供用电系统习题七

1第七章习题7-1什么时电力系统短路，短路的类型有哪几种，如何表示？7-2短路对电力系统的运行和电器设备有何危害？7-3何谓标么值？在短路电流计算中，对标么制标准值的取法有何限制？7-4根据图5－7所给参数，计算元件电抗标么值及K1,K2两点短路回路总电抗。7-5何谓“无限大”电力系统，他有什么特征？7-6“无限大”电力系统供电的电路和发电机供电的电路短路时，短路电流变化有何异同？7-7什么是冲击系数Ksh？其变化范围如何？对应Ksh＝1和Ksh＝2分别代表了什么情况？工程计算上如何取值？7-8系统接线如图7－51所示，两个电源均为“无限大”系统，架空线每公里电抗为0.4Ω/km，当K点发生三相短路时，试求（1）短路回路总电抗标么值；（2）K点短路电流；（3）架空线AB的短路电流；（4）母线A的残余电压。7-9系统的接线如图7－52所示，电流按无限大容量计算，当加压变压器低压侧母线发生三相短路时，求：（1）故障点的短路电流周期分量；（2）故障点的冲击短路电流值；（3）变电所高压侧母线的残余电压值；（4）架空线路WL中流过的短路电流周期分量值。7-10系统接线如图7－53所示，计算：2（1）K1点三相短路时的短路电流周期分量和冲击短路电流；（2）K2点三相短路时的短路电流周期分量和冲击短路电流；（3）K2点三相短路时，变电所二次侧母线的残余电压；（4）K1点三相短路时，短路容量。7-11系统接线如图7－54所示，各元件的参数已在图中标出，发电厂装设汽轮发电机，当K点发生三相短路时，用近似计算法计算：（1）次暂态短路电流；（2）冲击短路电流；7-13图7－56示出两个电源相故障点供给电路电流，一个示无限大容量系统，另一个是有限容量的发电厂，装有汽轮发电机，有自动调节励磁装置，计算：（1）k点发生三相短路是的次暂态短路电流和稳态短路电流值；（2）冲击短路电流；（3）发电机电压母线的残余电压值（4）k点短路时115kv架空送电线路中的电流值。7-15某工厂车间变电所供电系统如图7－58所示，求K点的短路电流周期分量，冲击电流。什么是对称分量法？对称分量有几种，画出各分量的相量图，并写出表达式。37-16什么是对称分量法？对称分量法有几种，画出各分量的向量图，并写出表达式7-17．写出两相短路的边界条件，并转为序相量的形式，绘复合序网图。7-18．如何提高导体的长期载流量？7-19．何谓短路电流的热效应？什么是等值时间法？如何用等值时间法计算热效应？7-20．导体的长期发热和导体的短时发热在工程上有何应用？7-21．三相短路时最大电动力出现在哪一相？写出其表达式。7-22．某户外线路LG-70，环境温度C25时，载流量为256A，如流过最大负荷电流为232A，该导线的实际工作温度是否超过规定温度？7-23．某汇流母线的最大负荷电流为5200A，环境温度C40。若选用LMY-125×102mm的矩形母线，问是否合格？7-24．某10.5KV母线三相水平平放，型号LMY-100×82mm,已知KAI21''，母线跨距1000mm，相间距250mm,短路持续时间2.5s，系统为无穷大，母线最高工作温度为C60。试用最小截面法校验母线热稳定，计算手里最大相的电动力。7-25.限制短路电流有那些措施?分裂变压器和分裂电抗器有何特殊的优点？第七章答案1．电力系统的短路指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的接通。在三相系统中端丽的基本形式有：三相短路－)3(K；两项短路－)2(K；单相接地短路－)1(K；以及两相接地短路－)1.1(K2．（1）短路故障使短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将长生很大的机械应力。如高体及其支持物不够坚固，则可能遭到破坏，使事故进一步扩大。（2）设备通过短路电流将使其发热增加，如短路持续时间长，电器设备可能由于过热稻城导体熔化或绝缘损坏。（3）短路使故障点往往有电弧产生，它不仅可能烧坏故障元件，且可能殃及周围设备。4（4）短路时系统电压大幅下降，对用户影响很大。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩同端电压的平方成正比，电压下降时，电动机的地磁转矩显著减小，转速随之下降。当电压大幅下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废、设备损坏等严重后果。（5）当短路发生地点离离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停电。这是短路故障的最严重后果。（6）发生不对称短路时，不平衡电流产生的磁通足以在临近的电路内感应出很大的电动势，对于架设在高压电力线路附近的通信线路或铁道信号系统等会产生严重的影响。3．标么值：将一个量与基准量相比较，并将该基准量当作衡量单位。限制：电气量基准值之间应服从功率方程和电路的欧姆定律：BBBISI3BBBBSUIUZ234．取avBBUUAMVS，100（如图）标么值计算：发电机：4032.025.31100126.08.025100126.0''21NBdSSXXX电抗器：873.03512.1)3.6(1004.03610043100%223BBNNRUSIUXX变压器：45.0201001009100%54NBKSSUXX线路：655.0)63(100654.0654.022BBLUSX当K1点短路时：（如图）0746.1873.04032.02121311XXX当K2点短路时：（如图）5082.1655.045.0214032.02121216412XXXX5．