发电厂电气设备课后答案

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发电厂电气部分复习课后习题

发电厂电气部分复习课后习题

发电厂电气部分复习课后习题仅供参考第三章常用计算的基本理论和方法3-1 研究导体和电气设备的发热有何意义?长期发热和短时发热各有何特点?答:电气设备有有电流通过时将产生损耗,这些损耗都将转变成热量使电器设备的温度升高。

发热对电气设备的影响:使绝缘材料性能降低;使金属材料的机械强度下降;使导体接触电阻增加。

导体短路时,虽然持续时间不长,但短路电流很大,发热量仍然很多。

这些热量在适时间内不容易散出,于是导体的温度迅速升高。

同时,导体还受到电动力超过允许值,将使导体变形或损坏。

由此可见,发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。

长期发热是由正常工作电流产生的;短时发热是由故障时的短路电流产生的。

3-2 为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度?短时发热允许温度和长期发热允许温度是否相同,为什么?答:导体连接部分和导体本身都存在电阻(产生功率损耗);周围金属部分产生磁场,形成涡流和磁滞损耗;绝缘材料在电场作用下产生损耗,如tan?值的测量载流导体的发热:长期发热:指正常工作电流引起的发热短时发热:指短路电流引起的发热一发热对绝缘的影响:绝缘材料在温度和电场的作用下逐渐变化,变化的速度于使用的温度有关;二发热对导体接触部分的影响:温度过高→表面氧化→电阻增大↑→ I R ↑→恶性循环;三发热对机械强度的影响:温度达到某一值→退火→机械强度↓→设备变形如:Cu长期发热70 C短期发热300 C, Al长期发热 70 C 短期发热 200。

3-6 电动力对导体和电气设备的运行有何影响?答:电气设备在正常状态下,由于流过导体的工作电流相对较小,相应的电动力较小,因而不易为人们所察觉。

而在短路时,特别是短路冲击电流流过时,电动力可达到很大的数值,当载流导体和电气设备的机械强度不够时,将会产生变形或损坏。

为了防止这种现象发生,必须研究短路冲击电流产生的电动力的大小和特征,以便选用适当强度的导体和电气设备,保证足够的动稳定性。

发电厂电气部分第四版课后习题答案

发电厂电气部分第四版课后习题答案
3)由A再从曲线上查得Bh值。
3-6电动力对导体和电气设备的运行有何影响?
答:电气设备在正常状态下,由于流过导体的工作电流相对较小,相应的电动力较小,因 而不易为人们所察觉。而在短路时,特别是短路冲击电流流过时,电动力可达到很大的数值, 当载流导体和电气设备的机械强度不够时,将会产生变形或损坏。为了防止这种现象发生,必 须研究短路冲击电流产生的电动力的大小和特征,以便选用适当强度的导体和电气设备,保证 足够的动稳定性。必要时也可采用限制短路电流的措施。
第四、辐射能。它是物质以电磁波形式发射的能量。如地球表面所接受的太阳能就是辐射 能的一种。
第五、核能。这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。释放巨大核能的核反应 有两种,邓核裂变应和核聚变反应。
第六、电能。它是与电子流动和积累有关的一种能量,通常是电池中的化学能而来的。或 是通过发电机将机械能转换得到的;反之,电能也可以通过电灯转换为光能,通过电动机转换 为机械能,从而显示出电做功的本领。
答:抽水蓄能电厂在电力系统中的作用:调峰;填谷;备用;调频;调相。
功能:降低电力系统燃料消耗;提高火电设备利用率;可作为发电成本低的峰荷电源;
对环境没有污染且可美化环境;抽水蓄能电厂可用于蓄能。
1-6核能发电厂的电能生产过程及其特点?
答:核电厂是一个复杂的系统,集中了当代许多高新技术。核电厂的系统由核岛和常规岛 组成。为了使核电能稳定,经济地运行,以及一旦发生事故时能保证反应堆的安全和防止 放射性物质外泄,核电厂还设置有各种辅助系统,控制系统和设施。以压力堆为例,有以 下主要系统:核岛的核蒸汽供应系统;核岛的辅助系统;常规岛的系统。
6)高压厂用变压器高压侧,每组装有电流互感器4个。
其主要设备如下:电抗器:限制短路电流;电流互感器:用来变换电流的特种变压器; 电压互感器:将高压转换成低压,供各种设备和仪表用,高压熔断器:进行短路保护;中性点 接地变压器:用来限制电容电流。

