1、第 PAGE 60 頁 共 NUMPAGES 60 頁東 北 農 業 大 學(2009 -2010 學年 第 二 學期)課程號：19600007z 課程名稱：變電工程設計-A 學分：3 考試方式：閉 卷題 號試 題(分值)一名詞解釋（每題2分，共計20分）1.火電廠2.限流效應3.近陰極效應4.零休5.水力發電廠6.長期發熱7.重合器8.雙母線接線9.近陰極效應10.跨步電壓二填空（每空2分，共計20分）1根據母線截面形狀選擇的要求，母線的厚度與寬度之比一般是（ ）到（ ）。2電弧中的電子和正離子，從濃度（ ）的空間向濃度（ ）的介質周圍移動的現象，稱為擴散。3按變電站在電力系統中的地位，變電

2、站可分為（ ）（ ）（ ）（ ）。4電弧的熄滅與否取決于弧隙中的（ ）恢復過程和弧隙上（ ）恢復過程的速度。三簡答（每題7分，共計35分）真空斷路器的屏蔽罩的作用是什么？屋外配電裝置的特點是什么？電氣設備發熱都有哪些損耗造成的？正常運行的電流互感器二次側可否開路？比較銅、鋁、鋼三種金屬作為導線材料的優缺點。四（25分）設計一個發電廠主接線。 已知：有4臺發電機組，當地負荷4會出線，有一條經升壓變壓器與電網相連。 要求：畫出主接線圖，注明符號。變電工程（A）答案一名詞解釋（每題2分，共計20分）1.火電廠滅弧時間很短、滅弧能力又很強的熔斷器，在開斷時產生的短路電流最大值小于預期的斷流最大值的現象

3、。2.限流效應-滅弧時間很短、滅弧能力又很強的熔斷器，在開斷時產生的短路電流最大值小于預期的斷流最大值的現象。3.近陰極效應-在極性轉換的瞬間0.1-1微秒，靠近陰極的地方出現150250V的介質強度，叫做近陰極效應。4.零休-電弧電流過零時，變化緩慢，甚至在某段時間約等于零的現象5.水力發電廠-6.長期發熱-由正常工作電流引起的發熱，稱為長期發熱。7.重合器8.雙母線接線10.跨步電壓進入電位分布區域內的人，沿著或逆著電位線每走一步，兩腳之間的電位差叫做跨步電壓。二填空（每空2分，共計20分）1根據母線截面形狀選擇的要求，母線的厚度與寬度之比一般是（ 1/12 ）到（ 1/5 ）。2電弧中的

4、電子和正離子，從濃度（ 高 ）的空間向濃度（ 低 ）的介質周圍移動的現象，稱為擴散。3按變電站在電力系統中的地位，變電站可分為（ 樞紐 ）（ 中間 ）（ 終端 ）（ 配電 ）變電所。4電弧的熄滅與否取決于弧隙中的（介質強度）恢復過程和弧隙上（電壓）恢復過程的速度。三簡答（每題7分，共計35分）真空斷路器的屏蔽罩的作用是什么？答：真空斷路器的屏蔽罩可以吸收金屬電子、金屬離子和熾熱的金屬液滴，防止這些電弧的生成物和真空斷路器外殼的內壁相接觸，進而提高滅弧和絕緣能力。屋外配電裝置的特點是什么？答：土建量和費用小，建設周期短；擴建方便；相鄰設備間距較大，便于帶電作業；占地面積大；受外界氣候影響，設備運

5、行條件差；外界氣象變化影響設備的維修和操作。電氣設備發熱都有哪些損耗造成的？答：電氣設備在運行中，電流通過導體時產生電能損耗，鐵磁物質在交變磁場中產生渦流和磁滯損耗，絕緣材料在強電場作用下產生介質損耗，這三種損耗幾乎全部轉變為熱能。正常運行的電流互感器二次側可否開路？答：不可以。因為二次繞組磁通過零時，感應產生很高的尖頂波電勢，其值可達上萬伏，將會危及工作人員人身安全和設備絕緣；引起過熱也會使鐵芯和線圈有被損壞的危險，在鐵芯中還會產生剩磁使互感器誤差增大。比較銅、鋁、鋼三種金屬作為導線材料的優缺點。答：銅的電阻率低，機械強度大，抗腐蝕性強，是很好的導線材料，但儲量不多，價值較貴。鋁電阻率是銅的

6、1.72倍，重量輕，儲量多，價值也低，但機械強度小，易氧化，耐腐蝕性差。鋼在交流回路中會產生很大的的渦流和磁滯損耗，但價格低，機械強度高。東 北 農 業 大 學(2009 -2010 學年 第 二 學期)課程號：19600007z 課程名稱：變電工程設計-B 學分：3 考試方式：閉 卷題 號試 題(分值)名詞解釋（每題2分，共計30分）水力發電廠限流效應雙母線接線CT的10%誤差曲線接觸電壓復合近陰極效應TA的電流誤差發電廠10.重合器填空（每空2分，共計20分）1接地體按結構可分為（ ）接地體和（ ）接地體。2根據電氣設備和母線的布置高度，屋外配電裝置可分為（ ）（ ）（ ）（ ）等。3電氣

7、設備在運行中，電流通過導體時產生（ ）損耗，鐵磁物質在交變磁場中產生( ) 和（ ）損耗，絕緣材料在強電場作用下產生（ ）損耗，這三種損耗幾乎全部轉變為熱能。簡答（每題5分，共計20分）倒閘操作斷開線路時，應先斷斷路器還是先斷隔離開關，為什么？斷路器如果拒絕合閘，請分析主要原因可能是什么？電氣設備發熱都有哪些損耗造成的？保護接零為什么要采取重復接地？四判斷（每題2分，共計10分）1使用隔離開關可以進行接通或切斷母線和直接與母線相連設備的電容電流。（ ）2石棉管熔斷器滅弧能力強，燃弧時間短，并有較大的開斷能力。 （ ） 3接地裝置包括接地體和避雷針。 （ ）4長期發熱比短期發熱，設備溫度升的快。

