火力发电厂电气运行集控值班员考核试题库（第四部分）

火力发电厂集控值班员考核试题库《电气运行》

1

计算题

1. 一台8000kVA的变压器，接线组别为YN,d11，变比35000／10500V，求高压侧线电流、相

电流及低压侧线电流、相电流和相电压。

【解】：I1l＝S／3U1＝8000310／1.732335000＝132(A)

I1p＝I1l＝132(A)

3

I2l＝S／3U2＝8000310／1.732310500＝440(A)

3

I2p＝I2l／3＝254(A) U2p＝U2l＝10500(V) 【答】：高压侧线电流为132A，相电流为132A；低压侧线电流为440A，相电流为254A，相电压为10500V。

2. 功率因数为1的瓦特表，电压量程为300V， 电流量程为5A，满刻度是150格。用它测量

一台单相变压器短路试验消耗的功率，当表针指数为70格时，请判断这台变压器的短路损耗功率。 【解】：C＝UeIecosΦ／αm＝3003531／150＝10(W／格

实测功率为10370＝700(W) 【答】：这台变压器的短路损耗功率为700W。

3. 有一组GGF-800型蓄电池，共130只，每只电池的电压U＝2.15V，当串联使用时，总容量

CS和总电压US各是多少? 【解】：(1)蓄电池串联总容量等于单只电池的容量，即

CS＝800(A2h)

(2)蓄电池串联总电压等于单只电池的电压和，即 US＝ΣU＝2.153130＝279.5(V) 【答】：串联使用时总容量为800A2h，总电压为279.5V。

4. 某一正弦交流电的表达式i＝sin(1000t＋30°)A，试求其最大值、有效值、角频率、频

率和初相角各是多少? 【解】：最大值Im＝1(A)

I= 有效值

角频率ω＝1000(rad／s)

Im1==0.70722(A)

f= 频率

?1000==1592?2?(Hz)

初相角??30?

【答】：该交流电的最大值为1A、有效值为0.707A、角频率为1000rad／s、频率为159Hz、初相角为30°。

5. 一台单相变压器，已知一次电压U1＝220V，一次绕组匝数N1＝500匝，二次绕组匝数N2

＝475匝，二次电流I2＝71.8A，求二次电压U2及满负荷时的输出功率P2?

U1N1=UN2

【解】：根据公式2220500=U2475

2

U2?220?475=209500(V)

P＝UI

P2＝209371.8＝15006.2(W)

【答】：二次电压为209V，满负荷时输出功率为15006W。

6. 用一只内阻为1800Ω，量程为150V的电压表测量600V的电压，试求必须串接上多少欧姆

的电阻? 【解】：设应串接上的电阻为R

150600－150＝R 则1800

R＝ 所以

【答】：串接5400Ω电阻。

18003(600－150)＝5400(Ω)150

7. 有一工频正弦电压u＝100sin(ωt－42°)V，问在t＝0.004s时，电压的瞬时值是多少?

【解】：在t＝0.004s时瞬时电压为 u＝100sin(ωt－42°)

＝100sin(31430.004－0.733)?50(V) 【答】：电压瞬时值为50V。

8. 若U＝220V，E＝214V，r＝0.003Ω，其接线如图D-8所示，试确定在正常状态下和短路

状态下电流的大小和方向?

图D-8

【解】：当正常工作时，因外电压U＝220V，其高于电动势E，故电池正处于充电状态，充电电流为图中所示的反方向，其值为

I＝

当A、B间发生短路时，U＝0，电池正处于放电状态，短路电流Ik的方向与图中电流I的方向相同，Ik的数值为 【答】：正常状态下电流为2000A，短路状态下为7.13 kA。

9. 某设备装有电流保护，电流互感器的变比是200／5，电流保护整定值是4A，如果一次电

流整定值不变，将电流互感器变比改为300／5，电流保护应整定为多少安培? 【解】：原整定值的一次电流为43200／5＝160(A)

当电流互感器的变比改为300／5后，其整定值应为 Iset＝160÷300／5＝2.67(A)

