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＝，进行零序阻抗试验时，测得零序电压U0＝516V，零序电流I025A，零序功率P0＝3220W，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Ω／km，零序电阻为Ω／km，零序电抗Ω／km，零序电感是／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／，额定电流I1N／I2N＝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＝，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Z b1: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。
3.单相变压器二次侧额定电压U2N＝220V端子上接有R＝Ω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R1＝Ω，当试验结束时，测得一次绕组的直流电阻R2＝Ω，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：式中T--常数，对于铜线为235。
绕组的平均温升Δt p＝t p－t m＝－13＝(℃)答：绕组的平均温升为℃。
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Z0，对地电容为C0，则单相金属性接地电流I g为：I g＝3ωC0U ph∴CIUIf UgphgN ph 332＝＝×ωπ＝×10－6(F)＝(μF)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7583Ω，对地电容为μF。
6.采用串联法测量一台25000kVA，发电机的零序电抗，测量结果如下：零序电压U0＝81V，零序电流I0＝315A，零序功率P0＝6300W，试计算发电机的零序电抗X0。
答案:解：Z U I00038133150.0857()＝＝×＝Ω答：发电机的零序电抗为Ω。
7.已知110kV电容式套管介损tgδ在20℃时的标准不大于%，在电场干扰下，用倒相法进行两次测量，第一次R31＝796Ω，tgδ1＝%，第二次R32＝1061Ω，－tgδ＝－2%，分流器为档，试验时温度为30℃，试问这只套管是否合格?(30℃时tgδ换算至20℃时的换算系数为答案:解：首先计算出－tgδ＝2%时的实际值：则30℃时tgδx的值为换算至20℃时：tgδx＝×%＝%答：这只套管tgδx＞%，不合格。
8.一台SFS-40000／110变压器，YN，d11，U1N：110／，I N：310／，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UI ZUkN kN%100%＝·×得：试验电压U s＝I s·Z k＝10×＝(V)答：负载试验电压为。
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tgδ，分流器Ti置在档，试验前查得C x＝900μF，估算R3之值。
(电桥的标准电容C N＝50pF，R4＝3184Ω)答案:解：由CC RRxN43＝得：答：R3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：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，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＝μF的电容器串联组成，低压臂C2由二节，μF的电容器并联组成，测量电压U1为交流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μF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＝，试计算每公里的正序电容C1(额定频率f N＝50Hz)。
答案:解：正序导纳Y1为：忽略电导影响，正序导纳＝正序电纳，即：Y1＝B1正序电容：答：线路的正序电容为μF／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＝，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Ω。
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C1＝420pF，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U max＝／3＝2203＝146(kV)设过电压值不超过3U max。
已知：C1＝420pF；U2≤300V所以CU U CU2max212(3)＝－＝×10－7(F)＝(μF)答：分压电容C2值不小于μF，测量线路如图D-22所示。
图D-2216.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t1＝16℃时，该线圈电阻R1＝Ω，当温升试验结束时，测得该线圈电阻R2＝Ω，试计算铁芯的温升Δt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：＝(℃)铁芯的温升Δt＝t2－t1＝－16＝(℃)答：铁芯的温升为℃。
17.有一长度L＝2km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U1N／U2N为35／，由U d%计算每公里每相的电抗X ph为Ω，配电线每相电阻R及电抗X L均为Ω／km，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I dA、I dB。
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：X ph＝R＝×2＝(Ω)X L＝×2＝(Ω)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.在U L＝、f V＝50Hz中性点不接地的配电系统中，假设各相对地电容为μF，试求单相金属性接地时的接地电流I g。
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C0＝μF，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I B(或I C)增大3倍，即：而接地电流为I B和I C的相量和，即：I g＝I B cos30°＋I C cos30°＝3ωC0U ph＝3×2πf N C0U ph＝3×2××50××10－6××103＝(A)答：单相金属性接地时的接地电流为。
19.测量一台发电机定子绕组漏电抗，已知：发电机额定容量S N＝25000kVA，额定电压U N ＝，定子绕组每相的串联匝数N1＝10匝，探测线圈匝数N m＝5匝，定子绕组系数K N1＝，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Ω。
20(Jd3D3082).某站U N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λ为多少?答案:解：L＝4×290＝1160(mm)＝116cm最高运行线电压：U L·max＝U e×＝35×＝(kV)λ＝L／U L·max＝116／＝(cm／kV) 答：沿面爬电比距为／kV。
21.如图D-25，L＝12πH，电感线圈的电阻R＝Ω1π，C＝100μF，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。
22.一台SFL1-10000／110的变压器，铭牌标有：P0＝14kW，P k＝72kW，YN,d11，试求当该变压器供给β＝90%额定负载且其功率因数cosϕ为(滞后)时的效率η。
答案:解：已知β＝90%＝ϕ＝P0＝14kW，P k＝72kW变压器输出有功功率P2为：P2＝βS N cosϕ＝×10000×＝8100(kW)变压器线圈损耗P′k为：P′k＝β2P k＝×72＝(kW)变压器输入有功功率P1为：P1＝P2＋P0＋P′k＝8100＋14＋＝(kW)答：当该变压器供给90%额定负载且其功率因数cosϕ＝(滞后)时的效率为99%。
23.设有三台三相变压器并列运行，其额定电压均为35／，其他规范如下：(1)容量S N1：1000kVA；阻抗电压U k1%：(2)容量S N2：1800kVA；阻抗电压U k2%：(3)容量S N3：2400kVA；阻抗电压U k3%：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：各变压器所供给的负载为：930kVA、1582kVA、1990kVA。