暫態(tài)考試試題

1、電力系統(tǒng)分析（2）- 學(xué)習指南一、填空題：(共20分，每空1分)1.發(fā)生短路的根本原因是電氣設(shè)備載流部分相與相之間或者相與地之間的絕緣遭到破壞。2.無限大功率系統(tǒng)是指電源的 電壓幅值和頻率在故障過程中仍能保持恒定。3.己知三相短路a相電流為 則4. 電力系統(tǒng)中的任何靜止元件，只要 三項對稱，其正序阻抗和導(dǎo)納與負序阻抗和導(dǎo)納相等。5.沖擊系數(shù)為沖擊電流值對于短路電流周期性分量幅值的倍數(shù)。它的大小與時間常數(shù)有關(guān)。6.在負序和零序網(wǎng)絡(luò)中，短路點的負序和零序電壓分量相當于電源，因此短路點的負序和零序電壓值最高，離短路點越遠，負序和零序電壓越低。7.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到大擾動后，各同步電機

2、保持同步運行并過渡到新的或者恢復(fù)到原來的穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力。8.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析的主要方法是對遭受大干擾后的系統(tǒng)微分方程進行求解，從而判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定 。9.電力系統(tǒng)短路故障，可分為三項短路、單相短路、兩相短路和兩相接地短路。10. 無限大容量電源是指系統(tǒng)容量相對很大、內(nèi)阻抗相對很小和端電壓恒定的等效電源或等效系統(tǒng)。11.沖擊電流是指短路電流的最大瞬時值，它出現(xiàn)在短路發(fā)生后半個周期時。12.短路功率等于短路電流有效值同短路處的正常工作電壓的乘積。13.無阻尼繞組同步發(fā)電機發(fā)生三相短路時，定子電流含有基頻交流分量、直流分量和倍頻分量，轉(zhuǎn)子電流含有直流分量和基頻分量。14.對稱分量法可以把不

3、對稱的a、b、c三相量，分解為對稱的正序分量、負序分量、零序分量三序量。15.正序等效原則是指在簡單不對稱故障中，故障點正序電流與在故障點每一相中接入附加阻抗，并在其后發(fā)生的三相短路時的電流相等。16.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到小干擾后，不發(fā)生自發(fā)振蕩或者非周期性失步，自動恢復(fù)到起始運行狀態(tài)的能力。17. 無阻尼繞組同步發(fā)電機的暫態(tài)電勢在突然短路前后不變，這是因為它正比于暫態(tài)電抗。18. 發(fā)電機中勵磁電流產(chǎn)生的主磁通穿過空氣隙與定子繞組匝鏈，漏磁通只匝鏈勵磁繞組。19.發(fā)電機的慣性時間常數(shù)是在發(fā)電機的轉(zhuǎn)軸上施加額定轉(zhuǎn)矩后，轉(zhuǎn)子從停頓狀態(tài)升速到額定轉(zhuǎn)速所需要的時間。20.極限切除角是指，

4、減速面積恰好等于加速面積，系統(tǒng)處于穩(wěn)定的極限情況，大于這個角度切除系統(tǒng)故障，系統(tǒng)將失去穩(wěn)定。21.短路后第一周期短路時的電流有效值最大，這一有效值我們稱它為電流最大有效值。22. 標么值的近似計算與準確計算相比，是近似認為額定電壓為網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓。采用近似計算后發(fā)電機和變壓器額定參數(shù)下的標么值只要進行變壓器額定標準化換算，即可得統(tǒng)一基準下的標幺值。23.變壓器的零序阻抗和正序、負序阻抗相等，而零序激磁電抗與變壓器 鐵心結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。24. 無限大電源供電回路為純電感電路，若短路前空載，短路時電源電壓正好過零，短路瞬間直流分量有最大幅值，且等于周期分量的有效值。25.零序電流的通路必須以大地

