電力工程基礎(chǔ)習(xí)題答案

1、電力工程基礎(chǔ)第4章習(xí)題答案標(biāo)準(zhǔn)化文件發(fā)布號(hào)：（9456EUATWK-MWUBWUNNINNULDDQTY-KII第四章4-1什么叫短路短路的類(lèi)型有哪兒種短路對(duì)電力系統(tǒng)有哪些危害答：短路是指電力系統(tǒng)正常情況以外的一切相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況。短路的 類(lèi)型有三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。短路對(duì)電力系統(tǒng)的危害有：短路電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)使設(shè)備發(fā)熱急劇增加，短路 持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，可使設(shè)備因過(guò)熱而損壞甚至燒毀；短路電流的力效應(yīng)可引起設(shè)備機(jī) 械變形、扭曲其至損壞；短路時(shí)因系統(tǒng)電圧大幅度下降，將會(huì)嚴(yán)重影響用戶的正常工 作，造成產(chǎn)品報(bào)廢甚至設(shè)備損壞；短路情況嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致并列運(yùn)行的發(fā)

2、電廠失去同 步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性；不對(duì)稱短路電流所產(chǎn)生的不平衡磁場(chǎng)會(huì)對(duì)鄰近的平行線路產(chǎn) 生電磁干擾，影響其正常工作。4-2什么叫標(biāo)幺值在短路電流計(jì)算中，各物理量的標(biāo)幺值是如何計(jì)算的答：某一物理量的標(biāo)幺值，等于它的實(shí)際值與所選定的基準(zhǔn)值的比值。在短路電流計(jì)算中，常取基準(zhǔn)容量Srf=100MVA,基準(zhǔn)電壓用各級(jí)線路的平均額定 電壓，即Ud則基準(zhǔn)電流Id=S晅U&，基準(zhǔn)電抗Xd =U/Sd o4-3什么叫無(wú)限大容量系統(tǒng)它有什么特征答：無(wú)限容量系統(tǒng)亦稱無(wú)限大功率電源，是指系統(tǒng)的容量為無(wú)限大，內(nèi)阻抗為 零。它是一個(gè)相對(duì)概念，真正的無(wú)限大功率電源是不存在的。特征：在電源外部發(fā)生短路時(shí)，電源母線上的

3、電壓基本不變，即認(rèn)為它是一個(gè)恒 壓源。當(dāng)電源內(nèi)阻抗不超過(guò)短路回路總阻抗的5%10%時(shí)，就可以認(rèn)為該電源是無(wú)限 大功率電源。4-4什么叫短路沖擊電流口、短路次暫態(tài)電流廠和短路穩(wěn)態(tài)電流乙在無(wú)限大容量 系統(tǒng)中，它們與短路電流周期分量有效值有什么關(guān)系答：短路沖擊電流幾是指在最嚴(yán)重短路情況下三相短路電流的最大瞬時(shí)值；短路 次暫態(tài)電流廠是指短路瞬間（90s）時(shí)三相短路電流周期分量的有效值；短路穩(wěn)態(tài)電 流人是指短路電流非周期分量衰減完后的短路全電流。在無(wú)限大容量系統(tǒng)中，有 口=邁5和廠=人=匚。4-5如何計(jì)算電力系統(tǒng)各元件的正丿了;、負(fù)序和零序電抗變圧器的零序電抗與哪些因 素有關(guān)答：發(fā)電機(jī)的正序電抗包括穩(wěn)態(tài)

