電力系統(tǒng)分析思考題復(fù)習(xí)資料匯編

1、第三章1、什么是理想化同步電機？答：符合下述理想化條件的電機稱作理想化同步電機（1）導(dǎo)磁系數(shù)為常數(shù)假設(shè)：忽略磁路飽和、磁滯、渦流等的影響 ，假定電機鐵心 部分導(dǎo)磁系數(shù)為常數(shù)；（2）縱軸（見圖d軸）和橫軸（見圖q軸）分別對稱假設(shè)；（3） 結(jié)構(gòu)對稱假設(shè)：a，b, c三定子繞組空間互差120度電角度，結(jié)構(gòu)相同， 其電流在氣隙中產(chǎn)生正弦分布的磁動勢；（4）定子空載電勢是時間的正弦函數(shù)假設(shè)：轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子繞組的磁動 勢在定子繞組所感應(yīng)的空載電勢是時間的正弦函數(shù)；（5）電機的定子和轉(zhuǎn)子表面光滑假設(shè)：定子和轉(zhuǎn)子的槽和通風(fēng)溝不影響定子和 轉(zhuǎn)子的電感。2、轉(zhuǎn)子角是如何定義的？同步電機那些繞組的自感和彼此間

2、的互感系數(shù)同轉(zhuǎn)子 的位置角有關(guān)？ 答：轉(zhuǎn)子角是轉(zhuǎn)子d軸與定子a軸間的夾角。定子繞組的自感系數(shù)，定子與定 子間互感系數(shù)；定子與轉(zhuǎn)子間的互感系數(shù)與轉(zhuǎn)子的位置角有關(guān)。4為什么采用d、q、0坐標系可以解決定子、轉(zhuǎn)子磁鏈方程中的變系數(shù)問題？ 答：因為采用d、q、0坐標系，定子三相繞組已被假想的等效繞組 dd和qq所 代替，這兩個繞組的軸線總是分別與 d軸和q軸一致的，而d軸向和q軸向的 磁導(dǎo)與轉(zhuǎn)子位置無關(guān)，因此磁鏈與電流的關(guān)系（電感系數(shù)）自然亦與轉(zhuǎn)子角，無 關(guān)。5、d、q、0坐標系下的直流分量和基頻分量分別和 a、b、c坐標系下的什么分 量相對應(yīng)？答：d、q、0坐標系下的直流分量和基頻分量分別和 a、b

3、、c坐標系下的基頻分 量和直流分量相對應(yīng)。7、在d、q、0坐標系的定子電勢方程中定子電勢由哪些分量組成？這些電勢分 量是怎樣產(chǎn)生的？答：在d、q、0坐標系的定子電勢方程中定子電勢分別由變壓器電勢和發(fā)電機 電勢構(gòu)成；變壓器電勢是由 d、q、0假想繞組磁鏈變化產(chǎn)生的，發(fā)電機電勢是 由d、q假想繞組導(dǎo)線分別切割q、和d軸向磁場磁力線產(chǎn)生的。8、在同步電機標幺值基本方程中，定轉(zhuǎn)子有關(guān)變量的基準值是怎樣選擇的?定子:Sb =3VnIVB Ib3.2小vbIb轉(zhuǎn)子：以勵磁繞組為例ifB 巴Ib =3血，式中W為定子繞組的匝數(shù)，wf勵磁繞組2 Wf2的匝數(shù)該式假定“由基本方程轉(zhuǎn)子基準電流 ifB產(chǎn)生的磁勢應(yīng)

4、同幅值為iB的 定子三相對稱電流產(chǎn)生的磁勢相等” VfBifB =Sf B =S B =-VbIb該式假定轉(zhuǎn)子各繞組基2準功率與定子基準功率相同由該式可導(dǎo)出VfB3 iBWf1Vb 二 VbVb2 ifBwk9、同步電機基本方程的實用化中采用了哪些實用化假設(shè)？其實用化范圍是什么？基本方程的實用化中采用了以下實用化假設(shè)（1）轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不變并等于額定轉(zhuǎn)速。（2）電機縱軸向三個繞組只有一個公共磁通，而不存在只同兩個繞組交鏈的漏 磁通。為了便于實際應(yīng)用，還可根據(jù)所研究問題的特點，對基本方程作進一步 的簡化。0（3） 略去定子電勢方程中的變壓器電勢，即認為W fq 0，這條假設(shè)適用 于不計定子回路電磁暫態(tài)

