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線路均採用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並聯電抗器;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採用Uk(1-2)%=16%，若三台主變並列運行，它們的負載分佈為下列哪種情況?請計算並説明。

(A)三台主變負荷均分佈

(B)1000MVA主變容量不能充分發揮作用，僅相當於642MVA

(C)三台主變安容量大小分佈負荷

(D)1000MVA主變容量不能充分發揮作用，僅相當於875MVA

(3)請計算本期擴建的兩台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為户外配電裝置，採用軟母線(JLHA2)型鋼芯鋁合金絞線，若遠景220kV母線最大穿越功率為1200MVA，在環境温度為35℃，海拔高度低於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)條文説明第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並聯電抗器，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：當兩台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。如果並聯運行，它們所承擔的負載與各自的額定容量成正比。當並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，其負載容量佔有較高的額定容量百分數，以使兩台變壓器絕對電壓降相等。設Sra、Srb為兩台變壓器的額定容量，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，故公式的後半部分不需要帶入。

(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)高度及環境温度(35℃)下的綜合校正係數為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，最終規模為兩台180MVA的主變，額定電壓為220/110/35kV，擬在35kV側裝設並聯電容器進行無功補償。(2010)

(1)請問本變電所的每台主變的無功補償容量取哪個為宜?

(A)15000kvar

(B)40000kvar

(C)63000kvar

(D)80000kvar

(2)本變電所每台主變裝設電容器組容量確定後，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%，請計算髮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)若該所並聯電容器接入電網的背景諧波為5次以上，則並聯電抗器的電抗率是(　　)。

(A)1%

(B)5%

(C)12%

(D)13%

(5)若本所每台主變安裝單組容量為3相35kV，12000kvar的電容器兩組，若電容器採用單星形接線，每相由10台電容器並聯兩台電容器串聯而成，請計算單台電容器容量為(　　)。

(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《並聯電容器裝置設計規範》(GB50227—2008)第3.0.2條及其條文説明，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《並聯電容器裝置設計規範》(GB50227—2008)第3.0.3條及條文説明，變電所裝設無功補償電容器的總容量確定以後，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《並聯電容器裝置設計規範》(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《並聯電容器裝置設計規範》(GB50227—2008)第條，該所並聯電容器接入電網的背景諧波為5次以上，則並聯電抗器的電抗率是4.5%～6.O%。