4、時(shí)的同步電抗X”、Xq,暫態(tài)過(guò)程中的X；、X；和 X；、X；。負(fù)序電抗與故障類(lèi)型有關(guān)，零序電抗和電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)，查教材表牛2;變壓 器的負(fù)序電抗與正序電抗相等，零序電抗與變壓器的鐵心結(jié)構(gòu)及三相繞組的接線方式 等因素有關(guān)；線路的負(fù)序電抗和正序電抗相等，零序電抗卻與正序電抗相差較大，查 教材表4-3 o4-6什么叫復(fù)合序網(wǎng)各種簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的復(fù)合序網(wǎng)是什么答：所謂復(fù)合序網(wǎng)，是指根據(jù)邊界條件所確定的短路點(diǎn)各序量之間的關(guān)系，山各 序網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。單相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)是山正序網(wǎng)、負(fù)序網(wǎng)和零序網(wǎng)宙聯(lián)而成的；兩相短路的 復(fù)合序網(wǎng)是山正序網(wǎng)和負(fù)序網(wǎng)并聯(lián)而成的；兩相接地短路的復(fù)合序網(wǎng)是山正序網(wǎng)、

5、負(fù) 序網(wǎng)和零序網(wǎng)并聯(lián)而成的。4-7何謂正序等效定則如何應(yīng)用它來(lái)計(jì)算各種不對(duì)稱短路答：在簡(jiǎn)單不對(duì)稱短路的情況下，短路點(diǎn)的正序電流與在短路點(diǎn)每一相中接入附 加電抗而發(fā)生三相短路的電流相等，即= E匹 ,這就是正序等效定則。X憶+x()各種不對(duì)稱故障時(shí)短路電流的絕對(duì)值0為：£ =嚴(yán)氏”附加電抗xf和比例系數(shù)可查教材表4-4O4-8什么叫短路電流的力效應(yīng)什么叫短路電流的熱效應(yīng)短路發(fā)熱的假想時(shí)間是什么 意思如何計(jì)算答：短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的電動(dòng)力，稱為短路電流的力 效應(yīng)；短路電流通過(guò)電氣設(shè)備和導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，稱為短路電流的熱效 應(yīng)。假想時(shí)間如。是指用穩(wěn)態(tài)短路電流人

6、來(lái)代替實(shí)際短路電流山，在該時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的 熱量與實(shí)際短路電流人在短路時(shí)間.內(nèi)產(chǎn)生的熱量2相等。假想時(shí)間包括周期分量假 想時(shí)間和非周期分量假想時(shí)間兩部分，即仏“仏=仏/ +仏“。4-9某工廠變電所裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的S9-800 （Y,ynO接線）型變壓器，其電源山 地區(qū)變電站通過(guò)一條8km的10kV架空線路供給。已知地區(qū)變電站出口斷路器的斷流 容量為500MVA,試用標(biāo)幺制法求該廠變電所10kV高圧側(cè)和380V低壓側(cè)的三相短路 電流g及三相短路容量比。解：(1)取» =100MVA,=10.5 kV, Ud2 =0.4kV,貝 ljAn =» 100y5udx 73x10.5k

7、A = 5.5kA»SdvkA=1443kA（2）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值A(chǔ)u= 1.77 kA系統(tǒng)x；/ JOO =0.2 Sg 500線路XL = X /= 0.4x8x "X? = 2.9 瞪10.52變圧器X；為=4.5x100 = 5 625100 SN 1000.8(3)燈點(diǎn)短路： X； =X；+X；z=02 + 29 = 3lish =2.55/, = 2.55 x 1.77kA =4.51kA /xh =151/切=1.51x1.77kA =267kAS 1()()_4_ = _MVA=32.26MVA(4) k2 點(diǎn)短路： X；2 =X；+X；i+±

8、 = 0.2 + 2.9 +過(guò)3 = 5.91252 2【d2 k2 X；2144 3=kA -24.4kA5.9125ixh =184 人2 =1.84x24.4kA =44.9kAIsh =l09 人 2 =1.09x24.4kA = 26.6kA匚7 =人£21()()=MVA 一 I6.9MVA5.91254-10如圖牛30所示網(wǎng)絡(luò)，各元件的參數(shù)已標(biāo)于圖中，試用標(biāo)幺值法計(jì)算k點(diǎn)發(fā)生 三相短路時(shí)短路點(diǎn)的短路電流。解：（1）取Sd=100MVA, Ud = Uav,則各元件電抗標(biāo)幺值為線路-X.l F - 0.4 x 50 X 1007= 0.151U；v1152變圧器X_S%S