熊信银《发电厂电气部分》第四版课后习题答案含计算题

熊信银《发电厂电气部分》第四版课后习题答案含计算题

前面的部分是概念部分的答案,后面的部分是计算题部分的答案!两部分是分开的!第一章发电、变电和输电的电气部分2-1 哪些设备属于一次设备?哪些设备属于二次设备?其功能是什么?答:通常把生产、变换、分配和使用电能的设备,如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。

其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。

如仪用互感器、测量表计,继电保护及自动装置等。

其主要功能是起停机组,调整负荷和,切换设备和线路,监视主要设备的运行状态。

2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。

答:1)发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线;2)在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器,供给厂用电;3)在发电机出口侧,通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器;4)在发电机出口侧和中性点侧,每组装有电流互感器4个;5)发电机中性点接有中性点接地变压器;6)高压厂用变压器高压侧,每组装有电流互感器4个。

其主要设备如下:电抗器:限制短路电流;电流互感器:用来变换电流的特种变压器;电压互感器:将高压转换成低压,供各种设备和仪表用,高压熔断器:进行短路保护;中性点接地变压器:用来限制电容电流。

2-3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。

2-4 影响输电电压等级发展因素有哪些?答:1)长距离输送电能;2)大容量输送电能;3)节省基建投资和运行费用;4)电力系统互联。

2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。

答:目前,我国500kV变电所的主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方式。

其中3/2台断路器接线具有以下特点:任一母线检修或故障,均不致停电;任一断路器检修也不引起停电;甚至在两组母线同时故障(或一组母线检修另一组母线故障)的极端条件下,功率均能继续输送。

一串中任何一台断路器退出或检修时,这种运行方式称为不完整串运行,此时仍不影响任何一个元件的运行。

发电厂电气部分第五章课后答案

发电厂电气部分第五章课后答案

发电厂电气部分第五章课后答案1、我国最大的火电机组容量100万KW-玉环电厂我国最大的水电机组容量70万KW三峡水电站我国最大的核电机组容量100万KW-田湾核电厂最大的火电发电厂容量454万KW-邹县电厂最大的水电发电厂容量1820万KW-三峡水电厂最大的核能发电厂容量305万KW-秦山核电厂(自主研发设计)最大的抽水蓄能发电厂240万KW-广东抽水蓄能电厂2,新能源发电类型:风力发电,海洋能发电,地热发电,太阳能发电,生物质能发电,磁流体发电,电气体发电3、火力发电厂的的生产过程:概括地说将煤中的化学能转化成电能的过程,三个阶段1,燃料的化学能在锅炉中燃烧转变成热能,加热锅炉中的水,使之变为蒸汽(燃烧系统)2,锅炉中产生的蒸汽进入汽轮机,冲击汽轮机的转子旋转,将热能转变为机械能(汽水系统)3,由汽轮机的转子旋转的机械能带动发电机旋转,把机械能变为电能(电气系统)4、热电厂,以热定电的运行方式。

抽水蓄能电厂在电力系统中的作用:调峰,填谷,事故备用,调频,黑启动,蓄能汽轮发电机的特点:转速高,多采用隐极式,卧式,不能快速启动,只宜承担电力系统的基荷水轮发电机的特点:转速低,极数多,多采用凸极式转子,立式能快速启动易于承担峰荷5、一次设备:通常把生产,变换,输送,分配和使用电能的设备,如发电机,变压器,断路器等称为一次设备。

1,生产和转化电能的设备(发电机,变压器)2,接通和断开电路的开关电器(断路器,隔离开关,负荷开关,接触器,熔断器)3,限制故障电流和防御过电压的保护电器(电抗器和避雷器)4,载流导体5,互感器(电压互感器,电流互感器)6,无功补偿设备(并联电容器,串联电容器,并联电抗器)7,接地装置6、二次设备:对一次设备和电力系统的运行状态进行测量,控制,监控,和起保护作用的设备,称为二次设备。

(测量表计,继电保护,直流电源负荷,操作电器,信号设备及控制电缆)7、发热对电气设备的影响:1,使绝缘材料的绝缘性能下降2,使金属材料的机械强度下降3,使导体的接触部分的接触电阻增大8、温度限制:导体正常最高温度一般不允许超过70℃钢芯铝绞线及管型导线不允许超过80℃导体表面镀锡不允许超过85℃导体表面镀银不允许超过95℃9、提高导体载流量的措施:a) 减小导体的电阻(①最好采用电阻率低的材料②,减小接触电阻③,增加截面积)b) 增加导体的换热面c) 提高换热系数10、长期发热,指正常工作时电流长期通过而引起的发热,长期发热的热量,一部分分散到空气中去,另一部分使导体的的温度升高,发热功率与散热功率相互平衡。

《发电厂电气部分》第四版课后习题答案

《发电厂电气部分》第四版课后习题答案

2-1 哪些设备属于一次设备?哪些设备属于二次设备?其功能是什么?答:通常把生产、变换、分配和使用电能的设备,如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。

其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。

如仪用互感器、测量表计,继电保护及自动装置等。

其主要功能是起停机组,调整负荷和,切换设备和线路,监视主要设备的运行状态。

2-2 简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。

答:1)发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线;2)在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器,供给厂用电;3)在发电机出口侧,通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器;4)在发电机出口侧和中性点侧,每组装有电流互感器4个;5)发电机中性点接有中性点接地变压器;6)高压厂用变压器高压侧,每组装有电流互感器4个。

其主要设备如下:电抗器:限制短路电流;电流互感器:用来变换电流的特种变压器;电压互感器:将高压转换成低压,供各种设备和仪表用,高压熔断器:进行短路保护;中性点接地变压器:用来限制电容电流。

2-3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。

2-4 影响输电电压等级发展因素有哪些?答:1)长距离输送电能;2)大容量输送电能;3)节省基建投资和运行费用;4)电力系统互联。

2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。

答:目前,我国500kV变电所的主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方式。

其中3/2台断路器接线具有以下特点:任一母线检修或故障,均不致停电;任一断路器检修也不引起停电;甚至在两组母线同时故障(或一组母线检修另一组母线故障)的极端条件下,功率均能继续输送。

一串中任何一台断路器退出或检修时,这种运行方式称为不完整串运行,此时仍不影响任何一个元件的运行。

这种接线运行方便,操作简单,隔离开关只在检修时作为隔离带电设备用。

2-6 并联高压电抗器有哪些作用?抽能并联高压电抗器与并联高压电抗器有何异同?2-7 简述6kV抽能系统的功能及其组成。

发电厂变电站电气设备智慧树知到课后章节答案2023年下内蒙古机电职业技术学院

发电厂变电站电气设备智慧树知到课后章节答案2023年下内蒙古机电职业技术学院

发电厂变电站电气设备智慧树知到课后章节答案2023年下内蒙古机电职业技术学院内蒙古机电职业技术学院第一章测试1.水力发电是将水流的动能转换为机械能,再将机械能转换为电能的过程。