5、或中線為回路，否則線電流中不存在零序分量。26.對單相電纜，由于每相電纜分別受到包皮的屏蔽，其零序電納與正序相同。27.發(fā)生不對稱故障時，計算故障電流的同步角頻率周期性分量起始值時，所用的同步發(fā)電機正序等值電路與三相短路近似計算中所采用的相同。28.對一個實際系統(tǒng)來說，給定的平衡點至少必須是小干擾穩(wěn)定的。29.在發(fā)電機經(jīng)典模型的簡單電力系統(tǒng)中，穩(wěn)定極限運行情況下系統(tǒng)所傳輸?shù)墓β逝c功率曲線上的最大值相同。30. 短路容量的定義為短路電流與故障前電壓的乘積，其標幺值等于短路電流標幺值。二、簡答題(每題5分，共20分)1. 提高電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的措施？（1）、采用分裂導(dǎo)線（2）、采用更高等級的電

6、壓線路，（3）、采用串聯(lián)電容補償（4）、采用勵磁調(diào)節(jié)器。2. 提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施1）、快速切除故障和自動重合閘，（2）、發(fā)電機強行勵磁，（3）、電氣制動，（4）、快速汽門控制，（5）切機、切負荷，（6）、系統(tǒng)解列。3. 電力系統(tǒng)短路故障的危害以及短路計算的目的是什么？短路電流很大，引起導(dǎo)體及絕緣體的嚴重發(fā)熱而破壞，導(dǎo)體受到強大的電動力，也可以造成損壞。短路導(dǎo)致電網(wǎng)電壓突然降低，影響用電設(shè)備正常工作。短路的最嚴重危害是系統(tǒng)解列。另外，短路故障對通信也有影響。短路計算的目的是為發(fā)電機變電站以及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行提供依據(jù)。4. 若在極限切除角時切除故障，則在搖擺過程中的最大角為圖中的

7、哪個角，為什么。5.簡單電力系統(tǒng)的功角具有什么含義？具有雙重意義：1、它是送端發(fā)電機電動勢與受端系統(tǒng)電壓之間的相位角2、若將受端無窮大系統(tǒng)看成一個內(nèi)阻為零的等效發(fā)電機，則功角即可看成是送端和受端兩個發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間的相對相位角6.試述等面積定則的基本含義。正常運行情況下，發(fā)電機的輸出電功率與原動機的輸入機械功率保持平衡，發(fā)生短路時，機械功率不變，輸出電功率變小，使轉(zhuǎn)子加速。切除故障后，輸出電功率變大，轉(zhuǎn)子減速，當功角達到最大時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速重新達到同步轉(zhuǎn)速。在加速期間積蓄的功能增量全部耗盡，即加速面積和減速面積大小相等，即等面積等則。7. 簡述短路點的輸入電抗與電源點對短路點轉(zhuǎn)移阻抗的關(guān)系。短路點輸

8、入電抗是指從短路點向系統(tǒng)中看的等效電抗，轉(zhuǎn)移電抗是指經(jīng)過星角變換從電源點到短路點之間的電抗8.簡單電力系統(tǒng)不對稱短路故障時，各序電壓的分布情況如何？負序和零序電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布，以短路點的有效值最大，離短路點越遠越小。正序電壓是在發(fā)電機處有效值最大，由發(fā)電機向短路點逐漸下降。9. 推導(dǎo)單相短路的序邊界條件，并給出復(fù)合序網(wǎng)圖。10.暫態(tài)電動勢有何特點？如何計算突變瞬間的暫態(tài)電動勢？暫態(tài)電動勢是運行參數(shù)，只能根據(jù)給定的運行狀態(tài)計算出來，但無法進行實測。不論在穩(wěn)態(tài)下還是暫態(tài)下，暫態(tài)電動勢都不是常數(shù)，它是隨運行情況不同而變化的，只是在突變瞬間它不發(fā)生變化。計算突變瞬間的暫態(tài)電動勢，只須計算突變瞬間前的

