1、2013 年注册电气工程师供配电（专业案例）上午真题试卷及答案与解析一、案例分析题0 某高层办公楼供电电源为交流 10kV，频率 50Hz，1004kV 变电所设在本楼内，10kV 侧采用低电阻接地系统，400230V 侧接地形式采用 TN-S 系统且低压电气装置采用保护总等电位联结系统。请回答下列问题。1 因低压系统发生接地故障，办公室有一电气设备的金属外壳带电，若已知干燥条件，大的接触表面积，50Hz60Hz 交流电流路径为手到手的人体总阻抗 ZT 见下表，试计算人体碰触到该电气设备，交流接触电压 75V，干燥条件，大的接触表面积，当电流路径为人体双手对身体躯干成并联，接触电流应为下列哪一
2、项数值? ( )2 办公楼 1004kV 变电所的高压接地系统和低压接地系统相互连接，变电所的接地电阻为 321q，若变电所 10kV 高压侧发生单相接地故障，测得故障电流为150A，在故障持续时间内低压系统线导体与变电所低压设备外露可导电部分之间的工频应力电压为下列哪一项数值? ( )3 办公楼内一台风机采用交联铜芯电缆 YJV-061kV-325 116 配电，该风机采用断路器的短路保护兼作单相接地故障保护，已知该配电线路保护断路器之前系统的相保电阻为 65m，相保电抗为 40m，保证断路器在 5s 内自动切断故障回路的动作电流为 162kA，线路单位长度阻抗值见下表，若不计该配电网络保护
3、开关之后线路的电抗和接地故障点的阻抗，该配电线路长度不能超过下列哪一项数值? ( )注： 为导线 20时单位长度电阻： = 103m。铝p20=2 82106 cm，铜 p20=17210 6 cm，C j 为绞人系数，导线截面6mm 2 时，Cj 取 10；导线截面 16mm2 时，C j 取 102。S 为相线线芯截面，S P 为 PEN线芯截面。 为计算单相对地短路电流用，其值取导线 20时电阻的 15倍。4 楼内某办公室配电箱配电给除湿机，除湿机为三相负载，功率为 15kW，保证间接接触保护电器在规定时间内切断故障回路的动作电流为 756A，为降低除湿机发生接地故障时与邻近暖气片之间的
4、接触电压，在该办公室设置局部等电位联结，计算该配电箱除湿机供电线路中 PE 线的电阻值最大不应超过下列哪一项数值? ( )5 该办公楼电源 10kV 侧采用低电阻接地系统，10 04kV 变电站接地网地表层的土壤电阻率 p=200.m，若表层衰减系数 Cs=086，接地故障电流的持续时间t=05s，当 10kV 高压电气装置发生单相接地故障时，变电站接地装置的接触电位差不应超过下列哪一项数值? ( )5 某省会城市综合体项目，地上 4 栋一类高层建筑，地下室连成一体，总建筑面积280301m2，建筑面积分配见下表，设置 10kV 配电站一座。请回答下列问题。6 已知 10kV 电源供电线路每回
5、路最大电流 600A，本项目方案设计阶段负荷估算见下表，请说明按规范要求应向电力公司最少申请几回路 10kV 电源供电线路?( )7 裙房商场电梯数量见下表，请按需要系数法计算(同时系数取 08)供全部电梯的干线导线载流量不应小于下列哪一项? ( )注：持续运行时间 1h 额定容量。8 已知设计选用额定容量为 1600kV.A 变压器的空载损耗 2110W、负载损耗10250W、空载电流 025 、阻抗电压 6，计算负载率 51的情况下，变压器的有功及无功功率损耗应为下列哪组数值? ( )9 室外照明电源总配电柜三相供电，照明灯具参数及数量见下表，当需用系数Kx=1 时，计算室外照明总负荷容量
6、为下列哪一项数值? ( )已查线间负荷换算系数：P(uv)u=P(vw)v=P(vw)v=072P(uv)v=P(vw)w=P(vw)u=028q(uv)u=q(vw)v=q(vw)v=009q(uv)v=q(vw)w=q(vw)u=067 10 酒店自备柴油发电机组带载负荷统计见下表，请计算发电机组额定视在功率不应小于下列哪一项数值?(同时系数取 1)( )二、案例分析题每题的备选答案中，有一个或多个符合题意。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分。10 某企业新建 3510kV 变电所，10kV 侧计算有功功率 17450kW，计算无功功率11200kvar，选用两台 160
