電力工程基礎(chǔ)第4章學(xué)習(xí)習(xí)題答案

1、電力工程基礎(chǔ)第4章學(xué)習(xí)習(xí)題答案電力工程基礎(chǔ)第4章學(xué)習(xí)習(xí)題答案電力工程基礎(chǔ)第4章學(xué)習(xí)習(xí)題答案第四章4-1什么叫短路短路的種類有哪幾種短路對(duì)電力系統(tǒng)有哪些危害答：短路是指電力系統(tǒng)正常狀況之外的全部相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的狀況。短路的種類有三相短路、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)施發(fā)熱急劇增添，短路連續(xù)時(shí)間較長時(shí)，可使設(shè)施因過熱而破壞甚至燒毀；短路電流的力效應(yīng)可惹起設(shè)施機(jī)械變形、歪曲甚至破壞；短路時(shí)因系統(tǒng)電壓大幅度降落，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)施破壞；短路情況嚴(yán)重時(shí)能夠致并列運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電廠失掉同步，破壞系統(tǒng)的堅(jiān)固性

2、；不對(duì)稱短路電流所產(chǎn)生的不均衡磁場會(huì)對(duì)周邊的平行線路產(chǎn)生電磁攪亂，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)幺值是怎樣計(jì)算的答：某一物理量的標(biāo)幺值，等于它的實(shí)質(zhì)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Sd=100MVA，基準(zhǔn)電壓用各級(jí)線路的均勻額定電壓，即UdUav，則基準(zhǔn)電流IdSd3Ud，基準(zhǔn)電抗XdUd2Sd。4-3什么叫無量大容量系統(tǒng)它有什么特點(diǎn)答：無量容量系統(tǒng)亦稱無量大功率電源，是指系統(tǒng)的容量為無量大，內(nèi)阻抗為零。它是一個(gè)相對(duì)見解，真實(shí)的無量大功率電源是不存在的。特點(diǎn)：在電源外面發(fā)生短路時(shí)，電源母線上的電壓基本不變，即以為它是一個(gè)恒壓源。當(dāng)電源內(nèi)

3、阻抗不超很短路回路總阻抗的5%10%時(shí)，就能夠以為該電源是無量大功率電源。4-4什么叫短路沖擊電流ish、短路次暫態(tài)電流I和短路穩(wěn)態(tài)電流I在無量大容量系統(tǒng)中，它們與短路電流周期重量有效值有什么關(guān)系答：短路沖擊電流ish是指在最嚴(yán)重短路狀況下三相短路電流的最大瞬市價(jià)；短路次暫態(tài)電流I是指短路剎時(shí)（t0s）時(shí)三相短路電流周期重量的有效值；短路穩(wěn)態(tài)電流重量衰減完后的短路全電流。在無量大容量系統(tǒng)中，有ish2KshIp和II是指短路電流非周期IIp。4-5怎樣計(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要素相關(guān)答：發(fā)電機(jī)的正序電抗包含穩(wěn)態(tài)時(shí)的同步電抗Xd、Xq，暫態(tài)過程中的Xd、Xq

4、和Xd、Xq。負(fù)序電抗與故障種類相關(guān)，零序電抗和電機(jī)構(gòu)造相關(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斷念構(gòu)造及三相繞組的接線方式等要素相關(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。4-6什么叫復(fù)合序網(wǎng)各樣簡單不對(duì)稱短路的復(fù)合序網(wǎng)是什么答：所謂復(fù)合序網(wǎng)，是指依據(jù)界限條件所確立的短路點(diǎn)各序量之間的關(guān)系，由各序網(wǎng)絡(luò)相互連接起來所組成的網(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何謂正序等效定章怎樣應(yīng)用它

5、來計(jì)算各樣不對(duì)稱短路答：在簡單不對(duì)稱短路的狀況下，短路點(diǎn)的正序電流與在短路點(diǎn)每一相中接入附帶電抗X(n)而發(fā)生三相短路的電流相等，即Ia1(n)Ea1，這就是正序等效定章。X1X(n)各樣不對(duì)稱故障時(shí)短路電流的絕對(duì)值Ik(n)為：Ik(n)m(n)Ia(1n)附帶電抗X(n)和比率系數(shù)m(n)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)熱的設(shè)想時(shí)間是什么意思怎樣計(jì)算答：短路電流經(jīng)過電氣設(shè)施和導(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)；短路電流經(jīng)過電氣設(shè)施和導(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)。設(shè)想時(shí)間tima是指用穩(wěn)態(tài)短路電流I來取代實(shí)質(zhì)短路電流I

