电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.5短路电流计算

电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.5短路电流计算[单选题]1.在短路电流计算中，为简化分析通常会做假定，下列不符合假定的是()。[2018年真题]A.不考虑磁路饱（江南博哥）和，认为短路回路各元件的电抗为常数B.不考虑发电机间的摇摆现象，认为所有发电机电势的相位都相同C.不考虑发电机转子的对称性D.不考虑线路对地电容、变压器的励磁支路和高压电网中的电阻，认为等值电路中只有各元件的电抗正确答案：C参考解析：A项，《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T5222—2005）附录F第F.1-4条规定，电气系统中各元件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。BC两项，《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T5222—2005）附录F第F.1-3条规定，系统中的同步和异步电动机均为理想电动机，不考虑电机磁饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响；转子结构完全对称；定子三相绕组结构完全相同，空间位置相差120°电气角度。D项，《导体和电器选择设计技术规定》（DL/T5222—2005）附录F第F.1-9和F.1-11条规定，除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计。输电线路的电容略去不计。[单选题]2.远端短路时，变压器35/10.5（6.3）kV，容量1000kVA，阻抗电压6.5%，高压侧短路容量为30MVA，其低压侧三相短路容量是()。[2018年真题]A.30MVAB.1000kVAC.20.5MVAD.10.17MVA正确答案：D参考解析：基准容量SB＝100MVA，系统电抗标幺值为X*s＝SB/SS＝3.33。变压器电抗标幺值为：X*T＝uk%/100×SB/SN＝6.5/100×100/1＝6.5。式中，uk为阻抗电压。则变压器低压侧三相短路时总电抗标幺值为：X*∑＝X*s＋X*T＝3.33＋6.5＝9.83低压侧三相短路容量为：S″＝SB/X*∑＝100/9.83＝10.17MVA[单选题]3.TN接地系统低压网络的相线零序阻抗为10Ω，保护线PE的零序阻抗为5Ω，TN接地系统低压网络的零序阻抗为()。[2018年真题]A.15ΩB.5ΩC.20ΩD.25Ω正确答案：D参考解析：TN系统中零序阻抗为相线零序阻抗与3倍的PE线的零序阻抗之和，即：X0＝10＋3×5＝25Ω。[单选题]4.短路电流最大可能的瞬时值称为()。[2017年真题]A.短路冲击电流B.暂态电流C.稳态电流D.最大有效值电流正确答案：A参考解析：短路电流在最恶劣短路情况下的最大瞬时值，称为短路冲击电流。短路全电流的最大有效值，称为最大有效值电流。[单选题]5.与无架空地线的单回输电线路相比，架设平行双回路和架空地线后，其等值的每回输电线路零序阻抗X（0）的变化是()。[2017年真题]A.双回架设使X（0）升高，架空地线使X（0）降低B.双回架设使X（0）降低，架空地线使X（0）升高C.双回架设使X（0）升高，架空地线不影响X（0）D.双回架设不影响X（0），架空地线使X（0）降低正确答案：A参考解析：由于输电线路是静止元件，其正、负序阻抗及等值电路是相同的。输电线的零序电抗与很多因素有关，包括平行线的回路数、有无架空地线及地线的导电性能等。三相线路中同方向的零序电流互感很大，而双回路间比单回路间的零序互感又进一步增大。因为地线具有耦合作用，所以架设地线后将使得架空输电导线的零序阻抗有所降低。各类输电线路的正负、零序单位长度电抗值如表4-5-1所示。表4-5-1各类输电线路的正负序、零序单位长度电抗值[单选题]6.图4-5-1中的参数为基值SB＝100MVA，UB＝Uav的标幺值，当线路中点发生BC两相接地短路时，短路点的正序电流I（1）标幺值和A相电压的有效值为()。[2017年真题]图4-5-1A.1.0256，265.4kVB.1.0256，153.2kVC.1.1458，241.5kVD.1.1458，89.95kV正确答案：B参考解析：线路中点发生BC两相接地短路，因为10.5kV侧不带负荷，则正、负序网络如图4-5-2所示。图4-5-2图4-5-3正负及负序阻抗为：X∑（1）＝X∑（2）＝（0.2＋0.1＋0.3）＝0.6。在变压器三角形一侧，零序电流并不能流通，所以可得到如图4-5-3所示的零序网络。零序阻抗为：X∑（0）＝0.1＋0.9＝1.0。由BC两相接地短路的复合序网可知，A相正序电流为：因为三相正序分量相位互差120°且大小相等，所以正序分量的相序与正常对称运行状态下的相序相同。在短路点，正序电流应等于，显然，与实为长度相同，方向相反，则其标幺值应为I（1）＝j1.0256。