A:对 B:错答案:对2.火力发电是将燃料的化学能转换为热能,再将热能转换为机械能,然后再将机械能转换为电能的过程。

A:对 B:错答案:对3.风力发电是将空气的动能转换为机械能,再将机械能转换为电能的过程。

A:错 B:对答案:对4.锅炉、汽轮机、发电机是常规火力发电厂的三大主机。

A:对 B:错答案:对5.枢纽变电站位于电力系统的枢纽点,全站停电时将引起系统解列,甚至瘫痪。

答案:对6.中间变电站一般位于系统的主要环路线路中或系统主要干线的接口处,全站停电时,将引起区域电网解列。

A:对 B:错答案:对7.地区变电站以对地区用户供电为主,是一个地区或城市的主要变电站,全站停电时,仅使该地区中断供电。

A:错 B:对答案:对8.终端变电站位于输电线路终端,接近负荷点,经降压后直接向用户供电。

A:对 B:错答案:对9.继电保护作用是当一次设备发生事故时,作用于断路器跳闸,自动切除故障元件,当一次系统出现异常时发出信号,提醒工作人员注意。

A:错 B:对答案:对10.自动装置用来实现发电机的自动并列、自动调节励磁、自动按事故频率减负荷、电力系统频率自动调节、按频率自动启动水轮机组,实现发电厂或变电站的备用电源自动投入、输电线路自动重合闸、变压器分接头自动调整、并联电容器自动投切等答案:对第二章测试1.变压器过负荷运行时也可以调节有载调压装置的分接开关。

A:对 B:错答案:错2.把电容器串联在线路上以补偿电路电抗,可以改善电压质量,提高系统稳定性和增加电力输出能力。

A:对 B:错答案:对3.变压器中性点接地,属于保护接地。

A:错 B:对答案:对4.在实际运行中,三相线路的对地电容,不能达到完全相等,三相对地电容电流也不完全对称,这时中性点和大地之间的电位不相等,称为中性点出现位移。

《发电厂电气部分》课后习题答案

《发电厂电气部分》课后习题答案

第一章能源和发电1-2 电能的特点:便于大规模生产和远距离输送;方便转换易于控制;损耗小;效率高;无气体和噪声污染。

随着科学技术的发展,电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面,也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。

电气化在某种程度上成为现代化的同义词。

电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。

1-3 火力发电厂的分类,其电能生产过程及其特点?答:按燃料分:燃煤发电厂;燃油发电厂;燃气发电厂;余热发电厂。

按蒸气压力和温度分:中低压发电厂;高压发电厂;超高压发电厂;亚临界压力发电厂;超临界压力发电厂。

按原动机分:凝所式气轮机发电厂;燃气轮机发电厂;燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。

按输出能源分:凝气式发电厂;热电厂。

按发电厂总装机容量分:小容量发电厂;中容量发电厂;大中容量发电厂;大容量发电厂。

火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。

整个生产过程分三个系统:燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽,称为燃烧系统;锅炉产生的蒸汽进入气轮机,冲动气轮机的转子旋转,将热能转变为机械能,称不汽水系统;由气轮机转子的机械能带动发电机旋转,把机械能变为电能,称为电气系统。

1-4 水力发电厂的分类,其电能生产过程及其特点?答:按集中落差的方式分为:堤坝式水电厂;坝后式水电厂;河床式水电厂;引水式水电厂;混合式水电厂。

按径流调节的程度分为:无调节水电厂;有调节水电厂;日调节水电厂;年调节水电厂;多年调节水电厂。

水电厂具有以下特点:可综合利用水能资源;发电成本低,效率高;运行灵活;水能可储蓄和调节;水力发电不污染环境;水电厂建设投资较大工期长;水电厂建设和生产都受到河流的地形,水量及季节气象条件限制,因此发电量也受到水文气象条件的制约,有丰水期和枯水期之分,因而发电量不均衡;由于水库的兴建,淹没土地,移民搬迁,农业生产带来一些不利,还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。

《发电厂电气部分》第四版课后习题答案

《发电厂电气部分》第四版课后习题答案

第一章能源和发电1-4 水力发电厂的分类,其电能生产过程及其特点?答:按集中落差的方式分为:堤坝式水电厂;坝后式水电厂;河床式水电厂;引水式水电厂;混合式水电厂。

按径流调节的程度分为:无调节水电厂;有调节水电厂;日调节水电厂;年调节水电厂;多年调节水电厂。

水电厂具有以下特点:可综合利用水能资源;发电成本低,效率高;运行灵活;水能可储蓄和调节;水力发电不污染环境;水电厂建设投资较大工期长;水电厂建设和生产都受到河流的地形,水量及季节气象条件限制,因此发电量也受到水文气象条件的制约,有丰水期和枯水期之分,因而发电量不均衡;由于水库的兴建,淹没土地,移民搬迁,农业生产带来一些不利,还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。

