《电气工程基础习题答案》陈慈萱 2003

?1?3%(?US1?3%??USSN90000)?18.31()?36.62 SN345000SN90000)?12.12()?24.24 SN345000?2?3%(?US2?3%??US （3）各绕组短路损耗的计算

11 ?PS1?(?PS1?2??PS1?3??PS2?3)?(323.7?1260?1014)?284.85(kW)

2211?PS2?(?PS1?2??PS2?3??PS1?3)?(323.7?1014?1260)?38.85(kW)

2211?PS3?(?PS1?3??PS2?3??PS1?2)?(1260?1014?323.7)?975.15(kW)

22（4）各绕组电阻的计算

2?PS1UN284.85?220233RT1??10??10?1.702(?) 22SN900002?PS2UN38.85?22023??10??103?0.232(?) 22SN900002?PS3UN975.15?220233??10??10?5.826(?) 22SN90000RT2RT3（5）各绕组短路电压百分数的计算

11 US1%?(US1?2%?US1?3%?US2?3%)?(9.76?36.62?24.24)?11.07

2211US2%?(US1?2%?US2?3%?US1?3%)?(9.76?24.24?36.62)??1.31?0

2211US3%?(US1?3%?US2?3%?US1?2%)?(36.62?24.24?9.76)?25.55

22（6）各绕组电抗的计算

XT12US1%UN11.07?2202??10??10?59.532(?)

SN900002US2%UN?1.31?2202??10??10??7.044(?)?0(?)

SN900002US3%UN25.55?2202??10??10?137.402(?)

SN90000 XT2XT3（7）计算变压器激磁回路中的GT、BT及功率损耗

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GT??P077.7?3?3?6?10??10?1.605?10(S) 22UN220I0%SN0.5?90000?5?10??10?5?9.29?10?6(S) 22UN220 BT?相应的功率损耗为

?P0?j?Q0??P0?jI0%0.5SN?77.7?j?90000 100100?77.7?j450(kVA)等值电路：

3-3. 架空线路主要由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

答：架空线路主要由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等5部分组成。导线用于传导电流，输送电能；避雷线将雷电流引入大地，对线路进行直击雷的保护；杆塔能支撑导线和避雷线，并使导线与导线之间、导线与接地体之间保持必要的安全距离；绝缘子使导线与导线、导线与杆塔之间保持绝缘状态；金具用来固定、悬挂、连接和保护架空线路各主要元件。

3-4. 有一长800km的500kV输电线路，采用三分裂导线3×LGJQ-400，分裂间距为400mm，水平排列方式，线间距离为12m。试计算输电线路不计分布特性的等值参数，并画出其π型等值电路。

答：查手册得该导线的计算外径为27.36mm。 ⑴ 每公里线路电阻r1的计算

r1??S?31.5?0.02633?400（Ω/km）

⑵ 每公里线路电抗x1的计算：导线水平排列时的几何均距为

Dge?1.26D?1.26?12000?15119.1（mm）

分裂导线的等值半径为

10

req?4rd12d13d14?413.68?400?400?2?400?187.58(mm)

故

x1?0.1445lgDgereq?0.015715119.10.0157?0.1445lg?n187.583

?0.280(?/km)(3) 每公里线路的电纳b1

b1?7.587.58?10?6??10?6?3.976?10?6(S/km) Dge15119.1lglg187.58req全线路的参数

R?r1l?0.0263?800?21.04(?) X?x1l?0.280?800?224(?)

B?b1l?3.976?10?6?800?3.18?10?3(S)

线路的π型等值电路

3-5. 交流电弧的特点是什么？采用哪些措施可以提高开关的熄弧能力？ 答：交流电弧的特点是电流每半个周期要经过零值一次。在电流经过零值时，电弧会自动熄灭。加速断口介质强度的恢复速度并提高其数值是提高开关熄弧能力的主要方法：

(1) 采用绝缘性能高的介质

(2) 提高触头的分断速度或断口的数目，使电弧迅速拉长；(电弧拉长，实际上是使电弧上的电场强度减小，则游离减弱，有利于灭弧，伏安特性曲线抬高) (3) 采用各种结构的灭弧装置来加强电弧的冷却，以加快电流过零后弧隙的去游离过程。

3-6. 简述旋弧式灭弧装置的工作原理。

答：如下图所示，旋弧式灭弧装置由处于轴心的静触杆和带动触杆的圆筒

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电极组成，圆筒电极内部设置一向静触头凸出的圆环。圆筒电极上装设有磁场线圈。当动触头和静触头分开产生电弧后，电弧会很快转移到动触头和圆筒电极间，把磁场线圈接入电路，使被开断的电流流经线圈。由于电弧电流是沿半径方向流动的，而线圈生成的磁场是轴线方向的，所以电弧会沿圆周旋转而与SF6气体介质发生相对运动，实现吹弧。

3-7. 真空灭弧室的真空度对其工作性能有何影响？

答：真空灭弧室的真空度是保证真空断路器正常工作的重要参数。真空度对真空灭弧室的绝缘强度、灭弧性能都有很大影响。真空度降低，真空灭弧室的绝缘和灭弧性能下降。

3-8 简述扩散型电弧和集聚型电弧的特点。

答：真空电弧实为金属蒸汽电弧，在电流较小（通常为数千安以下）时，维持真空中电弧放电的金属蒸汽是由作为阴极的触头上的多个阴极斑点提供的。从阴极斑点蒸发出的金属蒸汽及其游离质点，在向阳极运动的过程中会向周围的低气压区扩散，形成从阴极斑点向阴极逐渐扩散的，由金属等离子体组成的光亮的圆锥形弧柱。这种电弧称为扩散型真空电弧。扩散型真空电弧在电流过零后介质强度恢复十分迅速，极易开断。

当真空电弧的电流增大到超过某一值（不同电极材料其值不同，对铜电极来说，其值为104A）时，大量电子在电场作用下朝着阳极运动并撞击阳极后，会使阳极表面温度升高而出现阳极斑点，使阳极蒸发出金属蒸汽及其游离质点。阳极斑点的出现会使原来分散在阴极表面的阴极斑点集聚到正对阳极斑点处，成为集聚型电弧。实验证明：当出现集聚型电弧时，真空断路器就会失去开断能力。因此，提高出现阳极斑点的电流值，使电弧在大电流范围内仍能保持扩散型电弧的形态，是提高真空断路器开断能力的有效措施。

3-8. 简述对操动机构的要求。

答：断路器的分合闸操作靠操动机构实现。对操动机构的要求包括： （1）合闸元件必须有足够大的合闸力和合闸功，以得到足够的触头刚合速度，使断路器能顺利地关合短路故障；（2）支持元件应能在合闸后把断路器保持

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