供配電技術習題答案精編版

1、最新資料推薦1第 3 章短路電流計算3-13-1 什么叫短路？短路的類型有哪些？造成短路的原因是什么 ？短路有什么危害？答：短路是不同相之間，相對中線或地線之間的直接金屬性連接或經小阻抗連接短路種類有三相短路，兩相短路，單相短路和兩相接地短路短路的原因主要有設備長期運行，絕緣自然老化，操作過電壓，雷電過電壓，絕緣受到機械損傷等 短路的危害：1 1 短路產生很大的熱量，導體溫度身高，將絕緣損壞。2 2 短路產生巨大的電動力，使電器設備受到機械損壞。3 3 短路使系統(tǒng)電壓嚴重減低，電器設備正常工作受到破壞。4 4 短路造成停電，給國家經濟帶來損失，給人民生活帶累不便。5 5 嚴重的短路將影響電力系

2、統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，使并聯運行的同步發(fā)電機失去同步，嚴重的可能造成系統(tǒng)解列，甚至崩潰。6 6 單相短路產生的不平橫磁場，對附近的通信線路和弱電設備產生嚴重的電磁干擾，影響其正常工作。3-23-2 什么叫無限大容量系統(tǒng) ？它有什么特征？為什么供配電系統(tǒng)短路時， 可將電源看做無限大 容量系統(tǒng)？答：無限大容量系統(tǒng)的指端電壓保持恒定，沒有內部阻抗和容量無限大的系統(tǒng) 它的特征有：系統(tǒng)的容量無限大 系統(tǒng)阻抗為零和系統(tǒng)的端電壓在短路過程中維持不變 實際上，任何電力系統(tǒng)都有一個確定的容量，并有一定的內部阻抗 當供配電系統(tǒng)容量較電力系統(tǒng)容量小得多， 電力系統(tǒng)阻抗不超過短路回路總阻抗的5%10%5%10%，或短路點離

3、電源的電氣距離足夠遠，發(fā)生短路時電力系統(tǒng)母線降低很小，此時可將電力系統(tǒng)看做無限大容量。3-33-3 無限大容量三相短路時，短路電流如何變化？答：三相短路后，無源回路中的電流由原來的數值衰減到零；有源回路由于回路阻抗減小，電流增大，但由于回路內存在電感，電流不能發(fā)生突變， 從而產生一個非周期分量電流，非周期分量電流也不斷衰減，最終達到穩(wěn)態(tài)短路電流。短路電流周期分量按正弦規(guī)律變化，而非周期分量是按指數規(guī)律衰減，最終為零，又稱自由分量。3-43-4 產生最嚴重三相短路電流的條件是什么？答：(1 1)短路前電路空載或 coscos=1;=1;(2) 短路瞬間電壓過零，t=0t=0 時 a=0a=0 度

4、或 180180 度;(3) 短路回路純電感，即 k=90=90 度。3-53-5 什么是次暫態(tài)短路電流 ？什么是沖擊短路電流？什么是穩(wěn)態(tài)短路電流 ？它們與短路電流周期分量有效值有什么關系？答：次暫態(tài)短路電流是短路電流周期分量在短路后第一個周期的有效值沖擊短路電流是短路全電流的最大瞬時值 高壓系統(tǒng)KSh=1.8,4 =2.55|”，|前=1.51|”,低壓系統(tǒng)Ksh= 1.3, ish=1.84 | ,|sh= 1.09| 穩(wěn)態(tài)短路電流是短路電流非周期分量衰減完后的短路電流 無限大容量系統(tǒng)| L L：，高最新資料推薦2壓系統(tǒng)ish=2.55，lsh=1.51I ，低壓系統(tǒng)ish=1.841 ”

5、，lsh=1.091”3-63-6 什么叫標幺值？如何選取基準值？答：用相對值表示元件的物理量，稱為標幺值。任意一個物理量的有名值與基準值的比值成 為標幺值，標幺值沒有單位?；鶞手档倪x取是任意的，但為了計算方便，通常取100MVA100MVA 為基準容量，取線路平均額定電壓為基準電壓，即Ud二Uav1.05UN。3-73-7 如何計算三相短路電路？答：根據短路計算要求畫出短路電流計算系統(tǒng)圖，該系統(tǒng)圖應包含所有與短路計算有關的元件，并標出各元件的參數和短路點。2畫出計算短路電流的等效電路圖，每個元件用一個阻抗表示，電源用一個小圓表示， 并標出短路點，同時標出元件的序號和阻抗值，一般分子標序號，分

