1、第一章作業參考答案一、簡答題1、電力系統的干擾指什么？什么情況下的干擾最大？答：電力系統的干擾指任何可以引起系統參數變化的事件。例如短路故障、電力元件的投入和退出等。其中短路造成的干擾最大。2、為什么說電力系統的穩定運行狀態是一種相對穩定的運行狀態？答：由于實際電力系統的參數時時刻刻都在變化，所以電力系統總是處在暫態過程之中，如果系統參數在某組數值附近作微小的持續變化，則描述電力系統運行狀態的運行參量持續在某一平均值附近做微小的變化，我們就認為其運行參量保持平均值不變，即系統處于穩定工作狀態。由此可見系統的穩定運行狀態實際是一種相對穩定的工作狀態。3、為簡化計算，在電力系統電磁暫態過程分析和機

2、電暫態過程分析中都采用了那些基本假設？答：電磁暫態分析過程中假設系統頻率不變，即認為系統機電暫態過程還沒有開始；機電暫態過程中假設發電機內部的機電暫態過程已經結束。4、簡述電力系統的故障類型答：電力系統的故障主要包括短路故障和斷線故障。短路故障（又稱橫向故障）指相與相或相與地之間的不正常連接，短路故障又分為三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相短路接地，各種短路又有金屬性短路和經過渡阻抗短路兩種形式。三相短路又稱為對稱短路，其他三種短路稱為不對稱短路；在繼電保護中又把三相短路、兩相短路稱為相間短路，單相接地短路和兩相短路接地稱為接地短路。斷線故障（又稱縱向故障）指三相中一相斷開（一相斷線）或兩

3、相斷開（兩相斷線）的運行狀態。5、簡述電力系統短路故障的危害答：短路的主要危害主要體現在以下方面：1）短路電流大幅度增大引起的導體發熱和電動力增大的危害；2）短路時電壓大幅度下降引起的危害；3）不對稱短路時出現的負序電流對旋轉電機的影響和零序電流對通訊的干擾。6、簡述斷線的特點及危害答：斷線的特點是不會出現大的電流和低電壓，但由于三相不對稱，將在系統中產生負序和零序電流，所以斷線的主要危害是負序電流對旋轉電機的影響和零序電流對通訊的干擾。7、電力系統故障分析中電壓基準值、變壓器變比通常如何選擇？這樣選擇的目的是什么？答：電力系統故障分析中電壓基準值通常選擇基本級的平均額定電壓作為電壓基準值，變

4、壓器的變比采用平均額定變比。這樣選擇的目的是為了簡化計算，因為在此情況下，各級電網的電壓基準值就是其所在電壓等級的平均額定電壓，而無需通過計算求取。8、簡述無限大功率電源供電情況下發生三相短路時短路電流的組成及其變化規律答：無限大功率電源供電情況下發生三相短路時，短路電流包括基頻交流周期分量和非周期分量。非周期分量從短路開始的初始值按指數規律隨時間逐漸衰減到零，周期分量不衰減。9、簡述非周期分量出現的原因；在不計電阻影響情況下，非周期分量取得最大值和最小值的條件；三相非周期分量電流起始值的之間的關系如何？答：非周期分量是為了維持短路瞬間電流不發生突變而出現的自由分量；非周期分量取得最大值的條件

5、是短路前空載，短路發生在電壓瞬時值過零瞬間(因為如果電壓uaUmsin(t)，則在不計電阻的情況下阿，短路后短路電流周期分量iaImSin(t900),當短路前空載時有ia0iapoImSin(900),如要使ia0取得最大值Im,則|sin(900)11,即00或=1800,此時Ua00)短路電流取得最小值的條件為1m101sin(|q)Imsin(900)0或短路瞬間相量1mpi1m與橫軸平行。當短路發生在空載時上述條件為11msin(900)|0,即900或900(2700),也就是短路發生在電壓瞬時值最大瞬間時，短路電流周期分量起始值最小，等于零。三相非周期分量不能同時取得最大值或最小

6、值，(因為當A相非周期分量取得最大值時00-000100或=1800,此時|ib0|30|Imsin(090120)|Imsin30-Im；|ic0|icp0|Imsin(09001200)|Imsin300Im。同理可以證明三相非周期分量也不能同時取得最小值)，且總有三相非周期分量起始值之和為零。10、設么叫最惡劣短路條件、短路沖擊電流和最大有效值電流答：最惡劣短路條件指短路前空載、短路發生在電壓瞬時值過零時(不計各元件電阻)；短路沖擊電流指最惡劣短路條件下的短路電流的最大瞬時值；最大有效值電流為最惡劣短路條件下短路電流的最大有效值。11 .什么叫無限大功率電源？其特點是什么？實際工作中在什

7、么條件下可以將實際的有限功率電源？答：容量為無限大的電源稱為無限大功率電源；無限大功率電源的特點是電源內阻抗為零，電源端電壓和頻率恒定，(因為當電源的功率無限大時，任何干擾(包括短路故障)引起的有功功率波動相對于電源的無限大功率而言都可忽略不計，所以電源的頻率不因干擾而波動；又由于無限大功率電源可以看作由無限個有限功率電源并聯而成，由于有限功率電源的內阻抗是有限的根據戴維南定理，無限大功率電源的內阻抗為無限個有限功率電源的內阻抗的并聯值，顯然為零，當電源的內阻抗為零時，該電源為恒壓源，所以電壓保持不變)。實際工作中，當實際電源內阻抗在短路回路總阻抗中所占比例小于10%時，該電源就可以視為無限大