【答】：电流保护整定值应为2.67A。

3

U－E220－214＝＝2000(A)r0.003 E214＝＝7.13(kA)r0.003

Ik＝

10. 某台电力变压器的额定电压为220／121／11kV，连接组别为YN,yn,d12-11，已知高压绕

组为3300匝，试求变压器的中、低压绕组各为多少匝? 【解】：该变压器中压绕组匝数为

N2＝33003121?1815(匝) 220330031133≈286(匝)220

该变压器低压绕组匝数为

N3＝ 【答】：中压绕组匝数为1815匝，低压绕组匝数为286匝。

11. 有一台额定容量为120000kVA的电力变压器，该变压器的额定电压为220／121／11kV，

连接组别为YN，yn 12,d11；试求该变压器在额定运行工况下，各侧的额定电流是多少?各侧相电流是多少? 【解】：高压侧是星形连接，相、线电流相等，即

Il1＝Iph1＝1200003322012000033121?315(A)

中压侧也是星形连接，其相、线电流相等，即

Il2＝Iph2＝?573(A)

低压侧是三角形连接，其线电流是相电流的3倍，所以先求其额定电流，即线电流

3311I6298 相电流为 Iph3＝l3＝ ?3636(A)33 【答】：高压侧额定电流和相电流均为315A，中压侧额定电流和相电流均为573A，低压侧

的额定电流为6298A，相电流为3636A。

12. 有一盏220V、60W的白炽灯，接在电压为220V、频率为50Hz的交流电源上，试求该电灯

的电流和电阻？并写出电压和电流的瞬时值表达式。 【解】：根据欧姆定律和公式P＝UI，得

Il3＝120000?6298(A)

P60??0.273(A)U220电灯的电流为 U220R???806(?)I0.273电灯的电阻为

I?ω＝2πf＝233.l4350＝3l4(rad／

s)

可认为电灯电路为纯电阻电路，并以电压为参考相量，所以电压的瞬时值表达式为

u?2?220sin314t(V)

电流的瞬时值表达式为

【答】：电灯的电流为0.237A，电灯的电阻为806Ω。

13. 有一直流稳压电源，其铭牌数据为24V、200W，试问该电源允许输出电流为多大？允许

接入的电阻范围为多少？

【解】：该电源允许输出电流即为额定电流，

i?2?0273.sin314t(A)

4

则

I?P200??8.33(A)U24 U24??2.88(?)I8.33

允许接入的最小电阻为

R?

【答】：电源允许输出电流为8.33A，允许接入的电阻范围为2.88Ω到无穷大。

14. 如图D-14所示，若电源E1为3.2V，内阻r1为0.3Ω，被充电的电池E2为2.6V，内阻r2为0.01Ω，

求此时蓄电池充电电流是多少？蓄电池端电压是多少？

图D-14

I?【解】：公式蓄电池

E1?E2r1?r2

电

电

流

为

充

Ic?3.2?2.6?194.(A)0.3?0.01

蓄电池端电压为U＝E2＋Icr2＝2.6＋1.9430.01≈2.62(V) 【答】：蓄电池充电电流为1.94A，蓄电池端电压为2.62V。

15. 有一台并励直流电动机，额定电压220V，额定电流263A，额定转速100r／min，电枢绕

组电阻0.04?，额定输出功率25kW，如果用直接起动的方法，起动电流是多少？是额定电流的多少倍？

【解】：直接起动时起动电流

Ia?U220??5500(A)Ra0.04

起动电流与额定电流的比值

Ia5500??21 IN263【答】：直接起动起动电流是5500A，是额定电流的21倍。

16. 某电厂6台机组运行最大发电功率为350000kW ，24h发电量为8128447kW.h，厂用电量为

628353kW.h时，试求输出电量有多少？平均发电功率是多少？负荷率和厂用电率各是多少？

【解】：输出电量＝发电量－厂用电量＝8128447－628353＝7500094(kW.h)

发电量8128447平均发电功率???338685(kW)24时间平均发电功率338685负荷率为K=?100%=?100%=96.77% 最大发电功率350000

