电气试验高级工计算题题库.doc

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1、四、计算题(共36题)1(Jd3D3058).某一220kV线路，全长L57.45km，进行零序阻抗试验时，测得零序电压U0516V，零序电流I025A，零序功率P03220W，试计算每相每公里零序阻抗Z0零序电阻R0，零序电抗X0和零序电感L0。答案:解：每相零序阻抗： 每相零序电阻： 每相零序电抗： 每相零序电感： 答：每相零序阻抗为1.078km，零序电阻为0.269km，零序电抗1.044km，零序电感是0.00332Hkm。2(Jd3D3059).一台SF1-20000100变压器，连接组标号YN，d11，额定电压UN1UN211010.5kV，额定电流I1NI2N1051100A，

2、零序阻抗试验结构如图D-19所示，测得电压U240V,电流I13.2A，试计算零序阻抗的标么值Z0。图D-19答案:解：变压器的基准阻抗Zb1: 变压器零序阻抗： 零序阻抗标么值： 答：变压器零序阻抗的标么值是0.09。3(Jd3D3060).单相变压器二次侧额定电压U2N220V端子上接有R0.316的电阻，若在一次侧端子施加电压，当一次电流I13A时，所加电压U12160V，如图D-20所示，问一次额定电压U1N是多少?假设变压器的电抗及损耗忽略不计。图D-20答案:解：设一次额定电压为U1N，变压器的变压比： 将二次侧电阻R归算到一次侧： 则一次侧的电压U1为： 所以： 答：一次额定电压

3、为10501V。4(Jd3D4062).一台KSGJY-1006的变压器做温升试验，当温度tm13时，测得一次绕组的直流电阻R12.96，当试验结束时，测得一次绕组的直流电阻R23.88，试计算该绕组的平均温升tp。答案:解：试验结束后绕组的平均温度tp可按下式计算： 式中 T-常数，对于铜线为235。 绕组的平均温升tptptm90.11377.1() 答：绕组的平均温升为77.1。5(Jd3D3063).在某35kV中性点不接地系统中，单相金属性接地电流Ig8A，假设线路及电源侧的阻抗忽略不计，三相线路对称，线路对地电阻无限大，试求该系统每相对地阻抗及对地电容(fN为额定功率，50Hz)。

4、答案:解：设每相的对地阻抗为Z0，对地电容为C0，则单相金属性接地电流Ig为：Ig3C0Uph 0.42106(F)0.42(F) 因线路对地电阻无限大，Z0相当于一相对地的容抗，即： 答：该系统每相对地阻抗为7583，对地电容为0.42F。6(Jd3D1065).采用串联法测量一台25000kVA，6.3kV发电机的零序电抗，测量结果如下：零序电压U081V，零序电流I0315A，零序功率P06300W，试计算发电机的零序电抗X0。答案:解： 答：发电机的零序电抗为0.083。7(Jd3D2066).已知110kV电容式套管介损tg在20时的标准不大于1.5%，在电场干扰下，用倒相法进行两次

5、测量，第一次R31796，tg14.3%，第二次R321061，tg2%，分流器为0.01档，试验时温度为30，试问这只套管是否合格?(30时tg换算至20时的换算系数为0.88)答案:解：首先计算出tg2%时的实际值： 则30时tgx的值为 换算至20时：tgx0.882.74%2.41% 答：这只套管tgx1.5%，不合格。8(Jd3D2067).一台SFS-40000110变压器，YN，d11，U1N：11010.5kV，IN：3103247.5A，铭牌阻抗电压Uk%7%，在现场进行负载试验，在110kV侧加电压，负载试验电流Is限制在10A，计算试验时的电压Us是多大?答案:解：由得：

6、 试验电压UsIsZk1024.84248.4(V) 答：负载试验电压为248.4V。9(Jd3D2069).一台LCWD-220电流互感器，用QS1型电桥测量一次对二次及地的介损tg，分流器Ti置在0.01档，试验前查得Cx900F，估算R3之值。(电桥的标准电容CN50pF，R43184)答案:解：由得： 答：R3约为177。10(Jd3D1071).如果进行感应耐压试验的频率f为400Hz，则试验时间t应是多少s?答案:解：试验持续时间由下式计算： 答：试验时间应为15s，但按国标规定试验时间最低不得小于20s，所以时间定为20s。11(Jd3D1072).一台QFS-50-2型水内冷发

