1、1电气工程基础题解（第 6 章）6-1 何 谓短路冲击电流？什么情况下短路产生的短路冲击电流有最大值？答：短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流。取时，当 ，即短路恰好发生在电源电势过零时，90,0RIm0短路后 T/2 时刻左右出 现短路电流的最大值 。6-2 何 谓短路电流有效值？有何作用？答：短路电流有效值 是指以任一时刻 t 为中心的一个周期内瞬时电tI流的均方根值。即： 2d1TttiI短路电流有效值主要用于校验某些电器的断流能力。例如在选择断路器时必须使断路器的额定开断电流大于断路器开断瞬间的短路电流有效值。6-3 何 谓冲击系数？工程计算中一般如何取值？答：根据推导可得短路冲击
2、电流的计算式为 pmTTpmIeeIi aa)1(/0./0.令 ,称为冲击系数。aTimek/01.工程计算中一般按以下情况确定 的值：ik1 在发电机端部发生短路时， 9.im22 在发电厂高压侧母线上发生短路时， 85.1imk3 在其他地点短路时， 8.1imk6-4 何 谓输入阻抗？转移阻抗？答：当网络化简为具有若干个电源的等值电路后，如下图图中: 称为节点 i 和节点 f 之间的转移电 抗。即如果仅在 i 路中加ifX电势 ，其他电源电势均为零时，则 与在 f 支路中所产生的电流的iE iE比值就是 i 支路与 f 支路之间的转移电抗。若所有的电源电势 ，并在短路点 f 反向021
3、ni接入电势 ， fffjXEI称为短路点 f 的输入电抗。在所有电源电势均相等时，短路点的fX输入电抗为其自导纳的倒数，其值等于短路点 f 对其余所有电源节点的转移电抗的并联值。XnfX1fX2fE2EnI1I2InIffE13niifffjXYjX16-5 何 谓电流分布系数？ 它有何特点？答：网络中的某一支路的电流 和短路电流 的比值为电流分布系数，iIfI记为 。电流分布系数表示所有电源的电势都相等时，各电源所提供iC的短路电流占总短路电流的比例数。所有电源点的电流分布系数之和应等于 1，即nfiifnfifiiXI11通常可利用这一特点来校验分布系数的计算是否正确。若 f 支路的短路
4、电流 ，则 ，可 见电流分布系数实际上可以代表电流，fIiIC所以 也有方向、大小，并且符合节点电流定律。i6-6 已知无穷大供电 系统如图 6-29 所示。当变电所低压母线发生三相短路时，试做以下计算：（1）短路点短路电流的周期分量；（2）短路冲击电流；（3）M 点的残 压。S=230kVl80km0.4/kmM T10.5kV60MVAUS%=10.54解： 设 avBBUSMVA,10（1）作等值电路图 06.2314.082avBllSxX75.6510%NTU.01Tl（2） 短路点短路电流的周期分量因为系统为无穷大电源，所以有 25.43.01*XIP kAB37（3）短路冲击电流
5、在变压器低压侧短路， 8.1imkkAIkiPim4.59372.24 M 点的残压 .01.54*TXIUkVav27306-7 系 统接线如图 6-30 所示。试计算 f 点发 生短路时各电源支路的转移电抗以及 f 点的输入电抗。S=230kVXl M XT10.5kV5解: 设 avBBUSMVA,10(1) 计算元件参数标幺值 192.05812.01 NBdSX52 314.0.2310.310%23 avBNLUI64.54SX10.5kV f230kV263MVAUS%=1450MVAcos=0.8Xd=0.1250MVAcos=0.85Xd=0.151 23451 234567
6、 81 26065.20314.5436 XX978. 02.5.05436 284.019.02.179 X37581042. 78.21.6.)(109696* Xf91.0 .34.5.)(10966* Xf 2./*fff有名值为： 658.21034.1BffX739.9.*2ff 0.162.0Bff X1f 1069 10 X2f76-8 何 谓计算电抗？答：计算电抗是指发电机的纵轴次暂态电抗 和归算到发电机额dX定容量的外接电抗 的标幺值之和。eXedjs6-9 简 述应用计算曲线（表）解题的基本步骤答：（1）选取准功率 和基准电压 ，计算元件参数，绘制等BSavBU值网络。2
7、 行网络变换。根据所讲的原则，将网络中的电源合并为若干组，求出各等值发电机对短路点的转移电抗 和无限大电fiX源对短路点的转移电抗 。fSX3 各电源的转移电抗 进行归算，得到各电源点对短路点的fi计算电抗 jsiBSXNifji4 由计算电抗 分别根据合适的（汽轮机或水轮机）计算曲jsi线找出制定时刻 t，各等值发电机提供的短路周期电流的标幺值 。*ptI5 无限大功率电源供给的短路周期电流不衰减。jSPXI1*6 计算短路电流周期分量的有名值。第 i 台等值发电机提供的短路电流8avNiptiNiptiti USII3*无限大功率电源提供的短路电流avBptiBpSII*7 短路点周期分量