厂用电率=【答】：输出电量7500094kW.h，平均发电功率是338685 kW.h，负荷率96.77%，厂用电

5

厂用电量628353?100%=?100%=7.73%发电量8128447

【解】：电流互感器在正常情况下二次电流与一次电流成正比关系，则

120005＝8000A2

800035A2＝≈3.3(A)12000 表头流过的电流为

【答】：电流表表头流过的电流为3.3A。

46. 有一只变比为15000／100V的电压互感器，二次侧插入一只电压表，当电压表指示在

15750V时，求表头电压是多少? 【解】：电压互感器在正常工作情况下，二次电压与一次电压成正比关系，则

15000／15750＝100／U2 电压表表头电压 【答】：电压表表头电压为105V。

47. 电路如图D-47所示，其对称负载Z连成三角形，已知：电源线电压U2为220V，电流表读

数I2为17.3A，三相总功率P为4.5kW。试求：(1)每相负载的电阻和电抗；(2)当A线断开时，图中各电流表的读数和总功率P。

U2＝157503100＝105(V)15000

图D-47

【解】：(1)由式P＝3U2I2cos ?得

P4.5?103cos????0.683U2I23?220?17.3

又因负载为三角形连接，则流过每相负载的电流为

I?I2?10?A?3 U2220??22???I10

于是负载阻抗

Z? 负载电阻和电抗分别为

R＝Zcos?＝2230.68＝15(Ω)

(2)当A线断开后，电流表A1的读数变为零，即IA1＝0，A2、A3电流表的读数则相等，

即IA2＝IA3，此时

电路总阻抗

电流A2及A3的读数为

X?Zsin??22?1??0.68?2?161.???2ZZ2?Z2Z?Z3

Zt? 16

IA2?IA3?U2220??15?A?22Z?2233

所以A线断线时电路消耗的总功率为

P＝U2IA2cos?＝22031530.68＝2244(W)

【答】：(1)每相负载的电阻为15Ω，电抗为16.1Ω；(2)A线断开后，A1表读数为0，A2、A3读数为15A，电路消耗的总功率为2244W。

48. 某变压器变比为35000±5%／10000V，接线组别为Y，d11；低压绕组150匝，请找出高压

绕组在各分接上的匝数。 【解】：高压绕组在第Ⅰ分接上的匝数

WⅠ＝UⅠW2／3U2＝1.053350003150／1.732310000≈318(匝)

在第Ⅱ分接上的匝数

WⅡ＝UⅡW2／3U2＝350003150／1.732310000≈303(匝) 在第Ⅲ分接上的匝数

WⅢ＝UⅢW2／3U2＝0.953350003150／1.732310000≈288(匝)

【答】：高压绕组在各分接上的匝数分别为318匝、303匝、288匝。

49. 一台容量S为320VA的三相变压器，该地原有负载功率P为210W，平均功率因数cos?为

0.69(感性)，试问此变压器能否满足要求?负载功率增加到255W时，问此变压器容量能否满足要求?

P=3UIcos?=Scos?

负载功率为210W时所需变压器容量

S1=P/cos?=210/0.69=304(VA)＜320VA

S=255/0.69=370负载功率为255W时所需变压器容量2(VA)＞320VA 【答】：当负载功率为210时，此台变压器容量满足要求，当负载功率为255时，此台变压器容量不够，应增容。

50. 断路器铭牌上表示的额定电压U为110kV，遮断容量S为3500MVA，若使用在电压U1＝60kV

的系统上，遮断容量为多少?