6、kt，在該時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與實(shí)質(zhì)短路電流Ikt在短路時(shí)間tk內(nèi)產(chǎn)生的熱量Qk相等。設(shè)想時(shí)間包含周期重量設(shè)想時(shí)間tima.p和非周期重量設(shè)想時(shí)間兩部分，即tima.nptimatimaptimanp。4-9某工廠變電所裝有兩臺(tái)并列運(yùn)轉(zhuǎn)的S9-800（Y,yn0接線）型變壓器，其電源由地域變電站經(jīng)過一條8km的10kV架空線路供應(yīng)。已知地域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Ik、ish、Ish及三相短路容量Sk。解：（1）取Sd100MVA，Ud110.5kV，Ud20.4kV，則Sd100kASd100144.3kAId

7、15.5kA，Id2kA3Ud1310.53Ud230.4（2）計(jì)算各元件電抗標(biāo)幺值系統(tǒng)*Sd1000.2XSSoc500線路*Sd1002.9XWLx1lUav20.4810.52變壓器*Uk%Sd4.51005.625XT100SN1000.8（3）k1點(diǎn)短路：X*1XS*XWL*0.22.93.1Ik1Id15.51.77kAX*kA13.1ish2.55IIsh1.51I1k12.551.77kA4.51kA1.511.77kA2.67kASd100MVA32.26MVASk*X13.12*XT*5.6255.9125點(diǎn)短路：X2XSXWL0.22.9（4）k22Ik2Id2144.3

8、kA24.4kAX*25.9125ish1.84Ik21.8424.4kA44.9kAIsh1.09Ik21.0924.4kA26.6kASk2Sd100MVA16.9MVAX*5.912524-10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Sd100MVA，UdUav，則各元件電抗標(biāo)幺值為線路*Sd1000.151XWLx1lUav20.4501152變壓器*Uk%Sd10.51000.525XT100SN10020XL%SdUNL241002電抗器*6XLUd21.164100SNL100360.36.3X*XT*0.15

9、10.5251.1641.5775XWL2XL2IkSd11001kA5.81kA3UdX*36.31.57754-11在圖4-31所示電力系統(tǒng)中，全部發(fā)電機(jī)均為汽輪發(fā)電機(jī)。各元件的參數(shù)以下：發(fā)電機(jī)G1、G2容量均為，Xd0.13，發(fā)電機(jī)G3容量為50MVAXd0.125；變壓器T1T2每臺(tái)容量為，、Uk%10.5，變壓器T3容量為50MVA，Uk%10.5；線路WL的長度為50km，單位長度電抗為/km，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和時(shí)的短路電流。解：（1）作等效電路取Sd100MVA，UdUav，則各元件電抗標(biāo)幺值為發(fā)電機(jī)G1、G2X1*X2*0

10、.131000.41631.25變壓器T1、T2X3*X4*0.1051000.33310031.5發(fā)電機(jī)G3X5*0.1250.2550變壓器T3X6*0.1051000.2150線路WLX7*0.4501000.1511152作等值電路以以下列圖所示。（2）化簡網(wǎng)絡(luò)，求各電源到短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗X8*X*1X3*0.4160.3330.749X9*X5*X6*X7*0.250.210.1510.611將X4*、X8*、X9*作變換得：X10*0.3330.7490.3330.7491.490.611X11*0.3330.6110.3330.6111.2160.749所以，各發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)

11、移電抗分別為G1支路X1*kX10*1.49G2支路X2*kX2*0.416G3支路X3*kX11*1.216（3）求各電源的計(jì)算電抗Xc*11.4931.250.466100Xc*20.41631.250.13100Xc*31.216500.608100（4）查計(jì)算曲線數(shù)字表，并用差值法求短路電流周期重量標(biāo)幺值對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G1，Xc*10.467，查附錄表B-1可得當(dāng)Xc*0.46時(shí)I0*2.302，I0*.21.95當(dāng)Xc*0.48時(shí)I0*2.203，I0*.21.879所以，當(dāng)Xc*10.467時(shí)，t0s和t0.2s時(shí)的短路電流電流周期重量標(biāo)幺值分別為I0*2.2032.3022.203

12、0.480.4662.270.480.46I0*.21.8791.951.8790.480.4661.930.480.46同理，對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G2，Xc*20.13，查附錄表B-1可得t0s和t0.2s時(shí)的短路電流電流周期重量標(biāo)幺值分別為I0*7.7188.9637.7180.140.138.340.140.12I0*.24.8785.224.8780.140.135.050.140.12對(duì)汽輪發(fā)電機(jī)G3，Xc*30.608，查附錄表B-1可得t0s和t0.2s時(shí)的短路電流電流周期重量標(biāo)幺值分別為I0*1.611.7481.610.650.6081.7260.650.6I0*.21.4311.5391.4310.650.6081.5220.650.65）計(jì)算短路電流出名值歸算到短路點(diǎn)的各電源的額定電流為G1、G2支路IG3支路INN31.25kA1.72kA310.5503kA2.75kA10.5所以，t0s和t0.2s時(shí)的短路電流電流周期重量出名值分別為I01.722.27kA1.728.34kA2.751.726kA23kAI0.21.721.93