2012年电气工程师《（发配变电）专业基础》真题
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- 发布时间：2021-08-25 11:02
- 卷面总分：60分
- 答题时间：240分钟
- 试卷题量：60题
- 练习次数：32次
- 试卷分类：电气工程师基础专业知识
- 试卷类型：历年真题
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为使弧隙电压恢复过程为非周期性的，可在断路器触头两端并联电阻，其值应为（ ）。
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正确答案：C
本题解析：
交流电弧每半周期自然熄灭是熄灭交流电弧的最佳时机。实际上在电流过零后弧隙中存在两个恢复过程：介质强度恢复过程Ud（t）和弧隙电压恢复过程Ur（t）。交流电弧熄灭的条件为：Ud（t）＞Ur（t）。如果能够采取措施防止Ur（t）振荡，将周期性振荡特性的恢复电压转变为非周期性恢复过程，电弧就更容易熄灭。常用的做法就是在熔断器触头两端并联电阻，当
时，可将弧隙恢复电压由周期性振荡特性恢复电压转变为非周期性，从而大大降低恢复电压的上升速度和幅值，改善断路器的灭弧条件。
断路器开断中性点直接接地系统中的三相接地短路电流，首先开断相恢复电压的工频分量为（Uph为相电压）（ ）。
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正确答案：D
本题解析：
三相断路器在开断短路故障时，由于动作的非同期性，首相开断的断口触头间所承受的工频恢复电压将要增高，增高的数值用首相开断系数来表征。首相开断系数是指三相系统中两相短路时，在断路器安装处的完好相对另两相间的工频电压与短路去掉后在同一处获得的相对中性点电压之比。分析系统中经常发生的各种短路形式，第一开断相断口间的工频恢复电压，中性点不接地系统多为1.5倍的相电压；中性点接地系统多为1.3倍相电压。
中性点直接接地系统的三相短路故障时，首开相A相弧熄时，工频恢复电压为1.3倍的电源相电压，紧接着A相过零的C相，然后是B相，第二开断相C相弧熄时，工频恢复电压为1.25倍的电源相电压，C相电流分段后，此时电路中电流只剩下B相一相，在弧熄时，其工频恢复电压即为电源相电压。
某220kV系统的重要变电站，装设2台120MVA的主变压器，220kV侧有4回进线，110kV侧有10回出线且均为Ⅰ、Ⅱ类负荷，不允许停电检修出线断路器，应采用何种接线方式（ ）
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正确答案：C
本题解析：
220kV变电站中的220kV配电装置：在系统中居重要地位、出线回路数为4回及以上时，宜采用双母线接线；一般性质的220kV变电站的220kV配电装置，出线回路数在4回及以下时，可采用其他简单的主接线。
220kV变电站中的110kV、66kV配电装置：当出线回路数在6回以下时，宜采用单母线或单母线分段接线，6回及以上时，可采用双母线或双母线分段接线。35kV、10kV配电装置宜采用单母线接线，并根据主变压器台数确定母线分段数量。
题中要求110kV母线不允许停电检修出线断路器，因此应加设旁路母线。
系统如图示，系统中各元件在统一基准功率下的标幺值电抗：G：x″d＝x（2）＝0.1，E″＝1；T1：Y/Δ-11，xT1＝0.1，中性点接地电抗xP＝0.01；T2：Y/Δ-11，xT2＝0.1，三角绕组中接入电抗xPY＝0.18，L：xl＝0.01，xi0＝3xl。当图示f点发生A相短路接地时，其零序网等值电抗及短路点电流标幺值分别为（ ）。
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正确答案：A
本题解析：
正（负）序网络如题解图（a）所示。正、负序网络等值电抗为：X∑（1）＝X∑（2）＝（0.1＋0.1）∥（0.01＋0.1＋0.1）＝0.102。零序序网如图解图（b）所示。零序网络等值电抗为：X∑（0）＝（0.1＋0.03）∥（0.03＋0.1＋0.02）＝0.0696。
短路电流标幺值为：
题解图（a）
题解图（b）
发电机的暂态电势与励磁绕组的关系为（ ）。