短路点A相电压标幺值为：短路点A相电压有效值为：[单选题]7.已知图4-5-4系统变压器星形端发生BC两相短路时的短路电流为If，则三角形端的三相线电流为()。[2016年、2013年真题]图4-5-4A.，，B.，，C.，，D.，，正确答案：B参考解析：设、、为星形侧各相电流，、、为三角形侧各相电流，如图4-5-5所示。图4-5-5图4-5-5两相短路时，不存在零序分量，正序分量与负序分量大小相等、方向相反，大小等于正序电流的倍。则：①短路电流中的正序分量与负序分量为：②三角形侧母线上的各序电流分量分别为：则a、b、c三相电流分别为：[单选题]8.系统发生三相短路后，其短路点冲击电流和最大有效值电流计算公式为()。[2011年真题]A.KMIfmʺ和B.KMIʺ和C.和KMIfmʺD.和KMIʺ正确答案：A参考解析：短路全电流峰值（冲击电流）出现在短路发生后的半个周期0.01s内瞬间，公式为：。短路全电流最大有效值IP为：。式中，Kp为短路电流峰值系数，；为三相次暂态短路电流。[单选题]9.已知某电力系统如图4-5-6所示，各线路电抗约为0.4Ω/km，长度标在图中，取SB＝250MVA，如果厂处发生三相短路时，其短路电流周期分量起始值及冲击电流分别为()。[2011年真题]图4-5-6A.0.29，2.395B.2.7，6.82C.0.21，2.395D.2.1，6.82正确答案：B参考解析：各元件标幺值计算如下：系统x*S1＝xSSB/SS1＝1.2×250/1000＝0.3；发电机x*G2＝xdʺSB/SG＝0.12×250/250＝0.12；变压器Tx*T＝Uk1%/100×SB/ST＝10.5/100×250/250＝0.105；线路1x*L1＝xL1SB/U2B＝50×0.4×250/1152＝0.378；线路2x*L2＝xL2SB/U2B＝20×0.4×250/1152＝0.151；线路3x<sub>*L3＝xL3ub>SB/U2B＝30×0.4×250/1152＝0.227。等值电路如图4-5-7所示，计算电抗为：x*Σ＝[（0.3＋0.378）//（0.151＋0.105＋0.12）]＋0.227＝0.469。三相短路电流有效值为：及冲击电流ich＝2.55×2.676＝6.824kA。图4-5-7[单选题]10.系统如图4-5-8所示，系统中各元件在统一基准功率下的标幺值阻抗：G：x″d＝x（2）＝0.03，x（0）＝0.15，E＝1.12；T：xT＝0.06，Y/Δ—11接法，中性点接地阻抗xp＝0.04/3，当图示f点发生A相接地短路时，短路处A相短路电流和电路点处系统的等值零序电抗分别为()。[2011年真题]图4-5-8A.12，0.1B.4，0.1C.0.09，4D.12，0.04正确答案：A参考解析：正（负）序网络图如图4-5-9（a）所示。则正、负序网络等值电抗为：xΣ（1）＝xΣ（2）＝0.03＋0.06＝0.09。零序电流仅在变压器中流通，零序序网如图4-5-9（b）所示。则零序网络等值电抗为：x*Σ（0）＝0.06＋3×0.04/3＝0.1。因此，短路电流标幺值为：图4-5-9[单选题]11.系统如图4-5-10所示，各元件的标幺值电抗为：发电机G：xd″＝xd″＝0.21，XPG＝0.12；线路L：XL1（0）＝XL2（0）＝0.28；变压器T1、T2：XT1（0）＝XT2（0）＝0.15，XP1＝XP2＝0.27。当f处发生不对称短路故障时，其零序电抗为()。[2010年真题]图4-5-10A.0.194B.0.148C.0.155D.0.181正确答案：C参考解析：零序网络如图4-5-11所示。则零序电抗为：XΣ（0）＝（0.03＋0.125）//（0.14＋0.15＋0.81）＝0.18//1.1＝0.155。图4-5-11[单选题]12.系统接线如图4-5-12所示，图中参数均为归算到统一基准值下（SB＝50MVA）的标幺值，系统在f点发生A相接地，短路处短路电流为（变压器联结组Yd11）()。[2010年真题]图4-5-12A.0.214kAB.0.316kAC.0.412kAD.0.238kA正确答案：D参考解析：正序与负序网络包含所有元件，如图4-5-13（a）所示。由于零序电流在发电机中不流通，正序电抗与负序电抗相等，即：X*Σ（1）＝X*Σ（2）＝0.289＋0.21＋0.182＝0.681。零序网络如图4-5-13（b）所示。则零序电抗为：X*Σ（0）＝0.21＋3×0.348＋3×0.182＝1.8。单相短路电流标幺值为：单相短路电流有名值为：图4-5-13[单选题]13.电力系统短路计算中，短路冲击电流的定义为()。[2010年真题]A.短路电流的最大有效值B.短路电流直流分量最大值C.短路电流周期分量起始值D.短路电流最大瞬时值正确答案：D参考解析：短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流，记为ish。