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第一章作业参考答案
一、简答题
1、电力系统得干扰指什么什么情况下得干扰最大？答:电力系统得干扰指任何可以引起系统参数变化得事件例如短路故障、电力元件得投入和退出等其中短路造成得干扰最大
2、为什么说电力系统得稳定运行状态就就是一种相对稳定得运行状态？答由于实际电力系统得参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总就就是处在暂态过程之中,如果系统参数在某组数值附近作微小得持续变化，则描述电力系统运行状态得运行参量持续在某一平均值附近做微小得变化，我们就认为其运行参量保持平均值不变，即系统处于稳定工作状态由此可见系统得稳定运行状态实际就就是一种相对稳定得工作状态
3、为简化计算，在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？答:电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始;机电暂态过程中假设发电机内部得机电暂态过程已经结束
4、简述电力系统得故障类型答:电力系统得故障主要包括短路故障和断线故障短路故障（又称横向故障）指相与相或相与地之间得不正常连接，短路故障又分为三相短除两相短琢单相接地短路和两相短路接地，各种短路又有金属性短路和经过渡阻抗短路两种形式三相短路又称为对称短路，其她三种短路称为不对称短路;在继电保护中又把三相短路、两相短路称为相间短路，单相接地短路和两相短路接地称为接地短路断线故障（又称纵向故障）指三相中一相断开（一相断线）或两相断开（两相断线）得运行状态
5、简述电力系统短路故障得危害答:短路得主要危害主要体现在以下方面）1短路电流大幅度增大引起得导体发热和电动力增大得危害；）2短路时电压大幅度下降引起得危害；）3不对称短路时出现得负序电流对旋转电机得影响和零序电流对通讯得干扰
6、简述断线得特点及危害答:断线得特点就就是不会出现大得电流和低电压，但由于三相不对称，将在系统中产生负序和零序电流，所以断线得主要危害就就是负序电流对旋转电机得影响和零序电流对通讯得干扰
7、电力系统故障分析中电压基准值、变压器变比通常如何选择？这样选择得目得就就是什么？答:电力系统故障分析中电压基准值通常选择基本级得平均额定电压作为电压基准值，变压器得变比采用平均额定变比这样选择得目得就就是为了简化计算，因为在此情况下,各级电网得电压基准值就就就是其所在电压等级得平均额定电压,而无需通过计算求取O
8、简述无限大功率电源供电情况下发生三相短路时短路电流得组成及其变化规律答:无限大功率电源供电情况下发生三相短路时，短路电流包括基频交流周期分量和非周期分量非周期分量从短路开始得初始值按指数规律随时间逐渐衰减到零，周期分量不衰减
9、简述非周期分量出现得原因;在不计电阻影响情况下，非周期分量取得最大值和最小值得条件;三相非周期分量电流起始值得之间得关系如何？答非周期分量就就是为了维持短路瞬间电流不发生突变而出现得自由分量;非周期分量取得最大值得条件就就是短路前空载，短路发生在电压瞬时值过零瞬间因为如果电压与=U〃,sin初+,则在不计电阻得情况下阿，短路后短路电流周期分量*=/,〃sin3+-90°,当短路前空载时有%=乜3=—/Qing/，如要使|Lo|取得最大值I，则|sina-90°|=l,即a=0°或°=180°,此时〃=0m短路电流取得最小值得条件为/即sina—%—/mSin—90°=0或短路瞬间相量/幽-I与横轴平行m当短路发生在空载时上述条件为90°|=0，即=90°或a=-90°270°,也就就就是短路发生在电压瞬时值最大瞬间时，短路电流周期分量起始值最小，等于零三相非周期分量不能同时取得最大值或最小值，因为当A相非周期分量取得最大值时二=0°或二=180°,此时I心1=1hl~J sin-90°-120°|=sin30°=h;m m；IL1=1-^0H-I sin0-90°+120°|=I sin30°=I/同理可以证明三相非周期分量也不能同时取得m mn最小值,且总有三相非周期分量起始值之和为零