1-5 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能?答:抽水蓄能电厂在电力系统中的作用:调峰;填谷;备用;调频;调相。

功能:降低电力系统燃料消耗;提高火电设备利用率;可作为发电成本低的峰荷电源;对环境没有污染且可美化环境;抽水蓄能电厂可用于蓄能。

1-6核能发电厂的电能生产过程及其特点?答:核电厂是一个复杂的系统,集中了当代许多高新技术。

核电厂的系统由核岛和常规岛组成。

为了使核电能稳定,经济地运行,以及一旦发生事故时能保证反应堆的安全和防止放射性物质外泄,核电厂还设置有各种辅助系统,控制系统和设施。

以压力堆为例,有以下主要系统:核岛的核蒸汽供应系统;核岛的辅助系统;常规岛的系统。

核电厂运行的基本规则和常规为电厂一样,都是根据电厂的负荷需要量来调节供给热量,使得热功率与电负荷平衡。

由于核电厂是由反应堆供热,因此核电厂的运行和火电厂相比有以下一些新的特点:1)在火电厂中,可连续不断地向锅炉供燃料,而压水堆核电厂的反应堆,却只能对反应堆堆芯一次装料,交定期停堆换料。

因此在堆芯换新料后的初期,过剩反应性很大。

为了补偿过剩反应性,除采用控制棒外,还需要在冷却剂中加入硼酸,并通过硼浓度变化来调节反应堆的反应速度。

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发电厂电气设备课后答案第一章电力系统概述1.何谓电力系统、动力系统及电力网?答:电力系统是指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的有机整体。

动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分(火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等;水电厂的水库、水轮机、压力管道等)构成。

电力网指在电力系统中,由各种不同电压等级的电力线路和变配电所构成的网络,简称电网。

2.联合成电力系统并不断扩大有什么优越性?答:联合成电力系统并不断扩大的优越性有:(1)提高供电的可靠性;(2)减少系统中总备用容量的比重;(3)减少总用电负荷的峰值;(4)可以安装高效率的大容量机组;(5)可以水火互济节约能源改善电网调节性能;(6)可以提高电能质量。

3.何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压有哪些等级?答:额定电压指某一受电器(电动机、电灯等)、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。

我国电网和用电设备的额定电压等级有220V、380V、3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、154 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000 kV。

4.电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。

答:电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。

(1)频率:对大型电力系统,频率的允许范围为50Hz±,对中小电力系统,频率的允许范围是50Hz±。

(2)我国规定用户处的电压容许变化范围是:1)由35kV及以上电压供电的用户:±5%;2)由10kV及以下电压供电的高压用户和低压电力用户:±7%;3)低压照明用户:-10%~+5%。

(3)波形:电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。

5.电力系统中性点有哪几种运行方式?各有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围?答:(1)电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式有中性点不接地、直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地运行方式。

其中经电阻接地又分经高电阻接地、经中电阻接地和经低电阻接地三种。

中性点直接接地、经中电阻接地和经低电阻接地称为大接地电流系统;中性点不接地、经消弧线圈接地和经高电阻接地称为小接地电流系统。

(2)各运行方式的优缺点小接地电流系统的优点:单相接地时,三相间线电压仍保持对称和大小不变,对电力用户的继续供电并无影响。

缺点:两个非故障相的对地电压升高至Ö3倍,所以在中性点不接地的电力网中,各种设备的对地绝缘应按线电压设计,才能承受在一相接地时,非故障相对地电压的升高影响。

在中性点不接地的电力网中,一相接地时接地点的接地电流等于正常时相对地电容电流的三倍,经消弧线圈接地的电力网中,可以大大减小一相接地时接地点的接地电流,但欠补偿时容易发生振荡,引起内过电压。