8、电流的有名值为avBpSgiavNiptit UII33*1*6-10 对称三相电力系统中发生三相短路时，短路 电流的周期分量和非周期分量的初始值（t=0）是否对称？为什么？答：要看电路短路前的状态。若短路前电路处于空载状态下，则可认为 ，当 t=0 时 ，短路 电流的周期分量为 ， 非周0mI )sin(pmI期分量的初始值 ，因此是对称的。)sin(pmIC6-11 有限容量电源供电系统三相短路暂态过程中，短路 电流各分量的变化特点与恒定电势源供电系统有什么不同？答：周期分量：有限容量电源短路电流周期分量的幅值随时间而衰减。恒定电势源供电系统短路电流周期分量的幅值不衰减。有限容量电源供电系
9、统的短路电流非周期分量的衰减性质及它的初始值的确定，与恒定电势源系统相同。6-12 电力系统中发生三相短路时，短路点附近的异步 电动机为什么会提供短路电流？9答：正常运行时， 异步电动机从系统中吸取无功功率以建立磁场，电动机的电流方向是从系统流向电动机的，此时电动机的电势 小于ME其端电压 。U当系统中发生短路时，系统中各点的电压降低，短路点附近的异步电动机会出现 的情况，因此，电动机将向系统提供短路电ME流。6-13 一台同步发电机经变压器连接到一台异步电动机。 归算到同一基准值时各元件参数为：发电机， ；电动机 ；变压15.0dX35.0MX器 。在电动机的机端发生三相短路，故障时发电机的
10、端电压1.0TX为 0.95，电流为 1.0，功率因数为 0.85（超前）。试计算发电机、电动机的次暂态电流。解：（1）按系统正常运行，计算发电机和异步电动机的次暂态电势设发电机机端电压 ，则095.U 79.31I .82j750.jdXIE U=0.95V ME U=0.95 XT=0.1 XM=0.35Xd=0.15 EM1084.1725.30j )35.01(9.9.)(jMTMXIUE（2） 短路时，发电机支路的次暂态电流为 67.8152.3902.)j(d*TGXEI电动机支路的次暂态电流为 4.7.35.084.1j*MI6-14 已知某发电机短路前满载运行，以本身 额定值为
11、基准的标幺值参数为 ，冲击系数125.0,8.cos,0.1,. )0()()0( dGGXIU取 ，发电机额定相电流有效值为 3.45kA。试计算发电机机85.1imk端发生三相短路时的起始次暂态电流 和冲击电流 的有名值。Iim解： 08.1)8.0125.()6.25( )cos(sin20()(0)(* GdGdGXIXIUE 则： 4*dGXI 60.2.85.12GimiIk有名值为 kA936i 7.4.0116-15 某系统接线如图 6-31 所示，有关参数标注在图中。图中的 G 为恒定电势源；G1、G2 为汽轮发电机，且均有自动电压调节装置。当 f点发生三相短路时，试分别按下
12、列条件计算 和 ，并比较结果。2.0,I（1）将恒定电势源 G、G1、G2 合并为一台等值机；（2）将 G、G1、G2 分别处理。解: (1) 画出等值电路图，计算元件参数令 avBBUSMVA,10167.035.SXBG39.54.2221avUlx.01.0%TNBSTS=300MVAXS=0.5110kV130km0.4/km10.5kV230MVAXd=0.13220MVAUS%=10.510kVf (3)GG1G2X1XGX2XT1XT2XG1XG2GG1G21243.01.21 GNBdGSX（2）网络化简364.02/9.167.023 XG5854T（3） 将 G、G1、G2
13、 合并 为一台等值机28.043.0/)5.64(./293)/(14GTXXMVA60221GSS1.0.BjX查汽轮机短路电流计算曲线： 17.9452.*0IkAUSIavB.36短路电流的有名值为X3X4XT1 XG1GG1G213kAI10.279.1.8450.2（4）将 G、G1、G2 分别处 理08.1 958.023642.364.041313 XXTTGf65.2 364958.31414TTfG.011fX对 G : 264.3108.BfjS.264.3*2.0*II对 G2 : 860.1385.BGfjSXXG2fXGf XG1fG G1G2X3X4XT1 XG1G
14、G1G214352.108.*I对 G1 : 13.04BGfjSX519.20.8*I短路电流的有名值为 kAI kI 43.15.03)519.23.(51036.0 9.4. 80.2.3).8.(306.2. 将 G、G1、G2 合并 为一台等值机时的短路 电流和将 G、G1、G2 分别处理时的短路电流有很大差别。主要是忽略了发电机类型不同及发电机距短路点远近不同所产生的误差。6-16 系统接线图和已知条件同题 6-15，但 G2 为一水轮发电机， 试计算 和 。2.0,I解：将 G、G1、G2 分别处 理， 电源 G、G1 所提供的短路电流不变，G 2查水轮发电机短路电流计算曲线可得：X3X4XT1 XG1GG1G215对 G2 : 860.jSX491.2.*0I短路电流的有名值为 kAI kI 6.15.03)519.24.(51036.0 386 85.20.3).20.(51306.2.