8、 （ ） 5額定容量相同的真空斷路器的重量比六氟化硫斷路器重。 （ ）五（20分）設計一農村火電廠主接線。要求畫出主接線圖，注明符號，變壓器容量和臺數的選擇要有簡要的計算和說明。 原始資料：裝設4臺發電機組，3000kW一臺，1500kW三臺，額定電壓6kV,功率因數=1。發電機電壓母線上引出6回架空線路，最大綜合負荷為6500kW,最小綜合負荷為4000kW,地方工業負荷占的比重較大，并有少量二類負荷。發電廠能把剩余功率以一回35kV線路送入電力系統，又能由電力系統取得電能。變電工程（B）-答案名詞解釋（每題2分，共計30分）水力發電廠把水的動能和勢能轉化成電能的工廠。限流效應-滅弧時間很短

9、、滅弧能力又很強的熔斷器，在開斷時產生的短路電流最大值小于預期的 斷流最大值的現象。雙母線接線-每回出現路和每回進線都經過一組斷路器和兩組隔離開關分別接到兩段不同母線上的接線 CT的10%誤差曲線當電流互感器的10%倍數與互感器二次允許最大負荷阻抗 的關系曲線叫做10%誤差曲線。接觸電壓人接觸外殼帶電設備，手和腳之間的電位差。復合帶有異性電荷的質點相遇而結合成中性質點的現象。近陰極效應-在極性轉換的瞬間0.1-1微秒，靠近陰極的地方出現150250V的介質強度，叫做近陰極效應。TA的電流誤差二次側電流的測量值和一次側電流實際值之間的差，與一次電流之比，以以后者的百分數來表示。發電廠把其它形式的

10、能量轉化成電能的工廠10.重合器-重合器是一種自動化程度很高的設備。它可以自動監測通過重合器主回路的電流，當確定是故障電流后，持續一定時間按反時限保護自動自動斷開故障電流，并可根據要求進行多次自動重合，向線路恢復送電。填空（每空2分，共計20分）1接地體按結構可分為（ 自然 ）接地體和（ 人工 ）接地體。2根據電氣設備和母線的布置高度，屋外配電裝置可分為（ 低型 ）（ 中型 ）（ 半高型 ）（ 高型 ）等。3電氣設備在運行中，電流通過導體時產生（ 電能 ）損耗，鐵磁物質在交變磁場中產生( 渦流 ) 和（ 磁滯 ）損耗，絕緣材料在強電場作用下產生（ 介質 ）損耗，這三種損耗幾乎全部轉變為熱能。簡

11、答（每題5分，共計20分）倒閘操作斷開線路時，應先斷斷路器還是先斷隔離開關，為什么？答：斷開線路時，應該先斷開斷路器，因為斷路器具有滅弧功能，可以保護設備和人身安全，同時還可以防止事故范圍擴大。斷路器如果拒絕合閘，請分析主要原因可能是什么？答：拒合的原因主要有兩方面，一是電氣方面故障：控制回路斷線或無控制電源、合閘回路熔斷器的熔絲熔斷或接觸不良、閘接觸器未動作、合閘線圈發生故障。二是機械方面原因：傳動機構連桿松動脫落、合閘鐵芯卡澀、斷路器分閘后機構未復歸到預合位置、跳閘機構脫扣等。電氣設備發熱都有哪些損耗造成的？答：在運行中，電流通過導體時產生 電能 損耗，鐵磁物質在交變磁場中產生渦流 和磁滯

12、 損耗，絕緣材料在強電場作用下產生 介質 損耗，這三種損耗幾乎全部轉變為熱能。保護接零為什么要采取重復接地？答：電氣設備的外殼與電源的中性線作可靠的電氣連接形成接零回路，叫做保護接零。為了防止零線斷線后，端口后的電氣設備沒有接零保護，這樣當斷口后面的電氣設備外帶電時，可以保護人員的安全，所以零線要采取重復接地。四判斷（每題2分，共計10分）1使用隔離開關可以進行接通或切斷母線和直接與母線相連設備的電容電流。（ V ）2石棉管熔斷器滅弧能力強，燃弧時間短，并有較大的開斷能力。 （ X ） 3接地裝置包括接地體和避雷針。 （ X ）4長期發熱比短期發熱，設備溫度升的快。 （ X ） 5額定容量相同

13、的真空斷路器的重量比六氟化硫斷路器重。 （ X ）五（20分）設計一農村火電廠主接線。要求畫出主接線圖，注明符號，變壓器容量和臺數的選擇要有簡要的計算和說明。 原始資料：裝設4臺發電機組，3000kW一臺，1500kW三臺，額定電壓6kV,功率因數=1。發電機電壓母線上引出6回架空線路，最大綜合負荷為6500kW,最小綜合負荷為4000kW,地方工業負荷占的比重較大，并有少量二類負荷。發電廠能把剩余功率以一回35kV線路送入電力系統，又能由電力系統取得電能。答：首先計算發電廠變壓器容量： SB1SF-Szx=(3000+1500*3)-4000=3500kW SB2Szd-SF-1=6500-

14、(1500*3+3000)-3000=2000 kW SB=maxSB1，SB2=3500 kW臺數：因為地方工業負荷比重較大，并有少量二類負荷，所以選擇2臺主變。 每臺主變容量為3500/2=1750kVA. （圖略）東 北 農 業 大 學(2010 -2011 學年 第 二 學期)課程號：19600007z 課程名稱：變電工程設計-A 學分：3 考試方式：閉 卷題 號試 題(分值)一名詞解釋（每題4分，共計20分）1發電廠 2近陰極效應 3縱吹 4限流效應 5跨步電壓 二選擇（每題2分，共計20分）1供熱式發電廠作過功的蒸汽在中間段被抽出來供給熱用戶使用，現代熱電廠的總效率可 達（ ）。A

