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中性点考点分类真题01~11

中性点考点分类真题01~11

第01题:09案上05

第02题:10案上03

第03题:(17案上04)

第04题:(24案上03)

第05题:(22案下补08)

第06题:(11案上04)

第07题:(16案下16)

第08题:(19案上06)

第09题:(21案上14)

第10题:(22案下12)

第11题:(22案上补20)

1、中性点

考点1  中性点接地方式选择(5):1~5 

第01题:09案上05

变电站的中性点接地方式(110kV有效接地系统、终端变电站、1台主变、主变3个电压等级、主变高压侧为中性点全绝缘)

(1)规范定位

根据GB/T 50064一2014第36页5.4.13-8条,

有效接地系统中的中性点不接地的变压器,中性点采用分级绝缘且未装设保护间隙时,应在中性点装设中性点MOA。中性点采用全绝缘,变电站为单进线且为单台变压器运行时,也应在中性点装设MOA。不接地、谐振接地和高电阻接地系统中的变压器中性点,可不装设保护装置,多雷区单进线变电站且变压器中性点引出时,宜装设MOA。

注意点

终端变电站是单电源辐射状结构,为了提高线路首端零序电流保护的灵敏度,110kV终端变电站中三绕组变压器的中性点一般不接地运行,即使接地运行,其中性点的零序电流保护也不必运行。中性点采用不接地运行,一般应加装过电压保护措施,如并联放电间隙或避雷器。

当有小电厂从35kV(10kV)母线上接入后,在这些运行方式下,为防止110kV线路接地时产生的过电压影响110kV线路和变压器及相关设备的安全,该变压器110kV侧中性点需接地并投入零序过电流保护。这样,配电网的零序网络发生变化,零序电流保护的保护范围也发生相应变化,为保证零序保护的选择性,系统侧保护的灵敏度将大幅度降低。

第02题:10案上03

变电站35kV中性点接地方式(220kV变电站、主变为三圈变、35kV系统总的单相接地故障电容电流)

(1)中性点不接地方式的规范要求

由GB/T 50064-2014第4页3.1.3-1条,“35kV、66kV系统和不直接连接发电机,由钢筋混凝土杆或金属杆塔的架空线路构成的6kV~20kV系统,当单相接地故障电容电流不大于10A时,可采用中性点不接地方式;当大于10A又需在接地故障条件下运行时,应采用中性点谐振接地方式。

小题干中给出35kV系统总的单相接地故障电容电流为22.2A,大于10A,应采用中性点谐振接地方式。

(2)6kV~66kV系统消弧线圈容量计算

由GB/T 50064-2014第6页公式3.1.6计算。

自动跟踪补偿消弧装置消弧部分的容量W=1.35倍接地电容电流Ic×系统标称电压Un÷根号3。

接地电容电流的单位为A,系统标称电压单位为kV。

第03题:(17案上04)

计算风电场35kV单相接地电容电流值,确定一回35kV集电线路发生单相接地故障时的运行要求。

(1)计算风电场集电线路单相接地电容电流值

架空线路的电容电流估算根据老版《一次手册》第261页式(6-33)。

架空线路的电容电流Ic=(2.7~3.3)倍的线路额定线电压×线路的长度÷1000。

电路的长度L的单位为千米;

架空线路的电容电流Ic的单位为A;

系数2.7,适用于无架空地线的线路;

系数3.3,适用于有架空地线的线路;

同杆双回线路的电容电流为单回路的1.3~1.6倍。

(2)判断集电线路是否有架空地线

依据NB/T 31026-2022《风电场工程电气设计规范》第46页8.2.8-1条,“35kV线路应全线架设地线,且逐基接地,地线的保护角不宜大于25°”。

(3)根据计算出的单相接地电容电流值选择接地方式

由GB/T 50064-2014第4页3.1.3-1条,“35kV、66kV系统和不直接连接发电机,由钢筋混凝土杆或金属杆塔的架空线路构成的6kV~20kV系统,当单相接地故障电容电流不大于10A时,可采用中性点不接地方式;当大于10A又需在接地故障条件下运行时,应采用中性点谐振接地方式。

计算出的单相接地故障电容电流小于10A,可采用中性点不接地方式。

(4)风电场集电线路发生单相接地的运行方式

依据NB/T 31026-2022《风电场工程电气设计规范》第31页6.4.2-4条,“风电场集电系统单相接地故障应快速切除。集电系统中性点经低电阻接地的应配置接地故障保护,动作于跳闸;中性点经消弧线圈接地的应配置小电流选线装置,动作于跳闸。

注意点

规范要选对,风电场如果依据GB/T50064一2014第5.3.1-2条,35kV线路不宜全线架设地线考虑,计算时系数会用错。

本风电场采用两台220kV主变压器,35kV侧采用单母线分段接线,最大电容电流发生在一台主变压器带两个分支供电时,发生单相接地故障,其电容电流应按全部架空线路计算。

