注册电气工程师专业考试历年真题解析（发输变电专业）（2020年版）
前言真题说明
第一部分历年案例真题分类解析
第一章 电力系统规划第二章 第三章 短路电流计算 主接线 -11第四章 导体选择 .5 -16第五章 设备选择 .105第六章 配电装置 .153第七章 继电保护 .182第八章 直流系统 .46第九章 中性点接地方式. .280第十章过电压防护与绝缘配合 .307第十一章 电力系统接地 372第十二章 厂用电系统 .399第十三章 第十四章 无功补偿装置 高压输电线路 .427 .458第十五章 新能源 560
第一章电力系统规划
第一节概述
一、本章主要涉及规范
《电力系统设计手册》★★★★★
《电力工程电气设计手册电气一次部分》★★★★★DL/T5242-2010《35kV~220kV变电站无功补偿装置设计技术规定》★★★GB/T15543-2008《电能质量三相电压不平衡》★DL/T5429-2009《电力系统设计技术规程》★
二、真题考点分布（总计6题）
考点1并联电抗器选择（共3题）：第一~三题 考点2中性点小电抗选择（共1题）：第四题考点3负序不平衡度计算（共1题）：第五题考点4功率因数计算（共1题）：第六题
三、考点内容简要
众所周知，电力系统由于存在电感性负载，会导致电压下降，简称“感降”，为了维持电压在正常水平，需要并联电容器提高电压，以电容补电感.同时，电力系统也存在电容性负载，容性负载会导致电压上升，简称“容升”，为了维持电压水平，需要并联电抗器降低电压，以电感补电容.正常运行时，投入电容器拾升电压还是投入电抗器降低电压，需是偏低来决定.以上两种补偿方法，遵循统一的原则一“分层分区、就地补偿”，以减少无功功率在网络中间的流动，降低电能损耗和电压损失.本章主要涉及以降压为目的的高压并联电抗器补偿容量的相关计算.以拾升电压为目的的电容器补偿相关内容在本书第十三章讲述.
一般情况下，系统的负载呈感性，而线路的对地电容（对应线路的充电功率）呈容性，两者性质是相反的，最终系统呈现什么特性要看二者哪个大.在空载或轻载时，线路的电容占比大，起主要作用，使系统呈现容性，会导致线路末端电压升高，这也是空载线路工频过电压产生的主要原因，并且电压等级越高，线路充电功率越大，该过电压就越明显（工频过电压幅值参考GB/T50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范》第4.1.3 条）.此时需要投入高压并联电抗器降低线路末端电压以确保系统不过压.
并联电抗器可装设在高压侧也可装设在低压侧.全部装设在高压侧叫高压侧补偿：全部装设在低压侧叫低压侧补偿；如果高压侧、低压侧都装设，叫混合补偿，混合补偿的电感总
补偿容量为高压侧容量加低压侧容量.
《电力系统设计手册》第234页式（8-3）Ω= 1. lqB，Q表示总的补偿容量，即高抗低抗的容量；B为补偿度，不宜低于0.9的原因是变电站的主变压器和线路的感抗，也可以看作是感性无功的电源，在实际设计中，计入它们的作用，可以取略低一点的补偿度.按照无就是说本变电站只负责承担线路总充电功率的一半，另一半由对侧变电站补偿.这是计算公式 功补偿“分层分区、就地补偿”的原则，由安装在系统中各个变电站的电抗器就地平衡，也中乘系数的原因.
很显然，如果仅在高压侧装设高压并联电抗器（简称高抗），进行全部补偿的话，L=C，会发生谐振，应尽量避免，故《电力工程电气设计手册电气一次部分》第533页式（9-50）明确规定，高抗的补偿度不能超过80%.由于高抗还具备限制潜供电流的作用，容量也不宜太小，所以高抗的补偿容量范围规定是40%~80%.
一般要求为线路充电功率总和的100%以上.”该处说的是一般值，最低补偿度以《电力系统设计手册》的0.9为准.同时DL/T5242一2010还说“目前，国内只有几座大城市中在220kV变电站内主变压器低压侧装设并联电抗器，补偿容量一般不大于主变压器容量的30%”.该处规定低抗的最大补偿容量，不超主变压器额定容量的30%.该规定的一个原因是一般都是双侧补偿，变电站只承担线路充电功率的一半，另一半由对端变电站分担.另一个原因是220kV及以下线路充电功率有限，降压变电站的主变压器主要以转换有功功率为目的，不能被太多的无功容量所占用，同时也考虑到变压器运行的安全性.DL/T5014一2010第5.0.7条条文说明也做了相同规定.
第二节历年真题详解
一、考点1并联电抗器选择
【2012年上午题6~9】某区域电网中现运行一座500kV变电站，根据负荷发展情况需要扩建，该变电站现状、本期及远景规模见下表.