大接地电流系统的优点:单相接地时,非故障相对地电压保持不变,各种设备的对地绝缘按相电压设计即可。

缺点:可靠性较低,发生单相接地故障时,故障的送电线路被切断,因而使用户的供电中断。

经电阻接地运行方式的优点:使接地电容电流向阻性发展,避免系统振荡引起过电压。

缺点:高电阻接地不适用于故障电容电流大于4~5A的网络,应用范围较小。

低电阻接地接地时则接地电流较大。

(3)目前我国所用的电压等级范围1)对于6~l0kV系统,主要由电缆线路组成的电网,在电容电流超过7A时,采用电阻接地。

在电容电流低于7A,或由架空线组成的电网,则采用不接地的运行方式;2)6~20kV发电机或调相机回路,中性点可采用不接地、经消弧线圈接地或高电阻接地方式(即经过二次侧接电阻的接地变压器接地);3)35kV系统,一般均采用中性点经消弧线圈接地的方式;4)110kV及以上系统,一般均采用中性点直接接地的方式。

在一些多雷山区,为了提高供电的可靠性,有的110kV系统中性点也采用经消弧线圈接地的方式;5)1kV以下系统,中性点采用不接地的方式运行。

380/220V三相四线制电网的中性点,是为了适应受电器取得相电压的需要而直接接地。

6.如何计算系统单相接地时的电容电流?如何选择消弧线圈容量?答:(1)线路一相接地电容电流可近似地用下列公式估计:1)对于架空电网IC=~Uf-f×10-3 (A)式中的系数,没有架空地线时取,有架空地线时取。

对于同杆架设的双回路,电容电流为单回路的~倍。

2)对于电缆电网IC= (A)式中Uf-f ——电网线电压(kV);l——有直接电连接的这一电压级电网送电线路的长度(km)。

(2)消弧线圈容量的选择选择消弧线圈的容量,应考虑电网五年左右的发展规划,并按过补偿方式考虑,其容量按下式计算S=·Uf(kVA)式中IC——电网一相接地电容电流(A);Uf——电网相电压(kV)。

7.电力系统失去稳定是一种什么状况?稳定问题分为哪几类?答:(1)电力系统失去稳定时,系统产生自发性振荡,或者各机组间产生剧烈的相对运动,以至于系统的频率和电压大幅度变化,不能保证对负荷的正常供电,造成大量用户停电。

(2)电力系统稳定问题是指当系统受到扰动后能否继续保持各发电机之间同步运行的问题。

根据系统受到扰动的大小及运行参数变化特性的不同,通常将系统的稳定问题分为三大类,即静态稳定、暂态稳定和动态稳定。

静态稳定是指电力系统在运行中受到微小扰动(如短时的负荷波动)后,能够自动恢复到原有运行状态的能力。

暂态稳定是指系统在运行中受到大的扰动(如切除机组、线路或发生短路等)后,经历一个短暂的暂态过程,从原来的运行状态过渡到新的稳定运行状态的能力。

动态稳定是指系统在运行中受到大扰动后,保持各发电机在较长的动态过程中不失步,由衰减的同步振荡过程过渡到稳定运行状态的能力。

第二章短路电流的计算1.何谓短路?引起短路的主要原因是什么?发生短路后可能有什么后果?答:(1)电力系统短路指电力系统中相与相之间或相与地之间(中性点直接接地系统)通过电弧或其它较小阻抗而形成的一种非正常连接。

(2)发生短路的原因1)电气设备载流部分绝缘损坏。

如大气过电压,操作过电压,绝缘老化,机械性损伤,设计、安装、运行维护不良;2)意外事件引起的短路。

如输电线路断线、倒杆、雷击等;3)人为事故。

如带负荷拉开或合上隔离开关、带地线合闸、将挂地线设备投入运行等;4)异物跨接导体。

如鸟兽跨接、树枝跨接等。

(3)电力系统短路后的后果1)短路点电弧可能烧坏设备,甚至引起火灾;2)短路电流产生大量的热量,引起温度升高,甚至会损坏绝缘;3)短路电流在导体中产生的电动力,可能使导体发生变形,甚至损坏;4)系统电压大幅下降影响用户的供电,严重时甚至破坏电力系统的稳定;5)短路电流产生的电磁感应会干扰通讯线路,甚至危及设备和人身安全。

