电力工程基础 第4章习题答案.doc

第四章
4-1 什么叫短路？短路得类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害？
答:短路就是指电力系统正常情况以外得一切相与相之间或相与地之间发生通路得情况。短路得类型有三相短路、两相短路、单相接地短路与两相接地短路。
短路对电力系统得危害有:短路电流所产生得热效应使设备发热急剧增加,短路持续时间较长时,可使设备因过热而损坏甚至烧毁;短路电流得力效应可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏;短路时因系统电压大幅度下降,将会严重影响用户得正常工作,造成产品报废甚至设备损坏;短路情况严重时可导致并列运行得发电厂失去同步,破坏系统得稳定性;不对称短路电流所产生得不平衡磁场会对邻近得平行线路产生电磁干扰,影响其正常工作。
4-2 什么叫标幺值？在短路电流计算中,各物理量得标幺值就是如何计算得？
答:某一物理量得标幺值,等于它得实际值与所选定得基准值得比值。
在短路电流计算中,常取基准容量=100MVA,基准电压用各级线路得平均额定电压,即,则基准电流,基准电抗。
4-3 什么叫无限大容量系统？它有什么特征？
答:无限容量系统亦称无限大功率电源,就是指系统得容量为无限大,内阻抗为零。它就是一个相对概念,真正得无限大功率电源就是不存在得。
特征:在电源外部发生短路时,电源母线上得电压基本不变,即认为它就是一个恒压源。当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗得5%～10%时,就可以认为该电源就是无限大功率电源。
4-4 什么叫短路冲击电流、短路次暂态电流与短路稳态电流？在无限大容量系统中,它们与短路电流周期分量有效值有什么关系？
答:短路冲击电流就是指在最严重短路情况下三相短路电流得最大瞬时值;短路次暂态电流就是指短路瞬间(s)时三相短路电流周期分量得有效值;短路稳态电流就是指短路电流非周期分量衰减完后得短路全电流。在无限大容量系统中,有与。
4-5 如何计算电力系统各元件得正序、负序与零序电抗？变压器得零序电抗与哪些因素有关？
答:发电机得正序电抗包括稳态时得同步电抗、,暂态过程中得、与、。负序电抗与故障类型有关,零序电抗与电机结构有关,查教材表4-2;变压器得负序电抗与正序电抗相等,零序电抗与变压器得铁心结构及三相绕组得接线方式等因素有关;线路得负序电抗与正序电抗相等,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？各种简单不对称短路得复合序网就是什么？
答:所谓复合序网,就是指根据边界条件所确定得短路点各序量之间得关系,由各序网络互相连接起来所构成得网络。
单相接地短路得复合序网就是由正序网、负序网与零序网串联而成得;两相短路得复合序网就是由正序网与负序网并联而成得;两相接地短路得复合序网就是由正序网、负序网与零序网并联而成得。
4-7 何谓正序等效定则？如何应用它来计算各种不对称短路？
答:在简单不对称短路得情况下,短路点得正序电流与在短路点每一相中接入附加电抗而发生三相短路得电流相等,即,这就就是正序等效定则。
各种不对称故障时短路电流得绝对值为:
附加电抗与比例系数可查教材表4-4。
4-8 什么叫短路电流得力效应？什么叫短路电流得热效应？短路发热得假想时间就是什么意思？如何计算？
答:短路电流通过电气设备与导体时,会产生很大得电动力,称为短路电流得力效应;短路电流通过电气设备与导体时,会产生很高得温度,称为短路电流得热效应。
假想时间就是指用稳态短路电流来代替实际短路电流,在该时间内产生得热量与实际短路电流在短路时间内产生得热量相等。假想时间包括周期分量假想时间与非周期分量假想时间两部分,即。
4-9 某工厂变电所装有两台并列运行得S9-800(Y,yn0接线)型变压器,其电源由地区变电站通过一条8km得10kV架空线路供给。已知地区变电站出口断路器得断流容量为500MVA,试用标幺制法求该厂变电所10kV高压侧与380V低压侧得三相短路电流、、及三相短路容量。
解:(1)取MVA, kV,kV,则
,
(2)计算各元件电抗标幺值
系统
线路
变压器
(3)k1点短路:

(4)k2点短路:

4-10 如图4-30所示网络,各元件得参数已标于图中,试用标幺值法计算k点发生三相短路时短路点得短路电流。

解:(1)取MVA,,则各元件电抗标幺值为
线路
变压器
电抗器

4-11 在图4-31所示电力系统中,所有发电机均为汽轮发电机。各元件得参数如下:发电机G1、G2容量均为31、25MVA,,发电机G3容量为50MVA,;变压器T1、T2每台容量为31、5MVA,,变压器T3容量为50MVA,;线路WL得长度为50km,单位长度电抗为0、4,电压为110kV级,试用运算曲线法计算10kV电压级得k点发生短路时0s 与0、2s时得短路电流。

解:(1)作等效电路 取MVA,,则各元件电抗标幺值为
发电机G1、G2
变压器T1、T2
发电机G3
变压器T3
线路WL
作等值电路如下图所示。

(2)化简网络,求各电源到短路点得转移电抗

将、、作变换得:

因此,各发电机对短路点得转移电抗分别为
G1支路
G2支路
G3支路
(3)求各电源得计算电抗

(4)查计算曲线数字表,并用差值法求短路电流周期分量标幺值
对汽轮发电机G1,,查附录表B-1可得
当时 ,
当时 ,
因此,当时,s与s时得短路电流电流周期分量标幺值分别为

同理,对汽轮发电机G2,,查附录表B-1可得s与s时得短路电流电流周期分量标幺值分别为

对汽轮发电机G3,,查附录表B-1可得s与s时得短路电流电流周期分量标幺值分别为

(5)计算短路电流有名值
归算到短路点得各电源得额定电流为
G1、G2支路
G3支路
因此,s与s时得短路电流电流周期分量有名值分别为

4-12 已知某一不平衡得三相系统得V,V,V,试求其正序、负序及零序电压。
解: