供配电技术习题答案第3章Word文件下载.docx
《供配电技术习题答案第3章Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供配电技术习题答案第3章Word文件下载.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
3-5什么是次暂态短路电流?
什么是冲击短路电流?
什么是稳态短路电流?
它们与短路电
流周期分量有效值有什么关系?
次暂态短路电流是短路电流周期分量在短路后第一个周期的有效值.
冲击短路电流是短路全电流的最大瞬时值.高压系统1.8,2.55'
'
1.51'
KiIII，
shshsh
低压系统1.3,1.84'
1.09'
KiIIIshshsh
稳态短路电流是短路电流非周期分量衰减完后的短路电流.无限大容量系统'
III，高
P
压系统2.55'
iIII，低压系统ish1.84I'
Ish1.09I'
shsh
3-6什么叫标幺值？
如何选取基准值？
用相对值表示元件的物理量，称为标幺值。
任意一个物理量的有名值与基准值的比值成
为标幺值，标幺值没有单位。
基准值的选取是任意的，但为了计算方便，通常取100MVA为基准容量，取线路平均额定
电压为基准电压，即1.05UUU。
davN
3-7如何计算三相短路电路？
①根据短路计算要求画出短路电流计算系统图，该系统图应包含所有与短路计算有关的
元件，并标出各元件的参数和短路点。
②画出计算短路电流的等效电路图，每个元件用一个阻抗表示，电源用一个小圆表示，并标
出短路点，同时标出元件的序号和阻抗值，一般分子标序号，分母标阻抗值。
③选取基准容量和基准电压，计算各元件的阻抗标幺值
④等效电路化简，求出短路回路总阻抗的标幺值，简化时电路的各种简化方法都可以使用，
如串联、并联、Δ-Y或Y-Δ变换、等电位法等。
⑤按前述公式由短路回路总阻抗标幺值计算短路电流标幺值，再计算短路各量，即短路电流、
冲击短路电流和三相短路容量。
3-8电动机对短路电流有什么影响？
供配电系统发生短路时，从电源到短路点的系统电压下降，严重时短路点的电压可降为
零。
接在短路点附近运行的电动机的反电势可能大于电动机所在处系统的残压，此时电动机
将和发动机一样，向短路点馈送短路电流，同时电动机迅速受到制动，它所提供的短路电流
很快衰减。
3-9在无限大容量系统中，两相短路电流与三相短路电流有什么关系？
㈠在三相短路电流计算中
记线路平均额定电压为Uav，
短路回路阻抗用Zk表示。
则有：
三相短路电流IpUav/1.732Zk⋯⋯⋯⋯⋯①
冲击电流
⑶
i1.414kI
shshp
⋯⋯⋯⋯⋯②
其中
k1e0.01/为短路电路冲击系数
sh
㈡在两相短路电流计算中
记Uav为短路点的平均额定电压，
Z为短路回路的一相总阻抗。
k
U
两相短路电流av
I
2Z
⋯⋯⋯⋯⋯③
⑵
冲击电流ish1.414kshIk
⋯⋯⋯⋯⋯④
将①与②、③与④对比可得：
⑵⑶I0.86I6ish0.866ish
kp
由以上分析可得：
在无限大容量系统中，两相短路电流较三相短路电流小。
3-10什么是短路电流的电动力效应？
如何计算？
短路电流通过导体或电气设备，会产生很大的电动力和产生很高的温度，称
为短路的电动力效应和热效应。
短路电流的电动力效应是当电路短路时，短路冲击电流流过导体瞬间，导
线间相互电磁作用产生的力。
1．两平行载流导体间的电动力
7
F（2Kfiil/a）10（N）式中a为两平行导线间距；
l为导线长；
K
f为形状系数，圆形，12
管形导体Kf=1。
2．三相平行载流导体间的电动力
27
F3KfIml/a10N
式中Im为线电流幅值；
Kf为形状系数。
3.短路电流的电动力
三相短路产生的最大电动力为
（3）3（3）2/107（）FKilaNfsh
两相短路产生的最大电动力为
FkilaN
fsh
两相短路冲击电流与三相短路冲击电流的关系为
（2）（3）i（3/2）i
两相短路和三相短路产生的最大电动力的关系为
（2）（3/2）（3）FF
备注：
Kf为形状系数，圆形，管形导体Kf=1；
矩形导体根据（a-b）/（b+h）和m=（b/h）查表可
得。
3-11什么是短路电流的热效应？
供配电系统发生短路时，短路电流非常大。
短路电流通过导体或电气设备，会产生很高
的温度，称为热效应。
短路发热和近似为绝热过程，短路时导体内产生的热量等于导体温度升高吸收的能量，导体
的电阻率和比热也随温度而变化，其热平衡方程如下：
0.24
1
2
2K
IRdtcmd
Kt
L
将
R0
（1）/s,cc0
（1）,mls代入上式，得
t22
0.24[I
（1）/sdt]c
（1）lsd
kt00
t1
整理上式后
1c1c
t
200
Idtdln
（1）AA
Kt2KL
S0.2410.24
1L
式中，ρ是导体0℃时的电阻率
（mm/km）；
α为ρ0的温度系数；
c0为导体0℃时的比
热容；
β为c0的温度系数；
γ为导体材料的密度；
S为导体的截面积（mm2）；
l为导体的
长度（km）；
IKt为短路全电流的有效值（A）；
AK和AL为短路和正常的发热系数，对某导体
材料，A值仅是温度的函数，即A=f（θ）.