7、00Kv.A 的变压器，每单台变压器阻抗电压 8，短路损耗为 70kW，两台变压器同时工作，分列运行，负荷平均分配，35kV 侧最大运行方式下短路容量为 230MV.A，最小运行方式下短路容量为 150MV.A，该变电所采用两回 35kV 输电线路供电，两回线路同时工作，请回答下列问题。11 该变电所的两回 35kV 输电线路采用经济电流密度选择的导线的截面应为下列哪一项数值?(不考虑变压器损耗，经济电流密度取 09A mm 2) ( )（A）150mm 2（B） 185mm2（C） 300mm2（D）400mm 212 假定该变电所一台变压器所带负荷的功率因数为 07，其最大电压损失是为下列
8、哪一项数值? ( )（A）304（B） 390（C） 518（D）60713 请计算补偿前的 10kV 侧平均功率因数(年平均负荷系数 aav=075、 av=08，假定两台变压器所带负荷的功率因数相同)，如果要求 10kV 侧平均功率因数补偿到 09 以上，按最不利条件计算补偿容量，其计算结果最接近下列哪组数值? ( )（A）076，33155kvar（B） 081，2094kvar（C） 083，1658kvar（D）089，2618kvar14 该变电所 10kV1 段母线皆有两组整流设备，整流器接线均为三相全控桥式，已知 1 号整流设备 10kV 侧 5 次谐波电流值为 20A，2 号
9、整流设备 10kV 侧 5 次谐波电流值为 30A，则 10kV 1 段母线注入电网的 5 次谐波电流值为下列哪一项? ( )（A）10A（B） 13A（C） 14A（D）50A15 该变电所 10kV 母线正常运行时电压为 102kV，请计算 10kV 母线的电压偏差为下列哪一项? ( )（A）286（B） 19（C） 2（D）315 某企业新建 3510kV 变电所，短路电流计算系统图如下图所示，其已知参数均列在图上，第一电源为无穷大容量，第二电源为汽轮发电机，容量为 30MW，功率因数 08，超瞬态电抗值 Xd=1365，两路电源同时供电，两台降压变压器并联运行，10kV 母线上其中一回
10、馈线给一台 1500kW 的电动机供电，电动机效率095，启动电流倍数为 6，电动机超瞬态电抗相对值为 0156，35kV 架空线路的电抗为 037km(短路电流计算，不计及各元件电阻)。请回答下列问题。16 k1 点三相短路时，第一电源提供的短路电流和短路容量为下列哪组数值? ( )（A）265kA，2646MV.A（B） 825kA，5291MV.A（C） 872kA，5292MV.A（D）1065kA，6849MV.A17 K2 点三相短路时，第一电源提供的短路电流和短路容量为下列哪组数值 ? ( )（A）758kA，1397MV.A（B） 1083kA，19685MV.A（C） 113
11、kA，1873MV.A（D）1260kA，6849MV.A18 k1 点三相短路时(0s)，第二电源提供的短路电流和短路容量为下列哪组数值? ( )（A）040kA，2554MV.A（B） 202kA，202MV.A（C） 244kA，15668MV.A（D）2493kA，309MV.A19 k2 点三相短路时(0s)，第二电源提供的短路电流和短路容量为下列哪组数值?( )（A）232kA，418MV.A（B） 303kA，5511MV.A（C） 414kA，753MV.A（D）616kA，112MV.A20 假设短路点 k2 在电动机附近，计算异步电动机反馈给 k2 点的短路峰值电流为下列哪
12、一项数值?(异步电动机反馈的短路电流系数取 15) ( )（A）099kA（B） 113kA（C） 131kA（D）174kA20 某企业从电网引来两路 6kV 电源，变电所主接线如下图所示，短路计算中假设工厂远离电源，系统电源容量为无穷大。请回答下列问题。21 该企业的计算有功功率为 6800kW，年平均运行时间为 7800h，年平均有功负荷系数为 08，计算该企业的电能计量装置中有功电能表的准确度至少为下列哪一项数值? ( )（A）02（B） 05（C） 10（D）2022 设上图中电动机的额定功率为 280kW，额定电流为 27A，6kV 母线的最大短路电流，I K 为 28kA。电动机