7、电机，定子电压UN10500V,容量S50000kW，若定子绕组交流耐压为16.5kV，估计耐压时的电流Iexp约为500mA,试计算采用100kV380V试验变压器的最小容量。答案:解：已知试验变压器高压侧电压Uexp1为100kV，试验电流Iexp为500mA，则试验变压器的容量Sexp为SexpUexp1Iexp10010350010350000(VA)50(kVA) 答：试验变压器的最小容量为50kVA。12(Jd3D1073).一台电容分压器高压臂C1由四节 (n4)100kV，C0.0066F的电容器串联组成，低压臂C2由二节2.0kV，2.0F的电容器并联组成，测量电压U1为交流

8、400kV，求高低压臂C1、C2的值C1、C2、分压比K和低压臂上的电压值U2。答案:解：高压臂： 低压臂由2台2.0F的电容器并联组成，则 分压比： 低压臂上的电压值U2为： 答：高压臂C1为1650pF，低压臂C2为4F，分压比为2425，低压臂上的电压值是165V。13(Jd3D3074).某一220kV线路，全长L143km，测量其正序电容，若忽略电导的影响，测得线电压的平均值ULP500V，三相平均电流Iphp0.174A，试计算每公里的正序电容C1(额定频率fN50Hz)。答案:解：正序导纳Y1为： 忽略电导影响，正序导纳正序电纳，即：Y1B1 正序电容： 答：线路的正序电容为0.

9、0134Fkm。14(Jd3D4076).一台QF-25-2型25000kW同步调相机，转子额定电压UN182V，转子额定电流IN375A，测量转子在膛内时的交流阻抗试验电压U120V，回路电流I4.52A，试计算其在试验电压下的交流阻抗值Z。答案:解：试验电压下的交流阻抗值： 答：在试验电压下的交流阻抗为26.55。15(Jd3D4077).在进行变压器投切实验时，为了录取过电压值，常利用变压器上电容套管进行测量，已知线电压UL220kV，套管高压与测量端间电容C1420pF，若输入录波器的电压U2不高于300V，试问如何选择分压电容C2的参数，并绘制出测量线路图。答案:解：相电压最大值Um

10、ax1.15UL1.15146(kV) 设过电压值不超过3Umax。 已知：C1420pF；U2300V 所以 6.13107(F) 0.613(F) 答：分压电容C2值不小于0.613F，测量线路如图D-22所示。图D-2216(Jd3D3078).为了测量变压器在温升试验中的铁芯温度，将一铜线圈埋入铁芯表面温度t116时，该线圈电阻R120.1，当温升试验结束时，测得该线圈电阻R225.14，试计算铁芯的温升t是多少(T为常数，对于铜绕组为235)?答案:解：根据铜线圈温度计算公式得试验结束时线圈的平均温度t2为： 78.9() 铁芯的温升tt2t178.91662.9() 答：铁芯的温升

11、为62.9。17(Jd3D4079).有一长度L2km的配电线路，如图D-23所示，已知变压器的额定容量4000kVA，额定电压U1NU2N为3510.5kV，由Ud%计算每公里每相的电抗Xph为0.5，配电线每相电阻R及电抗XL均为0.4km，试计算在该配电线路出口A处及末端B处三相短路时的稳态短路电流IdA、IdB。图D-23答案:解：一相的等效电路如图D-24所示。图D-24 根据已知条件：Xph0.5R0.420.8()XL0.420.8() 根据戴维南定理，A点的短路电流为： B点的短路电流为： 答：该配电线路出口A处的稳态短路电流为12124A，B处的稳态短路电流为3971A。18

12、(Jd3D4080).在UL10.5kV、fV50Hz中性点不接地的配电系统中，假设各相对地电容为2.5F，试求单相金属性接地时的接地电流Ig。答案:解：根据已知条件，线路及电源侧的阻抗可忽略不计。相对地电容C02.5F，相电压为： 当A相接地时，B、C两相电压上升至线电压，其对地电容电流IB(或IC)增大倍，即： 而接地电流为IB和IC的相量和，即： IgIBcos30ICcos30 3C0Uph 32fNC0Uph 323.14502.51066.06103 14.27(A) 答：单相金属性接地时的接地电流为14.27A。19(Jd3D3081).测量一台发电机定子绕组漏电抗，已知：发电机

13、额定容量SN25000kVA，额定电压UN6.3kV，定子绕组每相的串联匝数N110匝，探测线圈匝数Nm5匝，定子绕组系数KN10.98，测量结果如表D-1，试计算发电机定子绕组漏电抗X1d。表D-1答案:解： 答：发电机定子绕组的漏电抗为0.096。20(Jd3D3082).某站UN为35kV软母线， 各相分别用4片，沿面爬距为290mm的悬式绝缘子挂装，试求其沿面爬电比距为多少?答案:解：L42901160(mm)116cm 最高运行线电压：ULmaxUe1.15351.1540.25(kV)LULmax11640.252.88(cmkV) 答：沿面爬电比距为2.88cmkV。21(Jd3

