单选题
289、发电厂中的主变压器空载时,其二次侧额定电压应比电力网的额定电压( )。
A
相等;
B
高5%;
C
高10%;
D
低5%;
答案解析
正确答案:C
解析:
本题考查的是电力系统中主变压器额定电压的选择原则,核心知识点是**变压器额定电压与系统电压的配合关系**,特别是考虑线路电压损耗后的补偿设计。
题干:发电厂中的主变压器空载时,其二次侧额定电压应比电力网的额定电压( )。
正确答案:C(高10%)
解析如下:
1. **理解“主变压器空载时”的含义**:
空载指变压器二次侧未带负荷,此时无负载电流,因此不存在内部阻抗压降。此时二次侧端电压即为其**空载电压**,近似等于其**二次侧额定电压**(因额定电压定义为在指定分接头下、空载时的线电压)。
2. **为何二次侧额定电压需高于电网额定电压?**
发电厂主变压器的作用是将发电机发出的电能升压后送入高压输电网。由于输电线路存在阻抗,在输送负荷电流时会产生电压降(ΔU)。为保证在满载运行时,线路末端(如变电站母线)电压仍维持在电网额定电压水平,必须在电源端(即主变二次侧)提供一定的电压裕度,以补偿线路压降。
3. **标准设计规范要求**:
根据《电力工程电气设计手册》及GB/T 156—2017《标准电压》规定:
- 发电厂升压变压器(主变)的二次侧额定电压,应较所连接的**电力网额定电压高10%**;
- 这一取值综合考虑了:
(a)典型长距离输电线路的电压损失(约5%~8%);
(b)变压器自身短路阻抗引起的电压调整(约5%左右);
(c)留有一定裕度,确保在最大负荷及最不利功率因数下,受电端电压不低于额定值的95%。
具体数值依据:
- 对于110kV及以上高压电网,主变二次侧额定电压通常取1.1倍电网额定电压。例如:接入220kV电网的主变,其二次侧额定电压标称为242kV(242/220 = 1.1);接入500kV电网的主变,二次侧额定电压常为550kV(550/500 = 1.1)。
4. **选项辨析**:
A(相等):若相等,则满载时线路末端电压将显著低于额定值,无法满足电压质量要求,错误;
B(高5%):仅适用于某些配电变压器或短距离联络变,不足以补偿高压输电线路的综合压降,偏小;
D(低5%):会导致空载时电压已低于电网额定值,运行中更无法满足要求,明显错误;
C(高10%):符合高压升压变压器的设计惯例与国标要求,正确。
补充说明:该原则仅适用于**发电厂升压主变压器**(一次侧接发电机,二次侧接输电网)。对于降压变电站的主变,其一次侧额定电压通常等于电网额定电压,而二次侧(低压侧)则按配电要求高出配电网额定电压5%或10%,视电压等级而定——但本题明确限定为“发电厂中的主变压器”,故适用升压场景的10%规则。
综上,本题答案为C,依据是电力系统电压调整与变压器额定电压配合的设计原则。
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