国家题库 电气试验高级工理论试题及答案四、计算题(每题5分,共36题)1.某一220kV 线路,全长L =57.45km ,进行零序阻抗试验时,测得零序电压U 0=516V ,零序电流I 025A ,零序功率P 0=3220W ,试计算每相每公里零序阻抗Z 0零序电阻R 0,零序电抗X 0和零序电感L 0。
答案:解:每相零序阻抗:Z U I L 00031351625157.45 1.078(km)=·=××=/Ω每相零序电阻: R P I L 02313322025157.450.269(km)=·=××=/002Ω每相零序电抗: X Z R 0020222107802691044=-=-=/...(km)Ω每相零序电感:L X f 002 1.0442 3.14500.00332(H km)=π=××=/答:每相零序阻抗为1.078Ω/km ,零序电阻为0.269Ω/km ,零序电抗1.044Ω/km ,零序电感是0.00332H /km 。
2.一台SF1-20000/100变压器,连接组标号YN ,d11,额定电压U N1/U N2=110/10.5kV ,额定电流I 1N /I 2N =105/1100A ,零序阻抗试验结构如图D-19所示,测得电压U =240V,电流I =13.2A ,试计算零序阻抗的标么值Z 0。
图D-19 答案:解:变压器的基准阻抗Z b1:ZUS UUS b1phN N1ph2N33=/==××/×=Ω3(110103)2000010605()323变压器零序阻抗:ZUI3324013.254.55()==×=Ω零序阻抗标么值:ZZZb154.556050.09 *===答:变压器零序阻抗的标么值是0.09。
3.单相变压器二次侧额定电压U2N=220V端子上接有R=0.316Ω的电阻,若在一次侧端子施加电压,当一次电流I1=3A时,所加电压U1=2160V,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U 1N ,变压器的变压比:n U U U y 1N 2N 1N220==将二次侧电阻R 归算到一次侧:R n R U R ′==·y 21N 2220⎛⎝ ⎫⎭⎪则一次侧的电压U 1为:U IR I U R 112220=′=·N ⎛⎝ ⎫⎭⎪ 所以:U U IR 1N 1220220216030.31610501(V)==×=答:一次额定电压为10501V 。
4.一台KSGJY-100/6的变压器做温升试验,当温度t m =13℃时,测得一次绕组的直流电阻R 1=2.96Ω,当试验结束时,测得一次绕组的直流电阻R 2=3.88Ω,试计算该绕组的平均温升Δt p 。
答案:解:试验结束后绕组的平均温度t p 可按下式计算:t R R T t T p 21m () 3.882.96(23513)23590.1()=+-=+-=℃式中 T --常数,对于铜线为235。
绕组的平均温升Δt p =t p -t m =90.1-13=77.1(℃)答:绕组的平均温升为77.1℃。
5.在某35kV 中性点不接地系统中,单相金属性接地电流I g =8A ,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(f N 为额定功率,50Hz)。
答案:解:设每相的对地阻抗为Z 0,对地电容为C 0,则单相金属性接地电流I g 为:I g =3ωC 0U ph∴C I U I f U 0gph g N ph 332==×ωπ=/832 3.1450351033⨯⨯⨯⨯⨯=0.42×10-6(F)=0.42(μF)因线路对地电阻无限大,Z 0相当于一相对地的容抗,即:Z C 006112 3.14500.42107583()==××××=Ω-ω答:该系统每相对地阻抗为7583Ω,对地电容为0.42μF 。
6.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U 0=81V ,零序电流I 0=315A ,零序功率P 0=6300W ,试计算发电机的零序电抗X 0。
答案:解:Z U I 00038133150.0857()==×=ΩR P I 0002236300331500212==×=Ω.()X Z R 00202220.08570.02120.083()=-=-=Ω 答:发电机的零序电抗为0.083Ω。
7.已知110kV 电容式套管介损tg δ在20℃时的标准不大于1.5%,在电场干扰下,用倒相法进行两次测量,第一次R 31=796Ω,tg δ1=4.3%,第二次R 32=1061Ω,-tg δ=-2%,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 δ换算至20℃时的换算系数为0.88) 答案:解:首先计算出-tg δ=2%时的实际值:3221061tg (tg )( 2.0%)0.67%31843184R δδ=×-=×-=-则30℃时tg δx 的值为321312x 3132tg tg tg R R R R δδδ+=+ =×+×-+=1061 4.3%796(0.67%)1061796 2.74%换算至20℃时:tg δx =0.88×2.74%=2.41%答:这只套管tg δx >1.5%,不合格。