15、、60一70 B、20一30 C、30一50 D、90一100。2水電站一般在豐水期滿載運行以免棄水，在枯水期承擔（ ）負荷。A、尖峰 B、腰 C、基 D、電力3電弧的熄滅與否取決于弧隙中的（ ）恢復過程和弧隙上電壓恢復過程的速度。 A、介質強度 B、電場強度 C、擴散強度 D、游離強度4SF6氣體化學性質穩定，在干燥情況下，與銅、鋁、鋼等材料在（ ）以內都不作用。 A、100 B、105 C、110 D、1205真空斷路器是在（ ）真空度下工作的一種高壓斷路器。 A、高 B、超高 C、粗 D、低6隔離開關沒有滅弧裝置，任何情況下都不允許開斷負荷電流和（ ）電流。 A、空載 B、電容 C、旁路

16、 D、短路7單元接線當在發電機和變壓器低壓側短路時，相對于有母線接線，短路電流（ ）。 A、減小 B、增大 C、不變 D、隨機變化8容量中等的變電站，在供電可靠性要求不高和熔斷器能滿足電網短路容量要求的情況下，主變壓器高壓側可采用（ ）分別保護主變壓器的接線方式。 A、互感器 B、斷路器 C、熔斷器 D、隔離開關9發生對稱三相短路時，作用于每相母線上的電動力大小是由該相母線的電流與其它兩相電流的（ ）所決定的。 A、乘積 B、幅值 C、相互作用力 D、差值10在距接地體或者碰地處（ ）米以外的地方，電阻接近于零，幾乎不再有電壓降。 A、510 B、1015 C、1520 D、2025三是非題（

17、每題2分，共10分）1人觸電后的受傷害程度取決于作用在人體上的電壓，而不是電流。（ ）2為了增加散熱面積，減少集膚效應的影響并兼顧機械強度，矩形母線厚度b與寬度h之 比一般是1/101/5。 （ ）3目前斷路器中的滅弧介質通常是六氟化硫氣體和變壓器油。（ ） 4熔斷器中熔件的額定電流大于最大長期工作電流，也大于熔斷器本身的額定電流。（ ）5斷路器只能開斷過負荷電流，而不能開斷短路電流。（ ）四簡答（每題4分，共計20分）1簡述電能和其它形式的能源相比有哪些特點？2簡述交流電弧產生的原因。3根據開關電器的不同性能，可將其分為哪幾類？4SF6斷路器可否放在密閉的空間內使用？并解釋原因5互感器有哪些

18、作用？五計算題（每題10分，共計20分）1、已知發電機引出線截面S=2（1008）mm2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母線有兩條。三相母線水平布置平放。母線相間距離a=1m,母線絕緣子跨距L=3m。三相短路沖擊電流為100kA。求三相短路時的最大電動力Fzd和三相短路時一相母線中兩條母線間的電動力Fi。（已知Kx=0.4）2、設計一個變電站主接線。高壓側為35kV，低壓側為10kV，電源進線1回，出線路8回。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為2000kVA，線損率為10%，同時系數為0.8，考慮5年的增長（年增長率為6%），變電站有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖， 并標出

19、各個電氣設備的符號（出線路標出1個回路的設備即可）。變壓器的容量計算要有計算過程，臺數的確定要有文字說明。主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算的過程，臺數的確定要有文字說明。六、主接線設計題（10分） 設計一個雙母線四分段帶旁路母線的接線，要求畫圖規范，并標出必要的電氣設備符號。 答 案一名詞解釋（每題4分，共計20分）1發電廠 把各種一次能源（如燃料的化學能、水能、風能等）轉化成電能的工廠。發電廠所產生的電能，一般還要由升壓變壓器升壓，經高壓輸電線輸送，再由變電站降壓，才能供給各種不同用戶使用。近陰極效應 在電弧電流過零后0.11s時間內，陰極附近的介質強度突然升高的現象。這個介質強度值

20、約為150V250V，稱起始介質強度（在冷電極的情況下，起始介質強度約為250V，而在較熱電極的情況下約為150V）。縱吹 吹動方向與弧柱軸線一致。縱吹可以使新鮮介質更好地與熾熱的電弧相接觸，并把電弧吹成若干細條，易于熄滅。縱吹滅弧室常用于110kV及以上的斷路器。限流效應 當熔體的融化時間很短，滅弧裝置的滅弧能力又很強時，線路或電氣設備中實際流過的短路電流最大值，將小于無熔斷器時預期的短路電流最大值，這一效應稱為限流效應。跨步電壓 是指沿著地中電流的散流方向行走，兩腳間的電壓。二選擇（每題2分，共計20分） AAACA DACCC三是非題（每題2分，共10分） XXXXX四簡答（每題4分，共

21、計20分）1簡述電能和其它形式的能源相比有哪些特點？ （1）便于大規模生產和遠距離輸送。 （2）方便轉換和易于控制。 （3）損耗小。 （4）效率高。 （5）無氣體和噪聲污染。2簡述交流電弧產生的原因。 （1）高電場發射電子是產生電弧的主要條件。 （2）碰撞游離是產生電弧的主要原因。 （3）熱撞游離是維持電弧燃燒的主要原因。3根據開關電器的不同性能，可將其分為哪幾類？ （1）僅用來在正常工作情況下開斷或閉合正常工作電流Ig.zd的開關電器。例如低壓刀閘開關、接觸器、高壓負荷開關等。 （2）僅用來開斷過負荷電流或短路電流Id的開關電器。例如熔斷器和可控氣吹開斷器等。 （3）只用來在檢修時隔離電源，

22、不能用其開斷或閉合正常工作電流或短路電流的開關電器。例如高壓隔離開關。 （4）用來在預定的記憶時間內根據選定的計數次數在無電流的瞬間自動分段故障線路。 （5）即用來開斷或閉合正常工作電流Ig.zd，也用來開斷過負荷電流或短路電流Id的開關電器。例如高壓斷路器、低壓空氣開關等。SF6斷路器可否放在密閉的空間內使用？并解釋原因 不能。SF6氣體是無毒的，但在電弧作用下可能分解出不同程度的毒性氣體，如S2F10、SOF2等。因此，為了防止萬一泄漏的有害氣體被人體吸入，必須在通風良好的條件下進行操作。5互感器有哪些作用？（1）使測量儀表和繼電器與高壓裝置在電氣方面很好地隔離保證工作人員的安全。（2）使

