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最新電氣工程師《供配電》案例題及答案
一、題：某區域電網中現運行一座500kV變電所，根據負荷發展情況需要擴建，該變電所現狀、本期及遠景建設規模見表15-1。
(1)500kV線路均采用4×LGJ400導線，本期4回線路總長度為303km，為限制工頻過電壓，其中一回線路上裝有120Mvar并聯電抗器;遠景8回線路總長度預計為500km，線路充電功率按1.18Mvar/km計算。請問遠景及本期工程該變電所35kV側配置的無功補償低壓電抗器容量為下列哪組數值?
(A)590Mvar、240Mvar
(B)295Mvar、179Mvar
(C)175Mvar、59Mvar
(D)116Mvar、23Mvar
(2)該變電所現有750MVA主變阻抗電壓百分比為Uk(1-2)%=14%，本期擴建的2×1000MVA主變電抗電壓百分比采用Uk(1-2)%=16%，若三臺主變并列運行，它們的負載分布為下列哪種情況?請計算并說明。
(A)三臺主變負荷均分布
(B)1000MVA主變容量不能充分發揮作用，僅相當于642MVA
(C)三臺主變安容量大小分布負荷
(D)1000MVA主變容量不能充分發揮作用，僅相當于875MVA
(3)請計算本期擴建的兩臺1000MVA主變滿載時，最大無功損耗為下列哪項數?(不考慮變壓器空載電流)
(A)105Mvar
(B)160Mvar
(C)265Mvar
(D)320Mvar
(4)該變電所220kV為戶外配電裝置，采用軟母線(JLHA2)型鋼芯鋁合金絞線，若遠景220kV母線最大穿越功率為1200MVA，在環境溫度為35℃，海拔高度低于1000m條件下，根據計算選擇一下哪種導線經濟合理?
(A)2×900mm2
(B)4×500mm2
(C)4×400mm2
(D)4×630mm2
【參考答案及解析】：
(1)答案：[C]
解答過程：根據《330kv～750kv變電站無功補償裝置設計技術規定》(DL/T5014—2010)條文說明第5.0.7條：按就地平衡原則，變電站裝設電抗器的最大補償容量，一般為其所接線路充電功率的1/2。故遠景電抗器的補償容量為500×1.18/2Mvar=295Mvar，現有一回線路上裝有120Mvar并聯電抗器，可得低壓電抗器的補償容量為(295-120)Mvar=175Mvar。同理，本期的低壓電抗器的補償容量為(303×1.18/2-120)Mvar≈59Mvar。
(2)答案：[D]
解答過程：根據《電力變壓器應用導則》(GB/T13499—2002)第6.3條規定：當兩臺變壓器短路阻抗相等時，這表示在相等的標幺值負載下，它們具有相同的電壓降。如果并聯運行，它們所承擔的負載與各自的額定容量成正比。當并聯連接的變壓器短路阻抗不相等時，阻抗值低的變壓器同阻抗值高的變壓器相比，其負載容量占有較高的額定容量百分數，以使兩臺變壓器絕對電壓降相等。設Sra、Srb為兩臺變壓器的額定容量，S為它們要承擔的負載，各自承擔的負載為Sa、Sb，Za、Zb為其短路阻抗電壓百分數，則根據式(65)有：
(3)答案：[D]
解答過程：根據《電力系統設計手冊》式(10-46)可得：
分析：本題不考慮變壓器空載電流，故公式的后半部分不需要帶入。
(4)答案：[B]
解答過程：查《導體和電氣選擇設計技術規定》(DL/T5222—2005)表D.11可得裸導體在不同海拔(1000m以下)高度及環境溫度(35℃)下的綜合校正系數為0.89。根據最大穿越功率算出220kV母線的工作電流為
4×500mm2的JLHA2型鋼芯鋁合金絞線的載流量為4×988A=3952A>3538A，滿足要求。
二、題：某220kV變電所，最終規模為兩臺180MVA的主變，額定電壓為220/110/35kV，擬在35kV側裝設并聯電容器進行無功補償。(2010)
(1)請問本變電所的每臺主變的無功補償容量取哪個為宜?
(A)15000kvar
(B)40000kvar
(C)63000kvar
(D)80000kvar
(2)本變電所每臺主變裝設電容器組容量確定后，將分組安裝，下列中確定分組原則哪一條是錯誤的?
(A)電壓波動
(B)負荷變化
(C)諧波含量
(D)無功規劃
(3)本所35kV母線三相短路容量為700MVA，電容器組的串聯電抗器的電抗率為5%，請計算發生三次諧波諧振的電容器容量是多少?
(A)42.8Mvar
(B)74.3Mvar
(C)81.7Mvar
(D)113.2Mvar
(4)若該所并聯電容器接入電網的背景諧波為5次以上，則并聯電抗器的電抗率是( )。
(A)1%
(B)5%
(C)12%
(D)13%
(5)若本所每臺主變安裝單組容量為3相35kV，12000kvar的電容器兩組，若電容器采用單星形接線，每相由10臺電容器并聯兩臺電容器串聯而成，請計算單臺電容器容量為( )。
(A)500kvar
(B)334kvar
(C)200kvar
(D)250kvar
【參考答案及解析】：
(1)答案：[B]
解答過程：根據《并聯電容器裝置設計規范》(GB50227—2008)第3.0.2條及其條文說明，電容器的安裝容量可按變壓器容量的10%～30%確定，即180×1000×(10%～30%)=(18000～54000)kvar。故選B為正確答案。
(2)答案：[D]
解答過程：根據《并聯電容器裝置設計規范》(GB50227—2008)第3.0.3條及條文說明，變電所裝設無功補償電容器的總容量確定以后，將分組安裝，分組的主要原則是根據電壓波動、負荷變化、諧波含量等因素確定，與無功規劃無關，故選D為正確答案。
(3)答案：[A]
解答過程：根據《并聯電容器裝置設計規范》(GB50227—2008)第3.0.3條及式(3.0.3)可知，發生三次諧波諧振的電容器容量為
故本題選A為正確答案。
(4)答案：[B]
解答過程：根據《并聯電容器裝置設計規范》(GB50227—2008)第5.5.2.2條，該所并聯電容器接入電網的背景諧波為5次以上，則并聯電抗器的電抗率是4.5%～6.O%。
(5)答案：[C]
解答過程：依題意，每相電容器有兩個串段，采用單星形接線形式，即每相電容器為2×10=20臺，而每相電容器容量12000/3=4000kvar，可知單臺電容器容量4000/20=200kvar。
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