9、d _ 10.5 100 _= 0.525100 SN 10020電抗器X_X“ Sd U；L _ 4 x 100xf6?2= 1.164100 Snl 100、你x6x03 1.6.3JX； = X；億 + 號(hào)+ X； =°.+ + 164 = 1.5775763XL5775kA = 5-81kA4-11在圖牛31所示電力系統(tǒng)中，所有發(fā)電機(jī)均為汽輪發(fā)電機(jī)。各元件的參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)Gl、G2容量均為，X；=013,發(fā)電機(jī)G3容量為50MVA, X； =0.125 :變壓器Tl、T2每臺(tái)容量為，t/4% = 10.5,變壓器T3容量為50MVA,匕 = 10.5；線路WL的長(zhǎng)度為50k

10、m,單位長(zhǎng)度電抗為Q/km,電壓為110kV級(jí)，試用運(yùn)算曲線法計(jì)算10kV電圧級(jí)的k點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)Os和時(shí)的短路電流。發(fā)電機(jī)Gl、G2X；-X；-013x 100 -0.4161°31.25變壓器Tl、T2X；-X；-0105x 1（）（）-0.33331.5發(fā)電機(jī)G3X；=0.125xl0（）= 0.25550變壓器T3X； =00 5x = 0.21650線路WLX； -0.4x50x 100 -0.15171152解：（1）作等效電路取=100MVA, Ud = Uav,則各元件電抗標(biāo)幺值為作等值電路如下圖所示。（2）化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò)，求各電源到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗X； =X ；+X； =

11、0.416 + 0.333 = 0.749X； =X；+X；+X； =0.25+0.21+0.151 =0.611將X；. X；、X；作Y-變換得:= 0333+ 0.749+°-333x°-749 = 1.490.611X；日333 +呦+卞廠3&因此，各發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗分別為G1支路X 比=X。= 1.49G2支路X= X 丄=0.416G3支路X = XH = 1.216（3）求各電源的計(jì)算電抗q 1 95X* =1.49x = 0.466r， 1003 1 75X； =0.416x = 0.13 100X* = 1.216x = 0.608門(mén)100（

12、4）查訃算曲線數(shù)字表，并用差值法求短路電流周期分量標(biāo)幺值對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)Gl, X； =0.467 ,查附錄表B-1可得當(dāng) X： = 0.46 時(shí)I： = 2.302 , /；2 = 1.95當(dāng) X； = 0.48 時(shí)/； = 2.203 , /；2 = 1.879因此，當(dāng)X； =0.467時(shí)，r=0s和r=0.2s時(shí)的短路電流電流周期分量標(biāo)幺值分別人；心。3+曙需（0.41。.466）亠7同理，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G2, X；2 =0.13 ,查附錄表BJ可得7=0s和/=0.2s時(shí)的短路 電流電流周期分量標(biāo)幺值分別為對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G3, X；3=0608,查附錄表BJ可得uOs和u02s時(shí)的短路電流電流周期分量標(biāo)幺值分別為= 1.61 +1.748-1.610.65-0.6(0.65-0.608)=1.726氣爛護(hù)3.6。歸522（5）ir算短路電流有名值歸算到短路點(diǎn)的各電源的額定電流為G1 G2支路廠 kA = 1.72kAV3xl0.5G3支路"。.5心27沁因此,/=0s和/=0.2s時(shí)的短路電流電流周期分量有名值分別為Z() =1.72x2.27 kA + 1.72x8.34kA + 2.75xl.726 kA =23 kAZ02 = 1.72 x 1.93kA + 1.72 x 5