23、測量儀表標準化小型化，可以采用小截面的電纜進行遠距離測量。（3）當電路發生短路時，儀表和電流線圈不受沖擊電流的影響。五計算題（每題10分，共計20分）1、已知發電機引出線截面S=2（1008）mm2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母線有兩條。三相母線水平布置平放。母線相間距離a=1m,母線絕緣子跨距L=3m。三相短路沖擊電流為100kA。求三相短路時的最大電動力Fzd和三相短路時一相母線中兩條母線間的電動力Fi。（已知Kx=0.4） 2、設計一個變電站主接線。高壓側為35kV，低壓側為10kV，電源進線1回，出線路8回。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為2000kVA，線損率為1

24、0%，同時系數為0.8，考慮5年的增長（年增長率為6%），變電站有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖， 并標出各個電氣設備的符號（出線路標出1個回路的設備即可）。變壓器的容量計算要有計算過程，臺數的確定要有文字說明。主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算的過程，臺數的確定要有文字說明。答：=0.9*2000*(1+10%)=1980=1980* e5x5%=1980*1.28=2534S=0.6*2534=1521 六、主接線設計題（10分） 設計一個雙母線四分段帶旁路母線的接線，要求畫圖規范，并標出必要的電氣設備符號。東 北 農 業 大 學(2010 -2011 學年 第 二 學期)課程

25、號：07600003z-1 課程名稱：變電工程設計-B 學分：3 平時成績：30%題 號 試 題(分值)一、名詞解釋（每題4分，共計20分） 1、發電廠 2、復合 3、限流效應 4、單母線接線 5、跨步電壓二、單選題（每題2分，共計20分）1、發電廠是把各種（ ）轉化成電能的工廠A、電力能源 B、一次能源 C、二次能源 D、化學能源 2、一次能源包括燃料的化學能、水能和（ ）等能源A、電能 B、二次能源 C、風能 D、機械能 3、電弧是有觸點的（ ）電器在切斷有載電路過程中必然產生的物理現象。 A、測量 B、保護 C、開關 D、繼電4、高電場發射（ ）是產生電弧的主要條件。 A、電子 B、正離

26、子 C、負離子 D、分子5、互感器是一次系統和二次系統間的（ ）元件，用以分別向測量儀表、繼電器的 電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況。 A、聯絡 B、開關 C、測量 D、保護 6、目前農村配電網中均采用電磁式電流互感器，通常用字母（ ）表示。 A、TA B、TB C、TC D、TD 7、電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和（ ）電能的電路。 A、傳輸 B、分配 C、生產 D、運行8、電氣主接線的基本要求是運行的（ ）、靈活性和經濟性。 A、保密性 B、可行性 C、可靠性 D、簡潔性 9、電氣設備在運行中，電流通過導體時產生電阻損耗，鐵磁物質在交變

27、磁場中產生渦流和磁滯損耗，絕緣材料在強電場作用下產生（ ）損耗。 A、電力 B、熱 C、電流 D、介質 10、電氣設備運行實踐證明，當導體和電器的溫度超過一定范圍以后，將會加速（ ）的老化，降低絕緣強度，縮短使用壽命。 A、絕緣材料 B、導體設備 C、鐵磁物質 D、鐵芯 三、簡答題（每題5分，共計30分） 1、什么是一次能源？ 2、電能和其它形式的能源相比有哪些特點？3、什么是電弧？4、什么是擴散？5、真空斷路器有哪些特點？6、分段器有哪些性能？四、計算題（每題10分，共計20分）1、設計一個變電站主接線。高壓側為60kV，低壓側為10kV。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為1000kVA，

28、線損率為10%，同時系數為0.9，考慮5年的增長（年增長率為5%），變電站全部為三類負荷。 要求：畫出主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算的過程，臺數的確定要有文字說明。2、已知發電機引出線截面S=2（1008）mm2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母線有兩條。三相母線水平布置平放。母線相間距離a=0.7m,母線絕緣子跨距L=1.2m。三相短路沖擊電流為46kA。求三相短路時的最大電動力Fzd和三相短路時一相母線中兩條母線間的電動力Fi。（已知截面系數為0.38） 五、倒閘操作題（10分） 說明停電檢修任一出線路的倒閘操作步驟。要求：自己畫圖，并標明符號。 (B卷)答案課程號：

29、07600003z-1 課程名稱：變電工程設計 學分：3 平時成績：30%題 號 試 題(分值)一、名詞解釋（每題4分，共計20分） 1、發電廠把各種一次能源（如燃料的化學能、水能、風能等）轉化成電能的工廠。發電廠所產生的電能，一般還要由升壓變壓器升壓，經高壓輸電線輸送，再由變電站降壓，才能供給各種不同用戶使用。 2、復合帶有異性電荷的質點相遇而結合成中性質點的現象。 3、限流效應當熔體的融化時間很短，滅弧裝置的滅弧能力又很強時，線路或電氣設備中實際流過的短路電流最大值，將小于無熔斷器時預期的短路電流最大值，這一效應稱為限流效應。 4、單母線接線整個配電裝置只有一組母線，每個電源線和引出線都經

30、過開關電器接到同一組母線上。 5、跨步電壓是指沿著地中電流的散流方向行走，兩腳間的電壓。二、單選題（每題2分，共計20分）1、發電廠是把各種（ B ）轉化成電能的工廠A、電力能源 B、一次能源 C、二次能源 D、化學能源 2、一次能源包括燃料的化學能、水能和（ C ）等能源A、電能 B、二次能源 C、風能 D、機械能 3、電弧是有觸點的（ C ）電器在切斷有載電路過程中必然產生的物理現象。 A、測量 B、保護 C、開關 D、繼電4、高電場發射（ A ）是產生電弧的主要條件。 A、電子 B、正離子 C、負離子 D、分子5、互感器是一次系統和二次系統間的（ A ）元件，用以分別向測量儀表、繼電器的

