電力系統(tǒng)思考題

1、第六章思考題1、什么是電力系統(tǒng)的電磁暫態(tài)過(guò)程？變壓器、輸電線路等元件，不牽涉角位移、角速度等機(jī)械量，一般研究電磁暫態(tài)過(guò)程。2、什么是電力系統(tǒng)的機(jī)電暫態(tài)過(guò)程？電力系統(tǒng)中同步發(fā)電機(jī)、 異步電動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)動(dòng)元件， 運(yùn)動(dòng)過(guò)程由電磁轉(zhuǎn)矩 (或功率)和機(jī) 械轉(zhuǎn)矩(或功率)不平衡決定，稱機(jī)電暫態(tài)過(guò)程。3、電力系統(tǒng)的故障分哪兩種？分別又可稱為什么故障？電力系統(tǒng)運(yùn)行常發(fā)生故障，大多數(shù)是短路故障，少數(shù)是斷線故障。短路故障又稱橫向故障。斷線故障又稱縱向故障。4、短路故障有什么類(lèi)型？短路的主要原因是什么？短路計(jì)算的目的是什么？短路的類(lèi)型：三相短路、兩相短路、單相短路接地和兩相短路接地。短路根本原因：電氣設(shè)備載流部分相與相

2、之間或相對(duì)地的絕緣受到損壞。短路計(jì)算目的：1) 短路電流計(jì)算是電力技術(shù)方面基本問(wèn)題之一。2) 發(fā)電廠、變電所及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行中均以短路計(jì)算結(jié)果作為依據(jù):5、什么是無(wú)限大功率電源？1) 電壓和頻率保持恒定；2) 內(nèi)阻抗為零。6、什么是短路沖擊電流？其主要用途是什么？空載、|a- $ | =90。時(shí)短路電流的最大瞬時(shí)值，稱短路沖擊電流。 短路沖擊電流用于檢驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體電動(dòng)力穩(wěn)定度。7、什么是最大有效值電流？其主要用途是什么? 最大有效值電流也發(fā)生在短路后的半個(gè)周期：-Im/'2' i.-；：(t £01S)= "m/«2 行 im(K

3、M 1丫 =毎 J1+2(Km -1f (613)任一時(shí)刻t短路電流有效值It是以t為中心一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流均方根值:1 tTT t_T2(iptt)2dtIm =1.52 ImKM=1.8 時(shí)最大有效值電流用于檢驗(yàn)?zāi)承╇娖鞯臄嗔髂芰?、定子短路電流中包含哪幾個(gè)分量？各分量是如何產(chǎn)生的，各以什么時(shí)間常數(shù)衰減或 是什么穩(wěn)態(tài)值？(期中)1. 定子繞組中的電流分量(1) 直流分量：i a a,按定子繞組的時(shí)間常數(shù)Ta衰減。(2) 次暫態(tài)周期分量：i"pa，按T"d衰減。暫態(tài)周期分量：i'pa，按T'd衰減。穩(wěn)態(tài)周期分量：ipa，不衰減。9、勵(lì)磁電流中包含哪幾個(gè)分量

4、？各分量是如何產(chǎn)生的，各以什么時(shí)間常數(shù)衰減或是什 么穩(wěn)態(tài)值？2. 轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中的電流分量(1) 空載勵(lì)磁電流分量：if(0)，勵(lì)磁調(diào)節(jié)器不動(dòng)作時(shí)為定值。(2) 非周期分量：i a f,按T"d、T'd衰減。周期分量：iwf,按Ta衰減。10、用什么基本原理分析短路電流物理概念？發(fā)電機(jī)定子端空載三相短路物理過(guò)程11、短路電流基頻交流電流幅值變化根本原因是什么？定子繞組短路電流周期分量幅值變化根本原因是轉(zhuǎn)子繞組由于磁鏈?zhǔn)睾闶闺姌蟹磻?yīng)磁通改 變了磁路，定子繞組等值電抗由X"d變?yōu)閄'd，最后變?yōu)閄d。(待定)12、穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、次暫態(tài)電抗的對(duì)應(yīng)數(shù)值有什么關(guān)系？X&

5、quot;d<X'd<Xd ; X"q<XqXd > Xq>X'd>X"d X"q13、短路電流初始值的計(jì)算有哪些近似？(1)發(fā)電機(jī)等值電抗為 X"d(或X'd)，等值電勢(shì)為次暫態(tài)電勢(shì)E"|0|(或暫態(tài)電勢(shì)E'|0|),Ec廠)+ jI|0|Xd"IEc廠U 0)+ jI|0|Xd近似認(rèn)為短路前后不突變：忽略線路對(duì)地電納，高壓網(wǎng)絡(luò)計(jì)算忽略電阻；在電纜和低壓網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，近似用阻抗模: 變壓器忽略電阻和勵(lì)磁支路標(biāo)幺值運(yùn)算采用近似方法，變壓器變比為平均額定電壓之比。忽略線路和

6、變壓器電阻和接地支路，等值網(wǎng)絡(luò)元件均為電抗/(3) 負(fù)荷電流較短路電流小，近似計(jì)算不計(jì)負(fù)荷電流，認(rèn)為短路前后系統(tǒng)沒(méi)有負(fù)荷。 對(duì)遠(yuǎn)離短路點(diǎn)支路電流可引起較大誤差。需計(jì)及負(fù)荷時(shí)，用恒定阻抗代替負(fù)荷。(4) 短路點(diǎn)附近大容量電動(dòng)機(jī)，短路后瞬時(shí)由于慣性作用，會(huì)送短路電流。(5) 異步電動(dòng)機(jī)X"與啟動(dòng)電抗等值電路完全相同。X"標(biāo)幺值為啟動(dòng)電流標(biāo)幺值(約為5)的倒數(shù)，即X"疋0.2。當(dāng)X"=0.2時(shí)，E"|0|疋0.9，電動(dòng)機(jī)端點(diǎn)短路的交流電流起始值約為額定電流4.5倍。14、運(yùn)算曲線的計(jì)算步驟是什么？(1) 作應(yīng)用運(yùn)算曲線時(shí)等值網(wǎng)絡(luò)；(2) 網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，得

7、各電源對(duì)短路點(diǎn)轉(zhuǎn)移阻抗Xif(3) 求各電源計(jì)算電抗：將各轉(zhuǎn)移阻抗按各發(fā)電機(jī)額定容量歸算Xi.js = XifSj.NSb(4) 由電源類(lèi)型查運(yùn)算曲線，得時(shí)刻t各電源的短路電流標(biāo)幺值li.f。若電源是無(wú)限大容量，則不用查曲線，直接用式(6-120)計(jì)算短路電流的標(biāo)幺值；15、怎樣進(jìn)行合并電源工作？影響短路電流變化規(guī)律的主要因素有哪兩個(gè)？可把短路電流變化規(guī)律大體相同的發(fā)電機(jī)合并成等值機(jī)。影響短路電流變化規(guī)律的主要因素有兩個(gè)：一是發(fā)電機(jī)特性(類(lèi)型，參數(shù))；另一個(gè)是發(fā)電機(jī)對(duì)短路點(diǎn)電氣距離。 在離短路點(diǎn)甚近情況下， 不能將不同類(lèi)發(fā)電機(jī)合并。 一般接在同一 母線(非短路點(diǎn))的發(fā)電機(jī)可合并成一臺(tái)等值發(fā)電機(jī)

8、。第七章思考題1、為什么電力系統(tǒng)計(jì)算中要用對(duì)稱分量法，什么問(wèn)題需要用？當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，破壞了三相系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的對(duì)稱性，采用對(duì)稱分量法， 將三相系統(tǒng)的電氣量分解為正序、負(fù)序和零序三組對(duì)稱分量，仍用單相等值電路求解，然后應(yīng)用疊加原理求解三相系統(tǒng)不對(duì)稱的電氣量。2、在靜止元件和旋轉(zhuǎn)元件中，正序、負(fù)序和零序阻抗有什么關(guān)系？靜止元件：如線路、變壓器等，正、負(fù)序阻抗相等，改變相序并不改變相間互感。 旋轉(zhuǎn)元件：如發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電動(dòng)機(jī)等，正、負(fù)序阻抗一般不等。 不論是靜止還是旋轉(zhuǎn)元件，零序阻抗與正、負(fù)序阻抗有明顯區(qū)別。3、變壓器零序等值電路是如何作出的？零序勵(lì)磁電抗如何考慮？零序勵(lì)磁電抗XmO

9、 :(一)雙繞組變壓器變壓器勵(lì)磁電抗與主磁通路徑有關(guān)，變壓器內(nèi)流通正序、 負(fù)序電流時(shí)，勵(lì)磁磁通在鐵芯內(nèi)形成回路，磁阻小，正、負(fù)序勵(lì)磁電抗很大，近似計(jì)算時(shí)認(rèn)為是無(wú)限大。但零序勵(lì)磁電抗 與變壓器結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系。三臺(tái)單相變壓器組成變壓器組，正序和負(fù)序磁通在本身鐵芯磁路中形成回路，勵(lì)磁電抗相等且數(shù)值很大，近似認(rèn)為Xm0= a。三相五柱式和鐵殼式變壓器，零序磁通可通過(guò)沒(méi)有繞組鐵芯部分形成回路，零序勵(lì)磁電抗也相當(dāng)大，也可近似認(rèn)為Xm0= a。三相三柱式變壓器，三相零序磁通大小相等、相位相同，只能經(jīng)絕緣介質(zhì)和油箱壁形成回路。 遇到很大磁阻，零序勵(lì)磁電抗比正序勵(lì)磁電抗小得多，用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定。標(biāo)幺值約0.3-1

