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第二章 习题答案 电力系统保护 韩笑 第2版

2022-06-19 来源:乌哈旅游
基础知识习题与思考题

1. 故障分析中为什么要用对称分量法?

答:分析三相短路时由于电路是对称的,短路电流周期分量也是对称的,只需分析其中一

项。但在系统发生不对称短路时,电路的对称性遭到破坏,网络中出现了三相不对称的电压和电流,对称电路变成了不对称电路,不能只取一项进行计算,直接去解这种不对称电路相当复杂。一组不对称的三相量可以看成三组不同的对称三相量之和。在线性电路中,可以应用叠加原理,对这三组对称分量分别按对称三相电路去解,然都将其结果叠加起来,实现了不对称三相电路的解答,此方法即为对称分量法。

2. 标幺值的计算中,短路阻抗与短路容量的关系是什么,如何灵活应用它?

答:由推导可知短路容量的标幺值等于短路电流的标幺值,而短路电流与短路阻抗成反比,

所以短路阻抗的标幺值与短路容量的标幺值成反比。

3. 试画出图2-22所示电力系统M处接地故障时的零序网络图和负序网络图。(请按各元

件编号标识电抗,变压器零序励磁电抗为无穷大,忽略电阻)

错误!未找到引用源。

j(X13+X14)jX10jX4jX15Uk2jX5jX6jX9j(X7+X8)负序网络图

j(X13+X14)jX10jX5jX4jX6j(X11+X12)jX15Uk0零序网络图

j(X7+X8)j(X2+X3)jX1j(X2+X3)4. 分析空载情况下A相单相接地故障,当零序综合阻抗从零向无穷大变化时,试分析(要

求写出分析过程,画出相量图):1)非故障相电压之间相位差的变化范围;2)非故障相电压大小的变化范围(以故障前相电压大小的倍数计算)。 答:A相接地短路时故障点电压变化轨迹图如下图错误!未找到引用源。 (1)非故障相电压之间相位差的变化范围为60°-180°之间。

(2)非故障相电压大小的变化范围为错误!未找到引用源。/2 倍的故障前相电压到错误!未找到引用源。倍故障前电压。

5. 如图2-23所示,M母线左侧系统零序阻抗的阻抗角为65°,M母线右侧系统零序阻抗

的阻抗角为80°,C相通过Rg =20欧发生单相接地,画出零序网,写出M处零序电压的表达式,并画出零序电压与零序电流的相位关系图。

答:零序网络图如下:

错误!未找到引用源。

UM=-IM0*ZM0

零序电压与零序电流的关系如下:

3IM01153UM0

6. 如图2-24所示,某系统为空载状态,试求:1)当K点发生三相短路时,流过G1的

冲击电流有名值为多少?已知Kimp =1.8 ,SB=100MVA。2)如果K点发生AB两相短路,M处各相电流的标幺值和有名值各为多少?

(1)取=115kV,计算各元件的标幺值

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。故障点综合阻抗:

错误!未找到引用源。

流过电源G1处的冲击电流有名值:

错误!未找到引用源。

(2)各标幺值计算

错误!未找到引用源。

=1,

错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。 流经电源的电流分量为:

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

故1.167错误!未找到引用源。-90°

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。

1.167错误!未找到引用源。90°

所以

错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

7. 如图2-25所示,10kV母线的电压互感器由三个单相互感器组成,每相共有一个一次

绕组,两个二次绕组。请问:二次主绕组的每相额定电压为多少?二次辅助绕组输出的电压为什么?互感器电流比表达式?要求将三个单相互感器进行一次绕组及二次绕组的连接,以完成三相电压互感器的功能,注意联结、极性及接地点。电压互感器的误差是指什么误差,应小于多少?

答:二次主绕组的每相额定电压为57.7V,二次辅助绕组输出的电压为33.3V,互感器电

流比表达式I1/I2=N2/N1, 电压互感器的误差是指电压比值误差和相位误差。 错误!未找到引用源。

8. 如图2-26所示,10kV线路电流保护采用10P20电流互感器,采用不完全星形联结,

某电流保护采用两相两继电器式联结,试根据以下素材画出示意图,注意极性与接地,并说明:1)10P20的含义;2)继电器的电流互感器极性接反,会带来什么问题?

(1)10P20的含义是在一次侧流过的电流为其一次侧额定电流20倍时,该互感器误差小于

10%。

错误!未找到引用源。

(3)若此时A相或C相极性接反会导致二次侧的电流与接反之前相位相差180°,A相或C相保护动作方程中的电流大小不会发生改变,流过B相的电流发生改变,若此时B相接有继电器会使得B相的继电器误动。

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