S=3UI

I=S/(3U)=3500000/(3?110)=18370

1使用在60kV系统上时

＝1909(MVA)

【答】：使用在60kV系统上的遮断容量为1909MVA。

51. 有一台三相电阻炉，其每相电阻R＝8.68Ω，电源线电压UL为380V，如要取得最大消耗

总功率，采用哪种方法接线最好(通过计算说明)? 【解】：(1)三相电阻采用Y型接线时：

S?=3UI=3?60?18370IL=Iph=Uph/R=UL/3R=380/(3?8.68)=25.322Pph=IphR=25.3?8.68=5556(A)

三相功率P＝335556＝16668(W)

(2)采用△型接线时：

线电压Uph＝UL＝380(V)

相电流Iph＝Uph／R＝380／8.68＝43.8(A)

17

Pph＝I R＝43.838.68＝ 三相功率P＝3316652＝49956(W)

(1)与(2)的计算结果相比较，可知采用三角形接法时有最大消耗功率。

【答】：采用三角形接法会获得最大消耗功率。

52. 已知某厂安装一组GGF-300蓄电池组，共装有120只蓄电池，其中端电池30只，负荷电流

为20A。问：30Ω、3000W的可调电阻能否作为定充放电电阻? （电池按10h放电率放电，单只电池额定电压2.05V） 【解】：电池按10h放电率放电时，电流为30A，实际流过放电电阻的电流

I＝30－20＝10A

电池组初始放电电压 U＝2.053120＝246(V) 30(Ω)

放电电阻最大容量 P＝246310＝2460(W)

所以30Ω，3000W的可调电阻可以作为本站的定充放电电阻。

【答】：30Ω，3000W的可调电阻可以作为该厂的定充放电电阻。

53. 被测电压U为18V，选用最大量程U1m为300V的0.2级电压表和最大量程U2m为30V的0.1级电

压表时，哪个最大误差小? 【解】：量程为300V的0.2级电压表的最大绝对误差 ΔU1m＝(±0.2%)U1m

＝(±0.002)3300＝±0.6(V)

量程为30V的0.1级电压表的最大绝对误差 ΔU2m＝ (±0.1%)U2m

＝(±0.001)330＝±0.03(V)

测量18V电压时，其最大相对误差为

0.2级电压表：γ1＝(±0.6)／18＝±3.3% 0.1级电压表：γ2＝(±0.03)／18＝±0.17% 【答】：0.1级表的最大误差比0.2级表的最大误差小。

54. 如图D-54所示为检测电缆的接地故障发生地点的电路，RM与RN为调节电阻，当阻值RM／

RN＝1.5时电桥平衡，如果A处与B处之间的距离L＝5km，求故障点P与A处的距离x为多少(测试时，在B处将两根电缆线芯人为地短路，短路线的电阻不计)?

22

图 D-54

【解】：由于电缆芯线的材料和截面积都是一样的，根据公式，则芯线的电阻与长度成

正比，即RL＝kL(L为芯线的长度，K为比例常数)。

设P点距A点的距离为X，AP段的电阻为Rx＝Kx；显然，P点距C点的距离为2L-X

PC段的电阻为RPC＝RL＋RL－Rx=2RL－Rx。

则四个电阻RM、RN、R、RPC组成电桥四个臂，当电桥平衡后则

RMRx＝RNRPC＝RN3(2RL－Rx ) 将Rx＝KX，RL＝KL代入上式得

18

RMx＝RN3(2L－x) x＝4(km)

【答】：接地故障点距A处4km。

55. 有两台同步发电机作准同期并列，由整步表可以看到表针转动均匀，其转动一周的时间

为5s，假设断路器的合闸时间为0.2s，求应在整步表同期点前多大角度发出脉冲。

?＝【解】：

式中 T—整步表转动周期；

tH--断路器的合闸时间。

故应在整步表同期点前14.4°发出合闸脉冲。 【答】：应在整步表同期点前14.4°发出合闸脉冲。

56. 如图D-56所示正弦交流电路，试求电路发生谐振时，电源的角频率ω应满足的条件。

360°tH360°30. 2＝＝14.4°T5

图D-56

【解】：电路的等效复阻抗

Z＝ ＝(R＋jXL（－)jXC）R＋jXL－jXC22LX［CRXC－j(R＋X－XLXC)］R2＋(XL－XC)2

电路发生谐振时，复阻抗Z的虚部为零，即

22

R＋XL－XLXC＝0

又

XC＝1，XL＝?L?C，代入上式整理得

2

即当ω满足上述关系时，电路就会发生谐振。

1?R??＝－??LC?L?2 【答】：时，电路发生谐振。

57. 星形连接的三相对称负载，已知各相电阻R＝6Ω，感抗XL＝6Ω，现把它接入Ul＝380V

的三相对称电源中，求： (1)通过每相负载的电流I ； (2)三相消耗的总有功功率。

【解】：设

?1?R??＝－??LC?L?