它出现在短路后0.01s的时刻，其计算公式为：式中，Ksh为冲击系数；T为短路回路的时间常数，单位为s；Ifm为三相短路电流周期分量幅值，单位为A；If为三相短路电流周期分量有效值，单位为A。由Ksh＝（1＋e－0.01/T），则1≤Ksh≤2。工程上对Kshub>的取值通常分为两种情况：①对于L较大的中、高压系统，取Ksh＝1.8；②对于R较大的低压系统，取Ksh＝1.3。[单选题]14.网络接线如图4-5-14所示，元件参数标于图中，系统S的短路容量为1200MVA，取SB＝60MVA，当图示f点发生三相短路时，短路点的总电抗标幺值和短路电流有名值分别为()。[2010年真题]图4-5-14A.0.231，7.953B.0.169，5.499C.0.147，6.369D.0.097，9.677正确答案：B参考解析：设基准容量为：SB＝60MVA，基准电压为：Uj＝1.05×330＝345kV，则各元件标幺值如下，发电机：X*G＝Xd″SB/SG＝0.12×60/60＝0.12。负荷：X*P＝SB/SL＝60/1200＝0.05。线路：X*L＝XLSB/UB2＝1/2×100×0.4×6/2302＝0.0227。Uk1%＝Uk2%＝（20＋10－10）/2＝10，Uk3%＝（10＋10－20）/2＝0。变压器T1、T2、T3：X*T1＝X*T2＝（Uk1sub>%/100）×（SB/ST）＝（10/100）×（60/60）＝0.1，X*T3＝（Uk1%/100）×（SB/ST）＝（0/100）×（60/60）＝0。根据网络接线，系统的等值电路如图4-5-15所示。根据电路可知，短路点总电抗标幺值为：X*Σ＝（0.12//（0.1＋0.0227＋0.05））＋0.1＝0.17。则三相短路电流有效值为：图4-5-15[单选题]15.同步发电机突然发生三相短路后励磁绕组中的电流分量有()。[2016年真题]A.直流分量，周期交流B.倍频分量、直流分量C.直流分量、基波交流分量D.周期分量、倍频分量正确答案：C参考解析：励磁绕组电流包含三个分量：①外电源供给的恒定电流If0；②瞬变电流的直流分量ifz；③交流分量ifj。考虑到衰减的情况和励磁绕组电流波形如图4-5-16所示。其中，恒定电流Ifo（曲线1）不会衰减；直流分量ifz以时间常数Td'衰减；而交流分量ifj以时间常数Ta'衰减。图4-5-16中，ifz是以曲线1作为零值线来画的（曲线2）；ifj是以曲线2作为零值线来画的（曲线3），且要先以曲线2作为中心线画出其衰减的包络线（曲线4）来。因此，最后总的励磁电流if，即为以横坐标为零值线所表示的曲线3所示。图4-5-16[单选题]16.同步发电机突然发生三相短路后定子绕组中的电流分量有()。[2014年真题]A.基波周期交流、直流，倍频分量B.基波周期交流、直流分量C.基波周期交流、非周期分量D.非周期分量、倍频分量正确答案：A参考解析：无阻尼绕组同步发电机突然发生三相短路后，定子绕组中含有：①基波周期分量（含强制分量和自由分量）；②直流分量（自由分量）；③倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量）。而转子绕组中仅含有直流分量和基频分量。产生这些分量的主要原因：三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子绕组f中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）。同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。这些量均为自由分量，最后衰减为0。[单选题]17.发电机、变压器和负荷阻抗标幺值在图4-5-17中（SB＝100MVA），试计算图示网络中f点发生两相短路接地时，短路点A相电压和B相电流分别为()。[2016年真题]图4-5-17A.107.64kV，4.94kAB.107.64kV，8.57kAC.62.15kV，8.57kAD.68.68kV，5.48kA正确答案：D参考解析：B、C两相接地短路，根据复合序网，正、负序网络如图4-5-18所示。图4-5-18正、负序阻抗：X∑（1）＝X∑（2）＝（0.05＋0.05）//（0.95）＝0.09。由于变压器三角形侧零序电流不能流通，因此零序网络如图4-5-19所示。图4-5-19零序阻抗：X∑（0）＝（0.05＋0.05）＝0.1Ω。A相正序电流A相电压有效值B相电流，即为短路点电流（标幺值）为：因此，有效值为：选项中与68.68、5.48最接近的是62.15、4.94，因此本题选择D项。[单选题]18.一台额定功率为200MW的汽轮发电机，额定电压10.5kV，cosφN＝0.85，其有关电抗标幺值为，，（参数为以发电机额定容量为基准的标幺值），发电机在额定电压下空载运行时端部突然三相短路，Ik"为()。[2016年真题]A.107.6kAB.91.48kAC.76.1kAD.60.99kA正确答案：C参考解析：电流基准值为发电机额定电流：次暂态短路电流交流分量初始值：Ik"＝IB×1/xd"＝12.94×1/0.17＝76.1kA。[单选题]19.