6、母標阻抗值。3選取基準容量和基準電壓，計算各元件的阻抗標幺值4等效電路化簡，求出短路回路總阻抗的標幺值，簡化時電路的各種簡化方法都可以使用， 如串聯、并聯、A-Y-Y 或 Y-Y- 變換、等電位法等。5按前述公式由短路回路總阻抗標幺值計算短路電流標幺值，再計算短路各量，即短路電流、沖擊短路電流和三相短路容量。3-83-8 電動機對短路電流有什么影響？ 答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時， 從電源到短路點的系統(tǒng)電壓下降，嚴重時短路點的電壓可降為零。接在短路點附近運行的電動機的反電勢可能大于電動機所在處系統(tǒng)的殘壓，此時電動機將和發(fā)動機一樣，向短路點饋送短路電流，同時電動機迅速受到制動，它所提供的短路電流很快

7、衰減。3-93-9 在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流與三相短路電流有什么關系？ 答： 在三相短路電流計算中記線路平均額定電壓為Uav,短路回路阻抗用Zk表示。則有：三相短路電流1p -Uav/1.732 Zk.）沖擊電流i=1.414 kshIp .其中ksh=1 e -0.01/ 為短路電路沖擊系數 在兩相短路電流計算中記Uav為短路點的平均額定電壓，Zk為短路回路的一相總阻抗。最新資料推薦32Zk沖擊電流ish=1.414 kshL其中ksh=1 e-0.01/.為短路電路沖擊系數將與、與對比可得：Ik8 6$iS=0.866 iSh由以上分析可得: 在無限大容量系統(tǒng)中，兩相短路電流較三相

8、短路電流小。3-103-10 什么是短路電流的電動力效應？如何計算？短路電流通過導體或電氣設備，會產生很大的電動力和產生很高的溫度，稱 為短路的電動力效應和熱效應。短路電流的電動力效應是當電路短路時，短路沖擊電流流過導體瞬間，導 線間相互電磁作用產生的力。1.1.兩平行載流導體間的電動力F(2Kfhi2l/a)10(N)式中 a a 為兩平行導線間距；I I 為導線長；K Kf為形狀系數，圓形,管形導體 K Kr= = 1 1o2.2.三相平行載流導體間的電動力式中 I Im為線電流幅值；K Kf為形狀系數。3.3.短路電流的電動力三相短路產生的最大電動力為F二、3Kfis3)2l/a 10(

9、N)兩相短路產生的最大電動力為F(2)=(2kf sh(2)l2a) 107(N)兩相短路沖擊電流與三相短路沖擊電流的關系為兩相短路和三相短路產生的最大電動力的關系為F二(G/2)F(3)備注：K Kf為形狀系數，圓形，管形導體K Kf=1=1;矩形導體根據(a-b)/(b+h)(a-b)/(b+h) 和 m=(b/h)m=(b/h)查表可則有：兩相短路電流avF = .3Kfimi / a 10” Nish= (.3/2)ish最新資料推薦4得。最新資料推薦53-113-11 什么是短路電流的熱效應？如何計算？答：供配電系統(tǒng)發(fā)生短路時，短路電流非常大。短路電流通過導體或電氣設備，會產生很高

10、的溫度，稱為熱效應。短路發(fā)熱和近似為絕熱過程，短路時導體內產生的熱量等于導體溫度升高吸收的能量，導體的電阻率和比熱也隨溫度而變化，其熱平衡方程如下：12 &0.24 IKtRdtcmdr2 L將R二訂（1X:於）/S,c =c0（1 f ）, m二可s代入上式，得t22十一0.24 lktP0（1+3）/sdt= 5（1 +陽）？麗日t1r整理上式后式中，p是導體 0 0C時的電阻率1|_mm2/ km）；a為p0的溫度系數；o）為導體 0 0C時的比熱容；B為 c c的溫度系數；丫為導體材料的密度；S S 為導體的截面積（mm2mm2）; l l 為導體的 長度（kmkm） ; I IKt為

11、短路全電流的有效值（A A）; AK和 AL為短路和正常的發(fā)熱系數，對某導體 材料，A A 值僅是溫度的函數，即 短路電流產生的熱量的計算式：短路發(fā)熱假想時間可按下式計算:tima= tK0.05式中，t tK為短路持續(xù)時間，它等于繼電保護動作時間t top和短路器短路時間 t toc之和，即Tima = t optoc在無限大容量系統(tǒng)中發(fā)生短路，由于1 1 =I=I所以上式變?yōu)閠ima=切0.05導體短路發(fā)熱系數 AKmmmm2）, 1 18為穩(wěn)態(tài)短路電流（A A）, t tima為短路發(fā)熱假想時間（S S）. .12STMt2- 2:口Id日c0 Z0.24訂r 1 Coi（10.240|

12、二AK- A_A=fA=f（0）. .式中， S S 為導體的截面積 （ 短路熱穩(wěn)定最小截面 S Smin最新資料推薦2006= ldlK2=9.164 0.32kA = 2.932kAish.K2=1.84T.932kA = 5.394kASH100SK2dMVA=31.88MVAXK23.1263-133-13 試求圖 3 3- -佃 所示供電系統(tǒng)中 K1K1 和 K2K2 點分別發(fā)生三相短路時的短路電流、 電流和短路容量？解：取基準容量 S Sd=100MVA=100MVA，基準電壓 U Ud=U=Uav,兩個電壓基準電壓分別是U Ud2=0.4kV=0.4kV。各元件標幺值為：100系