19

Z＝R＋jXL＝6＋j6≈8.485／45°(Ω)

(1)通过每相电流

(2)三相消耗的总有功功率

P＝3UphIphcos?

＝33219.4325.863cos45°＝12.034(W)

?? 【答】：IA为25.86／－45°A，IB为25.86／－165°A，IC为25.86／75°A；三相消耗

的总有功功率为12.034W。

58. 如图D-58所示系统中的k点发生三相金属性短路，试用标么值求次暂态电流。※

?

图D-58

【解】：选基准功率Sj＝100MVA，基准电压Uj＝115kV,基准电流

100＝0.5(kA)33115 0.1253100XG?＝＝0.8312÷0.8 则 0.1053100XT?＝＝0.5320 1＝0.735 Ik?＝0.83＋0.53Ij＝ 故Ik＝0.530.735＝0.368(kA)

【答】：次暂态电流为0.368 kA。

j0°

59. 有一三相对称大接地电流系统，故障前A相电压为UA＝63.5e，当发生A相金属性接地

－j80°

故障后，其接地电流Ik＝1000e。求故障点的零序电压Uk0与接地电流Ik之间的相位差。

20

图D-77

【解】：由于R=XL=XC，相阻抗值相等，但各相相位差不等，故不能说三相负载对称。

?

以A相电压为参考相量 UAB=380V，UA =（UAB/3）3ej0°

=(380/3)3ej0° =220 ej0° (v)

根据对称性UB=220 e?

-j120°, UC=220 ej120°

j0°?A相电流 IA=UA/R=220 eB相电流

??

/10=22 ej0°A

?U?-j90°-j30°IB/(-jxC)= 220 e-j120°B=/(10 e)=22 eA

??UICC相电流 =C/jxL=220 ej120°/(10 ej90°)=22 ej30° A ????II中性线中的电流为N= IA+IB+C≈60 A。

【答】：各相电流和中线电流分别为：22 eA、22 eA、22 eA和60 A。

78. 某台汽轮发电机，其定子线电压为13.8kV，线电流为6150A，若负载的功率因数由0.85

降到0.6时，求该发电机有功功率、无功功率如何变化？

【解】：根据公式P=3U线I线cosφ , Q=3U线I线sinφ

当功率因数cosφ1=0.85 时,P1=3313.836.1530.85≈125(MW) φ1=arccos0.85=31.79, Q1=3313.836.153sin31.79≈77.44(Mvar)

0

当功率因数cosφ2=0.6时, φ2=arccos0.6=53.1

0

0

j0°-j30°j30°P2=3313.836.1530.6≈88(MW)

Q2=3313.836.153sin53.1≈117.6(Mvar) 【答】：可见负载功率因数的变化由0.85降到0.6时发电机有功功率由125MW下降到88MW。

