电力工程基础概论_课后习题答案

电力工程基础概论_课后习题答案内容摘要：

用稳态短路电流 I 来代替实际短路电流 ktI ，在该时间内产生的热量与 实际 短路电流 ktI 在短路时间 kt 内产生的热量 kQ 相等。 假想时间包括周期分量假想时间 pimat . 和非周期分量假想时间两部分，即 npimat . npim apim aim a ttt  。 410 某工厂变电所装有两台并列运行的 S9800（ Y,yn0 接线）型变压器，其电源由地区变电站通过一条 8km 的 10kV 架空线路供给。 已知地区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 kI 、 shi 、 shI 及三相短路容量 kS。 解： （ 1） 取 100dS MVA， dU kV， dU kV，则 100311ddd USI ， 22ddd USI （ 2）计算 各元件电抗 标幺值 系统 500100*  ocdS SSX 线路 0 221*  avdWL USlxX 变压器 62 010 0%*  NdkT SSUX （ 3） k1 点 短路： *** 1  WLS XXX * 111  XII dk 1  ksh Ii 1  ksh II  kII M V V A 0 0* 1  XSS dk （ 4） k2 点 短路： 9 1 2 ****2  TWLS XXXX * 222  XII dk 2  ksh Ii 2  ksh II  kII M V V A9 1 2 100* 22  XSS dk 411 如图 432 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。 图 432 习题 411 附图 解： （ 1） 取 100dS MVA， avd UU  ， 则各元件电抗 标幺值 为 线路 221*  avdWL USlxX 变压器 20200100 %*  NdkT SSUX 电抗器 100100 4100 %222*  dNLNLdLL UUSSXX 5 7 7 ****  LTWL XXXX 7 7 *  XUSIddk 412 在图 433 所示电力系统中，所有发电机均为汽轮发电机。 各元件的参数如下： 发电机 G G2 容量均为 ， dX ，发电机 G3容量为 50MVA， dX ；变压器 T T2 每台容量为 ， %kU ，变压器 T3 容量为 50MVA， %kU ；线路 WL 的长度为 50km，单位长度电抗为 km/Ω ， 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。 图 433 习题 412 附图 解： （ 1）作 等效电路 取 100dS MVA， avd UU  ，则各元件电抗标幺值为 发电机 G G2 4 *2*1  XX 变压器 T T2 33 010 *4*3  XX 发电机 G3 *5 X 变压器 T3 *6 X 线路 WL 15 11 510 2*7 X 作 等值电路 如下图所示。 （ 2）化简网络，求各电源到短路点的转移电抗 7 *3*1*8  XXX *7*6*5*9  XXXX 将 *4X 、 *8X 、 *9X 作  变换得： *10 X *11 X 因此，各发电机对短路点的转移电抗分别为 G1 支路 *10*1  XX k G2 支路 *2*2  XX k G3 支路 *11*3  XX k （ 3）求各电源的计算电抗 4 *1 cX * 2 cX 60 05021 * 3 cX （ 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， *1 cX ，查附录表 B1 可得 当 * cX 时 *0 I ， * I 当 * cX 时 *0 I ， * I 因此，当 *1 cX 时， 0t s 和 t s 时的短路电流 电流周期分量标幺值分别为   *0 I   * I 同理，对 汽轮发电机 G2， *2 cX ，查附录表 B1 可得 0t s 和 t s 时 的短路电流 电流周期分量标幺值分别为   *0 I   * I 对 汽轮发电机 G3， *3 cX ，查附录表 B1 可得 0t s 和 t s 时的短路电流 电流周期分量标幺值分别为   *0 I   * I （ 5）计算短路电流有名值 归算到短路点的各电源的额定电流为 G G2 支路 NI G3 支路 50 NI 因此， 0t s 和 t s 时的短路电流 电流周期分量 有名值 分别为 I I 413 已知某一不平衡的三相系统的  1080AU V，  13570BU V，  17585CU V，试求其正序、负序及零序电压。 解： 17513510j 1 2 0240240j 1 2 022021857080111 1 1311 1 1 1 131jjjjjjjjCBAAAAeeeeeeeeeeUUUaaaaUUU 414 某 10kV 母线三相水平平放，型号 LMY60  8mm2，已知 21 II kA，母线跨距 1000mm，相间距 250mm，跨距数大于 2，短路持续时间为 ，系统为无穷大，试校验此母线的动稳定度和热稳定度。 解： （ 1） 热 稳定校验：  kima tt 查表 46 得，铝母线的热稳定系数 2/mmsA87C ，因此最小允许截面为 223m i n 1021   i m atCIA 母线 的实际截面积 A=60 8mm2 =480 mm2＞ minA ，所以热稳定满足要求。 （ 2）动 稳定校验 ： shi kA 由 860 6025 0  hb bs，故 取 K≈ 1。 则 母线受到的最大电动力为   72372m a x  sliF sh 母线的弯曲力矩为 ： 10 9 8 610m a x  lFM Nm  Nm 母线的截面系数为： 37322 m1048m6  hbW 母线的计算应力为：71048  c Pa  Pa 铝母线排的最大允许应力 7al ＞ c ，所以动稳定满足要求。 第五章 51 熄灭电弧的条件是什么。 开关电器中常用的灭弧方法有哪些。 答： 灭弧的条件是去游离率大于游离率。 开关电器中常用的灭弧方法有速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、粗弧分细灭弧法、狭缝灭弧法、采用多断口灭弧法和 采用新型介质灭弧法等。 52 高压断路器、高压 隔离开关和高压负荷开关 各有哪些功能。 答： 高压断路器 不仅能通断正常负荷电流，而且能 切断 一定的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障； 高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源， 保证人身和设备检修安全 ， 同时 还具有倒闸操作和通断小电流的功能； 高压负荷开关 可以通断一定的负荷电流和过负荷电流， 有隔离开关的作用，但不能断开短路电流。 53 倒闸操作的基本要求是什么。 答：倒闸操作的基本要求是：合闸送电时，先合上隔离开关，再合上断路器；跳闸断电时，先断开断路 器，再断开隔离开关。 54 低压断路器有哪些功能。 按结构型式可分为哪两大类。 答：低压断路器既能带负荷通断电路，又能在线路发生短路、过负荷、低电压（或失压）等故障时自动跳闸。 低压断路器按结构型式分，有塑料外壳式和万能式两大类。 55 熔断器的主要功能是什么。 什么是“限流”式熔断器。 答：熔断器的主要功能是对电路及其设备进行短路或过负荷保护。 “限流”式熔断器是指熔断器的灭弧能力很强，灭弧速度很快，能在短路电流未达到冲击值以前完全熄灭电弧。 56 避雷器有何功能。 有哪些常见的结构型式。 各适用于哪些场 合。 答：避雷器 用于 防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所或其他建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。 避雷器按结构型式分，有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器等。 其中，保护间隙和管型避雷器一般用于户外输电线路的防雷保护，阀型避雷器和金属氧化物避雷器主要用于变配电所的进线防雷电波侵入保护。 57 Dyn11 接线配电变压器和 Yyn0 接线配电变压器相比较有哪些优点。 答： Dyn11 接线变压器 能有效地抑制 3 的整数倍高次谐波电流的影响； Dyn11 接线变压器的零序电抗比 Yyn0 接线变压器小得多，更有利 于低压侧单相接地短路故障的切除； Dyn11 接线变压器承受单相不平衡负荷的能力远比 Yyn0 接线的变压器大。 58 什么是电流互感器的误差。 电流互感器的常用接线方式有哪几种。 答：电流互感器的误差包括 电流误差 （比值差） 和相位误差（角差）。 电流误差 if 是二次电流的测量值乘以额定变流比 iK 与一次电流数值差的百分数；相位差 i 是 2I 与 1I 的相角差。 电流互感器常用的接线方式有一相式接线、两相不完全星形接线、两相电流差接线和三相完全星形接线。 59 什么是电压互感器的误差。 电压互感器的常用接线方式有哪几种。 答：电压互感器的误差吧包括 电压误差（比值差）和相位误差（角差）。 比值差 uf 是二次电压的测量值乘以额定变压比 uK 与一次电压数值差的百分数；相位差 u 是 2U 与 1U 的相角差。 510 什么是高压开关柜的“五防”。 固定式开关柜和手车式开关柜各有哪些优缺点。 答： ① 防止 误跳、误合断路器 ； ② 防止带负荷分、合隔离开关； ③ 防止带电挂接地线； ④ 防止带地线合闸； ⑤ 防止误入带电间隔。 固定式开关柜具有 价格低，内部空间大，运行维护方便等优点，但体积较大；手车式开关柜具有灵 活性好、检修安全、供电可靠性高、安装紧凑和占地面积小等优点，但价格较贵。 511 对电气主接线的基本要求是什么。 电气主接线有哪些基本形式。 各有什么优缺点。 答：对电气主接线的基本要求是 安全、可靠、灵活、经济。 电气 主接线的基本形式有线路 变压器单元接线、单母线接线、单母线分段接线、 单母线带旁路母线接线、双母线接线、 桥式接线等。 线路 变压器单元接线的优点是接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。 缺点是该单元中任一设备发生故障或检修时，变电所要全部停电，供电可靠性都不高，只可供三级负荷。 单母线接 线的优点是接线简单、使用设备少、操作方便、投资少、便于扩建。 缺点是当母线及母线隔离开关故障或检修时，必须断开全部电源，造成整个配电装置停电；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。 单母线分段接线既保留了单母线接线简单、经济、方便等优点，又在一定程度上提高了供电的可靠性。 但仍不能克服某一回路断路器检修时，该回路。