未故障母线I段上的残压标么值：Ure*=II*·X6=0.645×0.349=0.225 未故障母线I段上的残压有名值：Ure= Ure*·Ud=0.225×6.3=1.418kV
9．如图2-43所示的电力系统，计算K点三相短路时短路处和每个电源供给短路点的I?。
图2-43 第9题计算用图
1 0.16 10 0.453 9
8 0.151 0.091 6 0.076 7 0.121 K(3)
图2-9-2 等值电路化简（一）
14 15 0.349 0.477
13 K0.151 (3) 6
1 0.16 2 0.278 3 0.175 6 4 5 0.091 0.302 0.302 8 0.076 7 0.121 K(3) 图2-9-1 等值电路图
1 0.16 10 0.453 9 0.151 11 12 0.151 0.151 13 K0.151 (3) 图2-9-3 等值电路化简（二）
17 18 0.349
0.477 K(3) 图2-9-4 等值电路化简（三） 图2-9-5 等值电路化简（四）
答：
（1）网络化简
1）画等值电路图，各电抗按顺序编号，如图2-9-1。
2）电抗4、5并联电抗合并为X9，电抗2、3串联电抗合并为X10，如图2-9-2。 3）电抗6、7、8三角形变换为星形电抗11、12、13，如图2-9-3。
4）电抗1、9、11串联电抗合并为X14，电抗10、12串联电抗合并为X15，如图2-9-4。5）电抗13、14、15星形变换为三角形电抗16、17、18，如图2-9-5。 （2）参数计算 1）各元件参数： 取Sd= 100MVA，Ud=Uav
水电厂：X1=Xd?·Sd/SN=0.4×100/250=0.16 火电厂：X2=Xd?·Sd/SN=0.125×100/45=0.278
变压器：X3= (Ud%/100)·Sd/SN=(10.5/100)×100/60=0.175
2×100km线路：X4=X5=Xl·L·SN/Uav2=0.4×100×100/1152=0.302 30km线路：X6= Xl·L·SN/Uav2=0.4×30×100/1152=0.091 40km线路：X7= Xl·L·SN/Uav2=0.4×40×100/1152=0.121 25km线路：X8= Xl·L·SN/Uav2=0.4×25×100/1152=0.076 2）电抗4、5并联电抗合并X9=(X4·X5)/ (X4+X5)=0.302/2=0.151
电抗2、3串联电抗合并X10=X2+X3=0.278+0.175=0.453 3）三角形?星形，XX7X611?X?X?0.091?0.121121?0.076?0.038
6?X780.091?0.XX6X812?X?0.091?0.076.121?0.076?0.024
6?X7?X80.091?0XX7X80.121?0.07613?X?X??0.121?0.076?0.032
67?X80.0914）电抗1、9、11串联电抗合并X14= X1+X9+X11=0.16+0.151+0.038=0.349
电抗10、12串联电抗合并X15= X10+X12=0.453+0.024=0.477 5）星形?三角形，X17?X13?XX13X1414?X?0.032?0.349?0.032?0.349?0.404150.477XX13X150.18?X13?X15?X?0.032?0.477?032?0.477.349?0.553140（3）求计算电抗
水电厂对k点转移电抗为X17，火电厂对k点转移电抗为X18，则， 水电厂对k点计算电抗为Xca= X17(SG/Sd)=0.404×(250/100)=1.01 火电厂对k点计算电抗为Xca= X18(SG/Sd)=0.553×(45/100)=0.249 （4）计算次暂态短路电流I?
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1）水电厂对k点次暂态短路电流标么值I*?：根据Xca=1.01，查t=0时曲线，得I*?=1.06 基准电流Id=250/(?3×115)=1.255kA；
水电厂对k点次暂态短路电流有名值I?=Id·I*?=1.06×1.255=1.33kA
2）火电厂对k点次暂态短路电流标么值I*?：根据Xca=0.553，查t=0时曲线，得I*?=1.88 基准电流Id=45/(?3×115)=0.226kA；
火电厂对k点次暂态短路电流有名值I?=Id·I*?=1.88×0.266=0.425kA 3）k点次暂态短路电流有名值I?：I?=1.33+0.425=1.755kA
第三章 导体的发热、电动力效应
1．引起导体和电器发热的原因是什么? 答：引起导体和电器发热的原因是：
（1）电阻损耗：由电阻引起，是损耗的主要形式；
（2）磁滞损耗：由交变磁场的作用引起，针对铁磁材料零配件；
（3）涡流损耗：由交变磁场的作用引起，磁性或非磁性导电材料零配件均有； （4）介质损耗：由强电场的作用引起，针对绝缘材料。
2．导体和电器的发热有哪两种类型?各有什么特点?对导体和电器的工作可能造成什么影响?
答：（1）导体和电器的发热类型有：
1）长期发热状态。正常时，导体长期流过工作电流引起的发热；
特点：工作电流和发热是持续的，温度升高到某一值时，发热与散热将达到平衡。 2）短时发热状态。短路时，导体短时间流过短路电流引起的发热。
特点：①导体中流过短路电流数值大，但持续的时间很短，一般为零点几秒到几秒钟（断路器全开断时间）。
②导体的温度在短时间内上升很快，短路电流产生的热量几乎来不及向周围散热，可以看作绝热过程。
③导体温度变化很大，导体电阻值R、导体的比热容C不能看作常数，而是温度的函数。 （2）对导体和电器的工作可能造成的影响：①使导体材料的机械强度显著下降；②破坏接触连接部分的工作；③显著降低导体绝缘材料的绝缘强度。
3．为什么要规定导体和电器的发热允许温度?长期发热允许温度和短时发热允许温度是如何具体规定的?
答：（1）规定导体和电器的发热允许温度的原因：导体和电器的温度超过发热允许温度将引起很多不良后果。
1）降低机械强度。导体的温度超过一定允许值后，会导致导体材料退火，使机械强度显著下降。在短路电流产生的电动力作用下将引起导体变形，甚至使导体结构损坏。如铝和铜在温度分别超过100℃和150℃后，其抗拉强度急剧下降。
2）影响接触电阻。触头和连接部位由于温度过高，表面会强烈氧化并产生一层电阻率很高
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的氧化层薄膜，从而使接触电阻增加，导致温度进一步升高，形成恶性循环，直至烧红、松动甚至熔化。
3）降低绝缘强度。温度超过允许值时，绝缘材料将加速老化，丧失原有的机械性能和绝缘性能，甚至引起绝缘击穿、直至烧毁。
（2）长期发热允许温度和短时发热允许温度的具体规定。
1）长期发热允许温度的具体规定。采用螺栓连接时，电器设备正常工作温度不应超过70℃。计及太阳辐射影响时，钢芯铝铰线及管形导体，按不超过80℃考虑。导体的接触面处采用搪锡处理具有可靠的过渡覆盖层时，可按不超过85℃考虑。
2）短时发热允许温度的具体规定。硬铝及铝锰合金不超过200℃，硬铜不超过300℃。
4．导体和电器正常发热计算的目的是什么?满足怎样的条件可保证它们在正常运行时的发热温度不超过允许值?
答：（1）导体和电器正常发热计算的目的：根据电器及导体的工作和发热状况，计算可能达到的最高工作温度，选择合适的额定电流。
（2）保证在正常运行时，发热温度不超过允许值的条件是：额定电流小于允许载流量。
5．导体和电器短路时发热计算的目的是什么?满足怎样的条件可使它们在短路时保证是热稳定的?
答：（1）导体和电器短路时发热计算的目的：校验短路时发热的稳定。
（2）在短路时，保证是热稳定的条件是：当短路过程结束时的温度?k不大于导体材料短时发热的最高允许温度?al，即
?k≤?al
则认为该导体在此短路条件下是热稳定的。
或者，导体短时热稳定条件是：截面大于最小截面Smin?（Qk---短路电流热效应值）
2电器的短时热稳定条件是：Qk?Itt
1CKfQk，
（It——t秒内允许通过的短时热电流(或短时耐受电流)。）
7．导体的允许载流量是如何确定的?有哪些措施能提高导体的允许载流量? 答：导体的允许载流量：Ial??A?al?R?A(?al??0)
R（?al---长期发热最高允许温度；?al----允许温升；?0----导体或电器实际温度） 为了提高导体的载流能力，可采取以下措施：
（1）导体材料宜采用电阻率小的材料，如铝、铝合金、铜等；
（2）提高导体的长期发热允许温度?al；如铝导体接头螺栓连接时?al为70℃，改为超声搪锡方法则可提高到85℃；
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（3）提高导体的散热能力。导体的散热能力与导体的形状、布置方式及散热方式有关。 1）导体形状：散热表面积大为好。在相同截面积的条件下，扁矩形截面的周长大，故导体截面形状宜采用扁矩形或槽形，以获得较大的散热表面积。
2）布置方式：使散热效果最佳。矩形截面导体竖放比平放散热效果好；两半槽组成的槽形截面，立缝置于铅垂面比水平面的散热效果好。
3）散热方式：传导、对流和辐射。传导：置于液体介质中或由液体内冷的导体，主要是传导散热；对流：置于室外或采用强制通风的导体，主要是对流散热；辐射：由温度高的物体向周围的自然散热过程。置于室内空气中的导体，辐射和对流是它的主要散热方式。由于油漆的辐射系数较大，所以室内硬母线都涂上油漆：A相-黄色、B相-绿色、C相-红色。这样除了加强散热，还便于相序的识别。
8．电动力对导体和电器的运行有哪些危害?
答：正常工作时，电流不是很大，电动力也不大，短路时电动力很大，产生的危害也很大： （1）由于电动力作用，电器产生振动；
（2）载流导体变形，损坏载流部件或损坏绝缘部件 （3）电磁绕组变形，损坏电器设备，如变压器绕组。
9．三相同平面布置的平行导体短路时，哪一相受到的电动力最大?其数值应如何计算? 答：当三相母线安装于同一平面时，中间相母线所受的电动力最大（约比边相母线受力大7％）。在三相短路冲击电流作用下，中间相母线所受的最大电动力为
2F?0.173KxishL（N） a式中：ish——三相短路冲击电流，kA；
L——两支持绝缘子之间的一段母线长度，称为跨距，m； a——相邻两相导体的中心距离，m。
10．硬母线的动稳定条件是什么?若校验时动稳定条件不能被满足，可采取哪些措施加以解决?
答：硬母线满足动稳定的条件是：
??≤?al
式中：?al——母线材料的允许应力，Pa。
??——母线受到的最大相间应力。
若计算结果是??>?al，则必须设法减小??。办法是减小绝缘子跨距，令??＝?al，得
Lmax?10?alW10?alW7.6???alWa (m)
12f?ish0.173isha式中：ish——冲击短路电流，kA； a——母线相间距离，m； W——母线截面形状系数，m3。
为避免水平放置的矩形母线因本身重量而过分弯曲，要求绝缘子跨距不得超过1.5～2.0m。绝缘子跨距一般等于配电装置间隔的宽度。
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