5、過程或者對定子電流中的非周期分量另行考慮的場合。（4）定子回路的電阻只在計算定子電流非周期分量衰減時予以計及，在其他計 算中則略去不計。上述四項假設(shè)主要用于一般的短路計算和電力系統(tǒng)的對稱運行分析。10、試寫出同步電機的基本實用化方程。Vd= d 'qrid' d=- Xdid + Xadif + XadiDVq= - Tq .'d -riq''； q= Xqiq + XgqiQ電勢方程：vf= Tf rfif磁鏈方程：匸 f = - xadid+xfif +xadiD0= + Id rDiD' D = - Xadid+Xadif+XpiD+ 譏

6、rQiQQ= Xaqiq + XQiQ11、試說明Xd、Xq、Xad和xaq的名稱：Xd :同步電機縱軸同步電抗； Xq :同步電機橫軸同步電抗；Xad :同步電機縱軸電樞反應(yīng)電抗；和 Xaq同步電機橫軸電樞反應(yīng)電抗12、同步電機的假想電勢Eq是怎樣計算的？計算Eq有何用處？Eq 二V jXql在實際計算中往往是已知發(fā)電機的端電壓和電流 （或功率），要確定空載電勢Eq。 這種情況下利用方程式上式確定 Eq的大小和方向是極為方便的。通過 Eq的計 算也就確定了 q軸的方向。第5章思考題1、 電力系統(tǒng)發(fā)生短路的原因：（1）元件損壞（2）氣象條件惡化 破壞（3）違 規(guī)操作（4）其他2、電力系統(tǒng)發(fā)生短

7、路的類型：按形式分：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路按類型分：對稱短路與不對稱短路3、電力系統(tǒng)發(fā)生短路的后果：（1）短路故障使導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的機械應(yīng)力，可能使導(dǎo)體和它們的支架遭到 破壞。（2）短路電流使設(shè)備發(fā)熱增加，設(shè)備可能過熱以致?lián)p壞。（3）短路時 系統(tǒng)電壓大幅度下降。異步電動機當電壓大幅度下降時，電動機 甚至可能停轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品報廢，設(shè)備損壞等嚴重后果。4）當短路發(fā)生地點離電源不遠而持續(xù)時間又較長時，并列運行的發(fā)電廠可能 失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定，造成大片地區(qū)停電。這是短路故障的最嚴重后果。5）發(fā)生不對稱短路時，不平衡電流能產(chǎn)生電磁干擾對于架設(shè)在高壓電力線路 附近的通訊線路或鐵

8、道訊號系統(tǒng)等會產(chǎn)生嚴重的影響。4、電力系統(tǒng)短路計算的目的：（1）以短路計算作為依據(jù)選擇有足夠機械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣設(shè)備。（2）合理地配置各種繼電保護和自動裝置并正確整定其參數(shù)。5、短路電流非周期分量的初值的大小和什么有關(guān)？答：同短路發(fā)生的時刻有關(guān)。6、短路沖擊電流如何定義的？答：短路電流最大可能的瞬時值稱為短路沖擊電流。7、工程上計算短路沖擊電流主要用來作什么用？答：沖擊電流主要用來校驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的電動力穩(wěn)定度。8、電力系統(tǒng)沖擊電流的計算條件是什么？答：電路原來處于空載狀態(tài)，短路路恰好發(fā)生在短路周期電流取幅值的時刻。短路電流最大值發(fā)生在短路發(fā)生半周波（0.01秒）后。9、工程上計算