31、 電壓線圈和電流線圈供電，正確反映電氣設備的正常運行和故障情況。 A、聯絡 B、開關 C、測量 D、保護 6、目前農村配電網中均采用電磁式電流互感器，通常用字母（ A ）表示。 A、TA B、TB C、TC D、TD 7、電氣主接線是由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成接受和（B ）電能的電路。 A、傳輸 B、分配 C、生產 D、運行8、電氣主接線的基本要求是運行的（ C ）、靈活性和經濟性。 A、保密性 B、可行性 C、可靠性 D、簡潔性 9、電氣設備在運行中，電流通過導體時產生電阻損耗，鐵磁物質在交變磁場中產生渦流和磁滯損耗，絕緣材料在強電場作用下產生（D）損耗。 A、電力 B、熱 C、

32、電流 D、介質 10、電氣設備運行實踐證明，當導體和電器的溫度超過一定范圍以后，將會加速（ A ）的老化，降低絕緣強度，縮短使用壽命。 A、絕緣材料 B、導體設備 C、鐵磁物質 D、鐵芯 三、簡答題（每題5分，共計30分）1、什么是一次能源？答：一次能源指自然界中現成存在，可直接取得利用而又不改變其基本形態的能源。例如煤炭、石油、天然氣、水能、風能等。2、電能和其它形式的能源相比有哪些特點？ 答：（1）便于大規模生產和遠距離輸送。（2）方便轉換和易于控制。（3）損耗小。（4）效率高。（5）無氣體和噪聲污染。3、什么是電弧？電弧是有觸點的開關電器在切斷有載電路過程中必然產生的物理現象。它是一種氣

33、體游離放電現象，指當某段空氣間隙兩端施加足夠高的電壓時，空氣絕緣被擊穿，電流會通過該空氣間隙。實驗證明，用開關電器切斷通有電流的線路時，只要電源電壓大于1020V，電流大于80100mA，在開關電器的動、靜觸頭分離瞬間，觸頭間就會出現電弧。4、什么是擴散？答：電弧中的電子和正離子，從濃度高的空間向濃度低的介質周圍移動的現象，稱為擴散。5、真空斷路器有哪些特點？答：（1）觸頭開距小，10kV級真空斷路器的觸頭開距只有10mm左右，所需的操作功率小，動作快。（2）燃燒時間短，燃燒時間與開斷電流大小無關，一般只有半個周波，稱半周波斷路器。（3）觸頭間隙介質恢復速度快，對于開斷近距離故障和開斷電容電流

34、性能較好。（4）體積小，重量輕，便于柱上安裝。（5）能防火防爆。6、分段器有哪些性能？答：（1）分段器具有自動對上一級保護裝置跳閘次數的計數功能。（2）分段器不能切除故障電流，但是與重合器配合可分斷線路永久性故障。由于它能切除滿負荷電流，所以可作為手動操作的負荷開關使用。（3）分段器可進行自動和手動跳閘，但合閘必須是手動的。分段器跳閘后呈閉鎖狀態，只能通過手動合閘恢復供電。（4）分段器有串接于主電路的跳閘線圈，更換線圈即可改變最小動作電流。（5）分段器與重合器之間無機械和電氣的聯系，其安裝地點不受限制。（6）由于分段器沒有安一秒特性，因此在使用上有特殊的優點。例如，它能用在兩個保護裝置的保護特

35、性曲線很接近的場合。四、計算題（每題10分，共計20分）1、設計一個變電站主接線。高壓側為60kV，低壓側為10kV。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為1000kVA，線損率為10%，同時系數為0.9，考慮5年的增長（年增長率為5%），變電站全部為三類負荷。 要求：畫出主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算的過程，臺數的確定要有文字說明。 答：=0.9*1000*(1+10%)=990=990* e5x5%=990*1.28=1267.2S=0.6*1267.0=760.322、已知發電機引出線截面S=2（1008）mm2,其中h=100mm,b=8mm,2表示一根母線有兩條。三相母線水平

36、布置平放。母線相間距離a=0.7m,母線絕緣子跨距L=1.2m。三相短路沖擊電流為46kA。求三相短路時的最大電動力Fzd和三相短路時一相母線中兩條母線間的電動力Fi。（已知截面系數為0.38）答：Fzd=1.73*10-7*L/a*ich2=1.73*10-7*1.2/0.7*460002=627.5N一相母線中兩條母線間距離a=2b=16mm其中每條母線的流過電流為23000AFi=2*10-7*1.2/0.016*0.38*230002 =3015.3N 五、倒閘操作題（10分） 說明停電檢修任一出線路的倒閘操作步驟。要求：自己畫圖，并標明符號。答：先斷斷路器、再斷負荷側隔離開關、再斷電

37、源側隔離開關，目的為了減少停電范圍。東 北 農 業 大 學(2011 -2012 學年 第 二 學期)課程號：19600007z 課程名稱：變電工程設計-A 學分：3 考試方式：閉 卷題 號試 題(分值)一名詞解釋（每題4分，共計20分）1零休2TA的10%誤差曲線3電擊穿4熔斷器的限流效應5 配電裝置二填空（每題2分，共計20分）1、從能量轉換的角度看，火力發電廠能量轉化過程是： 燃料的化學能蒸汽的熱勢能（ ）電能。A、核能 B、光能 C、機械能 D、水能2、一次能源包括燃料的化學能、水能和（ ）等能源A、電能 B、二次能源 C、風能 D、機械能3、輸入弧隙的能量大于其散失能量，剩余電流本身