8、功率電源。(因為電源內阻抗小，短路時電源端電壓變化不大，可視為不變，即該電源可視為無限大功率電源)。無限大功率電源的特點是電源內阻抗為零，電源端電壓和頻率恒定；當實際電源內阻抗占短路回路總請寫出短路發生在A相電壓從阻抗的比例小于10%時，即可將實際電源視為無限大功率電源。12 .在無限大功率電源供電情況下，如果短路前空載，不計電阻影響,負半周進入正半周的瞬間時，各相短路電流中非周期分量的起始值。答:ia|0| iapo ,2I|0|Sin(i b 0 ib|0| ibp0i c 0 i c|0| i cp0210ISin(2I|qSin(i0i)2I psin()1200|01),2IpSin

9、(1200J 21Psim1200)1200)將I|0i0,0°,900代人得:2Ipsin(900)2Ip22Ipsin(2100)5I022IpSin(300)3Ip13、在無限大功率電源供電情況下，如果短路前空載，短路回路阻抗角為600,請指出在什么情況下發生短路時，A相短路電流中的非周期分量起始值最大。答：因為：ia0ia|0|iap0,2I|0|sin(|0I)2Ipsin(d)將I。0,d600代入上式可得：lwlJia02Ipsin(600)當Iia01取得最大值時，sin(600)1。sin(600)1時，600900,1500；sin(600)1時，600270&#

10、176;,3300(或300)。所以，在題目所給條件下，要使A相短路電流中的非周期分量起始值最大，短路應發生在1500,或3300(300)時。二、計算題1、(1-2-1)解：取SB30MVA、UB110kVo近似計算法近似計算法時，取變壓器變比為平均額定電壓之比，各元件額定電壓為平均額定電壓。10510KV電網基準電壓為Ub(10)k1UB-11010.043(KV)；1156KV電網基準電壓為UB(6)k2UB冬1106.026(KV)115發電機電抗標么值xG0.2610.52303010.0432變壓器T1電抗標么值xT1*10.5 115230210031.5 1102變壓器T2電抗

11、標么值xT22-10.5 1153021001511020.284 0.109 ；0.230 ；30110KV線路電抗標么值xII*0.480一70.0793；1102306KV電纜線路電抗標么值xIII*0.082.570.165；6.0262電抗器電抗標么值xDK*G3030.500；10030.36.026精確計算法精確計算法時，取變壓器變比為實際變比，各元件電壓取額定電壓。10510KV電網基準電壓為Ub(10)k1UB-051109.545(KV)；1216KV電網基準電壓為Ub(6)k2UB贓1106.6(KV)110發電機電抗標么值xG10.52300.26 2309.5450.

12、315；變壓器T1電抗標么值10.51212變壓器T2電抗標么值x*10031.53011020.121 ；XT210.51001102153011020.21 110KV線路電抗標么值xII0.48030211020.07936KV電纜線路電抗標么值xiii0.082.530660.138；電抗器電抗標么值xDK*1003 0.3當 0.398; 6.622、(1-3-1 )解：根據例1-4計算數據計算如下:每條線路中流過的短路電流交流分量幅值為Im6.3,3 0.9433.857(KA) 每條電纜三相短路電流表達式根據空載情況下短路電流表達式:iaIm COS(st)I m COS(ibI

13、 m COS(st1200I m cos(1200tTZiaI m COS(st1200I m cos(1200tTZiaib300、3.857cos(3.857 cos(3.857 cos( stx 0.797 arctg 0.50557.640、Ta0.005(s)代入上式得tst 27.640) 3.857cos( 27.640)e Ta 3.857cos( stst 1200 27.640) 3.857 cos( 120027.640)et1200 27.640) 3.258e 0.005Tat27.640) 3.417e5ic3.857cos(st120027.640)3.857co

14、s(120027.640)t3.857cos(st120027.640)0.159e0005瞬時值最大相及其近似值由三相短路電流表達式可知，a相短路電流非周期分量起始值最大，所以a相短路電流的瞬時值最大。（1號）由于A相電流瞬時值最大時，t180-0.0115s,所以最大瞬時值電流近似值3140.0115iM3.8573.417e/4.200(kA)57.640 1800122.360 ,或由短路沖擊電流的定義可知，a相短路電流最大瞬時值為短路沖擊電流時，1800,或00即180057.640237.640、57.640。3、(1-3-2)解：iaf0Im101cos(|0|)ImCOS()2

15、0.18cos(300300)3.857cos(30057.640)3.162(kA)ibf0Im101cos(1200|0I)Imcos(1200).20.18cos(1200)3.857cos(147.640)3.131(kA)icf0Im101cos(1200|0|)Imcos(1200).20.18cos12003.857cos92.360)0.032(kA)4、解：采用近似計算法，即各級電壓為平均額定電壓，變壓器變比為平均額定變比.22變壓器歸算到10kV側的電抗參數為：XTUK(%)51°15105_0.368()100SN10031.50.4100、歸算到10kV側的線路電抗為：xL0.333()(115/10.5)2短路回路總電抗為：XXLXT/20.3330.368/20.517()短路電流周期分量有效值為：IP10511.726(kA)3 0.517短路沖擊電流為：iM1.82 IP 1.82 11.726 29.85(kA)5、解: 根據正常運行情況計算電源端電壓標幺值1.281Us(UfIo|Xisin0|)2(I*cosJ2,(1-10.40.6)2-(10.40.8)2三相短路電流周期分量有效值標幺值為:IpUsXi1.2810.43.203各相非周期分量起始值的標幺值為：ia 0 ia|0i iap0 、, 21問 sin（ 網