10、.0。綜上所述：變壓器接線為 YN,d時(shí)，等值電路中勵(lì)磁電抗 XmO與二次繞組漏電抗 X n并聯(lián)，XmO 比X n大，實(shí)用計(jì)算近似認(rèn)為 XmO = a。變壓器為YN,y、YN,yn接線時(shí)，非三相三柱式變壓器 XmO = a,三相三柱式變壓器 XmO 需計(jì)入具體數(shù)值。三種接線單相零序等值電路中，只有兩種三相三柱式變壓器需計(jì)零序勵(lì)磁電抗XmO影響，其它情況都認(rèn)為 XmO = a,相當(dāng)于開(kāi)路。變壓器接地星形側(cè)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗Zn接地時(shí)，變壓器通過(guò)三相正序和負(fù)序電流之和為零，不會(huì)在中性線中流通，中性點(diǎn)阻抗不反映在正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中。變壓器中通過(guò)三相零序電流時(shí)，中性線中有三倍零序電流。中性點(diǎn)阻抗Zn中流過(guò)3I

11、O零序電流，中性點(diǎn)電位為 3IOZn，中性點(diǎn)阻抗必須反映在零序等值電路中。(二)三繞組變壓器電力系統(tǒng)為消除三次諧波，三繞組變壓器有一個(gè)繞組接三角形以提供三次諧波通路。 可分析接線形式為 YN,d,y(YO/ /Y)、YN,d,yn(YO/Y/YO)和 YN,d,d(YO/ /)等。 三繞組變壓器有一個(gè)繞組是三角形接線，可不計(jì)入XmO。(圖7-12在下頁(yè))一次側(cè)繞組施加零序電壓時(shí)，另兩個(gè)繞組感應(yīng)零序電勢(shì)，分析方法與雙繞組相同。 應(yīng)指出：三繞組變壓器零序等值電路中電抗X I、X n、X川和正序一樣，不是各繞組漏抗，而是等值電抗。4、變壓器中性點(diǎn)的阻抗在正序、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)中如何反映？變壓器接地星形

12、側(cè)中性點(diǎn)經(jīng)阻抗Zn接地時(shí)，變壓器通過(guò)三相正序和負(fù)序電流之和為零，不會(huì)在中性線中流通，中性點(diǎn)阻抗不反映在正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中。變壓器中通過(guò)三相零序電流時(shí)，中性線中有三倍零序電流。中性點(diǎn)阻抗Zn中流過(guò)310零序電流，中性點(diǎn)電位為 3I0Zn，中性點(diǎn)阻抗必須反映在零序等值電路中。5、 零序電流以什么為回路？以大地為回路6、 正序、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)是否相同？不相同7、 各種不對(duì)稱短路故障的計(jì)算用邊界條件是什么？為什么用a相作特殊相？單相短路 接地時(shí)邊界條件：?jiǎn)蜗喽搪方拥貢r(shí)邊界條件：U fl U f 2 Uf0=0 ； I f I f - I f 0 (7 - 27)U f 101Ifi=lf2=lf0

13、(7-28)8、兩相短路與其他兩種短路相比有什么特點(diǎn)?9、各種不對(duì)稱故障是經(jīng)過(guò)一個(gè)阻抗短路時(shí)，如何處理？單相短路接地：接地電阻以1倍的值分別接在正；負(fù);零序網(wǎng)絡(luò)中.兩相經(jīng)阻抗短路：接地阻抗以1/2的值分別接在正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中 .兩相短路經(jīng)阻抗接地：接地阻抗中只有3倍零序短路流過(guò)，僅在零序網(wǎng)絡(luò)。10、 非故障處是否滿足邊界條件？其三相電壓、電流如何計(jì)算？不滿足，首先求故障處正、負(fù)和零序短路電流和電壓分量，分別在每個(gè)序網(wǎng)求待求支路 各序電流或各序電壓分量，最后合成得待求支路三相電流或待求節(jié)點(diǎn)三相電壓。11、正序、負(fù)序和零序的電壓和電流分量，經(jīng)過(guò)各種接線組別的變壓器時(shí)如何變化？1、什么是穩(wěn)定性問(wèn)題？其狀態(tài)變量是什么？2、什么是靜態(tài)穩(wěn)定，什么是暫態(tài)穩(wěn)定？3、什么是小干擾，什么是大干擾？分析時(shí)有何區(qū)別？4、轉(zhuǎn)子運(yùn)