系统如图4-5-20所示，已知T1、T2额定容量100MVA，UK%＝10.5，系统S1的短路容量为1000MVA，系统S2的短路容量为800MVA。当f点发生三相短路时，短路点的短路容量（MVA）及短路电流（kA）为（取SB＝100MVA，线路电抗标幺值为x＝0.05）()。[2012年真题]图4-5-20A.859.0MVA，4.55kAB.844.9MVA，4.55kAC.859.0MVA，4.24kAD.847.5MVA，4.26kA正确答案：D参考解析：输电线路各参数元件计算如下：系统S1电抗标幺值为：X*S1＝SB/SS1＝100/1000＝0.1。系统S2电抗标幺值为：X*S2＝SB/SS2＝100/800＝0.125。变压器T1、T2电抗标幺值为：X*T1＝X*T2＝（Uk%/100）×SB/SrT＝（10.5/100）×（100/100）＝0.105。短路点等效总电抗为：X*Σ＝（0.1＋0.105）∥（0.125＋0.105＋0.05）＝0.118。短路电流有名值为：短路容量为：[单选题]20.系统发生三相短路后，其短路点冲击电流和最大有效值电流计算公式为()。[2012年真题]A.KMI″fm和B.KMI″和C.和KMI″fmD.和KMI″正确答案：A参考解析：短路全电流峰值（冲击电流）出现在短路发生后的半个周期内即0.01秒瞬间，计算公式为：。短路全电流最大有效值IP公式为：。式中，Kp为短路电流峰值系数，Kp＝1＋e－0.01/Tf；Tf为短路电流直流分量衰减时间常数，单位为s，当电网频率为50Hz时，Tfb>＝X<su<sup="">b>Σ/（314RΣ）；XΣ为短路电路总电抗，单位为Ω；RΣ为短路电路总电阻，单位为Ω。[单选题]21.系统如图4-5-21示，系统中各元件在统一基准功率下的标幺值电抗：G：x″d＝x（2）＝0.1，E″＝1；T1：Y/Δ-11，xT1＝0.1，中性点接地电抗xP＝0.01；T2：Y/Δ-11，xT2＝0.1，三角绕组中接入电抗xPY＝0.18，L：xl＝0.01，xi0＝3xl。当图示f点发生A相短路接地时，其零序网等值电抗及短路点电流标幺值分别为()。[2012年真题]图4-5-21A.0.0696，10.95B.0.0697，3.7C.0.0969，4D.0.0969，3.5正确答案：A参考解析：正（负）序网络如图4-5-22（a）所示。正、负序网络等值电抗为：XΣ（1）＝XΣ（2）＝（0.1＋0.1）∥（0.01＋0.1＋0.1）＝0.102。零序序网如图4-5-22（b）所示。零序网络等值电抗为：XΣ（0）＝（0.1＋0.03）∥（0.03＋0.1＋0.02）＝0.0696。短路电流标幺值为：图4-5-22[单选题]22.系统如图4-5-23所示，母线B发生两相接地短路时，短路点短路电流标幺值为（不计负荷影响）()。[2014年真题]图4-5-23各元件标幺值参数如下：G：xd＝0.3，xd＝1.0，x（2）＝xd*′，x（0）＝0.8。T1、T2相同：xT（1）＝xT（2）＝xT（0）＝0.1，xp＝0.1/3，Y/Δ－11。Ⅰ、Ⅱ回线路相同，每回x（1）＝x（2）＝0.6，x（0）＝2x（1）。A.3.39B.2.39C.5.47D.6.72正确答案：C参考解析：B点发生两相接地短路故障时，正序、负序、零序三序并联，分别求正负零序电路的短路电流标幺值。三序的总电抗值如下：xΣ1＝（xG（1）＋xT（1））//（x1（1）/2＋xT2（1））＝（0.3＋0.1）//（0.6/2＋0.1）＝0.2，xΣ2＝（xG（2）＋xT（2））//（x1（2）/2＋xT2（2））＝（0.3＋0.1）//（0.6/2＋0.1）＝0.2，xΣ0＝xT1（0）//（xl（0）/2＋xT2（0）＋3xp）＝0.1//（0.12/2＋0.1＋1.0）＝0.089。A项正序电流：短路点电路电流标幺值：[单选题]23.图4-5-24中参数均为标幺值，若母线a处发生三相短路，网络对故障点的等值阻抗和短路电流标幺值分别为()。[2009年真题]图4-5-24A.0.358；2.793B.0.278；3.591C.0.358；2.591D.0.397；2.519正确答案：A参考解析：首先做三角—星型变换，如图4-5-25所示。则等值阻抗为：ZΣ*＝（0.61＋0.1）//（0.305＋0.1）＋0.1＝0.358。短路电流标幺值为：I*＝E″/ZΣ*＝1/0.358＝2.793。图4-5-25[单选题]24.已知某电力系统如图4-5-26所示，各线路电抗均为0.4Ω/km，SB＝250MVA，如果f处发生三相短路，瞬时故障电流周期分量起始值为()。[2008年真题]图4-5-26A.3.8605kAB.2.905kAC.5.4767kAD.2.7984kA正确答案：B参考解析：取SB＝250MVA，UB＝Uav，求得各元件的标幺值参数为：xs*＝1.2×250/1000＝0.3；xd*＝0.12×250/250＝0.12；xL1*＝20×0.4×250/1152＝0.151；xL2*>＝30×0.4×250/1152＝0.227；x<sub>T2*＝10.5×250/（100×250）＝0.105。