刘天琪电力系统分析理论第7章答案完整版.pdf

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1、第7章电力系统三相短路的分析计算7-1、什么是短路冲击电流？它在什么条件下出现？与短路电流周期分量有什么关系？答：短路冲击电流指短路电流最大可能的瞬时值，用i୧୫表示。其主要作用是校验电气设备的电动力稳定度。它出现条件是：o1)短路回路为纯电感电路，即φ=90;2)电路原来处于空载，即Im(0)=0;oo3)电压的初相角过零值（短路时电源电势刚好过零值），即α=0或α=180。短路电流的最大瞬时值在短路发生后约半个周期时出现。若f=50Hz，这个时间约为0.01s，其与I的关系是i=I+Ieି଴.଴ଵ/୘౩。୮୫୧୫୮୫୮୫7-2、什么是短路电流的最大有效值？其

2、计算公式是什么？答：短路电流的有效值是指以任一时刻t为中心的一周期内短路电流瞬时值的均方根值。短路电流的最大有效值出现在短路后的第一个周期。而第一个周期的中心为t=0.01s，其计算式是I୧୫=I୮ට1+2（k୧୫−1）²。（当冲击系数k୧୫=1.9时，I୧୫=1.62I୮；当k୧୫=1.8时，I୧୫=1.51I୮，其中I୮为短路电流的强制分量，其变化规律与外加电源电势变化规律相同。）7-3、什么是短路功率（短路容量）？其标幺值是否等于短路电流标幺值？为什么？答：短路容量也称短路功率，它等于短路电流有效值同短路处的正常工作电压（一般用平均额定电压）的乘积。短路功

3、率的标幺值等于短路电流的标幺值，√ଷ௏౗౬ூ೟ூ೟因为ܵ௧∗===ܫ௧∗。√ଷ௏ాூಳூಳ成都工业学院14电气1班注：短路容量定义为短路电流和工作电压的乘积，是因为一方面开关能切断这样大的短路电流，另一方面，在开关断流时其触头应能经受住工作电压的作用。7-4、无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子绕组中出现了哪些电流分量？试用磁链守恒原理说明它们如何产生的。答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数’为Td。b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。c）倍频

4、交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为Ta。转子电流中出现的分量包含：’a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为Td。b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定

5、直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。这些量均为自由分量，最后衰减为0。7-5、同步发电机稳态，暂态，次暂态时的电势方程、等值电路及向量图的形式如何？答：稳态时的电势方程：ܸሶ=ܧሶொ-jܺ௤ܫ，其中ሶܧሶொ=ܧሶ௤-j（ܺௗ-ܺ௤）ܫௗሶ。等值电路和向量图：P165-P166。暂态时的电势方程：ܸሶ=ܧሶ′-jܺௗ′ܫ其中：ሶܧሶ′=ܧሶ௤′-j(ܺ௤+ܺௗ′)ܫ௤ሶ。等值电路和向量图：P178。成都工业学院14电气1班次暂态时的电势方程：ܸሶ=ܧሶ′′-jܺௗ′′ܫ。等值电路和向量图P180。ሶ7-6、为什么要引入暂态电势۳ᇱ和暂态电抗܆ᇱ？它们具

6、有怎样的物理意义？ܙ܌答：在求取发电机参数中的未知量时，我们需要找到一个短路瞬间不突变的电势，则可根据正常运行的状态求取它的值，再利用它不突变的特点来求取短路时的电流，故我们引入暂态电势ܧᇱ和ܺᇱ。不计阻尼回路时，ܧᇱ为暂暂态电动势，௤ௗ௤它与励磁绕组磁链Ψf有关，故在扰动前后瞬间不变，可用来计算算短路后瞬间的基频交流分量。如果按纵轴向把同步电机看作双绕组变压器，则当副边绕组（即励磁绕组）短路时，从原边测得的电抗就是ܺᇱ。ௗ7-6、已知同步发电机参数如下：x==1.2,x0.8,'x=0.29,"x=0.25,"x=0.35。dqddq发电机在额定运行时V=1,

7、I=1,cos0ϕ=.8，试计算在额定运行条件下同步发电机的E、E、E'、E"、E"和E"，并作出该同步发电机暂态态、次暂态时的Qqqqd等值电路。0答：由于功率因数cosϕ=0.8ϕ=36.87同步发电机稳态等值电路与向量如下所示令同步发电要电压为参数向量，则则•V=10∠•成都工业学院14电气1班0I=1∠−36.87=−0.8j0.6•••EV=+jIXQq=+1jj0.8(0.8−j0.6)1.4=8+0.64i计算虚拟电势：0=1.6124523.3∠850δ=23.385•••EE=+jIx(−x)qQddq计算空载电压：=1.61245+Isin(

8、)δϕ+(1.2−0.8