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正确答案：D
本题解析：
由d轴磁链方程组可得暂态电动势为：Eq′＝xadψf/xf。在定子绕组开路的情况下，若励磁绕组磁链等于暂态前后保持恒值的励磁绕组合成磁链ψf，包括励磁绕组对定子d轴绕组的互感磁链与励磁绕组的漏磁链，则暂态电动势E′的物理意义是：定子绕组开路情况下，当励磁绕组磁链等于暂态前后保持恒定的励磁绕组合成磁链时，励磁绕组对定子d轴绕组互感磁链在定子q轴绕组下产生的旋转电动势。
网络及参数如图所示，已知末端电压为10.50°kV，线路末端功率为始端电压和线路始端功率为（ ）。
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正确答案：C
本题解析：
已知线路末端电压和末端功率时，线路的功率分布和功率损耗可以从末端开始计算，逐步向始端进行串联支路功率损耗的计算。
支路功率损耗为：
始端功率为：S1＝S2＋ΔSZ＝4－j3＋0.4535＋j0.907＝4.4535－j2.093MVA。电压降的纵分量为：ΔU2＝（P2R＋Q2X）/U2＝（4×2－3×4）/10.5＝－0.381kV。电压降的横分量为：δU2＝（P2X－Q2R）/U2＝（4×4＋3×3）/10.5＝2.1kV。始端电压幅值为：
始端电压相位为：θ＝arctan[δU2/（U2＋ΔU2）]＝arctan[2.1/（10.5－0.381）]＝11.724。始端电压为：
高电压长距离输电线路常采用分裂导线，其目的为（ ）。
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正确答案：A
本题解析：
超特高压输电线路采用分裂导线主要有如下几个目的：①提高线路的输电能力；②限制电晕的产生及其危害；③提高输电的经济效益；④提高输电线路的可靠性。在高压或超高压电力系统中，为了改善高电压作用下导线周围空气的游离程度（即磁场分布情况），防止发生电晕，一般采用分裂导线；另外，分裂导线由于每相导线等值半径的增大，使得每相电抗减小，一般比单根导线线路的电抗减小约20%以上，具体数值应视每相的分裂根数而定。
在高压网中有功功率和无功功率的流向为（ ）。
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正确答案：C
本题解析：
由于高压输电线路的电阻远小于电抗（R＜＜X），所以使得高压输电线路中有功功率的流向主要由两端节点电压的相位决定。有功功率是从电压相位超前的一端流向电压相位滞后的一端。输电线路中无功功率的流向主要由两端节点电压的幅值决定，由幅值高的一端流向低的一端。
一台单相变压器二次侧开路，若将其一次侧接入电网运行，电网电压的表达式为U1＝U1msin（ωt＋α），a为t＝0合闸时电压的初相角。试问当a为何值时合闸电流最小（ ）
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正确答案：C
本题解析：
本题为变压器从空载合闸到投入电网运行的变压器的瞬变过程。合闸后，变压器一次绕组中的电流i1满足如下微分方程：i1r1＋N1dΦ/dt＝U1msin（ωt＋α）。其中，Φ为与一次绕组相交链的总磁通，包括主磁通和漏磁通，忽略漏磁通，近似等于主磁通。电阻压降i1r1较小，在分析瞬变过程时可忽略，则上式变为：N1dΦ/dt＝U1msin（ωt＋α）。解微分方程可得：Φ＝－U1m/ω/N1×cos（ωt＋α）＋C，其中C由初始条件决定。因为变压器空载合闸前磁链为0，根据磁链守恒原理，有C＝U1m/ω/N1×cosα，可得：
由此可见，磁通Φ的瞬变过程与合闸时间t＝0时电压的初相角α有关。设Φm＝U1m/ω/N1，显然当t＝0时，α＝90°，Φ＝－Φmcos（ωt＋90°）＝Φmsinωt，即从t＝0开始，变压器一次侧电流i1在铁芯中就建立了稳态磁通Φmsinωt，且不会发生瞬变过程，一次侧电流i1也是正常运行时的稳态空载电流i0。若t＝0，α＝0°，Φ＝Φm（1－cosωt）＝Φm－Φmcosωt，即从t＝0时开始经过半个周期即t＝π/ω时，磁通Φ达到最大值，Φmax＝2Φm，即瞬变过程中磁通可达到稳态分量最大值的2倍。
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