8.一台SFS-40000/110变压器,YN ,d11,U 1N :110/10.5kV ,I N :310/3247.5A ,铭牌阻抗电压U k %=7%,在现场进行负载试验,在110kV 侧加电压,负载试验电流I s 限制在10A ,计算试验时的电压U s 是多大?答案:解:由U I Z U k N k N %100%=·×得:Z U U I k k N N 3%100%7%11010100%31024.84()==×××=Ω试验电压U s =I s ·Z k =10×24.84=248.4(V)答:负载试验电压为248.4V 。
9.一台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 δ,分流器Ti 置在0.01档,试验前查得C x =900μF ,估算R 3之值。
(电桥的标准电容C N =50pF ,R 4=3184Ω)答案:解:由C C R R x N 43=得:R C R C 3N 4x 503184900177()==×≈Ω答:R 3约为177Ω。
10.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:t f =×=×=601006010040015(s)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 。
11.一台QFS-50-2型水内冷发电机,定子电压U N =10500V,容量S =50000kW ,若定子绕组交流耐压为16.5kV ,估计耐压时的电流I exp 约为500mA,试计算采用100kV /380V 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U exp1为100kV ,试验电流I exp 为500mA ,则试验变压器的容量S exp 为S exp ≥U exp1I exp =100×103×500×10-3=50000(VA)=50(kVA)答:试验变压器的最小容量为50kVA 。
12.一台电容分压器高压臂C1由四节 (n =4)100kV ,C =0.0066μF 的电容器串联组成,低压臂C2由二节2.0kV ,2.0μF 的电容器并联组成,测量电压U 1为交流400kV ,求高低压臂C1、C2的值C 1、C 2、分压比K 和低压臂上的电压值U 2。
答案:解:高压臂:C C n 16000664101650==×=.(pF)低压臂由2台2.0μF 的电容器并联组成,则C 22 2.04(F)=×=μ分压比:K C C C =+=×+×=--1216616501041650102425低压臂上的电压值U 2为:U U K 2=/=××=134001012425165(V)答:高压臂C 1为1650pF ,低压臂C 2为4μF ,分压比为2425,低压臂上的电压值是165V 。
13.某一220kV 线路,全长L =143km ,测量其正序电容,若忽略电导的影响,测得线电压的平均值U LP =500V ,三相平均电流I php =0.174A ,试计算每公里的正序电容C 1(额定频率f N =50Hz)。
答案:解:正序导纳Y 1为:Y I U L 1phpLP 63130.1745001143 4.2210(S km)=·=××=×/-忽略电导影响,正序导纳=正序电纳,即:Y 1=B 1正序电容:66611 4.221010100.0134(F km)22 3.1450B C f -×=×=×=/π××答:线路的正序电容为0.0134μF /km 。
14.一台QF-25-2型25000kW 同步调相机,转子额定电压U N =182V ,转子额定电流I N =375A ,测量转子在膛内时的交流阻抗试验电压U =120V ,回路电流I =4.52A ,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:Z U I ===Ω1204.5226.55()答:在试验电压下的交流阻抗为26.55Ω。
15.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U L =220kV ,套管高压与测量端间电容C 1=420pF ,若输入录波器的电压U 2不高于300V ,试问如何选择分压电容C 2的参数,并绘制出测量线路图。
答案:解:相电压最大值U max=1.15U L/3=1.152203=146(kV)设过电压值不超过3U max。
已知:C1=420pF;U2≤300V所以CU U CU2max212(3)=-312(314610300)42010300-××-××==6.13×10-7(F)=0.613(μF)答:分压电容C2值不小于0.613μF,测量线路如图D-22所示。