发电机无功功率由77.44Mvar上升到 117.6Mvar。

79. 一个低压三相三线制的车间内，接有220V、100W的白炽灯泡3只，计算每只灯泡的

实际功率，当一个灯泡损坏时，计算其它两只灯泡的总功率? 【解】： （1）计算每只灯泡的实际功率：

由题意可知，三个灯泡的电阻相等。

0

U2P?R可得 由

U22202RD???484P100（Ω）

由于三个灯泡采用星形连接，负载对称，所以，每个灯泡两端电压为：

U?UL3?3803?220（V）

26

所以，每个灯泡的实际功率为：

U22202P???100RD484（W）

（2）如果一个灯泡损坏，则其它两个灯泡串联后接入380V电压电路中。

所以，两只灯泡的总电阻为：

RZ?2RD?2?484?968（Ω） 所以，另外两只灯泡的总功率为：

U23802PZ???149R968（W）

【答】： 每只灯泡的实际功率为100W；当一个灯泡损坏时，另外两只灯泡消耗的总功

率为149W。

80. 电阻 R1＝1Ω，R2＝8Ω，两电阻串联后接在一内阻为1Ω，电动势为5V的直流电源

上。求：回路中的电流是多少？ R1和R2两端的电压各为多少？ 【解】：R1和 R2串联后的总电阻为：R?R1?R2?1?8?9（Ω）

电源内阻r?1Ω

I?根据全电路欧姆定律：

ER?r可知：

I?回路电流：

E5??0.5R?r9?1 （A）

所以：电阻R1分得的电压为：U1?I?R1?0.5?1?0.5（V） 电阻R2分得的电压为：U2?I?R2?0.5?8?4（V）

【答】：回路电流为0.5A，电阻R1两端的电压为0.5V，电阻R2两端的电压为4V。

81. 一个星形连接的对称感性负载，每相电阻R＝60Ω，感抗XL＝80Ω，接到线电压UL＝380V的对称三相电源上，试求线路上的电流？ 【解】：相阻抗：

2Z?R2?XL?602?802?100（Ω）

U??由于负载星形连接，所以相电压：所以相电流：

UL380??220I?IL33（V）；?

所以： A

【答】：线路上流过的电流为2.2A。

82. 已知某发电机的某一时刻的有功功率P为240MW，无功功率Q为70Mvar，此时发电

机发出的视在功率是多少？功率因数是多少？ 【解】：根据公式S?P?Q可得：

视在功率：功率因数：

222ZIL?I??2.2I??U??220?2.2100（A）

S?P2?Q2?2402?702?250（MVA）

cos??P240??0.96S250

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【答】：此时该发电机发的视在功率为250MVA，功率因数为0.96。

83. 某厂一台接线方式为Y,yn的低压厂用变压器运行在6kV厂用母线上，6kV侧电流为

50安培， 0.4kV侧电流为多少安培？ 【解】：由于该变压器为Y,yn接线，

所以：

U?1?；

UL13；

U?2?UL23；

IL1?I?1IL2?I?2由题可知：UL1?6；UL2?0.4； IL1?50A；

U?1所以根据公式：

可得：

UL1?I?1U?1?I?13I?2?IL2??UL2U?23U?I6?50?L1L1??750(A)UL20.4

【答】：该变压器0.4kV侧此时的运行电流是750A。

84. 某R,L,C串联电路,R=50Ω,L=159mH,C=0.159μF,U=20V，

求：（1）电路谐振频率f0

(2)谐振时求XL,总阻抗Z,电流I. （3）电阻和电容上压降。 【解】：（1）谐振时XL=XC

ωL=1/ωC 2πfL=1/2πfC

f0=1/2πLC=1/(2π0.159?0.159?10)≈1000HZ

-3

（2).XL=ωL=2π310003159310≈1000 (欧) Z=R=50 (欧)

I=U/R=20/50=0.4 (A) （3）UR=IR=0.4350=20 (V)

-6

UC=I/ωC=0.4/(2π3100030.159310)≈400(V)

【答】：（1）电路谐振频率f0 为1000HZ。(2)谐振时XL为1000欧,总阻抗Z为50欧,电流I为0.4A。电阻和电容上压降分别为20 V、400V。

85. 有一台三相三绕组变压器,容量为90/90/45MVA,电压为220/69/11kV,结线组别为YN,d11,d11.试计算三侧的相电压和相电流。

【解】： 高压侧:U相=U线/3=220/3≈127.02(kV) I线=I相=90000/(33220)=236.2(A)

中压侧:U线=U相=69(kV) I线=90000/(3369)=753.08(A) I相=I线/3=753.08/3=434.8(A)

低压侧:U线=U线=11(kV) I线=45000/(3311)=2361.96(A)

I相=I线/3=2361.96/

?6U?2?I?2I?13=1363.72(A)

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【答】：三侧的相电压和相电流分别为：高压侧127.02kV、236.2A，中压侧69kV、434.8A，低压侧11kV、1363

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