电力系统课后题答案1

第3章习题

i.答：无限大容战电源供电系统是指内阻抗为零的电源，即其容笊相对于用户供电系统容股大得多

的电力系统，当用户供电系统的负荷变动甚至发生短路时，电力系统变电所馈电母线上的电压能基本维持

不变。

无限大容量系统发生三相短路后，短路电流在达到稳定之前，经过一个哲态过程。在短路暂态

过程中，存在短路非周期分量电流和短路电流周期分量。短路非周期分量电流是由于短路初始瞬间电流不

能突变而产生的•个按指数规律衰减电流，该电流衰减完，哲态过程结束而达到稳定状态。短路电流周期

分量是短路后短路回路阻抗突然减小而熠大很多倍的电流，短路后一直•存在，短路暂态过程结束后只有该

分量存在。

2.答：短路全电流：短路后短路回路中存在的电流，为短路电流周期分量及非周期分量之和。

短路电流的周期分量：因短路后短路回路阻抗突然减小很多倍，而按欧姆定律应突然增大很多倍的

电流。

短路电流的非周期分量：因电路含有电感，电路电流不可能突变，而按愣次定律感生的用以维持短

路初始瞬间电流不致突变的一个反向衰减性电流。

短路冲击电流：为短路全电流中的最大瞬时值。短路后经半个周财，短路全电流达到最大值，此时

的电流即短路冲击电流。

短路稳态电流：是短路电流非周期分量衰减完毕以后的短路全电流。

短路容量：称短路功率，等于短路电流周期分量有效值及短路处的正常工作电压（平均额定电压）

的乘积。

3.答：因电压在线路上有损失，而使线路首末端电压不同，所以短路计算中采用平均电压。

平均电压为线路首末端电压的和除以2,若线路末端电压为额定电压，则首端电压应比额定电压

高10%,这样平均电压为L05倍的额定电压。

额定电压为国家根据经济技术需要统一制定的标准电压。

4.答：供电系统发生短路时，短路电流是相当大的，如此大的短路电流通过电器和导体就会产生很

大的电动力，即短路电流的力效应。

供电系统发生短路时，短路电流特别是短路冲击电流将使相邻导体之间产生很大的电动力，有可能

使电器和载流部分遭受严重损坏，所以要用短路冲击电流来计算.

5.答：供电系统发生短路时，短路电流是相当大的,如此大的短路电流通过电器和导体就会产生很

高的温度，即短路电流的热效应。

因短路全电流的南■效值在整个短路过程中不是常数，为便于计算，在工程上以短路检态电流来代皆

短路全电流进行计算。

6.答：短路发热的假想时间是指在此时间内，假定导体通过短路稳态电流所产生的热后，恰好

及实际短路电流在实际短路时间内所产生的热量相等。这一假定的时间，称为短路发热的假想时间或热效

时间。

由短路电流周期分量作用的假想时间和短路电流非周期分童作用的假想时间组成，前者是保护装置

的动作时间和断路器的固有分闸时间之和，对无限大容量供电系统，后者近似为0.05s。

7.答：高压断路器的作用：正常运行时，用于接通和分断负荷电流：短路情况下，切除巨大的短路

电流。

隔离开关的作用：保证电气设备检修时，使需检修的设备及处于电压卜的其余部分有明显的隔离。

高压断路器要具布.很强的灭弧装置,而隔离开关没有特殊的灭孤装置.

10.答：对一般开关设备的热稳定校验々片，

方"

对一般开关设备的力稳定校验条件如士疗,

iet一设备极限通过日流的幅值.(制造厂家提供)

ish(3)一冲击电流.

11.解:

