第1章習(xí)題答案

1.電力系統(tǒng)中的元件參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)指什么？

答:元件參數(shù)由系統(tǒng)元件的物理性質(zhì)決定，代表元件的特性。如電阻、

電抗、電導(dǎo)、輸入阻抗和轉(zhuǎn)移阻抗，變壓器變比，時(shí)間常數(shù)和放大倍

數(shù)等。運(yùn)行參數(shù)定量的確定系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，包括功率、電壓、電流、

頻率以及電動(dòng)勢(shì)相量間的角位移等。

2.電網(wǎng)發(fā)生故障后的暫態(tài)過程分為那二個(gè)階段？各自有何特點(diǎn)？電

網(wǎng)應(yīng)該采用何種措施予以應(yīng)對(duì)？

答：分為電磁暫態(tài)過程和機(jī)電暫態(tài)過程。電磁暫態(tài)過程是在變壓器、

輸電線等元件中，并不牽涉角位移、角速度等機(jī)械量的暫態(tài)過程c機(jī)

電暫態(tài)過程是電力系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)元件由于機(jī)械轉(zhuǎn)矩和電磁轉(zhuǎn)矩（或功

率）之間的不平衡而引起。應(yīng)采用一些合理的假設(shè)，忽略一些相互影

響的因素，抓住過程中的主要矛盾進(jìn)行研究。

3.電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)分析的主要任務(wù)是什么？

答：主要任務(wù)是分析短路故障后電網(wǎng)中電流，電壓的變化。

4.電力系統(tǒng)短路故障的分類、危害，以及短路計(jì)算的目的是什么？

答：分類：短路故障分對(duì)稱短路和不對(duì)稱短路，其中不對(duì)稱短路包

括兩相短路、單相短路接地和兩相短路接地。

危害：①短路電流大（熱、電動(dòng)效應(yīng)）；②故障點(diǎn)附近電壓下

降；③功率不平衡失去穩(wěn)定；④不對(duì)稱故障產(chǎn)生不平衡磁通影晌通

信線路。

短路計(jì)算的目的：短路計(jì)算的結(jié)果可以作為合理選擇電氣接

線、選用有足夠熱穩(wěn)定度和動(dòng)穩(wěn)定度的電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體、確定

限制短路電流的措施、在電力系統(tǒng)中合理地配置各種繼電保護(hù)并

整定其參數(shù)等的重要依據(jù)。

5.無限大電源的含義是什么？無限大電源供電的三相短路電流包含

了幾種分量？有何特點(diǎn)？

答：短路點(diǎn)距離電源的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，短路導(dǎo)致電源輸出功率的

變化量遠(yuǎn)小于電源所具有的功率，則稱該電源是無限大電源。

無限大電源供電的三相短路電流包含兩種分量，即交流（周期）

分量和直流（自由、非周期）分量。交流分量又稱穩(wěn)態(tài)短路電流，

兀=人sin（?+a-0）,為穩(wěn)態(tài)短路電流的幅值，a為短路時(shí)?電源電

壓的初相角，°為短路后電回路的阻抗角，其值的大小主要取決于

回路阻抗大?。ǔ煞幢龋恢绷鞣至科叨∪?，其產(chǎn)生原因是由于

短路前后電感電流不能突變，其初值C為t=（）時(shí)刻的短路前穩(wěn)態(tài)

值與短路后穩(wěn)態(tài)值之差，是不斷減小的直流電流，其減小的速度與

電路中L/R值有關(guān)。

6.沖擊電流指的是什么？它出現(xiàn)的條件和時(shí)刻如何？沖擊系數(shù)的大

小與什么有關(guān)？

答：短路電流在最惡劣短路情況下可能達(dá)到的最大瞬時(shí)值稱為短

路沖擊電流。

出現(xiàn)條件：短路前空載，短路回路阻抗角,電壓初相角

c=0或a=180時(shí)，該相將出現(xiàn)沖擊電流。

出現(xiàn)時(shí)刻：沖擊電流在短路發(fā)生經(jīng)過約半個(gè)周期時(shí)刻（當(dāng)f為

50Hz時(shí),此時(shí)間約為0.01s）出現(xiàn)。

0.01

沖擊系數(shù)為+其中4=也所以，沖擊系數(shù)的大小取

決于短路回路的時(shí)間常數(shù)。

7.供電系統(tǒng)如圖所示，各參數(shù)如下：

線路/=50S芯=0?4Q/癡，變壓器T,SN=10MVA,〃％=10.5,

/Cr=110/lio假定供電點(diǎn)S電壓為106.5AV保持恒定不變，當(dāng)空載

運(yùn)行時(shí)變壓器低壓母線發(fā)生三相短路時(shí)，試計(jì)算：短路電流周期分

量起始值、沖擊電流、短路電流最大有效值及短路容量的有名值。

I--------------------；---------------------

ST

解：設(shè)基準(zhǔn)容量SBJOMVA,采用平均電壓近似計(jì)算法。

各元件的標(biāo)么值求得如下：

供電點(diǎn)發(fā)電機(jī):

106.5

E^==0.926

115

線路L:

10

XL*《=50*0.4*——=0.0151

JL?1>.J

變壓器T:

XW=0.105

則計(jì)算可得短路電流有效值的標(biāo)么值:

E*0,926_

5出二百=0.0151+0,105=7710

則算得短路電流的有效值的有名值：

s10

1后=B=7.710*…r…=4,

V3UB1.732*10.5

最大值即為短路電流周期分量起始值：

Im=V2*Id=1.414*4.24=5.995A

沖擊電流為：

iM=KMIm=1.8*5.995=10.792A

(取KM=1.8)

短路電流最大有效值電流為:

-----------------5.995,--------------------------

IM=+2(KM-1)=/I+2*(1.8—1)=6.836A

71.7474174A

短路容量有名值為:

Sd=V3UdId=1.732*10.5*4.24=77.11MVA

或者：

Sd=ImSB=7.71*10=77.1MVA

1-3-1

(l)f/w=V2x6.3

⑵，=0.005s短路前為空載所以，=0

(P=arctg-=arctg=57.64°,需要把已知的余弦函數(shù)化為正弦函數(shù)，舉a相為

r0.505

f

例ua=>/2x6.3cos(69j+tz)=V2x6.3sin(69f+?+90°)等效的初相角a=

30°+90°=120°

所以，K=1mlsin(W+d-(/))-Inuisin(d-°)e"°°°'

=9.448sin(初+62.36°)-9.448sin(62.36°)e-2(K)/

ih=1mosin("+a-120°~(p)-I,nasin("-120。-60M

=9.448sin(6?r-57.64°)-9.448sin(57.64°)e-200z

,,QM5

ic=1mlsin3+d+1200-(p)-lmasin("+120°-(p)e-

=9.448sin(m+182.36°)-9.448sin(l82.36°)^

(3)直流分量的幅值分別為：ia=-8.370kV,ih=-7.981kVj；=0.389kV

所以，a相瞬時(shí)電流最大

(4)|"一同=90°時(shí)，最大瞬時(shí)電流為沖擊電流

a'=147.64°或4=—32.36°,所以a=57.64°或a=-122.36°

1-3-2

解：/桁=0x180/1000=0.255公

G=/〃硼sin("-%)一sin("一夕)

=0.255xsin(120°-30°)-9.448sin(l200-57.64°)

=-8.U5kA

〈=小sin("-l20°-相)-乙sin("-120°