13、回路的短路电流切除时间为 06s，此回路电流互感器CT 的额定热稳定参数如下表，说明根据量程和热稳定条件选择的 CT 应为下列哪一项? ( )（A）（B） （C） （D）23 图中 6kV 系统的主接线为单母线分段，工作中两电源互为备用，在分段断路器上装设备用电源自动投入装置，说明下列哪一项不满足作为备用电源自动投入装置的基本要求? ( )（A）保证任意一段电源开断后，另一段电源有足够高的电压时，才能投入分段断路器（B）保证任意一段母线上的电压，不论因何原因消失时，自动投入装置均应延时动作（C）保证自动投入装置只动作一次（D）电压互感器回路断线的情况下，不应启动自动投入装置24 本变电所采用了
14、含铅酸蓄电池的直流电器作为操作控制电源，经计算，在事故停电时，要求电池持续放电 60min，其容量为 40A.h，已知此电池在终止电压下的容量系数为 058，并且取可靠系数为 14，计算直流电源中的电池在 10h 放电率下的计算容量应为下列哪一项数值? ( )（A）325A.h（B） 56A.h（C） 69A.h（D）966Ah25 变压器的过电流保护装置电流回路的接线如右图所示，过负荷系数取 3，可靠系数取 12，返回系数取 09，最小运行方式下，变压器低压侧母 d1 点单相接地稳态短路电流，I K=136kA。当利用此过流保护装置兼作低压侧单相接地保护时其灵敏系数为下列哪一项数值? ( )
15、（A）17（B） 196（C） 21（D）2942013 年注册电气工程师供配电（专业案例）上午真题试卷答案与解析一、案例分析题1 【正确答案】 C【试题解析】 电流对人和家畜的效应 第 1 部分：通用部分(GB T 138701一 2008)附录 D 中例 1 和例 3。根据题意查表可知，接触电压 75V 对应的人体总阻抗(手到手 )为 2000，因此：Z TA(HH)人体总阻抗，大的接触表面积，手到手：ZTA(HH)=2000Z TA(HT)人体总阻抗，大的接触表面积，手到躯干：ZTA(HT)=Z TA(HH) 2=1000 双手对人体躯干成并联：Z TZTA(HT)2=10002=500
16、 接触电流：I T=UTZ T=75500=015A=150mA2 【正确答案】 B【试题解析】 低压电气装置 第 4-44 部分：安全防护 电压骚扰和电磁骚扰防护(GBT1689510-2010)第 4422 条中图 44A1 和表 44A1。表 44A1：TN系统接地类型，当 RE=RB 时，U 1=U0=220V。另参见第 44212 条：R E 为变电所接地配置的接地电阻，R B 为低压系统接地电阻 ( 高、低压接地装置连通时)，U 0为低压系统线导体对地标称电压，U 1 为故障持续时间内低压系统线导体与变电所低压设备外露可导电部分之间的工频应力电压。3 【正确答案】 B【试题解析】
17、工业与民用配电设计手册(第三版)低压配电设计规范(GB500542011)第 528 条式(528)。根据题中表格，短路时线路单位长度的相保电 =2699mm，又根据题意，忽略保护开关之后的线路电抗和接地故障点阻抗，则 U0ZsIa= = 162，其中U0=220V，可得到 L24m。4 【正确答案】 A【试题解析】 低压配电设计规范(GB 50054 一 2011)第 525 条式(525)。R =00661=661m5 【正确答案】 C【试题解析】 交流电气装置的接地设计规范(GB T 500652011)第 422条式(4 22-1)。接触电位差：U t =287v6 【正确答案】 D【
18、试题解析】 10KV 及以下变电所设计规范(GB 500531994)第 3.3.2 条。按总装机容量计算：I 1= =18995A 则回路数：N1= =3.17，取 4 路。按一二级负荷容量计算：I2= =690 9A 则回路数：N 1= =115，取 2 路。7 【正确答案】 B【试题解析】 通用用电设备配电设计规范(GB 500552011)第 334 条以及工业与民用配电设计手册(第三版)。计算过程见下表。8 【正确答案】 D【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。有功损耗：P T=P0+PK=211+1025051 2=4776kw 无功损耗： QT=QK Sr1600+ 1