，=Skm

GH--0.m/knS0.8kmIS

S&=2SOMV•A

SLy-10000/35------------4—1/

5faJt-lSBMV•Aa.%=7.5〃汽一0,08CVkm「

KT-35/6.3kV1N•3kA

图4-22习冠4To图

(1)选定基准值

取Sj=100A/M,Uj=6.3kV

[1(_Sj100A/VA

则"一血J,~V5x6.3kv=9.16M

(2)计算短路回路中各主要元件的电抗标么值

1)电力系统

最大运行方式下的系统电抗

最小运行方式卜的系统电抗

2)架空线路

3)电力变压器T

4)电抗器

5)电缆线路

绘出短路等效电路如图所示

（3）求勺（3）点的短路回路总电抗标么位及三相短路电流和短路容殳

1）总电抗标么值

2）三相短路电流周期分fft有效值

最大运行方式

最小运行方式

3）其它三相短路电流

最大运行方式

最小运行方式

4）三相短路容量

最大运行方=S,/X:M=100/1296=77.16MVA

最小运行力S*=Sj/X\=100/1.401=71.378A/U4

（4）求k2（3）点的短路回路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量

1）总电抗标么值

2）三相短路电流周期分量有效值

最大运行方式

最小运行方式

3）其它三相短路电流

最大运行方式

最小运行方式

4）三相短路容量

最大运行方=s"x£w=100/2.62=38.168MV公

最小运行力=S,/X；2.,“=100/2.725=36.697MVA

（5）.k2（3）点最小运行方式下的两相短路电流

=4/黑=yX30361/C4=2.911KA

设题中电抗器的额定功率为I.68千瓦/相，电抗器的电抗和电阻分别为：

电缆的电抗和电阻分别为：

一条电缆线路（包括电抗器）的电抗、电阻和阻抗分别为：

短路电流非周期分最•的衰减时间常数为

短路电流冲击系数为：

根据式骁=&，由骁的允许值求短路电流周期分量/：的允许值

因此，自6kV母线到短路点K的总阻抗

0999

也就是，允许平行敷设的电缆数不得超过二一=3.42条，即可以平行敷设3条电缆线路。

0.292

也就不能将母联开关QI；闭合长期并联运行。

13.解：

根据我国生产的高压户内（外）少油断路器型式，宜选用全国统一设计并推广应用的型号。根据计

算电流，初选断路器型号，然后进行校验

QF1断路器的选择校验表

序号装置地点的电气条件SW4-35型断路器

项目数据项目数据结论

135kV35kV满足

电压URUN

2H4A1200kA满足

电流lc

32.65kA16.5kA满足

/[A（断流能力）

lx（开断电流）

46.76kA42kA满足

if（动稳定）

/max（动稳定极限电

流）

52.65kA(ls)16.5kA(4s)满足

（热稔定）I）（热稳定电流）

7.01089

6170.07MVAq1000MVA满足

（遮断容量）♦NXQ：

QF2断路器的选择校验表

序号装置地点的电气条件SN10-101型断路器

项目数据项目数据结论

110kV10kV满足

电压U'%

2364A630A满足

电流（IN

33.09kA16kA满足

/丁（断流能力）/力（开断电流）

满足

4型（动稔定）5.69kA40kA

/mx（动稳定极限

电流）

53.09kA(Is)16kA(2s)满足

战叱（热稳定）（热整定电

9.55512

流）

满足

6了（遮断容量）56.24MVA300MVA

5^N.k.QF

隔离开关QSI的选择校验表

序号装置地点的电气条件GW2-35G/600隔离开关

项目数据项目数据结论

135kV35kV满足

电压UNUN

2114A600A满足

电流IcIN

36.76kA42kA满足

智（动稳定）,max（动稳定极限

电流）

42.65kA(Is)20kA(5s)满足

咪（热稳定）申（热稳定电

7.02000

流）

隔离开美QS2的选择校验表

序号装置地点的电气条件GW1-10/600隔离开关

项目数据项目数据结论

110kV10kV满足

电压UN%

2364A600A满足

电流Av

35.69kA35kA满足

端）（动稳定）Max（动稳定极限

电流）

43.09kA(Is)20kA(5s)满足

/y1（热稳定）（热稳定电

9.552000

流）

短路计算

最大运行方式下的三相短路电流计算

（1）选定基准值

取Sj=100MVA,Uj|=37&V,Uj2=\0.5kV

rllrSjiOOMVA

则=~~r—=~r----=1.56姑

,廊,6x37吐

（2）计算短路回路中各主要元件的电抗标么位

1）电力系统（最大运行方式下）

2）架空线路

3）电力变压器T

绘出短路等效电路如图所示

（3）求勺（3）点的短路回路总电抗标么位及三相短路电流和短路容量

1）总电抗标么值

2）三相短路电流周期分量:有效值

3）其它三相短路电流

4）短路容量

5）短路假想时间

6）计算电流

变压器的功率损耗

（4）求k2（3）点的短路回路总电抗标么值及三相短路电流和短路容量

1）总电抗标么值

2）三相短路电流周期分量有效值

3）其它三相短路电流

4）短路容易

5）短路假想时间

6）计算电流

15.解：

解：L

(1)选定基准值

取Sj=100M\<4,Uj=0.4Z:V

rll,Sj100ME4

则/j=—r=T—=—j=-------=144.342加

，6u,GX0.4"

<2)计算短路回路中各主要元件的电抗标么值

1)电力系统

2)电缆线路

3)电力变

△U4°-。Sj_45100x10、

X*3=10()Sw-100630=7.143

4)短路同

母线B发牛三相短路时的短路参数

2.由母线基本参数a=0.2m,b=0.008〃?,/?=0.08〃?

a-b0.2-0.00S

=2.18