等值电源的内阻抗较小，如外电路元件的等值电抗比电源的内阻抗大得多，若外电路中的电流变动时则供电系统的母线电压变动甚微，在实际计算时可近似认为母线电压等于常数，这种电源便认为是“无限大”容量电力系统。特征：系统容量S系统的内阻抗)0,0(0XRZ6．相同点：短路电流中含有周期分量和非周期分量。不同点：发电机的电势和电抗在短路的暂态过程中要发生变化，由他所决定的短路电流周期分量的振幅将发生变化。7．冲击系数aTsheK01.01如果电路中只有电抗，而电阻R=0，则2shK，意味着短路电流的暂态分量不衰减；反之，如果短路回路中只有电阻，而电感0L，则1shK，即此时的短路电流中根本不存在暂态分量。但事实上任何电路中既不可能R=0，也不可能0L，所以，冲击系数的值应是21shK。7-8．解：AMVSB100avBUU656.0161001005.101Tx584.037100204.021wLx438.037100154.022wLx438.037100154.023wLx525.0201001005.102Tx6175.0438.0438.0584.0438.0584.0321211wLwLwLwLwLxxxxxx175.046.1438.0584.03x131.046.1438.0438.02x831.0175.0656.0114xxxT7.0175.0525.05x118.17.0131.0831.0131.0831.0564648xxxxxx941.0831.0131.07.0131.07.0465659xxxxxx511.0118.1//941.0x（2）957.1894.0063.1511.01kpIkAIkp054.3373100957.1（3）413.0656.0118.111111TkpAxIU442.0525.0941.01112TkprBxIU0497.0584.0442.004131wLBAABXUUIAkAIAB6.770776.03731000497.0（4）kVUUUBAA28.1537413.07-9．解：AMVSB100avBUU21.0501001005.10Tx227.0115100754.02wLx7437.021.0227.0TwLxxx（1）288.2437.01kpIkAIkp58.125.103100288.2（2）冲击电流kAIikpsh03.3255.2（3）remU=kVUXIavTkp26.5511521.0288.2（4）kAIIKPL149.111531007-10．解：AMVSB100avBUU17.0215.311001005.10Tx0227.021230100604.02wLx571.15.102.031001001063100%22BNBNRRUISUxx54.25.101003508.02wLx1927.017.00227.0TwLxxx3037.454.2571.117.00227.0wLRTwLxxxxx（1）19.51927.01kpIkAIkp54.285.10310019.5kAIikpsh77.7255.2（2）232.03037.412kpIkAIkp27.15.103100232.02kAIikpsh253.355.222（3）remU=kVUXIavRkp827.35.10571.1232.02（4）AKVIUSKavB028.51954.285.10732.137-11．解：AMVSB100avBUU1.0218.050100125.021125.0NBdSSx0875.021601001005.10Tx80907.021115100604.02wLx1.0Sx33.50875.01.011KI244.50907.01.012KI574.10244.533.5kIkAIKP309.51153100574.1085.1shKkAish89.13309.585.127-13．AMVSB82.5885.050avBUU206.03085.581005.10Tx102.011582.585.574.02wLx132.0dx462.05.1085.584.03101006rx848.1132.0462.0308.0462.0308.01x792.0308.0462.0132.0462.0132.02x541.0848.111KPIG:,0St3.12KPI,4St48.12KPI（1）kAIIkAIBKP537.6)48.1541.0(955.55.10382.58)3.1541.0(（2）kAish75.1575.18.122.49.12（3）残余电压kVUG8.95.10462.0)48.1514.0(（4）kAIwL16.0115382.58541.07-15解：变压器阻抗9MSUUZMSUPRNTNTKTNTNTKT71.155604001005.5100%796.45604004.9222222MRZXTTT96.14796.471.152222TMY40KSmma250ml12maaaaD30026.12查表得mMR/1.0mMX/214.01.02RlRB214.0BX电流互感