14、D3083).如图D-25，电感线圈的电阻，C100F，当电流表指示为“0”时，将K合向“2”，试计算其固有频率f0及品质因数Q。图D-25答案:解： 答：固有频率是50Hz，品质因数为100。22(Jd3D4084).一台SFL1-10000110的变压器，铭牌标有：P014kW，Pk72kW，YN,d11，试求当该变压器供给90%额定负载且其功率因数cos为0.9(滞后)时的效率。答案:解：已知90%0.9 cos0.9P014kW，Pk72kW 变压器输出有功功率P2为：P2SNcos0.9100000.98100(kW) 变压器线圈损耗Pk为：Pk2Pk0.927258.32(kW)

15、变压器输入有功功率P1为：P1P2P0Pk81001458.328172.32(kW) 答：当该变压器供给90%额定负载且其功率因数cos0.9(滞后)时的效率为99%。23(Jd3D4085).设有三台三相变压器并列运行，其额定电压均为3510.5kV，其他规范如下： (1)容量SN1：1000kVA；阻抗电压Uk1%：6.25 (2)容量SN2：1800kVA；阻抗电压Uk2%：6.6 (3)容量SN3：2400kVA；阻抗电压Uk3%：7.0 当总负载为4500kVA时，各变压器所供给的负载P1、P2、P3各是多少?答案:解：因各变压器阻抗电压不同，每台变压器的负载分配可按下式计算： 答

16、：各变压器所供给的负载为：930kVA、1582kVA、1990kVA。24(Jd3D5086).有一台SW3-110G型110kV的少油断路器，当负荷侧有一相线路上发生单相接地故障时，断路器在保护作用下跳闸，计算： (1)该相断路器两个断口上的电压各为相电压百分数的多少? (2)当两断口都并联连接均匀电容器时，两个断口上的电压分布为相电压百分数的多少(设断口间电容和三角箱对地电容都相等)?答案:解：(1)先画出两断口及三角箱对地的等值电路图如图D-26所示图D-26 其中Cd为断口电容，C0为三角箱对地电容。 设CdC0则： 所以 所以 (2)两个断口安装均压电容后，等值电路如图D-27所示

17、。图D-27 其中C为均压电容，设CCd，得： 所以 所以 答：两个断口的电压分别为相电压的66.7%和33.3%，并联均压电容后，两个断口电压均为相电压的50%。25(Jd3D5087).今有一条10kV空母线，带有JSJW-10型电压互感器，频率f为50Hz，其10kV侧的励磁感抗XL为每相500k，母线和变压器低压绕组的对地电容C116500pF，该母线接在变压器的低压侧，已知变压器高低压绕组之间的电容C122000pF，变压器高压侧电压为110kV，试求当110kV侧中性点暂态电压Ut为110kV时，10kV侧的电容传递过电压U1。答案:解：等效电路如图D-28所示，由题意知：图D-2

18、8 三相并联电抗： 三相对地部分的并联容抗为： 所以和3C11并联后，10kV侧的相等值对地容抗为： 10kV侧的等值三相对地电容为： 答：10kV侧电容传递过电压为51.5kV。26(Jd3D5089).下面为“末端屏蔽法”测量JCC-110型串级式电压互感器tg的试验结果，试计算之，并通过(A)、(B)项结果近似估计支架的电容量CX及tg值(忽略瓷套及油的影响)。 (A)X,XD及底座(垫绝缘)接CX线，R4上并联3184，R32943，tg4.7%。 (B)X，XD接CX线，底座接地，R4上并联3184，R34380，tg1.5%。 (C)底座接CX线，X，XD接地，R4上并联1592，

19、R38994，tg16.8%。答案:解：(A) (B) (C) 由(A)、(B)估算支架： CXCXACXB54.136.317.8(pF) 其中 答：支架电容量约为17.8pF，tg约为5.61%。27(Jd3D5090).下面为常规法一串级式电压互感器tg的试验结果： (A)正接线测量，AX短接加3kV，aX,aD,XD接CX线，底座接地，R3346，tg1.7%。 (B)反接线测量AX接CX线，aX，aD，XD接地，加3kV，R3317，tg3.0%。试计算AX对底座的电容CX和tg(忽略瓷套及油的影响)。答案:解：(A) (B) 估算AX对底座的电容和tgCXCXBCXA5024604

