《电力系统电磁暂态》第一章习题答案.docx
第1章习题答案1 .电力系统中的元件参数和运行参数指什么？答：元件参数由系统元件的物理性质决定,代表元件的特性。如电阻、电抗、电导、输入阻抗和转移阻抗，变压器变比，时间常数和放大倍数等。运行参数定量的确定系统的运行状态，包括功率、电压、电流、频率以及电动势相量间的角位移等。2 .电网发生故障后的暂态过程分为那二个阶段？各自有何特点？电网应该采用何种措施予以应对？答：分为电磁暂态过程和机电暂态过程。电磁暂态过程是在变压器、输电线等元件中，并不牵涉角位移、角速度等机械量的暂态过程。机电暂态过程是电力系统中的转动元件由于机械转矩和电磁转矩（或功率）之间的不平衡而引起。应采用一些合理的假设，忽略一些相互影响的因素，抓住过程中的主要矛盾进行研究。3 .电力系统电磁暂态分析的主要任务是什么？答：主要任务是分析短路故障后电网中电流，电压的变化。4 .电力系统短路故障的分类、危害，以及短路计算的目的是什么？答：分类：短路故障分对称短路和不对称短路，其中不对称短路包括两相短路、单相短路接地和两相短路接地。危害：短路电流大（热、电动效应）；故障点附近电压下降：功率不平衡失去稳定；不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。短路计算的目的：短路计算的结果可以作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、在电力系统中合理地配置各种维电保护并整定其参数等的重要依据。5 .无限大电源的含义是什么？无限大电源供电的三相短路电流包含了几种分量？有何特点？答：短路点距离电源的电气距离较远时，短路导致电源输出功率的变化量远小于电源所具有的功率，则称该电源是无限大电源。无限大电源供电的三相短路电流包含两种分量，即交流（周期）分量和直流（自由、非周期）分量。交流分量乂称稳态短路电流，1.=OSin（创+-,/“为稳态短路电流的幅（11，为短路时电源电压的初相角，8为短路后电回路的阻抗角，其值的大小主要取决于回路阻抗大小（成反比）；直流分量1.=Ce=，其产生原因是由于短路前后电感电流不能突变，其初值C为t=0时刻的短路前稳态值与短路后稳态值之差，是不断减小的宜流电流，其减小的速度与电路中1./R值有关。6 .冲击电流指的是什么？它出现的条件和时刻如何？冲击系数的大小与什么有关？答：短路电流在最恶劣短路情况下可能达到的最大瞬时值称为短路冲击电流。出现条件：短路前空载，短路回路阻抗角0=90,电压初相角=0或=18O时，该相将出现冲击电流。出现时刻：冲击电流在短路发生经过约半个周期时刻（当f为50HZ时，此时间约为0.0IS）出现。冲击系数为KM=I+eF,其中7；=!所以，冲击系数的大小取A决于短路回路的时间常数。7 .供电系统如图所示，各参数如下：线路=5Ji=°4Ch”,变压器,S"=07VA,“=|05,K1=IUUW0假定供电点S电压为106.5AV保持恒定不变，当空载运行时变压器低压母线发生三相短路时，试计算：短路电流周期分量起始值、冲击电流、短路电流最大有效值及短路容量的有名值。I；HJu'ST解：设基准容量SB=IoMVA,采用平均电压近似计算法。各元件的标么值求得如卜丁供电点发电机：106.5E.&=-=0.926J1.J1.D线路1.:10X1.-=50*0.4*-7=0.0151115z变压器T:X.X=0.105则计算可得短路电流有效值的标么值:E*0.926，d=0.0151+0.105=7710则算得短路电流的有效值的有名值：1=1=771°*11=424a最大值即为短路电流周期分量起始值：m=2*Id=1.414*4.24=5.995A冲击电流为：ijq-KMIm=18*5.995=10.792A(取KM=1.8)短路电流最大有效值电流为：Im,5.995,IM=/1+2(Km-D=1+2*(1.8-1)=6.836短路容量有名值为：Sd=3Ud!d=1.732*10.5*4.24=77.11MVA或者：Sd=Id.Sb=7.7110=77.1MVA1-3-1d)(11,=2×6.3u2×6.3八.o.=9.448KAm20.934(2)7；=0.0()5.v短跖前为空我所以，i,h=0O797=an1.g-=arctg=57.640.需要把已知的余弦函数化为正弦函数，举aM1.为r0.505例K=J6.3COS(Rr+a)=06.3sin(r+9Oo)等效的初相角a=30,'+90"=120"所以，i1.=msin(<w+'-9)-sin(a'=9.448Sin(CW+62.36°)-9448sin(62.36")产if,=1.nasin(<wr+a,-20。-一sin(a'-1.20"-)ev0sai=9.448Sin(W-57.64°)-9.448sin(57.640it=InuSin(W+a,+1.20',-)-1.nusin(a'+I2(1-«把""的=9.448Sin(Qf+182.36n)-9.448sin(1.82")产(3)出流分后的幅值分别为：I,=-8.370kV.=7.981.kV,<=0.389kV所以，a和瞬时电流最大(4)“一同=9(k时，最大瞬时电流为冲击电流，=147.64"或"=一32.36°,所以a=57.64°或=-122.36°1-3-2解：/=2X180/1OOO=0.255MC11=sin(-1)-1.1.,sin"/-")=0.255XSin(12心一300)-9.448sin(1.200-57.64°)=-8.115kACh=/1sin(a'-1一知)一心,sin(-12(/'-=0.255×sin(1.20o-120"-30»)-9.448sin(1.20"-120*,-57.64")=7.853kAC=¼sin(+12(f-)-msin('+120"-)=0.255×sin(1.20o+12Oo-30°)-9.448sin(1.20o+1.20o-57.64")=0.262kA