13、統(tǒng) S Sx1= 0.53-123-12 試求圖 3-183-18 所示供電系統(tǒng)中 K Ki和 K K2點分別發(fā)生三相短路時的短路電流、 流和短路容量？解：取基準容量S Sd=100MVA=100MVA，基準電壓 U Ud=U=Uav，兩個電壓基準電壓分別是U Ud2=6.3kV=6.3kV。各元件標幺值為：沖擊短路電U Ud1=37kV=37kV，*S100線路 1WL1WLX1nXohd0.4 182=0.526Ud237變壓器TX；墻L詈嚅畀26（1 1）K K1點三相短路時X。=X*=0.526IdSd：-100kA=1.56kA、3Ud3 371K1 =1.901XK10.5261K

14、1= ldlK1=1.56 1.901kA =2.966kAish.K1=2.551心=2.55 x2.966kA = 7.563kASdMVA =190.11 MVAXK10.526(2)K K2點三相短路時XK2Id= XK1X2=0.526 2.6 = 3.126Sd3Ud3 6.3100=9.164kAIK2XK2A32IK2沖擊短路U Ud1=10.5kV=10.5kV，最新資料推薦73-143-14 試求圖 3 3 2020 所示無限大容量系統(tǒng)中K K 點發(fā)生三相短路電流，沖擊短路電流和短路容量，以及變壓器 2T2T 一次流過的短路電流. .各元件參數如下：變壓器 1T1T : S

15、N=31.5MVA，UK%=10.5，10.5/121kV10.5/121kV ；變壓器 2T2T，3T3T： SN=15MVA，UK%=10.5，110/6.6kV110/6.6kV ; 線路 1WL1WL, 2WL2WL : L=100kmL=100km , X X=0.4=0.4Q/km/km電抗器 L L : U UNL=6kV=6kV , I INL=1.5kA=1.5kA , XNL%=8。解：（1 1）由圖所示的短路電流計算系統(tǒng)圖畫出短路電流計算等校電路圖，如圖所示. .由斷路器斷流容量估算系統(tǒng)電抗，用X X 表示. .線路 WLWLX2= X0l1寶=0.35 2.5100=0

16、.875u；io2變壓器 1T,2T1T,2Tx；=x；=UL魚二便$0=4.5100 SN100 1(1)K(1)Ki點三相短路XQ=X*X；=1.375Sd100Id：-=kA=5.5kA、3Ud、3 10.5*1 1IK1*0.727XK11.375IK1=1。=5.5 0.727kA =4kAish.K1=2.551K1=2.55 x4kA=10.2kASd100SK1dMVA =72.72 MVA(2)(2) K K2點三相短路X；2=x*X*/X*=3.625K 134j 二=00一kA =144.34烘一3Ud.3 0.4*1 1IK2*0.276XK23.625lK2= ldl

17、；2=144.34 0.276kA =39.818kAish.K2=1.841K2=1.84疋39.818kA = 73.265kASK2Sd*XK21003.625MVA =27.586MVA最新資料推薦8rrrrA91,827(2)(2)取基準容量 S Sd=100MVA=100MVA，基準電壓 UD=UAV，基準電壓是 U Udi=121kV=121kV , U Ud2=6.6kV=6.6kV ,U Ud3=6.6kV=6.6kV，則各元件電抗標幺值為變壓器 1T1T :Xi hUk%/100Sd/& i；h10.5/100100/31.51=0.333線路 W1W1，W2W2 :X2

18、*=XL1Sd/u2=91.827變壓器 2T2T 3T3T :X4=X5二Uk%LSd/100Sn= 0.7電抗器；X6Xl%UlnSd2= 0.424100M732llnu2當 K K 點發(fā)生三相短路時：一短路回路總阻抗標幺值Xk*X2X4X6/ X3X51=0.333 91.827 0.7 0.424 / 91.827 0.7=0.355二K K 點所在電壓基準電流Id二Sd/1.732Ud=8.748三K K 短路電流各值為Ik=1/ X；=1/0.355 =2.817lk=ldlk=8.748 2.817 =24.64kAI品Ik胡.84 24.64 =45.34kASk=Sd/X；=100 2.817 =281.7MVA(2)(2)變壓器 2T2T 一次流過的短路電流為：lk2=ldLIk2=8.748 2.817 =24.64kAjrrrirm1/0,7mmjnmn1/Q.333最新資料推薦93.153.15 試求圖 3-213-21 所示系統(tǒng)中 K K 點發(fā)生三相短路時的短路電流，沖擊電流和短路容量. .已知線路單位長度電抗 X.=0.4X.=0.4Q/km/km，其余參數見圖所示. .解：取基準容量 0=1OOMVA0=1OOMVA，基準電壓分別為 U Ud2=U=Ud7=121kV=121kV , U Ud3=115.5kV=115.5k