注册电气工程师案例分析题及详解
案 例 题 举 例一、对防雷击电磁脉冲的下列问题作出正确选择。(1)当无法获得设备的耐冲击电压时，220/380V 三相配电系统的 II 类用电设备绝缘耐冲击过电压额定值可取下列哪个数值,A、1.5kV B、2.5kV C、4.0kV D、6.0kV(2)无电涌出现时为高阻抗，随着电涌电流和电压的增加，阻抗跟着连续变小，通常采用压敏电阻、抑制二级管做这类 SPD 的组件。这种 SPD 应属于下列哪种类型,A、电压开关型 SPD B、限压型 SPDC、组合型 SPD D、短路开关型 SPD(3)防雷规范中为防雷击电磁脉冲，将需要保护的空间划分为不同的防雷区(LPZ)。如一栋设有防雷装置的高层公共建筑物的外窗，应将其划在下述的哪个区是正确的,A、LPZ0A 区 B、LPZ0B 区 C、LPZ1 区 D、LPZ2 区答案:(1)B;(2)B;(3)B。二、下列关于低压系统接地故障保护的试题，各道选择题中哪一组答案是正确的,(1)防止人身间接电击的保护采用下列哪一组措施可不设置接地故障保护,?、?类电气设备;?、电气设备;?、采用安全特低压;?、设置不接地的等电位连接。A、?、?、?; B、?、?、?; C、?、?、?; D、?、?、?。(2)下列哪
、电气隔离;?、接地;一组答案是降低建筑物电气装置接触电压的基本措施,? ?、总等电位连接;?、屏蔽。A、?、? B、?、? C、?、? D、?、?(3)在相线对地标称电压为 220V 的 TN 系统配电线路中，当配电箱同时供电固定式电气设备和手握式电气设备及移动式电气设备的末端线路，切断故障回路的时间应是:A、不大于 0.4s B、不大于 5s C、不大于 1s D、不大于 0.5s(4)TN 系统中，对 PEN 导体的要求哪一组是正确的。?、给固定装置供电的电源回路，其 PEN 导体铜芯截面积不小于 10mm2，铝芯截面积不小于 16mm2;?、可用 RCD 保护有 PEN 导体的回路;?、不得利用剩余电流动作保护器，保护有 PEN 导体的回路;?、成套开关设备和控制设备内部的 PEN 导体不需要绝缘起来。A、?、?、?;
B、?、?、?;C、?、?、?; D、?、?、?。(5)装置的标称电压为 220/380V，IT 系统配出中性线，在第二次故障时的最长切断时间应为:A、5s B、0.8s C、0.4s D、0.2s答案:(1)B;(2)B;(3)A;(4)C;(5)B。三、某工厂的供电容量为 5000kW，厂内负荷为 10kV 及 380V 两级电压供电。(1)若该工厂 10kV 系统的有功计算负荷为 4000kW，无功计算负荷为 3000kvar，其年平均有功负荷系数为 0.75，年平均无功负荷系数为 0.85，如采用并联电容将其功率因数补偿到 0.95，应加装的并联电
容的容量大于以下哪一个数值,A、2080kvar B、1680kvar C、1260kvar D、2120kvar(2)若 10kV 系统所选并联电容器组的额定电流为 88A，给其??绲牡缋录暗继宓某て谠市碓亓髁坑Σ恍?谝韵履囊桓鍪 担緼、88A B、118.8A C、132A D、100A(3)该厂的 380V 乙母线的计算负荷为 400kW，无功计算负荷为 300kvar，其平均有功负荷系数为 0.75，年平均无功负荷系数为 0.85，如将功率因数提高到 0.95，则需要装设几台 BW0.4-12-1 型电容器组,A、15 B、18 C、9 D、21答案:(1)A;计算如下。10kV 平均功率因数Qc P js tan 1 tan 2 补偿前计算负荷功率因数角的正切值 tan 1 0.85补偿后功率因数角的正切值 tan 2 0.33故有 Qc P js tan 1 tan 2 40000.85 0.33 2080k var(2)A;计算如下。GB50059-1992《35110kV 变电所设计规范》第 8 页 3.7.3 条I,1.35Ig1.35×88118.8A(3)B;计算如下。380V 自然功能因数经计算 tan 1 0.86 tan 2 0.33故有 Qc P js tan 1 tan 2 4000.86 0.33 208k varBW0.4-12-1 型电容器组的容量为
12kvarnQc/12208/1217，取 18四、一条 380/220V 埋地敷设的铜芯电缆线路，长 200m，电缆截面为 120mm2，