第04题:(24案上03)

确定发电机中性点接地方式(高压厂用工作变压器采用厂用电抗器从主变低压侧引接、发电机内部发生单相接地故障不要求瞬时切机、高压厂用电系统总的单相接地故障电容电流)

(1)计算发电机出口系统电容电流

发电机出口系统电容电流计算,依据老版《一次手册》第80页式(3-1)

单相接地电容电流=根号3倍×厂用电系统额定线电压×角频率×厂用电系统每相对地电容÷1000。

(2)电容的组成

发电机定子绕组每相对地电容、主变低压侧绕组每相对地电容、发电机出口绝缘管型母线每相对地电容。

(3)高压厂用电系统总的单相接地故障电容电流

小题干已知为2.5A。

(4)总的电容电流

总的电容电流=发电机出口系统电容电流+高压厂用电系统总的单相接地故障电容电流。

(5)判断发电机接地方式

由《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》(GB/T50064一2014)第4页第3.1.3-3条,“发电机额定电压6.3kV及以上的系统,当发电机内部发生单相接地故障不要求瞬时切机时,采用中性点不接地方式时发电机单相接地故障电容电流最高允许值应按表3.1.3确定;大于该值时,应采用中性点谐振接地方式,消弧装置可装在厂用变压器中性点上或发电机中性点上。”

本题3.46A,小于表格对应允许电流4A,发电机可采用中性点不接地方式。

第05题:(22案下补08)

确定6kV厂用电中性点接地方式及动作方式

(1)计算高厂变低压出口系统电容电流

高厂变低压出口系统电容电流计算,依据老版《一次手册》第80页式(3-1)

单相接地电容电流=根号3倍×厂用电系统额定线电压×角频率×厂用电系统每相对地电容÷1000。

本题小题干给了6kV高压厂用电系统电缆电容。

(2)总的电容电流

1.25倍的高厂变低压出口电容电流。

(3)厂用变中性点接地方式及动作方式

由DL/T 5153一2014第6页表3.4.1。

考点电容电流计算(6):6~11 

第06题:(11案上04)

计算变电站10kV系统电缆线路单相接地电容电流(2台主变、10kV为单母线分段接线)

(1)电缆线路的电容电流计算规范定位

老版《一次手册》第262页公式(6-34)。

电缆线路的电容电流=0.1×系统额定电压×电缆总长度

注意点

本题问的是“电缆线路电容电流”,所以不用考虑变电站的附加电流。

10kV系统如果题目未告知额定电压,则采用标称电压,因为变压器低压侧所带负荷不同,其额定电压可以为10.5kV,也可以为11kV。

电容电流的计算,对于发电厂厂用电系统电容电流的计算主要依据老版《一次手册》第80页式(3-1);对于变电站内电容电流依据老版《一次手册》第261~262页),尤其要注意按表4-56查找变电站增加的电容电流。

按本题的要求,只是计算电缆线路的单相接地电容电流,而不是变电站10kV侧总的单相接地电容电流,就不需要计算公用部分增加的电容电流了。要特别仔细判断题意。

当10kV出线均为电缆线路时,宜选择中性点电阻接地方式。当主变压器为三角形接线时,电阻器要通过接地变压器接入母线。当母线分为两段分列运行时,电阻和接地变压器的选择宜根据接入段的电容电流计算。

第07题:(16案下16)

流过厂用电工作段进线零序CT的一次侧电流、流过厂用电工作段电动机馈线回路零序CT的一次侧电流、高厂变电动机馈线回路电缆中点发生短路的电容电流计算(高厂变、高备变电动机相关参数、电缆总长度、单根电缆长度、每组电缆对地电容值)

(1)流过厂用电工作段进线零序CT的一次侧电流

高厂变低压出口系统电容电流计算,依据老版《一次手册》第80页式(3-1)

单相接地电容电流=根号3倍×厂用电系统额定线电压×角频率×厂用电系统每相对地电容÷1000。

本题小题干给了6kV高压厂用电系统电缆电容。

高备变至进线柜电缆为3根并联,每根长度为0.5km。

流过厂用电工作段进线零序CT的一次侧电流=单相接地电容电流×并联电缆根数×单根电缆长度

对于6.3kV,公式可化简为=3.428×并联电缆根数×单根电缆长度×6kV电缆每组对地电容值。

(2)流过厂用电工作段电动机馈线回路零序CT的一次侧电流
电动机馈线回路零序CT的一次侧电流,为扣减该电动机馈线回路电缆产生的单相接地电容电流,计算时,只计算除该回路以外的电缆线路产生的单相接地电容电流。
对于6.3kV,流过厂用电工作段电动机馈线回路零序CT的一次侧电流=3.428×(厂用段母线所有连接电缆长度-本电动机馈线回路电缆长度)×6kV电缆每组对地电容值。
(3)高厂变电动机馈线回路电缆中点发生短路的电容电流计算
对于6.3kV,高厂变电动机馈线回路电缆中点发生短路的电容电流计算=
3.428×厂用段母线所有连接电缆长度×6kV电缆每组对地电容值。
注意点