形成等值电路如图4-5-27所示。图4-5-27化简等值电路，求出电源至短路点f的总阻抗XΣ：XΣ*＝（xs*＋xL1*）//（xL1*＋xd*＋xT2*）＋xL2*＝[（0.3＋0.151）//（0.151＋0.12＋0.105）]＋0.227＝0.432。三相短路电流有效值为：[单选题]25.网络结线和元件参数如图4-5-28所示，当f处发生三相短路时，其短路电流是下列何值？()[2005年真题]图4-5-28A.32.9925kAB.34.6400kAC.57.1425kAD.60.0000kA正确答案：A参考解析：短路电流计算步骤如下：①选择基准值：SB＝60MVA，UB1＝230kV，UB2＝115kV，UB3＝10.5kV；②计算各元件的标幺值如下：发电机：变压器：则：③绘制等效电路如图4-5-29所示：图4-5-29④电源到短路点之间的总等效电抗标幺值为：⑤短路电流周期分量标幺值为：⑥短路电流有名值为：[单选题]26.图4-5-30中系统S参数不详，已知开关B的短路容量2500MVA，发电厂G和变压器T额定容量均为100MVA，X''d＝0.195，X*T＝0.105，三条线路单位长度电抗均为0.4Ω/km，线路长度均为100km，若母线A处发生三相短路，短路点冲击电流和短路容量分别为下列哪组数值？()（SB＝100MVA）[2016年真题]图4-5-30A.4.91kA，542.2MVAB.3.85kA，385.4MVAC.6.22kA，486.6MVAD.2.72kA，272.6MVA正确答案：C参考解析：输电线路各参数元件计算如下：线路电抗标幺值：发电机电抗标幺值：变压器电抗标幺值：X*T＝0.105。线路进行Y-Δ变换：X*l′＝X*l/3＝0.3/3＝0.1。等效电路如图4-5-31所示。图4-5-31断路器B的切断点为f′点，其开关短路容量为系统短路容量和发电厂短路容量两者之和，即两者的短路电流标幺值相加应等于f'点的短路电流标幺值（短路容量标幺值），则：可以计算出XS＝0.0435。则：X*Σ＝（0.0435＋0.1）//（0.195＋0.105＋0.1）＋0.1＝0.2056。短路电流有名值：则，可得冲击短路电流：短路容量：[单选题]27.系统如图4-5-32所示，原来出线1的断路器容量是按一台发电机考虑的，现在又装设一台同样的发电机，电抗器XR应选择()，使f点发生三相短路时，短路容量不变。[2007年真题]图4-5-32A.0.10ΩB.0.2205ΩC.0.20ΩD.0.441Ω正确答案：B参考解析：两台发电机并联网络供电，并联之后的电抗标幺值与并联之前的电抗标幺值相等，即：代入数值解得：X′R＝0.1。则：[单选题]28.系统如图4-5-33所示。已知：T1，T2：100MVA，Uk%＝10。l：SB＝100MVA时的标幺值电抗为0.03。当f1点三相短路时，短路容量为1000MVA，当f2点三相短路时，短路容量为833MVA，则当f3点三相短路时的短路容量为下列何值？()[2006年真题]图4-5-33A.222MVAB.500MVAC.909MVAD.1000MVA正确答案：C参考解析：设短路容量标幺值为Sd*，，可知：①当f1点短路时，忽略后边支路：②当f2点短路时，忽略前面支路：xl*＝0.03③当f3点短路时，等值电路如图4-5-34所示。图4-5-34则[单选题]29.系统如图4-5-35所示，已知：T1，T2：100MVA，Uk%＝10。l：SB＝100MVA时的标幺值电抗为0.03。当f1点三相短路时，短路容量为1000MVA，当f2点三相短路时，短路容量为833MVA，则当f3点三相短路时的短路容量为下列何值？()[2005年真题]图4-5-35A.222MVAB.500MVAC.909MVAD.1000MVA正确答案：C参考解析：设短路容量标幺值为Sd*，由①当f1点短路时，忽略后边支路，②f2点短路时，忽略前面支路，，，xl*＝0.03，③当f3点短路时等值电路如图4-5-36所示。图4-5-36则短路容量为：[单选题]30.某一简单系统如图4-5-37所示，变电所高压母线接入系统，系统的等值电抗未知，已知接到母线的断路器QF的额定切断容量为2500MVA，当变电所低压母线发生三相短路时，短路点的短路电流（kA）和冲击电流（kA）分别为()。（取冲击系数为1.8，SB＝1000MVA）[2014年真题]图4-5-37A.31.154kA，12.24kAB.3.94kA，10.02kAC.12.239kA，31.15kAD.12.93kA，32.92kA正确答案：C参考解析：取基准值SB＝1000MVA，UB＝110kV，计算各元件电抗标幺值如下：电力系统电抗XS*＝SB/Sd＝1000/2500＝0.4。变压器电抗XT*＝UK%×SBsub>/（100×SN）＝10.5×1000/（100×120）＝0.875。总电抗XT*＋XSsub>*＝0.4＋0.875＝1.275。三相短路电流周期分量有效值为：短路点的冲击电流为：[单选题]31.