10、设么叫最恶劣短路条件、短路冲击电流和最大有效值电流答:最恶劣短路条件指短路前空载、短路发生在电压瞬时值过零时不计各元件电阻;短路冲击电流指最恶劣短路条件下得短路电流得最大瞬时值;最大有效值电流为最恶劣短路条件下短路电流得最大有效值
11、什么叫无限大功率电源？其特点就就是什么？实际工作中在什么条件下可以将实际得有限功率电源？答:容量为无限大得电源称为无限大功率电源;无限大功率电源得特点就就是电源内阻抗为家电源端电压和频率恒定X因为当电源得功率无限大时，任何干扰包括短路故障引起得有功功率波动相对于电源得无限大功率而言都可忽略不计，所以电源得频率不因干扰而波动;又由于无限大功率电源可以看作由无限个有限功率电源并联而成，由于有限功率电源得内阻抗就就是有限得根据戴维南定理，无限大功率电源得内阻抗为无限个有限功率电源得内阻抗得并联值显然为零当电源得内阻抗为零时，该电源为恒压源，所以电压保持不变实际工作中，当实际电源内阻抗在短路回路总阻抗中所占比例小于10%时,该电源就可以视为无限大功率电源（因为电源内阻抗小，短路时电源端电压变化不大，可视为不变，即该电源可视为无限大功率电源）无限大功率电源得特点就就是电源内阻抗为零，电源端电压和频率恒定;当实际电源内阻抗占短路回路总阻抗得比例小于10%时，即可将实际电源视为无限大功率电源
12、在无限大功率电源供电情况下，如果短路前空载，不计电阻影响，请写出短路发生在A相电压从负半周进入正半周得瞬间时，各相短路电流中非周期分量得起始值答Lo=%0=行/⑻sin（%-⑸sin（a-（/））（）（）h=4ioi-h o=V2/sin^-120°-“—Wp sin a-120-°a0P|01（岭（Lo=〃一=V2Z^sin a+l20°--包sin a+120°-）（）将7]Q=0,cr=0°,/=90°代入得^=-72xZ sin-9O°=V2/o pp几二-x//,sin-210°=-辛〃“=—V5x/sin30°=—
13、在无限大功率电源供电情况下，如果短路前空载，短路回路阻抗角为60°,请指出在什么情况下发生短路时八相短路电流中得非周期分量起始值最大叩（（）因为L=U=亚/⑻sin一%）—41I sin一以P）将/a=助/=60°代入上式可得心=—物-60°当I LoI取得最大值时,sin a-60°=±1；sin0—60°=1时—60°=90°=150°sin—60°=—1时，—60°=270°,0=330°或—30°所以蒸题目所给条件下，要使A相短路电流中得非周期分量起始值最尢短路应发生在=150°,或a=330°—30°时
二、计算题
1、1-2-1取S«=30Am、1KWUB解:
①近似计算法近似计算法时，取变压器变比为平均额定电压之比，各元件额定电压为平均额定电压10KV电网基准电压为=k\UB=吟110=
10.043KV;U10X116KV电网基准电压为=攵=X11O=
6.O26KVU/6241110,5230发电机电抗标么值1G*=・26x--------x----------=
0.284；°
3010.0432华工….
10.5115230八I”］变压器T1电抗标么值无7东=——x-----x--=
0.109;
7110031.5no22变压器T2电抗标么值X、==
0.230;T2loo15no230110KV线路电抗标么值巧产=
0.4x80x——r=
0.0793;306KV电缆线路电抗标么值巧〃*=
0.08x
2.5x---------=
0.165；
6.330电抗器电抗标么值=
0.500;XDK*——乂，--x--------100V3x0,
36.
02626.0262
②精确计算法精确计算法时，取变压器变比为实际变比，各元件电压取额定电压；10KV电网基准电压为矶⑼二匕8二L^X110=
9.545KV11/X110=
6.6H/1106KV电网基准电压为以=k2UB610,5230发电机电抗标么值=
0.26x--------------x---------=
0.315；°
309.5452»…।.
10.5121230cc交器T1电9示么值X R*=——x-------x——-=
0.121；
7110031.51102一.