三相负荷集中在线路末端，最大计算负荷为 200kW，线路功率因数 COS 1. 0 ，请解答如下问题:(1)已知该段电缆线路计算用的经济电流密度取 2.5A/mm2，若按经济电流密度选择，该电缆的最小截面应该为以下哪一个数值,A、120mm2 B、150mm2 C、185mm2 D、2400mm2(2)假定用电点为一般工作场所，用电设备主要为电加热器且无特殊要求，在正常运行情况下用电设备端子处电压偏差允许值宜为:A、?3 B、?5 C、?10 D、?15(3)对于缆芯工作温度大于 70?的电缆，在计算持续允许载流量时，当电缆直埋敷设在干燥或潮湿土壤中，除实施换土处理等能避免水分迁移的情况外，土壤热阻系数宜选取不小于以下哪一个数值,A、1.0?m/W B、2.0?m/W C、2.5?m/W D、3.0?m/W答案:(1)A;计算如下。计算电流电缆的最小截面(计算值)电缆标称截面取与计算值最接近的值，即 120mm2。(2)B;(3)B。五、某城市拟新建一条包括机动车道和人行道的次干路，路面为沥青路面，请回答下列有关道路照明设计的几个问题:(1)若要该次干路的路面平均宽度(维持值)满足 0.5cd/?的要求，那么路面平均亮度的初始值应为:A、0.650.75cd/ 0.500.60cd/? C、0.80cd/? D、0.85cd/?(2)假定路面平均亮度的初始值? B、
为 0.9cd/?。则路面平均照度初始值为:A、9lx B、10.8lx C、13.5lx D、15lx(3)该次干路机动车道照明应采用哪一种灯具,A、截光型 B、半截光型 C、非截光型 D、装饰性(4)道路照明中可触及的金属杆和配电箱等金属照明设备均需保护接地，接地电阻应小于:A、4Ω B、10Ω C、15Ω D、30Ω答案:(1)A;计算如下。根据 维 《城市道路照明设计标准》的要求，对于新装灯具，路面平均亮度的初始值应 比持 值 提 高 3050 ， 因 此 路 面 平 均 亮 度 的 初 始 值 维 持 值 ×
1(0.30.5)0.5×1(0.30.5)0.650.75(cd/?)(2)C;计算如下。照度换算系数 K 的物理意义为:得到 1cd/?的路面平均亮度所必须的路面平均照度值，因此该段路面的平均照度初始值K×路面的平均亮度的初始值15×0.913.5(lx);(3)B;(4)B。六、为开发我国西部旅游项目，拟在某山区建设一观光旅游区及架空索道。应地区建设方要求进行电气规划及方案设计。现况条件及要求如下:?、电源、用电负荷:(1)拟利用现有的地区变电所供电。该变电所受电电压为 10kV，馈电电压为10kV/380V/220V;目前仅一台 1600kVA 变压器已送电，二期将增建变压器。(2)附近乡镇民用电约 500 kW。(3)地区气象站及邮电局通信用电容量约 50kW，对电源质量要求很高。?、旅游区除动力及照明负荷 300kW 外，尚拟建设架空索道一座。?、拟利用二手设备 400kW 直流电动机及晶闸管变流器作为架空索道卷扬机的调速传动电源装置。?、一期工程建设中，索道卷扬传动需投入动行。(1)根据工程建设的要求，作为工程设计单位，进行讨论与研究有关电气的技术方案有:A、旅游区的供配电系统及功率因数;B、卷扬机传动系统投入动行后所产生的谐波电流对地区电网的影响;C、卷扬机传动系统电源电压(10kV/380V)的选择;D、卷扬机传动调速系统的静态指标。上列项目中仅哪一项不与地区供电方案有关,(2)一期工程建设中，为防止架空索道卷扬机运行时影响气象及通信设备的正常工作，在下列方案中有哪项是首先必须考虑的,A、新建负荷投入运行后，10kV/380V 供电系统的功率因数;B、卷扬机动行的无功冲击及谐波电流的影响;C、旅游区配电室、卷扬机控制室及电气的位置;D、卷扬机晶闸管直流调整系统方案。(3)按建设单位的要求，为节省投资，拟采用已有的可控硅整流器及整流变压器作为架空索道卷扬传动装置的电源。目前，为给直流电动机电枢供电，已有两套三相桥式晶闸
管变流器;如果现有的整流变压器仅具备一套副线圈，可实现的主回路接线方案有:A、主回路双桥串联的磁场可逆接线方式;B、主回路 12 脉动双桥并联的磁场可逆接线方式;C、交叉联结可逆接线方式;D、反并联可逆接线方式。试选择正确方
案。(4)在利用现有直流电动机设计过程中，考虑到晶闸管变流器供电的直流电动机交流侧电网的功率因数及谐波等问题，建设单位要求设计单位对交、直流调速系统进行比较。与直流电动机比较，交流电动机系统的特点:?、不受换相条件的限制，没有由于机械式换向器所带来的维修工程量大、事故率高的弊病;?、容量、电压、电流和转速的上限，不像直流电动机那样受限制;?、交流电动机体积小、重量轻、飞轮矩小、单机容量大、效率高;?、由于交流调速技术的突破和变频调速装置性能的完善，目前，交流调速系统的调速性能不但已经可以和直流调速系统相匹敌，而且已超过直流调速系统。问题:上述哪一项特点对投资影响最大,(5)考虑到卷扬机对调速性能的要求，为扩大直流电动机调速系统的调速范围，其最有效的方法有:A、采用全数了恒功率调速系统;B、采用闭环调速系统;C、减少电枢回路电阻;D、采用恒力矩高速。请选择正确方案。答案:(1)D;(2)B;(3)D;(4)C;由于交流电动机体积、重量小，从而使电机造价、相应的土建基础等初期建设费用降低;由于效率高、损耗小，运行维护费用降降低。(5)B。七、负荷计算和配电系统设计某城市工业园区，有个机械加工厂，三级负荷。根据电力规划和工厂生产需要，设一个 10KV 配电所，下设四个 10KV/400V 变电所。1变电所设备功
