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1、作业（一）1、什么叫无限大功率电源？实际工作中在什么条件下可以将实际的有限功率电源视为无限大功率电源？2、无限大功率电源供电情况下突然发生三相短路时，定子短路电流中有那两种分量。3、在不计短路回路电阻的情况下突然三相短路时，短路电流中非周期分量取得最大值的条件是什么？短路电流中非周期分量取得最小值的条件是什么？三相非周期分量能否同时取得最大值或最小值？4、什么叫短路冲击电流？在不计同步发电机定子绕组的电阻时，机端短路冲击电流取得最大值的条件是什么？对于 12MW 以上发电机组，计算发电机机端三相短路冲击电流时，冲击系数应取多少？5、什么叫短路电流的最大有效值？短路电流的最大有效值如何计算？6、
2、供电系统如下图所示，各元件参数如下：线路 L：长 50Km, ；Kmx/4.01变压器 T： 。1/0,5.1(%),TnUAMVS假定供电点电压为 106.5KV，保持恒定，当空载运行时变压器低压母线发生三相短路，试计算：（1） 短路点短路电流周期分量，冲击电流，短路电流最大有效值的有名值；（2） 当 A 相非周期分量电流有最大值或零初始值时，相应的 B 相及 C 相非周期电流的初始值。7、隐极式同步发电机的额定电压为 10.5KV，额定容量为 100MW，额定功率因数为0.85，电抗 。发电机空载情况下机端突然发生三相短路，试计算12.0,dx（1）短路电流周期分量的起始有效值和稳态有效值
3、。（2）短路发生在发电机 A 相电压瞬时值过零时，定子三相绕组中非周期分量的起始值。作业（一）参考答案1、什么叫无限大功率电源？实际工作中在什么条件下可以将实际的有限功率电源视为无限大功率电源？答：电压和频率保持恒定的电源称为无限大功率电源。 （因为当电源的功率无限大时，任何干扰（包括短路故障）引起的有功功率波动相对于电源的无限大功率而言都可忽略不计，所以电源的频率不因干扰而波动；又由于无限大功率电源可以看作由无限个有限功率电源并联而成，由于有限功率电源的内阻抗是有限的根据戴维南定理，无限大功率电源的内阻抗为无限个有限功率电源的内阻抗的并联值，显然为零，当电源的内阻抗为零时，该电源为恒压源，所
4、以电压保持不变） 。实际工作中，当实际电源内阻抗在短路回路总阻抗中所占比例小于 10时，该电源就可以视为无限大功率电源。 （因为电源内阻抗小，短路时电源端电压变化不大，可视为不变，即该电源可视为无限大功率电源） 。2、无限大功率电源供电情况下发生三相短路时，定子电流中有那两种分量。答：定子电流中包含有基频周期分量和非周期分量。 （其中基频周期分量由电源电压产生，为强迫分量；非周期分量是为了维持短路前后电流瞬时值不变而感应产生的自由分量）3、在不计短路回路电阻的情况下突然发生三相短路时，短路电流中非周期分量取得最大值的条件是什么？短路电流中非周期分量取得最小值的条件是什么？三相非周期分量能否同时
5、取得最大值或有效值？答：短路电流非周期分量取得最大值的条件为短路前空载，短路发生在该相电压瞬时值过零时。 （因为如果电压 ，则在不计电阻的情况下阿，短路后短路电流)sin(tUuma周期分量 ，当短路前空载时有 ，90sin(tIima )90sin(0mapIii如要使 取得最大值 ，则 ，即 ，此时 ）0I1|)si(|018或 au短路电流取得最小值的条件为 或短路瞬间相量0)9sin()in(|0|0mmII与横轴平行。当短路发生在空载时上述条件为 ，即mI|0 | 或 （270 0） 。9三相非周期分量不能同时取得最大值或最小值。 （因为当 A 相非周期分量取得最大值时 ，此时 ；0