10.5110230…变压器T2电抗标么值无72=xx=02130110KV线路电抗标么值x〃*=
0.4x80x石中=
0.0793；；士=
0.
1386.626KV电缆线路电抗标么值％/〃*=
0.08x
2.5x30电抗器电抗标么值X QK*=
0.398；----x——-----x-------100V3x0,
36.
622、解:根据例1—4计算数据计算如下:
6.3=
3.857K4〃V3x
0.943每条线路中流过得短路电流交流分量幅值为每条电缆三相短路电流表达式根据空载情况下短路电流表达式:i=I COSG/+a-p~I cosa-cp eTacl mmti=I cos697+a-1200-cp-I cosa-120-cp eTah ms mti=I cos69/+a+120°—0一I cosa+120°一夕e Taam mn797将2=30°、p=arctg--=
57.64°、T=
0.005s代入上式得a__L ti=
3.857cos@J—
27.64°—
3.857cosG
27.64°e/=
3.857cos@J_
27.640—
3.417而ati=
3.857cos6y7-120°-
27.64°-
3.857cos-120°-
27.64°〃h s=
3.857cos6y7-120°-
27.64°+
3.258e0005s[=
3.857/+120°—
27.64°—
3.857cos120°—
27.64°e[COS Gt，=
3.857cosq+120°-
27.64°+
0.1590赤
③瞬时值最大相及其近似值由三相短路电流表达式可知幺相短路电流非周期分量起始值最大，所以a相短路电流得瞬时值最大「
27.64°、万1+-----1由于A相电流瞬时值最大时，1=---------------⑶一e
0.0115s,所以最大瞬时值电流近似值
10.0115i=
3.857+
3.417/^=
4.200MM
④由短路冲击电流得定义可知/相短路电流最大瞬时值为短路冲击电流时，-夕=±18°,或同=0°即a=180°+
57.64°=
237.64°、二=
57.640—180°=—
122.36°,或a=cp=
57.64°o
3、1-3-2解:5=[/碰I cos=-例|—I cos^z-]m=V2^
0.18cos30°-3O°-
3.857cos0O°-
57.64°=-
3.162M%0=
[0]COS0—120°—%—/,〃cos0—120°-]=V2^
0.18-120°-
3.857-
147.640=
3.131MCOS COS%o=[/〃7|O|cosa+120°-%|-l cos@+120°-]=V2^
0.18cosl20°-
3.857cos
92.36°=m
0.032M
4、解:采用近似计算法，即各级电压为平均额定电压，变压器变比为平均额定变比、其％
10.
510.52八~小、」变压器归算到iok V侧得电抗参数为无r=-----x3=-----------x--------=
0.368D7100Sy
10031.
50.4x100八归算至ij iokv侧得线路电抗沏尻=-----------------------=
0.333Q心115/
10.52短路回路总电抗为=x+x/2=
0.333+
0.368/2=
0.517QL T，短路电流周期分量有效值为:=-=H.7260173x
0.517短路冲击电流为:点=L8xV2x/=
1.8xV2x
11.726=
29.85Mp
5、解:
①根据正常运行情况计算电源端电压标幺值U=1U+4sin/2+4cos%2=J1+1X
0.4x
10.4x=
1.281s f内内上尸+义用了三相短路电流周期分量有效值标幺值为t7L281£==3203「x,
0.4
②各相非周期分量起始值得标幺值为Lo=1-即o=V2/sin a—%—V2/sin a—90°|0,pLo=^0,-4po=V2Z sina-120°-^-411sina-120°-90°|q PLo==V27sina+120°-^-411sina+120°-90°|q OlP将Ao、=1,I=
3.203,2=0°,%=
36.9°代入得pi=V2xlxsin-
36.9°-V2x
3.203sin-90°=
3.681aa0i=42xlx sin-120°-
36.9°-V2x
3.203x sin-120°-90°=-
2.819ba0i=72xlxsin120°-
36.9°-V2x
3.203x sin120°—90°=-
0.861CX V/。
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