《电力系统故障分析》复习题（学员）

电力系统故障分析复习题

一、填空：

1.在实际工程计算中，常用(标么值)进行，使计算过程简化，这称为（标么制）。

2.采用标么制，应选定基准值，基准值有（电压基准值）、（电流基准值）、（功率基准值）和（阻抗基准值）。

3.求解不对称短路问题，一般采用对称（分量法），即将故障点的不对称三相电压分解为（正序）、（负序）和(零序)电压。 4.电力系统的元件分为（旋转元件）、（静止元件）两大类。 5.输电线路是（静止元件），所以（正序阻抗）和(零序阻抗)相等。 6.“导线——大地”回路的自阻抗，由（电阻）和（电抗）两部分组成。

7.为防止雷击过电压，架空线路杆塔顶上通常装有一根或多根避雷线，避雷线也称（架空地线）。

8．电力系统中的实际负荷，是由不同性质的负荷组合而成的，这称为（综合负荷）。

9.异步电机是（旋转）元件，其负序阻抗（不等于）正序阻抗。 10．在某一时刻短路电流可以达到最大值，将短路电流最大可能的（瞬时）值称为（冲击电流）。

11.在工程计算中，常利用（计算曲线）来确定短路后任意指定时刻短路电流的周期分量。

12．（计算曲线）的方法对短路点的总电流和在短路点邻近支路的电

流分布计算具有足够的准确度。

13.两相短路、两相接地短路、单相接地短路称为（横向不对称短路故障）。

14.分析短路点的电压、故障支路电流的方法有（解析法）和（复合序网法）。

15．电力系统的非全相运行不会引起（过电压）、（大电流），但会出现（负序）和（零序）分量。

16.电力系统的非全相运行中的负序分量影响（输出功率），零序分量影响（通讯）。

17.根据（对称分量合成公式）可以求出断相处各相电流和电压。 18.当两部分等值电动势的夹角摇摆范围没有超过180度，经若干摇摆后恢复同步运行的情况称为（稳定振荡）或（同步振荡）。 19.线路一侧序电流的正方向规定由（母线）指向（被保护线路）。 20.规定负序电压的正方向是由（母线）指向（零电位点）。 判断题：

1.由于变压器是静止元件，所以其负序等值电路和负序电抗分别与正序等值电路和正序电抗相同.(√)

2.变压器的等值电路表征了一相一、二次绕组间的电磁关系。（√） 3.变压器的零序参数与变压器结构、绕组接线方式、中性点接地与否无关。（×）

4.变压器的漏磁通与所通电流的序别有关。（×） 5.变压器的正序、负序和零序的等值漏抗相等。（√）

6.输电线路是静止元件，所以正序阻抗和零序阻抗相等。（√） 7. 异步电机是旋转元件，其负序阻抗等于正序阻抗。（×） 8.短路容量等于短路电流有效值与短路处的正常工作电压的乘积。（√）

9．计算曲线对短路点的总电流和在短路点邻近支路的电流分布计算具有足够的准确度。（√）

10. 单相断线和两相接地短路称为纵向不对称故障。（×） 11.在三相故障分析中，选好基准相后，其他两相的对称分量则以基准相的对称分量表示。（√）

12.正序网络是有源网络，流过的是正序电流，正序电压越靠近电源，数值越小。（×）

13.正序网络是无源网络，负序网络是有源网络。（×）

14.负序网络中，故障点处负序电压为零，发电机中性点处负序电压最高。（×）

15.零序网络中，故障点处零序电压最高，接地中性点处零序电压为零。（√）

16.电力系统的非全运行中无必要分析纵向不对称故障。（×） 17.纵向不对称故障的综合电动势是有源网络的并联等效电压。（×） 18.经若干摇摆后不能恢复同步运行的情况称为非稳定振荡。（×） 19.系统振荡时，稳定刚开始破坏的第一周期最长。（√）

20.只要比较输电线路两侧负序电流的相位关系，就可以检测出故障线路和非故障线路。（×）

选择题

1.若供电电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的（ B ），则可认为供电电源为无限大容量电源。