38、不斷增大而引起的重燃，稱為（ ）。 A、擊穿 B、熱擊穿 C、電擊穿 D、放電4、電力網的變電站主要包括樞紐變電站、（ ）變電站和配電變電站。 A、中間 B、區域 C、穿越 D、終端5、SF6氣體化學性質穩定，在干燥情況下與銅、鋁、鋼等材料在（ ）以內都不作用。 A、100 B、105 C、110 D、1206、真空斷路器是在（ ）真空度下工作的一種高壓斷路器。 A、高 B、超高 C、粗 D、低7、隔離開關沒有滅弧裝置，任何情況下都不允許開斷負荷電流和（ ）電流。 A、空載 B、電容 C、旁路 D、短路8、當輸電線路較長，故障幾率多而變壓器又不需經常切除時，采用（ ）接線比較合適。A、單元 B

39、、內橋 C、外橋 D、角形9、當變壓器油量超過2500kg以上時，兩臺主變壓器之間防火距離一般不應小于（ ）。 A、23米 B、47米 C、510米 D、612米10、為了增加散熱面積，減少集膚效應的影響并兼顧機械強度，母線厚度b與寬度h之比 一般是（ ）。 A、1/121/5 B、1/101/5 C、1/121/6 D、1/121/4三是非題（每題2分，共10分）1變壓器的負載能力和額定容量指的是同一個概念。 （ ）2母線的材料有銅、鋁、鋅，農村變電所廣泛采用鋁母線。 （ ）3人觸電后的受傷害程度取決于通過人體的電流，不是電壓。 （ ）4有電流的時候隔離開關就不許操作。 （ ）5正常運行的時

40、候電流互感器二次側可以開路。 （ ） 四簡答（每題4分，共計20分）1簡述交流電弧產生的原因。2什么叫保護接零？保護接零為什么要采取重復接地？3什么叫做近陰極效應？4SF6斷路器可否放在密閉的空間內使用？為什么？5簡述電氣設備的檢修狀態和熱備用狀態概念？五計算題（共計20分）1、設計一個變電站主接線。高壓側為60kV，低壓側為10kV，電源進線1回，出線路6回。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為1000kVA，線損率為10%，同時系數為0.9，考慮5年的增長（年增長率為5%），變電所有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖， 并標出各個電氣設備的符號（出線路標出一個即可）。變壓器的容量計算要有

41、計算過程，臺數的確定要有文字說明。2、要求：用最小截面積法校驗。并計算出短路時間t、 （參數：tz(3)=1.82s , tz(2)=1.3s , 熱穩定系數C=91 *1016）六、倒閘操作題（10分） 說明不停電檢修出線路L1的斷路器QF1的倒閘操作步驟。(10分)參考答案：名詞解釋（每題5分，共計20分）零休：交流電弧電流在過零的時候速度很慢，值接近于0，這種現象稱為零休。發電廠：把各種其它形式的能量轉化為電能的工廠。接觸電壓：觸及到故障后的電氣設備的外殼時，作用在手和腳之間的電壓叫接觸電壓。限流效應：當熔體的熔化時間很短，滅弧裝置的滅弧能力又很強時，線路或電氣設備中實際流過的短路電流最

42、大值，將小于無熔斷器時的短路電流最大值，這一效應稱為限流效應。填空（每空2分，共計20分）1根據母線截面形狀選擇的要求，母線的厚度與寬度之比一般是（ 1/12 ）到（ 1/5 ）。2電弧的熄滅與否取決于弧隙中的（介質強度）恢復過程和弧隙上（電壓 ）恢復過程的速度。 3電弧中的電子和正離子，從濃度（高）的空間向濃度（低）的介質周圍移動的現象，稱為擴散。4按變電站在電力系統中的地位，變電站可分為（樞紐）（中間 ）（終端）（配電）變電站。 三是非題（每題2分，共10分）1有電流的時候隔離開關就不許操作。 （ X ）2正常運行的時候電流互感器二次側可以開路。 （ X ） 3變壓器的負載能力和額定容量指

43、的是同一個概念。 （ X ）4母線的材料有銅、鋁、鋅，農村變電所廣泛采用鋁母線。 （ X ）5人觸電后的受傷害程度取決于通過人體的電流，不是電壓。 （ V ）四簡答（每題6分，共計30分）什么叫做近陰極效應？在極性改變的瞬間（2分），靠近陰極的地方產生一個150-250V的介質強度的現象（4分）。簡述交流電弧產生的原因。 高電場發射電子是產生電弧的主要條件。（2分） 碰撞游離是產生電弧的主要原因。（2分） 熱游離是維持電弧燃燒的主要原因。（2分）什么叫保護接零？保護接零為什么要采取重復接地？ 為防止觸電（2分），保證安全，將電氣設備正常運行時不帶電的金屬外殼與零線相連接（2分），稱為保護接零（

44、2分）。SF6斷路器可否放在密閉的空間內使用？為什么？答：不可以。（2分） 因為首先SF6氣體在電弧的作用下會產生有毒的衍生物（2分），另外SF6氣體比空氣重，會使人窒息（2分）。簡述電氣設備的檢修狀態和熱備用狀態概念？檢修狀態：電氣間隔的所有斷路器、隔離開關均斷開（1分），驗電并裝設接地線（1分），懸掛指示牌（1 分），并裝好臨時遮攔的狀態（1分）。熱備用狀態：設備只靠斷路器斷開（1分）而隔離開關仍在合上位置（1分）。四（20分）設計一個變電所主接線。高壓側為60kV，低壓側為10kV。 已知：變電所當年的各用戶負荷總和為1000kVA，線損率為10%，同時系數為0.9，考慮5年的增長（年增

45、長率為5%），變電所有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算的過程，臺數的確定要有文字說明。（10分）答：=0.9*1000*(1+10%)=990 （5分）=990* e5x5% =990*1.28 =1267.2 （3分）S=0.6*1267.0=760.32 （2分）字說明。(允許溫度法和最小截面積法答一個即可)檢修QF1，第一步檢查旁母有無故障，此時分段斷路器QFf及隔離開關QS2、QS3在閉合狀態，QS1、QS4、QS5均斷開，以單母線分段方式運行。當QFf作為旁路斷路器運行時，閉合隔離開關QS1，后斷開QFf和QS2，,再合上QS4，最后合QFf。如果