冲击电流是指短路前空载、电源电压过零发生三相短路时全短路电流的()。[2009年真题]A.有效值B.一个周期的平均值C.最大瞬时值D.一个周期的均方根值正确答案：C参考解析：短路电流最大可能出现的瞬时值称为短路冲击电流，用iim表示。短路电流的最大瞬时值出现在短路发生后0.01s。因此，短路冲击电流的计算公式为：iim＝kimIpm＝（1＋e－0.01/T）I<sub>pmsub>。[单选题]32.三相平行导体发生三相短路故障时，下列正确的是()。[2009年真题]A.A相的电动势最大B.B相的电动势最大C.C相的电动势最大D.A、B、C三相的电动势相同正确答案：D参考解析：发生三相短路是系统各相与正常运行时一样处于对称状态，因此电动势三相是相同的，但是根据安培定律可知最大电动力出现在B相，因B相的冲击电流最大。[单选题]33.当高压电网发生三相短路故障时，其短路电流非周期分量出现最大瞬时值的条件是()。[2007年真题]A.短路前负载，电压初相位为0°B.短路前负载，电压初相位为90°C.短路前空载，电压初相位为0°D.短路前空载，电压初相位为90°正确答案：C参考解析：如图4-5-38所示，时间轴上的投影代表各量瞬时值。非周期电流有最大初值条件应为：①相量差有最大可能值；②相量差在t＝0时与时间轴平行。因此，短路前电路空载（），并且短路发生时，电源电势过0（α＝0）。短路电流的最大瞬时值出现在短路发生后大约半个周期，一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，即L＞＞R，故可近似认为φ≈90°，则上述情况相当于短路发生在电源电势刚好过零值，及初相角α＝0°。图4-5-38[单选题]34.短路电流冲击值在什么情况下最大？()[2006年真题]A.短路前负载，电压初相相位为0°B.短路前负载，电压初相相位为90°C.短路前空载，电压初相相位为0°D.短路前空载，电压初相相位为90°正确答案：C参考解析：如图4-5-39所示。时间轴上的投影代表各量的瞬时值，非周期电流有最大初值的条件应为：①相量差有最大可能值；②相量差在t＝0时与时间轴平行。一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，即ωL＞＞R，故可近似认为ω≈90°。因此，非周期电流有最大值的条件为：短路前电路空载（＝0），并且短路发生时电源电势过零（α＝0）。图4-5-39[单选题]35.如图4-5-40所示，各元件参数标于图中，取基准功率为SB＝100MVA，当线路末端f点发生三相短路时，短路点的短路冲击电流iim和最大有效值电流Iim分别为()。（短路冲击系数取kim＝1.8）[2006年真题]图4-5-40A.6.68kA，3.95kAB.5.47kA，3.36kAC.7.25kA，4.30kAD.8.98kA，5.62kA正确答案：C参考解析：选取基准功率为SB＝100MVA，基准电压为UB＝Uav。短路电流计算过程如下：①计算各元件的电抗标幺值：变压器T1：，线路l1：变压器T2：，电抗器L：电缆线路l2：等效电路图如图4-5-41所示。图4-5-41②短路回路总电抗：XΣ*＝0.33＋0.24＋0.70＋1.45＋0.50＝3.22。稳态短路电流有效值的标幺值：IP*＝1/XΣ*＝0.311；有名值：短路冲击电流：；最大有效值电流：[单选题]36.同步发电机单机运行供给纯电容性负载，当电枢电流达额定时，电枢反应的作用使其端电压比空载时？()[2005年真题]A.不变B.降低C.增高D.不能确定正确答案：C参考解析：采用发电机供给纯电容负载，与在电网并联电容器同理，则：忽略导线电阻时，首末端电压关系为：U1＝U2－BXU2/2，由于线路的∏形等值电路的电纳是容性，B本身大于零，因此首末端电压的关系为：U2＞U1。[单选题]37.某简单系统其短路点的等值正序电抗为X（1），负序电抗为X（2），零序电抗为X（0），利用正序等效定则求发生单相接地短路故障处正序电流，在短路点加入的附加电抗为()。[2014年真题]A.ΔX＝X（1）＋X（2）B.ΔX＝X（2）＋X（0）C.ΔX＝X（1）//X（0）D.ΔX＝X（2）//X（0）正确答案：B参考解析：正序等效定则是指在简单不对称短路情况下，短路点电流的正序分量与短路点各相中接入附加阻抗XΣ（n）而发生三相短路时的电流相等。单相直接接地短路时，XΣ（n）＝X2＋X0；两相直接接地短路时，XΣ（n）＝X2X0sub>/（X2＋X0sub>）；两相短路时，XΣub>（n）＝X2；三相短路时，XΣ（n）＝0。[单选题]38.系统和各元件的标幺值电抗如图4-5-42所示：当f处发生不对称短路故障时，其零序等值电抗为()。[2013年真题]图4-5-42A.XΣ（0）＝XL（0）＋（xG（0）＋xp）∥（xT＋3xpt）B.XΣ（0）＝XL（0）＋（xG（0）＋3xp）∥（xT＋1/3xpt）C.XΣ（0）＝XL（0）＋（xG（0）＋xp）∥（xT＋1/9xpt）D.XΣ（0）＝XL（0）＋（xG（0）＋3xp）∥（xT＋1/9xpt）正确答案：D参考解析：变压器为YN，d接线方式，其接线图和等值电路如图4-5-43（a）、（b）所示。