6、18或 mmmbp IIIii 2130sin|)1209sin(|0 。同理可以证明三相非周期mcpc IIii 3|)1290sn(| 0分量也不能同时取得最小值）4、什么叫短路冲击电流？在不计同步发电机定子绕组的电阻时，机端短路冲击电流取得最大值的条件是什么（题目此句话不严密，因为冲击电流就是最恶劣短路条件下的最大瞬时值，应该为机端短路冲击电流出现的条件是什么）？对于 12MW 以上的发电机组，计算发电机机端短路冲击电流时冲击系数应取多少？答：最恶劣短路条件下，短路电流的最大瞬时值称为短路冲击电流。在不计同步发电机定子绕组的电阻时，机端短路冲击电流出现的条件是短路前空载，短路发生在某相电
7、压瞬时值过零时。取 mK1.9。5、什么叫短路电流的最大有效值？短路电流的最大有效值如何计算？答：最恶劣短路条件下，短路电流有效值 的最大值称为短路电流的最大有效值。)(tI短路电流的最大有效值可以按式 计算，对于 12MW 以上的发2)1mMK电机机端短路时， mK1.9；其它情况下 1.8。6、供电系统如下图所示，各元件参数如下：线路 L：长 50Km, ；mKx/4.01变压器 T： 。KVUAMVSTn 1/0,5.1%,假定供电点电压为 106.5KV 保持恒定，当空载运行时变压器低压母线发生三相短路，试计算：（1）短路点短路电流周期分量，冲击电流，短路电流最大有效值的有名值；（2）
8、当 A 相非周期分量电流有最大值或零值时，相应的 B 相及 C 相非周期电流的初始值。解：1、画等值电路并计算元件参数将参数归算到 10KV（因为要求求短路点的电流有名值） 27.105.10%2NKTSUX.)(4.2LVS6510562、计算短路点短路电流周期分量（有效值） ，冲击电流，短路电流最大有效值的有名值周期分量（有效值） )(183.47.3650KAI冲击电流 )(647.0.2Kim短路电流最大有效值 358145.1IIM3、计算 A 相非周期分量电流有最大值或零值时，相应的 B 相及 C 相非周期电流的初始值A 相非周期分量电流有最大值时，相应的 B 相及 C 相非周期电
9、流的初始值：将 A 相非周期分量取得最大值的条件 、 代入0018)29sin(20Iiibp0c得：时， 、0)(957.21KAIib )(957.210KAIic时， 、180A 相非周期分量电流有最小值时，相应的 B 相及 C 相非周期电流的初始值：将 A 相非周期分量取得最小值的条件 、 代入090)12sin(20Iiibp0c得：时， 、09)(957.21KAIib )(957.210KAIic时， 、0 7、隐极式同步发电机的额定电压为 10.5KV，额定容量为 100MW，额定功率因数为0.85，电抗 。发电机空载情况下机端发生三相短路，试计算：12.,dx（1）短路电流周
10、期分量的起始有效值和稳态有效值；（2）短路发生在发电机 A 相电压瞬时值过零时，定子三相绕组中非周期分量的有效值。解：以下采用标幺制计算，(也可采用有名制计算) 取发电机额定电压为基准电压，发电机额定容量 为基准容量，则电流基准值MVSN65.178.0，发电机电抗标幺值为 。)(469.cos310KAUINNB 12.0,dx（1）计算短路电流周期分量的起始有效值和稳态有效值因为短路前空载，所以发电机的空载电动势标幺值 ，短路电流周期分*|0|UEq量起始有效值 ;短路电流周期分量稳态有效值)(908.5346.120| KAIxEIBdq。)(3.469.21|0 AIxIBdq（2）短
11、路发生在发电机 A 相电压瞬时值过零时，定子三相绕组中非周期分量的起始值。由于短路前空载，当短路发生在 A 相电压瞬时值过零时，定子 A 相绕组非周期分量的起始值为其周期分量起始值的幅值，即 ；B、C 两)(76908.532|0 KIia相的非周期分量起始值分别为 、)(8/2|Kib。 （理由见 6 题答案）)(382/|0KAIia作业（二）1、凸极式同步发电机原始磁链方程中，那些电感系数为常数？那些电感系数是变化的？变化的原因是什么？2、Park 变换是一种等效变换，其等效体现在何处？ Park 变换的规律是什么？3、发电机的参数和正常运行时以发电机额定值为基准的端电压、端电流标幺值以
