电力工程基础第4章学习习题答案

1、电力工程基础第4章学习习题答案电力工程基础第4章学习习题答案电力工程基础第4章学习习题答案第四章4-1什么叫短路短路的种类有哪几种短路对电力系统有哪些危害答：短路是指电力系统正常状况之外的全部相与相之间或相与地之间发生通路的状况。短路的种类有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。短路对电力系统的危害有：短路电流所产生的热效应使设施发热急剧增添，短路连续时间较长时，可使设施因过热而破坏甚至烧毁；短路电流的力效应可惹起设施机械变形、歪曲甚至破坏；短路时因系统电压大幅度降落，将会严重影响用户的正常工作，造成产品报废甚至设施破坏；短路情况严重时能够致并列运转的发电厂失掉同步，破坏系统的坚固性

2、；不对称短路电流所产生的不均衡磁场会对周边的平行线路产生电磁搅乱，影响其正常工作。4-2什么叫标幺值在短路电流计算中，各物理量的标幺值是怎样计算的答：某一物理量的标幺值，等于它的实质值与所选定的基准值的比值。在短路电流计算中，常取基准容量Sd=100MVA，基准电压用各级线路的均匀额定电压，即UdUav，则基准电流IdSd3Ud，基准电抗XdUd2Sd。4-3什么叫无量大容量系统它有什么特点答：无量容量系统亦称无量大功率电源，是指系统的容量为无量大，内阻抗为零。它是一个相对见解，真实的无量大功率电源是不存在的。特点：在电源外面发生短路时，电源母线上的电压基本不变，即以为它是一个恒压源。当电源内

3、阻抗不超很短路回路总阻抗的5%10%时，就能够以为该电源是无量大功率电源。4-4什么叫短路冲击电流ish、短路次暂态电流I和短路稳态电流I在无量大容量系统中，它们与短路电流周期重量有效值有什么关系答：短路冲击电流ish是指在最严重短路状况下三相短路电流的最大瞬市价；短路次暂态电流I是指短路刹时（t0s）时三相短路电流周期重量的有效值；短路稳态电流重量衰减完后的短路全电流。在无量大容量系统中，有ish2KshIp和II是指短路电流非周期IIp。4-5怎样计算电力系统各元件的正序、负序和零序电抗变压器的零序电抗与哪些要素相关答：发电机的正序电抗包含稳态时的同步电抗Xd、Xq，暂态过程中的Xd、Xq

4、和Xd、Xq。负序电抗与故障种类相关，零序电抗和电机构造相关，查教材表4-2；变压器的负序电抗与正序电抗相等，零序电抗与变压器的断念构造及三相绕组的接线方式等要素相关；线路的负序电抗和正序电抗相等，零序电抗却与正序电抗相差较大，查教材表4-3。4-6什么叫复合序网各样简单不对称短路的复合序网是什么答：所谓复合序网，是指依据界限条件所确立的短路点各序量之间的关系，由各序网络相互连接起来所组成的网络。单相接地短路的复合序网是由正序网、负序网和零序网串联而成的；两相短路的复合序网是由正序网和负序网并联而成的；两相接地短路的复合序网是由正序网、负序网和零序网并联而成的。4-7何谓正序等效定章怎样应用它

5、来计算各样不对称短路答：在简单不对称短路的状况下，短路点的正序电流与在短路点每一相中接入附带电抗X(n)而发生三相短路的电流相等，即Ia1(n)Ea1，这就是正序等效定章。X1X(n)各样不对称故障时短路电流的绝对值Ik(n)为：Ik(n)m(n)Ia(1n)附带电抗X(n)和比率系数m(n)可查教材表4-4。4-8什么叫短路电流的力效应什么叫短路电流的热效应短路发热的设想时间是什么意思怎样计算答：短路电流经过电气设施和导体时，会产生很大的电动力，称为短路电流的力效应；短路电流经过电气设施和导体时，会产生很高的温度，称为短路电流的热效应。设想时间tima是指用稳态短路电流I来取代实质短路电流I