9、暫態(tài)電動勢。11.無限大容量電源的含義是什么？由這樣的電源供電系統(tǒng)三相短路時，短路電流包括幾種分量，有什么特點？無限大容量電源含義是指容量相對很大，內(nèi)阻抗相對很小和端電壓恒定的等效電源或等效系統(tǒng)。由這樣的電源供電的系統(tǒng)三相短路時，短路電流包括周期分量，非周期分量和倍頻分量，最大的特點是周期分量不隨時間變化。12.架空線路的正序、負序和零序參數(shù)有什么特點？架空線路是靜止元件，它的正序電抗等于負序電抗。由于三相架空線路中，各相的零序電流大小相等相位相同，各相間互感磁通互相加強，故零序電抗要大于負序電抗。三、計算題 （共60分）1.一臺無阻尼繞組同步發(fā)電機，已知：。發(fā)電機滿載運行，試計算電動勢.2.

10、電力網(wǎng)的元件參數(shù)如圖，不計變壓器及線路的并聯(lián)支路，請用近似計算法求各元件標幺值并建立網(wǎng)絡(luò)的標么值等值電路。（SB=15MVA）。(12分）3.圖示系統(tǒng)發(fā)生f處發(fā)生三相短路時，計算短路電流周期分量起始值及沖擊電流（kA），并求各電源對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗，各線路電抗均為0.4/km，長度標在圖。（取）(14分)4.熱電廠內(nèi)某臺發(fā)電機的參數(shù)如下：額定功率，正常運行時，機械轉(zhuǎn)速為。求正常運行時發(fā)電機儲存的動能及慣性時間常數(shù)。5.畫出下列網(wǎng)絡(luò)的零序等值電路圖(12分）6.一臺發(fā)電機A額定運行參數(shù)如下：50Hz,60MW,75MVA,1500r/min,它的慣性常數(shù)H=7.5MJ/MVA,另一臺發(fā)電機B相應(yīng)

11、的參數(shù)為：50Hz,120MW,133.3MVA,3000r/min,4.5MJ/MVA。（1）如果這兩臺發(fā)電機在某電站并列運行，以100MVA為基準值，計算等效發(fā)電機的H。（2）若與此電站相連的另一電站中運行著四臺發(fā)電機，且每兩臺的參數(shù)與上述發(fā)電機相同，求與無窮大母線相連的等效發(fā)電機的H。7. 在圖示的簡單系統(tǒng)中，己知發(fā)電機暫態(tài)電勢與無限大系統(tǒng)母線之間電抗及發(fā)電機向無限大系統(tǒng)輸送功率，試計算恒定時，此系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。(12分）8. 9.電力網(wǎng)的元件參數(shù)如圖，不計變壓器及線路的并聯(lián)支路，請用近似計算法求各元件標幺值并建立網(wǎng)絡(luò)的標么值等值電路。（SB=100MVA）。(10分）10. 計

12、算圖示系統(tǒng)f點發(fā)生三相短路瞬時次暫態(tài)電流有效值(kA)。（取SB=100MVA）(14分）11.某4極發(fā)電機，頻率為50Hz，額定容量為100MVA,慣性常數(shù)為8MVs/MVA。若機械功率和電磁功率由穩(wěn)定的50MW突然增加到80MW，求轉(zhuǎn)子的角加速度。10個周期后，轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速各變化多少？12. 試計算圖示網(wǎng)絡(luò)中f點發(fā)生單相接地時，短路點的短路電流（kA）及發(fā)電機母線的a相電壓(kV)，發(fā)電機和變壓器歸算至SB=50MVA的電抗標幺值標在圖中。(14分）13.畫出下列網(wǎng)絡(luò)的零序等值電路圖(12分）14.已知一簡單系統(tǒng)發(fā)電機在正常運行時，發(fā)電機在正常、故障和故障切除后的最大功率分別為，試計算極限切