短路电流产生的热量的计算式：
22
IdtIt
Ktima
短路发热假想时间可按下式计算：
2I
tt0.05
imaK
式中，tK为短路持续时间，它等于继电保护动作时间top和短路器短路时间toc之和，即
Ttt
imaopoc
在无限大容量系统中发生短路，由于I″=I
∞，所以上式变为
导体短路发热系数AK
AAt
KL2ima
S
式中，S为导体的截面积（mm∞为稳态短路电流（A），tima为短路发热假想时间（s）.
2），I
短路热稳定最小截面Smin
ima
SI
min
AA
KL
（3）
3-12试求图3-18所示供电系统中K1和K2点分别发生三相短路时的短路电流、冲击短路电
流和短路容量？
解：
取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，两个电压基准电压分别是Ud1=37kV，
Ud2=6.3kV。
各元件标幺值为：
线路1WL
*
S100
d
XXl0.4180.526
1012
U2
37
变压器T
X
U%S6.5100
kd
100S1002.5
N
2.6
（1）K1点三相短路时
**
XX
K1
0.526
IkA1.56kA
3U337
11
1*
X0.526
1.901
III1.561.901kA2.966kA
K1dK1
i2.55I2.552.966kA7.563kA
sh.K1K1
SMVA190.11MVA
K1*
（2）K2点三相短路时
***
XXX
K2K12
0.5262.63.126
I9.164kA
3U36.3
2*
3.126
0.32
III9.1640.32kA2.932kA
K2dK2
i1.842.932kA5.394kA
sh.K2
SMVA31.88MVA
K2*
X3.126
K2
3-13试求图3-19所示供电系统中K1和K2点分别发生三相短路时的短路电流、冲击短路
电流和短路容量？
取基准容量Sd=100MVA，基准电压Ud=Uav，两个电压基准电压分别是Ud1=10.5kV，
Ud2=0.4kV。
系统S
100
0.5
线路WL
XXl0.352.50.875
2012
U10
变压器1T,2T
34
U%S4.5100
100S1001
4.5
（1）K1点三相短路
12
1.375
IkA5.5kA
3U310.5
1*
0.727
III5.50.727kA4kA
i2.55I2.554kA10.2kA
SMVA72.72MVA
X1.375
（2）K2点三相短路
****
XXX//X3.625
K134
IkA144.34kA
3U30.4
3.625
0.276
III144.340.276kA39.818kA
i1.84I1.8439.818kA73.265kA
sh.K2K2
SMVA27.586MVA
X3.625
3-14试求图3—20所示无限大容量系统中K点发生三相短路电流，冲击短路电流和短路
容量，以及变压器2T一次流过的短路电流.各元件参数如下：
变压器1T：
SN=31.5MVA，UK%=10.5，10.5/121kV；
变压器2T，3T：
SN=15MVA，UK%=10.5，110/6.6kV；
线路1WL，2WL：
L=100km，X0=0.4Ω/km
电抗器L：
UNL=6kV，INL=1.5kA，XNL%=8。
（1）由图所示的短路电流计算系统图画出短路电流计算等校电路图，如图所示.由断
路器断流容量估算系统电抗，用X表示.
（2）取基准容量Sd=100MVA，基准电压UD=UAV，基准电压是Ud1=121kV，Ud2=6.6kV，
Ud3=6.6kV，则各元件电抗标幺值为
XU%/100S/S10.5/100100/31.50.333
1kdn
线路W1，W2：
XXXLS/U91.827
2301dd
变压器2T3T：
XXU%S/100Sn0.7
45kd
电抗器；
X%US
llnd
X0.424
62
1001.732IU
lnd
当K点发生三相短路时：
一短路回路总阻抗标幺值
XX1X2X4X6/X3X50.33391.8270.70.424/91.8270.70.355
二K点所在电压基准电流
IS/1.732U8.748
ddd
三K短路电流各值为
I1/X1/0.3552.817
kk
III8.7482.81724.64kA
kdk
II1.8424.6445.34kA
ksh
SS/X1002.817281.7MVA
（2）变压器2T一次流过的短路电流为：
I2II28.7482.81724.64kA
3.15试求图3-21所示系统中K点发生三相短路时的短路电流，冲击电流和短路容量.已知
线路单位长度电抗X.=0.4Ω/km，其余参数见图所示.
取基准容量Sd=100MVA，基准电压分别为Ud2=Ud7=121kV，Ud3=115.5kV，QF的断路
容量Sos=1000MVA。
XU%S/100S10.5100/10031.50.333
1kdN
*22
XXS/U600.4100/1210.164
2Ldd
同理：
*2
X0.410100/115.50.0299
3
X0.175
4
XS/S100/10000.1
5doc
X0.525
6
X0.420100/1210.055
计算短路回路总阻抗标幺值：
********
XXX/XXXXX0.5726
k1267345
计算K点所在电压的基准电流：
IS/1.732U1.4996kA
计算K点短路电流各值：
I1/X1/0.57261.7464
III1049961.74642.6189kA
I.2.55I60678kA
shkk
SS/X100/0.5726174.642MVA
3-16在题3-12中，若6kV的母线接有一台400kW的同步电动机，cosφ=0.95，η=0.94，
试求K2点发生三相短路时的冲击短路电流。
S400
M
IA66.67A
N.M
U6
E1.1
i2kI21.566.67952.65A
shMshMNM
..'
*.
X0.2
iii（5.3940.952）kA6.346kA
sh.shsh.M
升级会员 