6、kt，在该时间内产生的热量与实质短路电流Ikt在短路时间tk内产生的热量Qk相等。设想时间包含周期重量设想时间tima.p和非周期重量设想时间两部分，即tima.nptimatimaptimanp。4-9某工厂变电所装有两台并列运转的S9-800（Y,yn0接线）型变压器，其电源由地域变电站经过一条8km的10kV架空线路供应。已知地域变电站出口断路器的断流容量为500MVA，试用标幺制法求该厂变电所10kV高压侧和380V低压侧的三相短路电流Ik、ish、Ish及三相短路容量Sk。解：（1）取Sd100MVA，Ud110.5kV，Ud20.4kV，则Sd100kASd100144.3kAId

7、15.5kA，Id2kA3Ud1310.53Ud230.4（2）计算各元件电抗标幺值系统*Sd1000.2XSSoc500线路*Sd1002.9XWLx1lUav20.4810.52变压器*Uk%Sd4.51005.625XT100SN1000.8（3）k1点短路：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点短路：X2XSXWL0.22.9（4）k22Ik2Id2144.3

8、kA24.4kAX*25.9125ish1.84Ik21.8424.4kA44.9kAIsh1.09Ik21.0924.4kA26.6kASk2Sd100MVA16.9MVAX*5.912524-10如图4-30所示网络，各元件的参数已标于图中，试用标幺值法计算k点发生三相短路时短路点的短路电流。解：（1）取Sd100MVA，UdUav，则各元件电抗标幺值为线路*Sd1000.151XWLx1lUav20.4501152变压器*Uk%Sd10.51000.525XT100SN10020XL%SdUNL241002电抗器*6XLUd21.164100SNL100360.36.3X*XT*0.15

9、10.5251.1641.5775XWL2XL2IkSd11001kA5.81kA3UdX*36.31.57754-11在图4-31所示电力系统中，全部发电机均为汽轮发电机。各元件的参数以下：发电机G1、G2容量均为，Xd0.13，发电机G3容量为50MVAXd0.125；变压器T1T2每台容量为，、Uk%10.5，变压器T3容量为50MVA，Uk%10.5；线路WL的长度为50km，单位长度电抗为/km，电压为110kV级，试用运算曲线法计算10kV电压级的k点发生短路时0s和时的短路电流。解：（1）作等效电路取Sd100MVA，UdUav，则各元件电抗标幺值为发电机G1、G2X1*X2*0

10、.131000.41631.25变压器T1、T2X3*X4*0.1051000.33310031.5发电机G3X5*0.1250.2550变压器T3X6*0.1051000.2150线路WLX7*0.4501000.1511152作等值电路以以下列图所示。（2）化简网络，求各电源到短路点的转移电抗X8*X*1X3*0.4160.3330.749X9*X5*X6*X7*0.250.210.1510.611将X4*、X8*、X9*作变换得：X10*0.3330.7490.3330.7491.490.611X11*0.3330.6110.3330.6111.2160.749所以，各发电机对短路点的转

11、移电抗分别为G1支路X1*kX10*1.49G2支路X2*kX2*0.416G3支路X3*kX11*1.216（3）求各电源的计算电抗Xc*11.4931.250.466100Xc*20.41631.250.13100Xc*31.216500.608100（4）查计算曲线数字表，并用差值法求短路电流周期重量标幺值对汽轮发电机G1，Xc*10.467，查附录表B-1可得当Xc*0.46时I0*2.302，I0*.21.95当Xc*0.48时I0*2.203，I0*.21.879所以，当Xc*10.467时，t0s和t0.2s时的短路电流电流周期重量标幺值分别为I0*2.2032.3022.203

12、0.480.4662.270.480.46I0*.21.8791.951.8790.480.4661.930.480.46同理，对汽轮发电机G2，Xc*20.13，查附录表B-1可得t0s和t0.2s时的短路电流电流周期重量标幺值分别为I0*7.7188.9637.7180.140.138.340.140.12I0*.24.8785.224.8780.140.135.050.140.12对汽轮发电机G3，Xc*30.608，查附录表B-1可得t0s和t0.2s时的短路电流电流周期重量标幺值分别为I0*1.611.7481.610.650.6081.7260.650.6I0*.21.4311.5391.4310.650.6081.5220.650.65）计算短路电流出名值归算到短路点的各电源的额定电流为G1、G2支路IG3支路INN31.25kA1.72kA310.5503kA2.75kA10.5所以，t0s和t0.2s时的短路电流电流周期重量出名值分别为I01.722.27kA1.728.34kA2.751.726kA23kAI0.21.721.93