9、短路電流的有效值主要用來作什么用？答：短路電流的有效值主要用來檢驗電器設(shè)備的熱穩(wěn)定度。10、短路電流的最大有效值是如何計算的？Im =I12(kim -1)2其中短路電流Ip為周期分量有效值，kim為沖擊系數(shù)11、短路容量是如何計算的？工程上計算短路容量主要用來作什么用？答：S -.3vavit，其中It常用短路電流初始有效值短路容量主要用來校驗開關(guān)的切斷能力。12、試說明無阻尼繞組同步發(fā)電機的橫軸暫態(tài)電勢的守恒性。定義橫軸暫態(tài)電勢與勵磁繞組磁鏈的關(guān)系為：Eq二Xf該式說明暫態(tài)電勢Eq '同勵磁繞組的總磁鏈 前成正比。在運行狀態(tài)突變瞬間, 勵磁繞組磁鏈守恒，忻不能突變，暫態(tài)電勢Eq &

10、#39;也就不能突變。13、無阻尼繞組同步發(fā)電機突然短路時定子和勵磁繞組都有哪些自由分量？哪 些自由分量是按定子繞組時間常數(shù) Ta衰減？哪些自由分量是按勵磁繞組時間常 數(shù)T '衰減？ Ta與T '是怎樣計算的？答：無阻尼繞組同步發(fā)電機突然短路時，定子繞組的自由分量有基頻分量，非 周期及倍頻分量；轉(zhuǎn)子繞組的自由分量有直流分量和基頻分量。T2xd Xqa mr(xd+xq)定子繞組的基頻自由分量分量按 T'衰減，非周期及倍頻分量按 Ta衰減； 轉(zhuǎn)子繞組的直流自由分量按按 T '衰減和基頻自由分量按Ta衰減其中.=2二 f = 3 1 4r(a d /s )Td

11、9;Tdo'其中Tdo為勵磁繞組的時間常數(shù)xd沙14、試說明有阻尼繞組同步發(fā)電機的橫軸及縱軸次暫態(tài)電勢的守恒性。pCZ1-I-1石 I左圖的等值電路為 fl其中橫軸次暫態(tài)電勢:EqX;fX；：D丄間，啊和 呃都不能突變，所以電勢E"q也不能突變Q-左圖的等值電路為其中縱軸次暫態(tài)電勢:Xq+xaqXQE"d同的橫軸阻尼繞組的磁鏈 帕成正比。在運行狀態(tài)突變瞬間惱不能突變，所以電勢E" d也不能突變。15、有阻尼繞組同步發(fā)電機突然短路時定子都有哪些自由分量？哪些自由分量是按定子繞組時間常數(shù) Ta衰減？哪些自由分量是按勵磁繞組時間常數(shù) T '衰 減？哪些自

12、由分量是按轉(zhuǎn)子次暫態(tài) T”d和T”q衰減的？簡化計算中Ta、T 'd、T”d 及T”q是怎樣計算的？答：阻尼繞組同步發(fā)電機突然短路時，定子繞組的自由分量有基頻分量，非周 期及倍頻分量；定子繞組的基頻自由分量分別按時間常數(shù)T'、T”d及T”q衰減，2XdXq其中-2二 f = 3 1 4r(a d /s )定子非周期及倍頻分量按Ta衰減;Xdx其中TdoL為勵磁繞組的時間常數(shù)orfTTXLqq0Xq其中To = Xq為阻尼Q繞組的時間常數(shù)T T Xd-dd0-Xd其中Tdo二1 ( X fXadXd )是定于繞組開路、勵磁繞組短路®rD+Xadr(Xd Xq)時，縱軸阻

13、尼繞組的時間常數(shù)16、試作出包括EQ，Eq，E'q，E”q及E”d同步發(fā)電機的向量圖(V，I，Vd，Vq，Id，Iq) 短路過程中，端電壓能否恢復(fù)到額定值？何時恢復(fù)到額定值？這同短路點的遠近有關(guān)。當短路點很遠時，即 Xe很大，短路對發(fā)電機的影響就比較小，機端電 壓V的下降不很大，強勵動作后，在暫態(tài)過程的某一時間tcr，端電壓即恢復(fù)到額定值Vn。這個時間tcr稱為臨界時間。如果短路發(fā)生在近處，即xe很小，短路電流很大，在整個暫態(tài)過程中強行勵磁的作用始終不能克服短路電流的去磁 作用，端電壓就一直不能恢復(fù)到額定值。那么，在上述兩種情況之間，我們將 找到一個電抗值xcr，在這個電抗值下發(fā)生短路