13、除角。()(10分）15.已知同步發(fā)電機的參數(shù)為：要額定運行時，試計算在額定運行狀態(tài)下同步發(fā)電機的參考答案一、填空題1電氣設(shè)備載流部分相與相之間或者相與地之間的絕緣遭到破壞2電壓幅值，頻率，恒定34三相對稱5短路電流周期性分量幅值、時間常數(shù)6最高，越低7大干擾，同步電機，原來穩(wěn)定運行方式8系統(tǒng)微分方程式9三相短路、單項短路、兩項短路和兩相接地短路10內(nèi)阻抗，端電壓11短路電流，半個12短路電流有效值，正常電壓13直流分量，倍頻分量，直流分量和基頻分量14正序分量、負序分量、零序分量15正序電流，相等16不發(fā)生自發(fā)振蕩，非周期失步17不變，暫態(tài)電抗18定子繞組、勵磁繞組19額定轉(zhuǎn)矩，額定轉(zhuǎn)速20

14、最大減速面積，加速面積21第一周期短路，電流最大有效值22額定電壓、變壓器額定標準變比23鐵心結(jié)構(gòu)24幅值、有效值25大地，中線26相同27相同28小干擾29相等30短路電流與故障前電壓的乘積、短路電流的標幺值二、簡答題1、（1）、采用分裂導(dǎo)線（2）、采用更高等級的電壓線路，（3）、采用串聯(lián)電容補償（4）、采用勵磁調(diào)節(jié)器。2、（1）、快速切除故障和自動重合閘，（2）、發(fā)電機強行勵磁，（3）、電氣制動，（4）、快速汽門控制，（5）切機、切負荷，（6）、系統(tǒng)解列3、短路電流很大，引起導(dǎo)體及絕緣體的嚴重發(fā)熱而破壞，導(dǎo)體受到強大的電動力，也可以造成損壞。短路導(dǎo)致電網(wǎng)電壓突然降低，影響用電設(shè)備正常工作。

15、短路的最嚴重危害是系統(tǒng)解列。另外，短路故障對通信也有影響。短路計算的目的是為發(fā)電機變電站以及整個電力系統(tǒng)的設(shè)計和運行提供依據(jù)。4、搖擺過程中最大角為。原因如果在極限切除角時切除故障，加速面積是最大的，必須使減速面積等于加速面積，如果搖擺角大于，系統(tǒng)會失去穩(wěn)定性，故為搖擺過程中最大角。5、具有雙重意義：1、它是送端發(fā)電機電動勢與受端系統(tǒng)電壓之間的相位角2、若將受端無窮大系統(tǒng)看成一個內(nèi)阻為零的等效發(fā)電機，則功角即可看成是送端和受端兩個發(fā)電機轉(zhuǎn)子之間的相對相位角。6、正常運行情況下，發(fā)電機的輸出電功率與原動機的輸入機械功率保持平衡，發(fā)生短路時，機械功率不變，輸出電功率變小，使轉(zhuǎn)子加速。切除故障后，輸

16、出電功率變大，轉(zhuǎn)子減速，當功角達到最大時，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速重新達到同步轉(zhuǎn)速。在加速期間積蓄的功能增量全部耗盡，即加速面積和減速面積大小相等，即等面積等則。7、短路點輸入電抗是指從短路點向系統(tǒng)中看的等效電抗，轉(zhuǎn)移電抗是指經(jīng)過星角變換從電源點到短路點之間的電抗8、負序和零序電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布，以短路點的有效值最大，離短路點越遠越小。正序電壓是在發(fā)電機處有效值最大，由發(fā)電機向短路點逐漸下降。9、復(fù)合序網(wǎng)圖如圖10、暫態(tài)電動勢是運行參數(shù)，只能根據(jù)給定的運行狀態(tài)計算出來，但無法進行實測。不論在穩(wěn)態(tài)下還是暫態(tài)下，暫態(tài)電動勢都不是常數(shù)，它是隨運行情況不同而變化的，只是在突變瞬間它不發(fā)生變化。計算突變瞬間的暫態(tài)電動勢，只須計算突變瞬間前的暫態(tài)電動勢。11、無限大容量電源含義是指容量相對很大，內(nèi)阻抗相對很小和端電壓恒定的等效電