这样当断口后面的电气设备外带电时，可以保护人员的安全，所以零线要采取重复接地。四．判断（每题2分，共计10分）第5页共59页1．使用隔离开关可以进行接通或切断母线和直接与母线相连设备的电容电流。（V）2．石棉管熔断器灭弧能力强，燃弧时间短，并有较大的开断能力。（X）3．接地装置包括接地体和避雷针。（X）4．长期发热比短期发热，设备温度升的快。（X）5．额定容量相同的真空断路器的重量比六氟化硫断路器重。（X）五．（20分）设计一农村火电厂主接线。要求画出主接线图，注明符号，变压器容量和台数的选择要有简要的计算和说明。原始资料：装设4台发电机组，3000kW一台，1500kW三台，额定电压6kV,功率因数=1。发电机电压母线上引出6回架空线路，最大综合负荷为6500kW,最小综合负荷为4000kW,地方工业负荷占的比重较大，并有少量二类负荷。发电厂能把剩余功率以一回35kV线路送入电力系统，又能由电力系统取得电能。答：首先计算发电厂变压器容量：SB1≥∑SF-Szx=(3000+1500*3)-4000=3500kWSB2≥Szd-∑SF-1=6500-［(1500*3+3000)-3000］=2000kWSB=max｛SB1，SB2｝=3500kW台数：因为地方工业负荷比重较大，并有少量二类负荷，所以选择2台主变。每台主变容量为3500/2=1750kVA.（图略）第6页共59页东北农业大学(2010-2011学年第二学期)课程号：19600007z课程名称：变电工程设计-A学分：3考试方式：闭卷题号试题(分值)一．名词解释（每题4分，共计20分）1．发电厂2．近阴极效应3．纵吹4．限流效应5．跨步电压二．选择（每题2分，共计20分）1．供热式发电厂作过功的蒸汽在中间段被抽出来供给热用户使用，现代热电厂的总效率可达（）。A、60％一70％B、20％一30％C、30％一50％D、90％一100％。2．水电站一般在丰水期满载运行以免弃水，在枯水期承担（）负荷。A、尖峰B、腰C、基D、电力3．电弧的熄灭与否取决于弧隙中的（）恢复过程和弧隙上电压恢复过程的速度。A、介质强度B、电场强度C、扩散强度D、游离强度4．SF6气体化学性质稳定，在干燥情况下，与铜、铝、钢等材料在（）℃以内都不作用。A、100B、105C、110D、1205．真空断路器是在（）真空度下工作的一种高压断路器。A、高B、超高C、粗D、低6．隔离开关没有灭弧装置，任何情况下都不允许开断负荷电流和（）电流。A、空载B、电容C、旁路D、短路7．单元接线当在发电机和变压器低压侧短路时，相对于有母线接线，短路电流（）。A、减小B、增大C、不变D、随机变化8．容量中等的变电站，在供电可靠性要求不高和熔断器能满足电网短路容量要求的情况下，主变压器高压侧可采用（）分别保护主变压器的接线方式。A、互感器B、断路器C、熔断器D、隔离开关9．发生对称三相短路时，作用于每相母线上的电动力大小是由该相母线的电流与其它两相电流的（）所决定的。A、乘积B、幅值C、相互作用力D、差值10．在距接地体或者碰地处（）米以外的地方，电阻接近于零，几乎不再有电压降。A、5~10B、10~15C、15~20D、20~25三．是非题（每题2分，共10分）1．人触电后的受伤害程度取决于作用在人体上的电压，而不是电流。（）2．为了增加散热面积，减少集肤效应的影响并兼顾机械强度，矩形母线厚度b与宽度h之比一般是1/10~1/5。（）3．目前断路器中的灭弧介质通常是六氟化硫气体和变压器油。（）第7页共59页4．熔断器中熔件的额定电流大于最大长期工作电流，也大于熔断器本身的额定电流。