，功率因数 0.632变电所设备功率 850KW，需要系数 率 291KW，需要系数 0.36
0.52，功率因数 0.863变电所设备功率 1250KW，需要系数 0.32，功率因数 0.934变电所设备功率 560KW，需要系数 0.57，功率因数 0.83全厂计入同时系数时，K P0.9，K Q0.95 ? ?1、全厂计算负荷中有功功率是: (A)
1264KW;(B)1138KW;(C)1349KW;(D)1250KW2、如果全厂在低压侧补偿电力电容器总功率为 350Kvar，全厂补偿后低压侧功率 因数是:
(A)0.88;(B)0.90;(C)0.95;(D)0.973、如果全厂变压器总损耗如下:总有功损耗24KW，总无功损耗120Kvar，问在 不计及线路损耗时，高压侧的功率因数是: (A)0.88;(B)0.89;(C)0.91;(D)0.92 以上问题需写出计算过程。4、关于工厂的配电系统设计考虑如下: ?)10KV 配电所应接近负荷中心，建议与负荷较大的变电所设在一起; ?)高压系统的配电形式采用单回路放射式; ?)厂区高压、低压馈线采用电缆敷设; ?)变电所 10KV 母线采用单母线分段; 试判断以下组合的合理性，并说明你对以上四个方面设计的方案思路。 (A) ; (?，?)(B) ; (?，?)(C) ; (?，?)(D)(?，?) 八、继电保护计算 已知条件:变压器为 SJ11-630KVA，10/0.4KV高压侧额定电流为
36.4A， 过负荷系数取 3;最大运行方式下变压器低压侧三相短路时，流过高压侧 的次暂态电流为 712A;最小运行方式下变压器高压侧三相短路时，流过 的次暂态电流为 2750A;低压侧三相短路时，流过高压侧的次暂态电流为 659A;最小运行方式下，低压侧母线单相接地短路时流过的稳态电流为 5540A; 计算中假定系统电源容量为无限大容量，短路稳态电流等于短路次暂态电 流。 保护配置: 1、 装设二个 GL-11 型电流继电器和二个 CT 变比为 100/5，组成过 电流保护兼作电流速断保护; 2、装设一个 GL-11 型电流继电器和二个 CT 变比为 300/5，组成低压 侧单相接地保护; 请完成整定计算的有关问题: 1、过电流保护 1)选择最接近计算值的电流作为过电流保护装置动作电流的整定值。 A)
8A;B)9A;C)10A;D)11A。 2)保护装置的一次动作电流是多少,
A)120A;B)150A;C)180A;D)210A。 3)保护装置的灵敏度 A)满足要求;B)不满足要求;C)不需校验; 4)保护装置的动作时限取下列较合适的值: A)0.2 秒;B)0.5 秒;C)1 秒;D)2 秒。 答;1)B;2)C;3)A;4)B。 计算过程如下: 1)整定计算: IdzKk Kjx KghI1.b/Khnt1.31336.4/0.85208.4A，取 9A。 2)保护装置的一次动作电流为 920240A。 3)保护装置的灵敏度系数: KSEN0.866X659/1803.17gt1.5 故满足要求～ 附 1--10KV 引出线的继电保护计算 总降压变电所 10KV 引出线的保护，线路接线如图(略)。 已知条件:出线回路最大负荷电流为 190.4A，考虑电动机 M1 启动时出线回路过负荷电流倍数为 2; 最大运行方式下，总降压变电所母线三相短路次暂态电流 7955A;终端变电所母线三相短路次暂态电流 6303A;终端变电所变压器低压侧母线三相短路时流过高压侧的次暂态电流 1491A。最小运行方式下，总降压变电所母线三相短路次暂态电流 6642A;终端变电所母线三相短路次暂态电流 5294A;终端变电所变压器低压侧母线三相短路时流过高压侧的次暂态电流 1416A。10KV 电网的总单相接地电容电流为 11.766A;10KV 引出线的电容电流为 5.8A。 下一级终端变电所变压器过电流保护装置的动作电流为 360A。 解 (1)保护配置 1 由于无时限电流速断保护不能满足灵敏度系数要求，故装设二个 DL-11 型电流继电器，一个 DS 型时间继电器和二个变比为 500/5 的电流互感 器组成带时限电流速断保护。 2 装设二个
500/5 的电流互感器DL-11 型电流继电器，一个 DS 型时间继电器和二个变比 为
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