12、及功率因数如下图所示，若发电机的励磁电压不变，试计算发电机机端短路时短路电流周期分量起始有效值和稳态有效值的有名值。4、用近似计算法计算下图所示网络中 f 点发生三相短路时，短路点的短路电流周期分量起始有效值和各发电机所提供的短路电流周期分量起始有效值，以及短路点和发电机支路的短路冲击电流和最大有效值电流。5、用单位电流法计算下图所示网络中各电源与短路点之间的转移阻抗。 （图中各元件参数为标幺值）作业（二）参考答案1、凸极式同步发电机原始磁链方程中，那些电感系数为常数？那些电感系数是变化的？变化的原因是什么？答：凸极式同步发电机原始磁链方程中转子绕组的自感系数和转子各绕组之间的互感系数是常数；
13、定子绕组的自感系数、定子绕组之间的互感系数以及定子绕组和转子绕组之间互感系数都是变化的。定子绕组的自感系数、定子绕组之间的互感系数变化的原因是转子转动时，定子绕组的自感磁通和互感磁通所经过的磁路的磁阻随着转子的转动而变化。定子绕组和转子绕组之间互感系数变化的原因是转子转动时，定子绕组和转子绕组之间的相对位置随着转子的转动而周期性改变。2、Park 变换是一种等效变换，其等效体现在何处？ Park 变换的规律是什么？答：Park 变换的等效体现在变换前后它们所产生的发电机气隙合成磁场不变。Park 变换的规律是定子绕组中的非零序电气分量变换为 d、q 中电气量，并且其中的周期分量变换为 d、q
14、绕组中非周期分量，其中的非周期分量变换为 d、q 绕组中的周期分量；定子绕组中的零序性电气分量变换为 0 轴绕组中的电气量，其中的周期分量变换为 0 绕组中非周期分量，其中的非周期分量变换为 0 绕组中的周期分量。3、发电机的参数和正常运行时以发电机额定值为基准的端电压、端电流标幺值以及功率因数如下图所示，若发电机的励磁电压不变，试计算发电机机端短路时短路电流周期分量起始有效值和稳态有效值的有名值。解：取发电机额定电压和额定容量作为基准值，即 ,KVUMVASBB5.105.128.0、则电流的基准值为 )(687.0513.2KAIB短路前发电机的空载电动势和次暂态电动势的标幺值分别为：72
15、.)8.021()6.021()cos()sin( 2|0|02|0|0 ddq xIxIUE 13| 稳态短路电流有效值的标幺值和短路电流周期分量起始有效值的标幺值分别为：36.127.|0*dqxEI5.|0*dI稳态短路电流有效值和短路电流周期分量起始有效值的有名值分别为：)(934687.31*AIB505.4、用近似计算法计算下图所示网络中 f 点发生三相短路时，短路点的短路电流周期分量起始有效值和各发电机所提供的短路电流周期分量起始有效值，以及短路点和发电机支路的短路冲击电流和最大有效值电流。解：1、计算各元件的电抗标幺值取 ，则有：pBBUMVAS、0、105.%21KTx 052.1%3nBKTSx2.cos21nBdGPS302.1504.02132 BLUxx15.054.05221 BLUSx2、计算短路点和各发电机供给的短路电流以及短路点和各发电机支路的冲击电流和最大有效值电流对 构成的三角形接线进行星形三角形变换后的等值电路和最后的等321LLx、值电路如下图所示，由图可得短路点短路电流周期分量的标幺值和有效值、冲击电流、最大有效值电流的有名值为：、 、8563.17.0*fI )(2897310856. AIf 、)(729.2IKfmfi 40851. AIffM再根据电路的对称性