46、旁母無故障，QFf不跳閘。第二步合上QSp，斷開QF1及兩側的隔離開關。這時，該出線路L1經QSp、旁母、QS4、QFf和QS2仍然聯在第一段母線上。東 北 農 業 大 學(2011 -2012 學年 第 二 學期)課程號：19600007z 課程名稱：變電工程設計-B 學分：3 考試方式：閉 卷題 號試 題(分值)一、名詞解釋（每題4分，共計20分） 1、成套配電裝置2、引水式水電廠 3、間接復合 4、重合器 5、電壓互感器二、單選題（每題2分，共計20分）1、從能量轉換的角度看，火力發電廠能量轉化過程是： 燃料的化學能蒸汽的熱勢能（ ）電能。A、核能 B、光能 C、機械能 D、水能2、供熱

47、式發電廠作過功的蒸汽在中間段被抽出來供給熱用戶使用，現代熱電廠的總效率 可達（ ）。A、60一70 B、20一30 C、30一50 D、90一100。3、弧隙中帶電質點自身消失或者失去電荷變為中性質點的現象稱為（ ）。 A、復合 B、擴散 C、中和 D、去游離4、電弧的熄滅與否取決于弧隙中的（ ）恢復過程和弧隙上電壓恢復過程的速度。 A、介質強度 B、電場強度 C、擴散強度 D、游離強度5、互感器的誤差一般由（ ）和角誤差來表示。 A、電壓誤差 B、相對誤差 C、測量誤差 D、電流誤差6、電流互感器中當次電流I1減小，值將逐漸下降，由于磁導率下降勵磁損耗增大，故誤差fi和i隨I1減小而（ ）。

48、 A、減小 B、增大 C、保持不變 D、隨機變化7、電氣主接線的基本要求是運行的（ ）、靈活性和經濟性。 A、保密性 B、可行性 C、可靠性 D、簡潔性8、當變電所設備利用率較高，年利用小時數在（ ）小時以上，主要供應類、類 負荷用電時，必須采用供電較為可靠的接線形式。 A、5000 B、6000 C、7000 D、80009、長期發熱過程中，導體通過的電流較小，時間長，產生的熱量有充分時間散失到周圍介質中，熱量是（ ）。 A、減小的 B、平衡的 C、增大的 D、變化的10、為了增加散熱面積，減少集膚效應的影響并兼顧機械強度，母線厚度b與寬度h之比 一般是（ ）。 A、1/121/5 B、1/

49、101/5 C、1/121/6 D、1/121/4三、簡答題（每題4分，共計20分）1、什么是一次能源？2、簡述熱擊穿和電擊穿階段的特征。3、對隔離開關有哪些基本要求？4、電流互感器有哪些特點？5、簡述單母線接線的優缺點。四、計算題（每題10分，共計20分）1、設計一個變電站主接線。高壓側為60kV，低壓側為10kV。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為1500kVA，線損率為8%，同時系數為0.9，考慮5年的增長（年增長率為7%），變電站有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算過程，臺數的確定要有文字說明。2、 要求：用最小截面積法校驗。并計算出短路時間t、 （

50、參數：tz(3)=1.82s , tz(2)=1.3s , 熱穩定系數C=91 *106）五、主接線題（10分） 設計一個雙母線三分段帶旁路母線的接線，要求畫圖規范，并標出必要的電氣設備符號。六、倒閘操作題（10分） 論述雙母線工作母線和備用母線相互轉換的倒閘操作步驟，畫圖并說明。變電工程設計B -答案一、名詞解釋（每題4分，共計20分） 1、成套配電裝置 在制造廠內把屬于同一回路的開關電器、互感器等電氣設備裝配在不封閉的金屬柜中，構成一個獨立的單元，成套供應。引水式水電廠這種水電廠建筑在山區水流湍急的河道上或河床坡度陡峭的地段，由引水渠道提供水頭，且一般不需要修筑堤壩，只修低堰即可。 3、間

51、接復合 電子碰撞中性質點時，一個電子可能先附著在中性質點上形成負離子，其速度大大減慢，然后與正離子復合，形成兩個中性質點。 4、重合器 一種自行控制的裝置，它能按照預先選定的斷開和重合動作順序在交流回路中自動開斷和重合，并保持合閘狀態或斷開閉鎖狀態。重合器一般由兩部分組成：消弧部分與控制部分。 5、電壓互感器 是二次回路中供測量和保護用的電壓源，通過它能正確反映系統電壓的運行狀況。其作用是將一次側的高電壓改變成二次側的低電壓，使測量儀表和保護裝置標準化、小型化，并便于監視、安裝和維護，二是使低壓二次回路與高壓一次系統隔離，保證了工作人員的安全。二、單選題（每題2分，共計20分）CADADBCA

52、BA三、簡答題（每題4分，共計20分）1、什么是一次能源？ 一次能源指自然界中現成存在，可直接取得利用而又不改變其基本形態的能源。例如煤炭、石油、天然氣、水能、風能等。2、簡述熱擊穿和電擊穿階段的特征。 熱擊穿階段的特征是：弧隙處于導通狀態，具有一定數值的電阻，有剩余電流通過，弧隙仍得到能量。電擊穿階段的特征是：弧隙電阻值趨于無窮大，弧隙呈介電狀態，但溫度較高，弧隙的耐壓強度比常溫介質低的多，所以容易被擊穿。對隔離開關有哪些基本要求？ 有明顯的斷開點；斷口應有足夠可靠的絕緣強度。具有足夠的動、熱穩定性。結構簡單，分、合閘動作靈活可靠。隔離開關與斷路器配合使用時，應具有機械的或電氣的連鎖裝置，以