A.5% B.10% C.15% D.20% 2.下列各式哪一个是短路电流有效值的公式（C）

2222?Iapt?IptA.It?Ipt B.It?Iapt 22?IaptC.It?Ipt D.It?Ipt?Iapt

3. 两相短路、两相接地短路、单相接地短路下列不属于横向不对称短路故障的是（D）。

A.两相短路 B.两相接地短路 C.单相接地短路 D.两相断线 4.，分析计算不对称短路故障的方法中，应用最多、最基本得方法是（A）

A．对称分量法 B.坐标法 C.向量法 D.求和法 5.下列说法中正确的是（C）

A.电力系统的非全相运行会引起过电压 B.电力系统的非全相运行会引起大电流 C.电力系统的非全相运行会出现负序、零序分量 D.电力系统的非全相运行不会出现负序、零序分量 6.下列关于纵向不对称故障的叙述中错误的是（ B ） A．纵向不对称故障的综合电动势是断相两侧电动势之差 B. 横向不对称故障中的综合电动势是无源网络的并联等效电压 C．纵向不对称故障的综合阻抗是从断相处向系统看进去的等值阻抗

D. 横向不对称故障的综合阻抗是从故障点与地之间向系统看进去的等值阻抗。

7.系统振荡时，会出现（ D）

A.系统振荡时，稳定刚开始破坏的第一周期最短 B.系统振荡时，振荡周期越来越长

C.系统振荡时，系统将甩掉大量负荷，造成系统瓦解 D.系统振荡时，振荡周期越来越短。

8.在实际电力系统中，不可能两处发生短路故障和断线故障的情况是（C）

A.单相重复合闸 B.非全相运行 C.全相重复合闸 D.串联电容补偿

9.下列不同类型故障中叙述正确的一项是（A）

A.单相接地短路的幅值特征是两非故障相电流差等于零。 B.两相短路的幅值特征是两相故障电流差值等于零 C.三相短路的幅值特征是三相故障电流差值等于零 D．两相接地短路的幅值特征是两相故障电流差值等于零 10.对工频量特点叙述不正确的是（D） A.正方向故障时，相元件灵敏度不够 B.不受过渡电阻的影响 C.不受串补电容的影响 D.受负荷电流的影响 简单题：

1.采用标么制的优点都有哪些？

答：1）采用标么制易于比较电力系统各元件的特性及参数；

2）采用标么制便于判断电气设备的特性和参数好坏； 3）采用标么制可使计算大大简化。

2.单相系统和三相系统中的基准值各必须满足什么条件（写出公式并说明）？

答：单相系统中基准值应满足： SB?UBIB,UB?ZBIB； 三相系统中，基准值应满足：

SB?3UBIB,UB?3ZBIB；

式中 UB、IB——线电压、线（相）电流的基准值；

ZB——每相阻抗基准值； SB——三相容量的基准值。

3.三相系统电气量标么值计算中的应注意那几点？

答：1）有功功率P、无功功率Q的基准值SB，而不是PB、QB；

2）三相功率（包括视在功率）标么值等于单相功率标么值； 3）三相系统有名制中SB?3UBIB，PB?3UBIBcos?，但标么制中，

SB?UBIB，PB?UBIBcos?。

4）标么值电气量经过变压器后的数值不发生变化，但求有名值时，应将求得的标么值电气量乘以该电压的相应基准值。 4.发电机突然短路瞬态过程的特点是什么？

答：同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，

在空间以同步转速旋转，与转子保持相对静止，因而不会在转子绕组中感应电流，这种电流又反过来影响定子电流的变化。定子和转子绕组电流的相互影响，使得在定子绕组和转子绕组中的电流变化。 5.自由分量的衰减常采用的简化原则是什么？

答：1）在短路瞬间为了保持在绕组磁链不变而出现的自由电流，如果它产生的磁通对本绕组相对静止，那么这个自由电流按本绕组的时间常数衰减。一切同该自由电流发生依存关系的其他电流均按同一时间常数衰减。

2）某绕组的时间常数即是该绕组的电感和电阻之比，而忽略其他绕组电阻的影响。

6.短路容量的定义及其作用是什么？

答：短路容量也称短路功率是短路电流有效值与短路处正常工作电压的乘积。

短路容量是用来校验断路器的开断能力。把短路容量定义为短路电流和工作电压的乘积，是因为一方面开关要能切断这样大的电流，另一方面，开关断流时其触头应能经受住工作电压的作用。 7．应用短路计算曲线法的具体步骤是那些？

