電力工程基礎(chǔ) 習(xí)題答案

1、第四章4-1 什么叫短路？短路的類(lèi)型有哪幾種？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、扭曲甚至損壞；短路時(shí)因系統(tǒng)電壓大幅度下降，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)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性；不對(duì)稱(chēng)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。

2、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=100MVA，基準(zhǔn)電壓用各級(jí)線路的平均額定電壓，即，則基準(zhǔn)電流，基準(zhǔn)電抗。4-3 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(chēng)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、短路次暫態(tài)

3、電流和短路穩(wěn)態(tài)電流？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)電流是指短路瞬間（s）時(shí)三相短路電流周期分量的有效值；短路穩(wěn)態(tài)電流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，有和。4-5 如何計(jì)算電力系統(tǒng)各元件的正序、負(fù)序和零序電抗？變壓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)時(shí)的同步電抗、，暫態(tài)過(guò)程中的、和、。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4-2；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

4、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。4-6 什么叫復(fù)合序網(wǎng)？各種簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)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，由各序網(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)是由正序網(wǎng)、負(fù)序網(wǎng)和零序網(wǎng)串聯(lián)而成的；兩相短路的復(fù)合序網(wǎng)是由正序網(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)是由正序網(wǎng)、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(chēng)短路？答：在簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)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，這就是正序等效定則。各種不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)

5、短路電流的絕對(duì)值為： 附加電抗和比例系數(shù)可查教材表4-4。4-8 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(chēng)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(chēng)為短路電流的熱效應(yīng)。假想時(shí)間是指用穩(wěn)態(tài)短路電流來(lái)代替實(shí)際短路電流，在該時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與實(shí)際短路電流在短路時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等。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。4-9 某工廠變電所裝有兩臺(tái)并列運(yùn)行的S9-800（Y,yn0接線）型變壓器，其電源由地區(qū)變電站通過(guò)一條8km的10kV架空線路供

6、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高壓側(cè)和380V低壓側(cè)的三相短路電流、及三相短路容量。解：（1）取MVA， kV，kV，則，（2）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值系統(tǒng) 線路 變壓器 （3）k1點(diǎn)短路： （4）k2點(diǎn)短路： 4-10 如圖4-30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MVA，則各元件電抗標(biāo)幺值為線路 變壓器 電抗器 4-11 在圖4-31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)G1、G2容量均為31.25MVA，發(fā)電機(jī)G3容量為50MVA，；變壓器T1、

7、T2每臺(tái)容量為31.5MVA，變壓器T3容量為50MVA，；線路WL的長(zhǎng)度為50km，單位長(zhǎng)度電抗為0.4，電壓為110kV級(jí)，試用運(yùn)算曲線法計(jì)算10kV電壓級(jí)的k點(diǎn)發(fā)生短路時(shí)0s 和0.2s時(shí)的短路電流。解：（1）作等效電路 取MVA，則各元件電抗標(biāo)幺值為發(fā)電機(jī)G1、G2 變壓器T1、T2 發(fā)電機(jī)G3 變壓器T3 線路WL 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)移電抗將、作變換得：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 G2支路 G3支路 （3）求各電源的計(jì)算電抗（4）查計(jì)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)G1，查附錄表B-1可得當(dāng)時(shí) ， 當(dāng)時(shí) ， 因此，當(dāng)時(shí)，s和s時(shí)的短路電流電流周期分量標(biāo)幺值分別為同理，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G2，查附錄表B-1可得s和s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，查附錄表B-1可得s和s時(shí)的短路電流電流