53、保證正常的操作順序。（2條以上即可）4、電流互感器有哪些特點？一次繞組串聯在電路中，并且匝數很少；一次繞組中的電流完全取決于被測電路的負荷電流，而與二次電流大小無關；電流互感器二次繞組所接儀表和繼電器電流線圈阻抗很小所以在正常情況下，電流互感器在接近短路狀態下運行。5、簡述單母線接線的優缺點。優點：接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置。缺點：靈活性和可靠性差，當母線或母線隔離開關故障或檢修時，必須斷開它所連接的電源；與之相連的所有電力裝置在整個檢修期間均需停止工作。此外，在出線斷路器檢修期間，必須停止該回路的工作。四、計算題（每題10分，共計20分）1、設計一個變電站主接

54、線。高壓側為60kV，低壓側為10kV。 已知：變電站當年的各用戶負荷總和為1500kVA，線損率為8%，同時系數為0.9，考慮5年的增長（年增長率為7%），變電站有少量的二類負荷。 要求：畫出主接線圖，變壓器的容量計算要有簡要的計算過程，臺數的確定要有文字說明。Sjs=KtSi（1+X%）（kVA）=0.9*1500*108%=1458（kVA) Sjszd=Sjs*emn=1458*（2.7）35%=1458*1.42=2069（kVA） Se=0.6*2069=1241（kVA）有二類負荷 一般選擇兩臺主變2、 要求：用最小截面積法校驗。并計算出短路時間t、 （參數：tz(3)=1.82

55、s , tz(2)=1.3s , 熱穩定系數C=91 *106）2 因為 I(2)I(3) 所以要比較兩相短路的發熱短路計算時間 t=tb+tf=1.25+0.25=1.5(s)1(s)故不考慮短路電流非周期分量的發熱 即不計算tfz，只計算tz，tdz=tz。如題所示 tz（3）= 1.82s tz（2）= 1.3s 所以有”(3)=I”(3)/I(3)=25/14=1.79 ”(2)=I”(2)/I(2)=0.866I”(3)/I(2)=1.14三相短路時的熱脈沖為I(3)2*tz(3)=142*1.82=356.7(KA)2s兩相短路時的熱脈沖為I(2)2*tz(2)=192*1.3=4

56、69.3(KA)2s因此 兩相短路發熱大于三相短路發熱,應按照兩相短路進行校驗用最小截面法校驗已知C=91*106 所以母線最小截面積為Szx=I(2)/C*根號下tdz(2)Kj=19*103/91*106*根號下1.3=238(mm2)因此S=50*6(mm2)Szx=238(mm2) 滿足熱穩定性五、主接線題（10分） 設計一個雙母線三分段帶旁路母線的接線，要求畫圖規范，并標出必要的電氣設備符號。六、倒閘操作題（10分） 論述雙母線工作母線和備用母線相互轉換的倒閘操作步驟，畫圖并說明。先合上母聯斷路器兩側的隔離開關，再合母聯斷路器QFm，向備用母線充電，如果母聯斷路器跳閘，說明備用母線有

57、短路故障，需要排除故障。如果備用母線無故障，則母聯斷路器不跳閘，可以繼續進行后面的操作步驟。這時兩組母線電位相等，操作隔離開關時不會產生電弧。為保證不中斷供電，按“先通后斷”原則進行操作，即先接通備用母線上的隔離開關，再斷開工作母線上的隔離開關。完成轉換后，再斷開母聯QFm及其兩側的隔離開關，即可使原工作母線退出運行進行檢修。 東 北 農 業 大 學 題 簽 (A卷) (2011-2012學年第 一 學期)課程號：07600003z-1 課程名稱：變電工程設計 學分：3 平時成績：30%題 號 試 題(分值)一、名詞解釋（每題4分，共計20分） 1、發電廠 2、去游離 3、近陰極效應 4、限流

58、效應 5、跨步電壓二、單選題（每題2分，共計20分）1、一次能源包括燃料的化學能、水能和（ ）等能源A、電能 B、二次能源 C、風能 D、機械能2、從能量轉換的角度看，火力發電廠能量轉化過程是： 燃料的化學能蒸汽的熱勢能（ ）電能。A、核能 B、光能 C、機械能 D、水能3、輸入弧隙的能量大于其散失能量，剩余電流本身不斷增大而引起的重燃，稱為（ ）。 A、擊穿 B、熱擊穿 C、電擊穿 D、放電4、電力網的變電站主要包括樞紐變電站、（ ）變電站和配電變電站。 A、中間 B、區域 C、穿越 D、終端5、SF6氣體化學性質穩定，在干燥情況下與銅、鋁、鋼等材料在（ ）以內都不作用。 A、100 B、1

59、05 C、110 D、1206、真空斷路器是在（ ）真空度下工作的一種高壓斷路器。 A、高 B、超高 C、粗 D、低7、隔離開關沒有滅弧裝置，任何情況下都不允許開斷負荷電流和（ ）電流。 A、空載 B、電容 C、旁路 D、短路8、當變壓器油量超過2500kg以上時，兩臺主變壓器之間防火距離一般不應小于（ ）。 A、23米 B、47米 C、510米 D、612米9、為了增加散熱面積，減少集膚效應的影響并兼顧機械強度，母線厚度b與寬度h之比 一般是（ ）。 A、1/121/5 B、1/101/5 C、1/121/6 D、1/121/410、當輸電線路較長，故障幾率多而變壓器又不需經常切除時，采用（

60、 ）接線比較合適。 A、單元 B、內橋 C、外橋 D、角形三、簡答題（每題3分，共計30分） 1、什么是電能？ 2、根據開關電器的不同性能，可將其分為哪幾類（舉例說明）？3、簡述交流電弧產生的過程。4、什么是擴散？并說明擴散的特點。5、簡述熱擊穿和電擊穿階段的特征。6、說明GW8-35GD/600 設備型號中各個參數代表的含義。7、正常運行時電流互感器二次繞組可否開路？并闡述理由。8、真空斷路器有哪些特點？9、一條出線路的開關電器由斷路器QF、線路側隔離開關QS1、電源側隔離開關QS2組成，請說明停電檢修時的倒閘操作步驟，并說明原因。10、電氣設備分幾種狀態？其中備用狀態又分為幾種情況？ 四、