19、600051 2=2897kvar9 【正确答案】 D【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。第一种方法：按单相负荷转三相负荷准确计算。灯具总功率：P=1000+105=1105W=1105kWUV 线间负荷：Puv=41105=442kWVW 线间负荷：P VW=61105=663kWWU 线间负荷：PWU=81105=884kW 将线间负荷换算成相负荷： U 相：=442072+8 840 28=566kWQ U=442009+8 84067=632kvarS U=848kV.AV 相：=442028+6 630 72=601 kWQ V=442067+6 63009=356kWS
20、 V=699kV.AW 相：=663028+884072=822kWQ W=663 N 067+8 84009=524kWS W=975kV AW 相为最大相负荷，取其 3 倍作为等效三相负荷，即 S=3SW=3975=2925kV A。第二种方法：采用简化方法计算式 (1-34)。P d=173P WU+127P VW=173884+1 27663=23 71 kWSd=2964kVA10 【正确答案】 B【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)中“柴油发电机的容量选择”。应急电源一般只设一台机组，其容量应按应急负荷大小和启动大的电动机容量等因素综合考虑，按本题已知条件，按应急负荷大小
21、考虑。计算过程见下表。柴油发电机视在功率：S= =8744V二、案例分析题每题的备选答案中，有一个或多个符合题意。错选，本题不得分；少选，所选的每个选项得 0.5 分。11 【正确答案】 B【试题解析】 电力工程电缆设计规范(GB 50217 2007)附录 B 式(B02-4) 。第一年导体最大负荷电流：I max= =171.0A 经济电流截面计算：S= =190mm2 第 B03-3 条：当电缆经济电流截面介于电缆标称截面档次之间，可视其接近程度，选择较接近一档截面，且宜偏小选取。因此取 185mm2。12 【正确答案】 D【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。 ua= =0.
22、44 ur= =799 cos=07 sin=0714 变压器电压损失()：u T=(uacos+ursin)=1(04407+7990714、)=601 变压器负载率： =0648 变压器电压损失() ：u T=(uacos+ur)=0 648(0440 7+7 990714)=39013 【正确答案】 C【试题解析】 工业与民用配电设计手册。补偿前平均功率因数：cos=0.83 无功补偿容量：由 cos1=083，得 tan1=067。由 cos2=09，得 tan2=0484。Q c=aavPc(tan1tan 2)=1(174502)(06720484)=16403kvar14 【正确
23、答案】 B【试题解析】 电能质量 公用电网谐波(GBT 145491993)附录 C 表 C1 和式(C5)。 10kV 母线谐波总电流：I h= =4548A 折算至 35kV 电网侧谐波总电流：=4548 =13A 15 【正确答案】 C【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。U= 100%=100%=2%16 【正确答案】 B【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。设：Sj=100MV.A；U j=37kV； Ij=156kA。1 号电源线路电抗标幺值：X*=X =0377 =01891 号电源提供的短路电流(k 1 短路点)：I K=825kA1 号电源提供的短路容量
24、(k1 短路点)：SK= =5291MV.A17 【正确答案】 B【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。设：Sj=100MV.A；U j=105kV；I j=55kA。3510kV 变压器电抗标幺值：=053510kV 并联变压器标幺值：=025 发电机等值电抗标幺值：=0364 发电机升压变压器电抗标幺值：=021 号电源线路电抗标幺值：=0377 =01892 号电源线路电抗标幺值：=0374 5 =0122 短路等值电路见图 1。电路一次变换：X *21=X*L1=0189 X*22= =0686 =025，见图 2。工业与民用配电设计手册(第三版)，电路二次变换，见图 3。