14、時，機端電壓剛好在暫態(tài)過程結(jié) 束時恢復(fù)到額定值，這個電抗就稱為臨界電抗。在短路分析中，對于每一種給定條件，都可以找出相應(yīng)的臨界電抗值xcr,如果xe=xcr，則穩(wěn)態(tài)短路電流值為IVN/xe；如xe>xcr則又可找到一個相對應(yīng) 的臨界時間tcr；當t> = tcr時，短路電流的基頻分量將保持不變并等于I心VN / xe。第六章思考題1）在形成短路電流計算節(jié)點導(dǎo)納矩陣時，發(fā)電機支路是怎樣處理的？負荷支路又是怎樣處理的？對發(fā)電機，每一發(fā)電機節(jié)點增加接地有源支路Ei與Zi = R + jX i串聯(lián)求短路穩(wěn)態(tài)解：Ei =EQi Zi = R- jXqi求短路起始次暫態(tài)電流解：Ei =E乙=R

15、 j X一般情況下發(fā)電機定子繞組電阻忽略掉，并將Ei與乙=R + jXi的有源支路轉(zhuǎn)化成電流源h洛Z與導(dǎo)納Y 9 Bi二瓦七.并聯(lián)的形式負荷節(jié)點的處理負荷節(jié)點在短路計一算中一般作為節(jié)點的接地支路，并用恒定阻抗表示，其數(shù) 值由短路前瞬間的負荷功率和節(jié)點實際電壓算出，即支路阻抗：ZLDk二jXLDk二中SLDk<?支路導(dǎo)納 Yl D k= G L Dk j B圖fi-1發(fā)電機和負荷篩值電路的接人2）如圖所示，是說明互阻抗和輸入阻抗是怎么定義的互阻抗：z廠Ejh輸入阻抗：Zh二Ei,.h3）如何應(yīng)用互阻抗計算短路電流?7nIf八Ej,Zfj其中zfj是電源點對短路點的互阻抗，Ej表示電源電勢，

16、nj壬為網(wǎng)絡(luò)電源個數(shù)。4）電流分布系數(shù)是如何定義的？它與短路點輸入阻抗，電源點對短路點的互阻 抗的關(guān)系是怎樣表示的？電流分布系數(shù)定義：q = If與互阻抗的關(guān)系：g二Zff.jZif或Zif二Zff.g5）對圖示電路，試用單位電流法確定電源點到短路點的互阻抗zfl = k /,.g m.5 /j/At十 t? = 口 1Z” =乙j/G. 2郎=乙/芒廠Z” = 2(/Cj6）試寫出Y =和= Y的公式。1養(yǎng)；zik zjkzikZjkZj7）試寫出多電源支路并聯(lián)的等值電路的計算公式:多電源支路并聯(lián)的等值電路回顧（D ）式:等值電勢ff8）試寫出利用節(jié)點阻抗矩陣元素計算短路電流的計算機算法流程

17、。解潮流計算，V（0） （i =1,2,., f,.,n）1.2.3.修正解潮流的YN形成Y 指定短路點f014.計算節(jié)點阻抗矩陣第Y11Y2iY2Y22inYn iNk 1Z2kY2n(-第f 元素,(k =1,2,川,n)Yn2IllYnnZnk5.計算短路電流:If(0)f一 Zff Zf計算節(jié)點電壓:Vi =Vj(0) -Zif (i =1,2,., f,., n)7.計算支路電流:IpqZpq&輸出計算結(jié)果9）在計算起始次暫態(tài)電流時發(fā)電機如何和綜合負荷的模型 發(fā)電機模型：次暫態(tài)電勢與暫態(tài)電抗串聯(lián)V0 = 1, I0 = 1, sin© 0=0.53,?假定發(fā)電機在短