在YN侧施加零序电压，由于其中性点接地而流过零序电流，从而在d绕组中产生零序感应电势，它们的大小和相位都彼此相等，在d绕组中形成环流，使得每相绕组中的感应电势与该相绕组漏阻抗上的电压降相平衡，而在线电流中则不存在零序电流。对于这种接线方式的变压器在零序等值电路中相当于将d绕组通过漏阻抗短路，而其端点与外电路断开。三相零序电流大小及相位相同，它们必须经过大地（或架空地线、电缆外皮等）才能构成通路，题中发电机中性点接地、变压器星形侧中性点接地，因此均可流通零序电流。由于三角形绕组的零序电流大小和相位都彼此相等，在d绕组中形成环流，三角形内阻抗xpt代入零序网络时，应为1/3×xpt/3，则零序网络如图4-5-43（c）所示。由图可知，零序等值电抗为：XΣ（0）＝xL（0）＋（xG（0）＋3xp）∥（xT＋xpT/9）。图4-5-43[单选题]39.简单电力系统如图4-5-44所示，XT2＝0.1，取基准功率SB＝100MVA时，计算f点发生a相接地短路时短路点的短路电流（kA）及短路点正序电压（kV）为()。[2008年真题]图4-5-44A.0.90kA；126.5kVB.2.6767kA；76.089kVC.0.846kA；76.089kVD.2.789kA；131.79kV正确答案：A参考解析：a相接地短路，画正负序网络如图4-5-45（a）所示。正序阻抗：Z（1）＝0.13＋0.1＋0.15＝0.38；负序阻抗：Z（2）＝0.13＋0.1＋0.15＝0.38。零序网络如图4-5-45（b）所示。零序阻抗：Z（0）＝（0.1＋0.45）//0.1＝0.08。形成复合序网如图4-5-45（c）所示，根据正序等效定则，短路电流的正序分量为：则短路点的短路电流为：且U*a1＝E－Ia1Z1Σ＝1－1.19×0.38＝0.55，则短路点的正序电压为：Ua1＝0.55×230＝126.5kV。图4-5-45[单选题]40.如图4-5-46所示，G1，G2：30MVA，xd″＝x（2）＝0.1，E′′＝1.1，T1，T2：30MVA，Uk%＝10，10.5/121kV，当f处发生A相接地短路，其短路电流值为()。[2006年真题]图4-5-46A.1.5741kAB.1.6569kAC.1.9884kAD.1.1479kA正确答案：B参考解析：取基准值SB＝30MVA，基准电压UB＝1.05Un＝1.05×110＝115.5kV。①计算各个元件的标幺值如下：发电机的正序电抗为：；负序电抗为：变压器电抗为：②根据已知各元件的正、负序参数，绘制该系统故障后的复合序网，如图4-5-47所示。正序网负序网零序网图4-5-47各序网络的阻抗大小为：X0Σ＝XT2*＝0.1③短路点电流和电压的各序分量为：短路点的短路电流标幺值为：短路电流有名值为：[单选题]41.系统如图4-5-48所示，各元件标幺值参数xd″＝0.1，x（2）＝0.1，E′′＝1.0。T：xT＝0.2，xT＝0.2/3。当在变压器高压侧母线发生A相接地短路时，变压器中性线中的电流为下列何值？()[2005年真题]图4-5-48A.1B.C.2D.3正确答案：D参考解析：根据A相单相短路时，复合序网的接线，可知各序电抗：正序电抗：负序电抗：零序电抗：形成复合序网图如图4-5-49所示。可得，A相各序电流：短路点的电流为：有中线引出的Y形绕组，中性线上仅有零序电流流过，其数值为3倍零序电流，即：图4-5-49[单选题]42.系统如图4-5-50所示，母线C发生a相接地短路时，短路点短路电流和发电机A母线a相电压标幺值分别为()。[2009年真题]变压器绕组为YN，d11；各元件标幺值参数为：G：Xd″＝0.1，X（2）＝0.1，E″＝1；T：XT＝0.2，Xp＝0.2/3；L：X1＝0.2，X（2）＝0.1，X（0）＝0.1，E″＝1。图4-5-50A.1.9；0.833∠46.1°B.2.0；0.833∠46.1°C.1.9；0.968∠26.6°D.2.0；0.968∠26.6°正确答案：D参考解析：a相接地短路，正负序网络如图4-5-51（a）所示，正负阻抗为：X*Σ（1）＝0.1＋0.2＋0.2＝0.5；负序阻抗为：X*Σ（2）＝0.1＋0.2＋0.1＝0.4。零序网络如图4-5-51（b）所示，零序阻抗为：X*Σ（0）＝0.2＋0.2＋0.2＝0.6。A相正序电流：短路点端短路电流：发电机母线A相电压实际为非故障点电压，计算过程较为复杂，计算如下：由上述计算及单相短路边界条件，可知短路点的A相的正、负、零序短路电流为：非故障点电压的正、负序序网图如图4-5-51（c）所示，其中A点为发电机母线节点，则：节点A的正序电压：节点A的负序电压：由于变压器三角侧无零序电流，因此，节点A的零序电压：从短路点到发电机母线之间经过YNd11接线变压器，由星形侧到三角形侧，正序电压逆时针方向转过30°，负序电压顺时针方向转过30°，则发电机A母线的a相电压标幺值：（a）（b）（c）图4-5-51[单选题]43.