25、X*=(X*21X *22)+X*23=0.398C1=X*22(X *21+X*22)=0784C 2=X*21(X *21+X*22)=02161 号电源提供的短路电流(k 2 短路点) ：Ik= =10.83kA1 号电源提供的短路容量(k 2 短路点)：S k=19685MVA18 【正确答案】 C【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。设：Sj=100MV.A；U j=37kV； Ij=156kA。各电源对短路点的等值电抗归算到以本电源等值发电机的额定容量为基准的标幺值：Xc= =0257026 查表得到 I*=4178。电源基准电流(由等值发电机的额定容量和相应的平均额定电
26、压求的)：I rj= =0585kA2 号电源提供的短路电流 (k1 短路点)：IK=I*Irj=41780585=2.44kA2 号电源提供的短路容量(k 1 短路点)：S K=24437=156.36MVA 19 【正确答案】 B【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。设：Sj=100MV.A；U j=105kV；I j=55kA。则 X*32=X*= =1.843 各电源对短路点的等值电抗归算到以本电源等值发电机的额定容量为基准的标幺值：Xc=X* =1843 =0691070 查表得到 I*=1492。电源基准电流(由等值发电机的额定容量和相应的平均额定电压求的)：I rj=
27、=2.062KA2 号电源提供的短路电流(k 2 短路点)：Ik=I*Irj=14922 062=3076kA2 号电源提供的短路容量(k 2 短路点)：S K= 307610 5=5594MV A20 【正确答案】 C【试题解析】 钢铁企业电力设计手册(上册)。电动机额定电流：I ed= =114A=0114kA 电动机反馈冲击电流：i chd= 150 114=131kA21 【正确答案】 B【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。 年平均电能消耗：Wn=aavPcTn=0868007800=42432000kW.h=42432MW.h 月平均电能消耗：Wy=4243212=353
28、6MW.h 电力装置的电测量仪表装置设计规范(GBT 500632008)第 412-2 条及表 413。 月平均用电量 1000MW.h 及以上，应为类电能计量装置，按表 413 中要求，应选择 05s 级的有功电能表。22 【正确答案】 C【试题解析】 电力装置的电测量仪表装置设计规范(GB T 500632008)第812 条。电流互感器额定一次电流宜满足正常运行时实际负荷电流达到额定值的 60，且不应小于 30的要求。I=27(3060)=4590A ，选择75A。工业与民用配电设计手册(第三版)。电动机回路实际短路热效应： Qtn=2820 6=4704kA 2s 电流互感器额定短路
29、热效应：Qt= =2521=625kA2s(根据题中表格，75A)Q tnt，满足要求。23 【正确答案】 B【试题解析】 电力装置的继电保护和自动装置设计规范(GB T 500622008)第 1102-3 条。24 【正确答案】 D【试题解析】 电力工程直流系统设计技术规程(DL T 50442004)附录 B 式(B1) 。电池 10h 放电率的计算容量：C c=KK =14 =966A.h25 【正确答案】 A【试题解析】 工业与民用配电设计手册(第三版)。变压器高压侧额定电流：I1rT= = =7698A 过电流保护装置动作电流：Iopk=KrelKjx =121 =308A 保护装置一次动作电流：Iop=IopK =308 =308A = = =5235A保护装置灵敏度系数：K ren= = =1.724电力工程直流系统设计技术规程(DLT 50442004)附录 B 式(B1)。