电气设备 现有规模 远景建设规模 本期建设规模主变压器 1×750MVA 4×1000MVA 2×1000MVA500kV出线 2回 8回 4回220kV出线 6回 于帆 16回 14回500kV配电装置 3/2断路器接线 3/2断路器接线 3/2断路器接线220kV配电装置 双母线接线 双母线双分段接线 双母线双分段接线
度为303km，为限制工频过电压，其中一回线路上装有120Mvar并联电抗器；远景8回线路 第一题[低抗补偿容量]6.500kV线路均采用4xLGJ-400导线，本期4回线路总长
总长度预计为500km，线路充电功率按1.18Mvar/km计算.请计算远景及本期工程该变电站35kV侧配置的无功补偿低压电抗器容量应为下列哪组数值？
（A）590Mvar、240Mvar（B）295Mvar、179Mvar（C）175Mvar、59Mvar（D）116Mvar、23Mvar
【答案】C
【解答过程】
设计手册》第234页式（8-3）可得变电站需补偿的总容量为 依题意，其中一回线路上装有120Mvar并联电抗器，补偿度B取0.9~1，由《电力系统
500×1.18远景：= 2 x1-120=175(Mvar)本期：2x= 303×1.18 ×1-120=59(Mvar)2所以选C.
【考点说明】
（1）本题未说本站全部补偿，则默认按就地平衡原则每站各补一半，可直接使用《电力系统设计手册》式（8-3）计算总容量. 上州热育
（2）题设已知“其中一回线路上装有120Mvar并联电抗器”，所以式（8-3）计算出的总容量应减掉已经安装的120Mvar，按题目意思该120Mvar应该为高抗.
为下列哪组数值”描述中可知，剩下的容量全部由低抗补偿，所以最终选C.
【2012年下午题26~30】某地区拟建一座500kV变电站，站址地位于Ⅲ级污移区，海拔不超过1000m，年最高温度为40℃，年最低温度为-25℃.变电站的500、220kV侧各自与系统相连.35kV侧接无功补偿装置.该站运行规模为：主变压器4x750MVA，500kV出线6回，220kV出线14回，500kV电抗器两组，35kV电容器组2x60Mvar，35kV电抗 器2x60Mvar.主变压器选用3x250MVA单相自耦无励磁电压变压器.电压比：525/√3/230/√3土2x2.5%/35kV，容量比：250MVA/250MVA/66.7MVA，接线组别：YNa0d11.
第二题[高抗补偿容量]26.本期的2回500kV出线为500kV架空平行双线路，每回长约120km，均采用4xLGJ-400导线（充电功率1.1Mvar/km），在初步设计中为补偿充电功率普考虑在本站配置500kV电抗器调相调压，运行方式允许两回路共用一组高压并联电抗器.请计算本站所配置的500kV并联电抗器最低容量宜为下列哪一种？如采用右边简图的接线方式是否正确，为什么？
（A）59.4MVA（B）105.6MVA(C）118.8MVA (D）132MVA
【答案】A
【解答过程】
由《电力系统设计手册》第234页式（8-3）可得，500kV并联电抗器最低容量为
所以选A.
【考点说明】
（1）本题各选项分析如下：
A选项为只补偿一条线路，补偿度为0.5×0.9=0.45；B选项为补偿两条线路，补偿度为0.4；C选项为补偿两条线路，补偿度为0.5×0.9=0.45； D选项为补偿两条线路，补偿度为1.
（2）本题一开始就设下了一个经典的“建设周期”陷阱.题设描述的是最终接线，500kV有6回出线，但第一小题只问了“本期”，这个“本期”可以是一开始的初期，也可以是中期的小扩建，所以只需考虑将“本期”两回500kV出线的充电功率补偿掉就行，不需要考虑题设中装设的35kV低压电抗器.
（3）题目没明确说明的情况下默认是每站各补偿线路充电功率的一半，题目明确这一半充电功率全部由高压电抗器补偿.根据《电力系统设计手册》要求，补偿度最少0.5×0.9=0.45.这是从抑制末端电压升高来考虑的.而《电力工程电气设计手册电气一次部分》第533页式（9-50）中的补偿度0.4是从考虑限制潜供电流角度对高压电抗器的要求，两个条件要同时 满足，取大者，所以按补偿度0.45考虑.
（4）如果此题本期是混合补偿，也就是35kV也有低压电抗器，那么在总补偿容量大于
0.45的前提下，高压电抗器最小补偿度可以为0.4.
（5）确定补偿度为0.45后，剩下的就是补偿一条线路还是补偿两条线路的问题.依题意，两条线路共用一组高压电抗器，哪条线路需要补偿，高压电抗器就投入到那一条，所以只需补偿一条线路即可.如果两条线路需要同时补偿，那必须装两套高压电抗器，一条线路挂一组才合理.
（6）有同学质疑，本侧按补偿度0.45考虑，对侧也是0.45，整条线路补偿度达到0.9，是高压电抗器一相或两相断开的谐振区.请注意：本题高压电抗器只说明在本侧装设，对侧并没有要求必须装高压电抗器，如果对侧安装低压电抗器，就不存在这个问题.
实际上该题的两条线路属于一运一备类型，为了节省投资，两条线路共用一组高压电抗器.不过这种方案目前已经很少采用了，基本都是每条线路单独各配一套高压电抗器.
【2013年下午题1-5】某企业电网先期装有4台发电机（2×30MW2×42MW），后期扩建2台300MW机组，通过2回330kV线路与主网相联.主设备参数见下表，该企业电网的电气主接线如下图所示.
设备名称 参数 备注1号、2号发电机 42MW，c0s=0.8，机端电压10.5kV 余热利用机组3号、4号发电机 30MW，c08=0.8，机端电压10.5kV 燃气利用机组