20、2(pF) 答：AX对底座的电容为42pF，tg为17.2%。28(Jd3D1091).一电感线圈，其中电阻R15，电感L20mH，试问通过线圈的电流I20A(频率f50Hz)时，所需要电源电压U是多少伏?电感线圈的有功功率P、无功功率Q、视在功率S及功率因数cos各是多少?答案:解：线圈感抗：XL2fL23.1450201036.28() 电感线圈的阻抗： 电感线圈两端的电压：UIZ2016.26325.2(V) 有功功率：PI2R202156000(W) 无功功率：QI2XL2026.282512(var) 视在功率： 功率因数： 答：所需电源电压是325.2V，电感线圈的有功功率为600

21、0W，无功功率为2512var，视在功率为6505VA，功率因数为0.92。29(Ld3D1092).在R、L、C串联电路中，R200,L500mH,C0.5F，当电源角频率分别为500，1000，2000，8000rads时，电路的总阻抗Z1是多少?电路是什么性质?答案:解：当频率1500rads时，XL11L500500103250() 电路总阻抗： 因为XL1XC1所以此时电路呈容性。 当频率21000rads时，XL22L1000500103500() 因为XL1XC1所以此时电路仍呈容性。 当频率32000rads时，XL33L20005001031000() 因为XL1XC1所以此

22、时电路呈电阻性。 当频率48000rads时，XL44L80005001034000() 因为XL1XC1所以此时电路呈感性。 答：电路总阻抗和性质分别为：500rads时，电路总阻抗为3755，容性；1000rads时电路总阻抗为1513，容性；2000rads时，电路总阻抗为200，阻性；8000rads时，电路总阻抗为3755，感性。30(Lb3D1093).有一交流接触器，其线圈额定电压UN380V，额定电流IN30mA，频率f50Hz，线圈的电阻R1.6k，试求线圈的电感L大小。答案:解：线圈的阻抗为： 线圈的感抗为： 因为XL2fL 所以 答：线圈电感为40.03H。31(Jd3D

23、1094).为了降低小功率单相交流电动机的转速，可采用降低电动机端电压的方法。为此，在电源和电动机之间串联一个电感L，如图D-30所示。已知电动机的电阻r190，电抗x260，电源电压U220V，频率f50Hz，要使电动机的端电压U180V，试求所需串联的电感L。图D-30答案:解：先求线路中的电流： 而 所以 即 XL344.6626084.66() 答：所需串联的电感为0.2696H。32(Jd3D2095).某三相对称电路，线电压UL380V，三相对称负载接成星形，每相负载为R6，感抗XL8，求相电流Iph及负载消耗的总功率P。答案:解：相电压： 相电流： 该负载消耗的功率：P3I2R3

24、22268712(W) 答：负载消耗的总功率为8712W，相电流为22A。33(Jd3D2096).对称三相感性负载连接成星形， 接到电压UL380V的三相电源上，测得输入线电流IL12.1A，输入功率P5.5kW，求负载的功率因数cos和无功功率Q各是多少?答案:解：IphIL12.1(A) 视在功率：S3I2Z312.1218.187985(VA) 功率因数：cos 无功功率： 答：负载功率因数为0.689，无功功率为5789var。34(Jd3D2097).对称三相负载连接成三角形，接到线电压UL380V的三相电源上，测得线电流IL17.3A，三相功率P4.5kW，试求每相负载的电阻R和

25、感抗XL各是多少?答案:解：每相负载中流过的电流： 相电压：UphUL380(V) 每相负载阻抗： 每相负载消耗的功率： 答：每相负载的电阻是15；感抗是34.9。35(Jd3D2098).SJ-2010型三相变压器，绕组都为星形连接，高压侧额定电压U1N10kV，低压侧额定电压U2N0.4kV，变压器的额定容量SN20kVA，试求该台变压器高压侧和低压侧的相电压U1ph、U2ph、相电流I1ph、I2ph及线电流I1L、I2L各是多少?答案:解：高压侧的相电压： 低压侧的相电压： 高压侧的相电流： 低压侧的相电流： 答：高压侧和低压侧的相电压分别为5.77kV和230V；线电流和相电流相等， 分别为1.15A和28.87A。36(Jd3D5099).SFL-31500110变压器一台，空载损耗Pk086kW，短路损耗Pk200kW，空载电流I0%2.7，短路电压Uk%10.5，试作出变压器的简化电路图(电路各参数折算到110kV侧)。答案:解：因为是三相变压器，给出的损耗是三相的，故每相铜损耗Pk为：Pk200366.6kW，因归算到110kV侧，所以该侧额定电流I1N为： 每相短路电压U的绝对值为： 从计算可见，在大中型号变压器中，因为r很小，故xz，简化等效电路图D-31所示。