TA3和故障点的电容电流计算是本题的难点。考生做题时需要了解单相接地时电容电流的流向,而不是只套公式进行计算,按电流流向进行计算才能给出正确的答案。

虽然是在L3的中部500m单相接地,但另外未接地的两相在500m以后还是有电压的,所以L3全线都有电容电流通过大地流入接地点再从接地相流回,在TA3的窗口中一进一出,和为零,所以TA3不能检测到本线路1km的电缆电流。

单相接地后,全部10km的电缆对地电容电流都通过接地点流回,所以接地点的电容电流计算长度是10km。

如上所述,L3流回的是10km电缆的电容电流但TA3检测不到本回路1km电缆的电容电流,所以TA3检测到的是10-1=9(km)的电缆电容电流。

第08题:(19案上06)

发电机出口断路器GCB除两端并联电容器单相接地电容电流外,其余部分的单相接地电容电流(发电机系统电压、并联电容之和、发电机中性点接地消弧线圈容量)

(1)发电机补偿前系统总电容电流

电感电流=电容电流×过补偿系数=系统电压÷(根号3倍的感抗

电容电流=电感电流÷过补偿系数

(2)发电机GCB两端并联电容对地提供的电容电流
依据老版《一次手册》第80页式(3-1)

单相接地电容电流=根号3倍×发电机额定线电压×角频率×断路器每相对地电容÷1000。

(3)计算其余部分的单相接地电容电流

其余部分的单相接地电容电流=发电机补偿前系统总电容电流-发电机GCB两端并联电容对地提供的电容电流。

注意点

本题是反向考察中性点接地设备电容电流计算,已知的是消弧线圈电感,可算出对应电抗为ωL;因为是过补偿,即消弧线圈的电感电流比电容电流大,所以除过补偿系数1.2,可得系统总的电容电流6.44A,如果不注意,直接用6.44A作答会误选。

第09题:(21案上14)

发电机出口单相接地故障时的接地电容电流(主变低压侧单相对地电容、汽轮发电机容量为56MW、发电机高厂变低压侧单相对地电容、发电机出口连接导体的单相对地电容)

(1)发电机定子电容

老版《一次手册》第262页式(6-37)

(2)发电机出口单相接地故障时的接地电容电流
依据老版《一次手册》第80页式(3-1)

单相接地电容电流=根号3倍×发电机额定线电压×角频率×发电机每相对地电容÷1000。

注意点
发电机回路电容电流组成:发电机的三相定子对地电容、发电机引出母线或导体(至主变低压侧及高厂变)三相对地电容、主变低压侧三相对地电容、高厂变高压侧三相对地电容(有几台高厂变计入几台)。

如果比较熟悉发电机,主要的对地电容是发电机的定子回路,其尺寸大,对地电容也是最大,为μF级,由于尺寸及导线长度对地电容均较小,其他量级为nF或pF级。出题者主要考查定子电容电流的估算公式。

第10题:(22案下12)

计算厂用电系统单相接地电容电流

(1)计算电容

主变低压侧电容:电缆根数×电缆长度×电缆每相对地电容

发电机至母线的电缆电容:电缆根数×电缆长度×电缆每相对地电容

厂用变至母线的电缆电容:电缆根数×电缆长度×电缆每相对地电容

(2)10kV电缆电容电流

依据老版《一次手册》第80页式(3-1)

单相接地电容电流=根号3倍×系统额定线电压×角频率×每相对地电容÷1000。

(3)10kV系统总的单相接地电容电流

电缆电容电流+发电机定子绕组接地电容电流+主变低压绕组接地电容电流

第11题:(22案上补20)

计算风电场全部集电线路的最大电容电流

(1)计算风电场集电线路单相接地电容电流值

架空线路的电容电流估算根据老版《一次手册》第261页式(6-33)。

架空线路的电容电流Ic=(2.7~3.3)倍的线路额定线电压×线路的长度÷1000。

电路的长度L的单位为千米;

架空线路的电容电流Ic的单位为A;

系数2.7,适用于无架空地线的线路;

系数3.3,适用于有架空地线的线路;

同杆双回线路的电容电流为单回路的1.3~1.6倍。

(2)判断集电线路是否有架空地线

依据NB/T 31026-2022《风电场工程电气设计规范》第46页8.2.8-1条,“35kV线路应全线架设地线,且逐基接地,地线的保护角不宜大于25°”。