答：1）等值网络；2）进行网络变化；3.将XFi归算到相应等值发电机容量下得到各等值发电机i对短路点的计算电抗XcB?t；4）由各XcB?t分别根据适当的计算曲线找到指定时刻t各等值发电机提供的短路电流周期分量标么值Ipt?t?；5）计算网络中无限大容量电源提供的短路电流周期分量标么值IpS?;6)计算短路电流周期分量的有名值Ipt。

8.不对称短路故障时，如何分析变压器两侧电流分布及其电压、电流的相量关系？

答：1）求出短路故障处的各序分量电压、电流，并根据短路故障类型，短路相别求出相互间关系，而后做出短路侧的电压、电流向量图。

2）根据变压器的接线组别，确定变压器另一侧的各序分量电压、电流的表示式。

3）应用计算公式或相量图，将变换后的各序分量电压、电流进行叠加，即可求出变压器另一侧的各项电压和电流。 9.振荡时和短路时电气量有什么不同?

答：1）振荡时电气量一般作平滑的周期性变化，电气量不会突然变化；而短路故障时电气量是突变的。

2）全相振荡时系统保持对称性，系统中不会出现负序、零序分量，只有正序分量；在短路故障时一般会有负序或零序分量。

3）振荡中电压与电流的相位差是变化的，而短路故障中电压与电流之间的相位差基本保持不变。

4）振荡中心的电压在180度时为0，振荡中心在线路上两侧流过相同的振荡电流；如果振荡中心发生三相短路，线路两侧电流均流向故障点。

10.区分短路故障和振荡的方法有哪些？ 答:1)采用电流突变量区分故障和振荡；

2）利用电气量的变化速度不同区分短路和振荡；

3）利用负序电流、零序电流绝对值之和与正序电流绝对值比值关

系识别

4）利用检测三相电流大小不等。零序电流大小来识别 5）利用振荡中心电压变化来识别振荡与对称故障 计算题：

1. 如下图所示电网，试求用标么值表示的等值网络。

解：选择SB?100MV?A,取各电压级的基准电压为各电压级的平均额定电压，即UB?10.5KV,UB??115KV,UB??6.3KV,并认为各个元件的额定电压就是平均额定电压。各元件的电抗标么值为 发电机电抗标么值

X1??X'd?SB100?0.26??0.87 SN?G30变压器T-1电抗标么值

X2??X'd?SBSN?T?1?10.5100??0.33 10031.5架空线路L电抗标么值

X3??X1l?SB100?0.4?80??0.24 22UB115?变压器T?2电抗标么值

X4*?US%SB100??0.105??0.7 100SN?T?215

2.供电系统如图所示，各元件参数如下：

线路L:长50 km,X=40?/km;变压器T：SN?10MV?A,Us%?10.5，

kT?110/11。假设供电点电压为106.5 kV,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）

短路电流周期分量、冲击电流、短路电流最大有效值及短路容

量的有名值。 2） C

当A相非周期分量电流有最大或零初始值时，相应的B相及相

非

周

期

电

流

的

初

始

值

。

解：1）取基准容量SB?SN?10MV?A,基准电UB?Uav，短路点处的基准电流IB?0.5499kA,各元件电抗值计算如下：

XL?0.4?50?10?0.0151 2115则X???XL?XT?0.0151?0.105?0.1201

当变压器变比取两侧平均额定电压之比时，短路电流周期分量为 Ip??106.5/Uav?7.711

X??所以 Ip?Ip??IB?7.711?0.5499kA?4.240kA 冲击电流 iim?km2Ip?1.8?2?4.240kA?6.402kA 2)空载时，A相非周期电流的初值iap0(A) iap0(A)??Ipmsin(?0?90?)

由于其要取得最大值，则?0取0?或180?，这里以?0?0?为例。 iap0(A)?Ipm?sin90??Ipm?5.996kA

iap0(B)??Ipm?sin(?120??90?)??0.5Ipm??2.998kA iap0(C)??Ipm?sin(120??90?)??0.5Ipm??2.998kA

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