系统如图4-5-52所示，系统中各元件在同一基准功率下的标幺值电抗：G：xd″＝x（2）＝0.05，x（0）＝0.1（Y接线，中性点接地），E2″＝1.1；T：xT＝0.05，Y/Δ－11接法，中性点接地电抗xp＝0.05/3；负荷的标幺值电抗：xD＝0.9（Y接线）。则当图示f点发生A相接地短路时，发电机母线处的A相电压是()。[2007年真题]图4-5-52A.0.937B.0.94C.1.0194D.1.0231正确答案：C参考解析：因本题求A相电压，则正序网仅与发电机端提供的短路电流有关，零序网在变压器星形侧与负荷侧之间流通，不通过发电机。正（负）序网络图如图4-5-53所示：图4-5-53零序网络图如图4-5-54所示：图4-5-54各序总电抗为：根据单相接地故障的边界条件得到复合网络如图4-5-55所示：图4-5-55A相正序、负序、零序电流相等为：A的正序电压：A的负序电压：A的零序电压：（发电机的变压器为三角形接线，发电机端零序电压为0）。发电机A母线a相电压由A处正序电压、负序电压和零序电压组成，从短路点到发电机母线之间经过YNd11接线变压器，由星形侧到三角形侧，正序电压逆时针方向转过30°，负序电压顺时针方向转过30°，则：代入数值解得：[单选题]44.如图4-5-56所示，Y侧BC两相短路时，短路电流为，则Δ侧三相电路上电流为()。[2006年真题]图4-5-56A.；；B.；；C.；；D.；；正确答案：B参考解析：两相短路时，短路电流、电压中不存在零序分量；两相短路电流中的正序分量与负序分量大小相等、方向相反。设、、为星形侧各相电流，、、为Δ侧abc三相绕组上的电流（方向从左到右）。由两相短路边界条件，可知：，，则：a相电流为：b相电流为：c相电流为：可得到结论：Y侧BC两相发生两相短路时，Δ侧三相中均有电流流过，A、C相电流相等方向相同，B相电流最大，大小是其他两相的2倍，方向相反。[单选题]45.系统如图4-5-57所示，在取基准功率100MVA时，各元件的标幺值电抗分别是：对于G，Xd″＝X（2）＝0.1，X|0|″＝1.0；对于T，XT＝0.1，YNd11接线。则在母线B发生BC两相短路时，变压器三角形接线侧A相电流为下列何值？()[2005年真题]图4-5-57A.0kAB.1.25kAC.D.2.5kA正确答案：D参考解析：b、c两相短路，由于三角形侧无零序电流流通，因此根据复合序网，仅考虑正序和负序阻抗即可。正序总阻抗：负序总阻抗：两相短路的复合序网图如图4-5-58所示。图4-5-58则Y侧各序电流为：从短路点到发电机母线之间经过YN，d11接线变压器，有星形侧到三角形侧，正序电流逆时针方向转30°，负序电流顺时针方向转30°，则Δ侧各序电流：因此变压三角形连接侧的短路电流为[单选题]46.图4-5-59系统f处发生三相短路，各线路电抗均为0.4Ω/km，长度标在图中，系统电抗未知，发电机、变压器参数标在图中，取SB＝500MVA，已知母线B的短路容量为1000MVA，f处短路电流周期分量起始值（kA）及冲击电流（kA）分别为()。（冲击系数取1.8）图4-5-59A.2.677kA，6.815kAB.2.132kA，3.838kAC.2.631kA，6.698kAD.4.636kA，7.786kA正确答案：A参考解析：电流计算过程如下：①选取基值：SB＝500MVA，UB＝Uav。②系统各元件标幺值如下：系统S：XS*＝500/1000＝0.5；发电机G:XG*＝0.12×（500/250）＝0.24；变压器T:XG*＝0.105×（500/250）＝0.21；线路l1:Xl1*＝0.4×20×（500/1152）＝0.3；线路l2:Xl2*＝0.4×50×（500/1152）＝0.756；线路l3:Xl3*＝0.4×30×（500/1152）＝0.4537。③原电路标幺值等效电路如图4-5-60所示：图4-5-60短路回路总电抗：X∑*＝（0.5＋0.756）//（0.3＋0.21＋0.24）＋0.4537＝0.9237；稳态短路电流有效值的标幺值为：IP*＝1/X∑*＝1/0.9237＝1.08；则短路电流有效值为：短路冲击电流为：[单选题]47.系统如图4-5-61所示，各元件电抗标幺值为：G1、G2：xd″＝0.1，T1：Y/Δ-11，xT1＝0.1。三角形绕组接入电抗xp1＝0.27，T2：Y/Δ-11，xT2＝0.1，xp2＝0.01，l：x1＝0.04，x（0）＝3x1。当线路1/2处发生A相短路时，短路点的短路电流标幺值为()。图4-5-61A.7.087B.9.524C.3.175D.10.637正确答案：A参考解析：由题目所给各元件电抗标幺值，制定各序网络如图4-5-62（a）所示。（a）（b）图4-5-62对于输电线路1/2处，左右两边正序、负序及零序电抗标幺值相等，分别为：x1＝0.04/2＝0.02，x（0）＝3x1＝0.06。电抗计算如下：x1∑＝x2∑＝（0.1＋0.1＋0.27＋0.02）//（0.02＋0.1＋0.1）＝0.15，x0∑＝（0.1＋0.27＋0.06）//（0.06＋0.1＋0.03）＝0.13。作A相