2.何谓次暂态短路电流、冲击短路电流、短路全电流最大有效值及稳态短路电流?计算这些电流的用途是什么?答:(1)在第一个周期内周期分量的有限值称为次暂态短路电流,是校验断路器开断能力的依据;(2)短路电流在短路后半个周期(t=时,瞬时值达到最大,该最大值称为冲击短路电流,是校验电气设备动稳定能力的依据;(3)出现在冲击短路电流ish处的周期分量有效值和非周期分量的均方根值称为短路全电流最大有效值,故障切断时间小于时,检验断路器的开断能力;(4)短路后,非周期分量衰减完,暂态过程结束,就进入稳定状态,此时的短路电流称为稳态短路电流,是短路后计算残压的依据。

3.用标么值对元件电抗和短路电流计算有什么好处?如何将任意基准下元件电抗的标么值换算成选定基准下元件电抗的标么值?答:(1)用标么值对元件电抗和短路电流计算的好处有:1)用标么值进行计算时,只要选定的基准容量相同,基准电压按规定的平均额定电压选取,按电抗所在电压级计算所求得的标么值,可适用于其他电压级;2)相间电压的标么值与相电压的标么值相等;3)三相功率的标么值与单相功率的标么值相等;4)三相电路的欧姆定律公式I*=U*/X*,功率方程式S*=U*·I*与单相电路相同;5)当电压标么值U*=1时,功率的标么值等于电流的标么值,等于电抗标么值的倒数,即S*=I*=1/X*(2)任意基准下元件电抗的标么值换算成选定基准下元件电抗标么值的方法:设XN、UN、SN分别是额定参数下的标么值,换算成选定基准下元件电抗标么值可按公式计算,当UN与Ud相等时,可按公式:计算。

其它基准下元件电抗的标么值换算一样。

4.何谓无限大容量电源?无限大容量电源供电的短路暂态过程有什么特点?如何计算无限大容量电源供电的短路电流?答:(1)无限大容量电源理论上是指系统容量S→∞,系统电抗Xs→0,其出口分界母线的电压在短路时能保持不变。

在实际电力系统中,某容量很小的支路(该支路中各元件的容量较系统容量小得多,其阻抗比系统阻抗大很多)发生短路时,引起系统母线电压的变化很小。

在分析及计算时,为了方便认为该电源是一内部阻抗ZG=0(xG=0,rG=0),系统母线电压为恒定的电源,称这种电源为无限大容量电源。

(2)无限大容量电源供电的短路暂态过程的特点是周期短路电流的幅值始终维持不变。

(3)无限大容量电源供电的短路电流的计算方法:1)作出计算电路图;2)作出对各短路点的等值电路图;3)对等值电路图进行化简,求出短路回路总电抗X S*;4)进行短路电流的计算。

周期短路电流标么值的计算公式:周期短路电流有效值的有名值等于其标么值乘以电流基准值,公式为Ip=Ip*·Id=Id/ X*对无限大容量电源,稳态短路电流等于周期短路电流。

非周期短路电流inp按指数曲线衰减冲击短路电流的计算公式为:ish=Ö2Ksh·Ip其中Ksh为短路电流冲击系数,对无限大容量电源Ksh=。

5.如何用运算曲线计算发电机供电的任意时刻三相短路电流周期分量的有效值?答:用运算曲线计算发电机供电的任意时刻三相短路电流周期分量的有效值的方法:(1)求短路回路总电抗的计算电抗Xca;1)作出计算电路图;2)根据计算电路图作出等值电路图;3)化简等值电路图;4)确定短路回路总电抗XS或XS*;5)按下列公式求出计算电抗或(2)查所需周期短路电流有效值的标么值Ipt*1)按电源性质及求得的计算电抗Xca*选择运算曲线;2)次暂态短路电流I²的标么值I*²,查t=0时曲线;3)稳态短路电流I¥的标么值I¥*,查t=4时曲线;4)需要其它时刻短路电流I pt*时,查t时的曲线。

若所查时刻t,没有曲线可采用插值法对于X ca*>3时,按无限大系统计算。

8.如图2-42所示电力系统,计算K点三相短路时,每回输电线路上的I²、ish、和I∞,并计算未故障母线I段上的残压。

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