18、路前額定滿載運行，x “= 0.130.20,則有：ES = 1 + 13 6 20） X 1 X 0, 531. 07 L 11?如不知發(fā)電機短路前的運行參數(shù)，則可近似地取E"0 = 1.051.1。不計負載影響時，常取E"0 = 1負荷的模型：近似地用一個含次暫態(tài)電勢和次暫態(tài)電抗的等值支路來表示。以額定運行參數(shù)為基準，綜合負荷的次暫態(tài)電勢和電抗的標么值約為E 0 = 0.8和 x” = 0.3510）計算電抗如何定義的？與轉(zhuǎn)移電抗的關(guān)系是什么？計算電抗：歸算到發(fā)電機額定容量的外接電抗 xe和發(fā)電機縱軸次暫態(tài)電抗 x d 標么值的和：Xjs 二 X； Xe與轉(zhuǎn)移電抗的關(guān)系

19、是：Xjs=Xfi麵Sb11）什么是計算曲線？其在短路電流計算中的作用是什么？短路電流周期分量的標么值可表示為計算電抗和時間的函數(shù)，反映短路電流周期分量的標么值與計算電抗和時間關(guān)系的一組曲線就稱為計算曲線，計算曲線 經(jīng)常作成數(shù)字表的形式應(yīng)用，用以計算電流電流周期分量在某一時刻的值。Xs* =Ib. Is二 Sb .Ss12）在短路電流周期分量的近似計算中圖示外部系統(tǒng)的短路電抗是如何估算 的？13）在短路電流周期分量的近似計算中，短路電流和短路容量有名值是如何計算 的？短路電流有名值：If =lB；Xff短路容量有名值：Ss = Sb J Xff其中Xff短路點的輸入電抗標幺值 第七章思考題1.

20、 什么是對稱分量法？對稱分量法方法的特點是什么？對稱分量法是一種分析不對稱故障的方法；其特點是，一組不對稱的三相電 壓電流相量可以分解為正序、負序和零序三相對稱的三相電壓電流相量。2. 什么是電力系統(tǒng)元件的序阻抗？對不同序別的對稱分量（正，負，零），電力系統(tǒng)的各種元件呈現(xiàn)的阻抗稱 作序阻抗；或者說電力系統(tǒng)元件的序阻抗：是指元件三相參數(shù)對稱時，各序 電壓降與同一序電流的比值。3. 變壓器等值電路中的零序勵磁電抗同變壓器的結(jié)構(gòu)有何關(guān)系？三個單相變壓器組成的三相變壓器組，三相四柱式（或五柱式）變壓器，零 序主磁通也能在鐵芯中形成回路，因而勵磁電抗的數(shù)值很大。在短路計算中, 上述變壓器xm（0）=x，

21、即把勵磁支路斷開。三相三柱式變壓器，當其繞組通過零序電流時，零序主磁通不能在鐵芯中形 成回路，被迫經(jīng)過絕緣介質(zhì)和外殼形成回路。因此，三相三柱式變壓器的在 短路計算中，視為有限值，大致取值范圍 xm（0）=0.31.0。4. 綜合負荷的各序阻抗是怎樣確定的？ 綜合負荷的正序參數(shù)常用以下恒定阻抗（以其額定容量為基準的標么值）表示Zld =0.8 j0.6 ，為避免復(fù)數(shù)運算，等值的純電抗來代表綜合負荷其值為Zld（1）=H.2計及降壓變壓器及饋電線路的電抗，以異步電動機為主要成分的綜合負荷的負 序電抗（以其額定容量平均額定電壓為基準的標么值）取為Xld（2）=0.35異步電動機及多數(shù)負荷常常接成三角

22、形，或者接成不接地的星形，零序電流不能流通，故取Xld（o）=：5、試作出下圖的正、負及零序等值電路第8章思考題3種簡單不對稱短路故障1、分別用短路點處電壓及電流相量和其對稱分量表示 的邊界條件。單相接地短路：兩相短路:af*血=0, /fb + /fcbAafO) = 0* */fa十/侷=0 XW 仙(1= V丿D) + £aC2) + /tBC01 = 0卩仙卩=i7仏黔=V2、繪制3種簡單不對稱短路故障的復(fù)合序網(wǎng)絡(luò)。f (1,1)3、寫出計算各種短路的正序等效定則的公式計 算 短 路 點 正 序 短 路(8-20)n)是代表短路類<8-19)各種短路電流計算公式1(n)

23、X厶表示附加電抗，其值隨短路的型式不同而不同，上角標( 型的符號。(n)記住各種短路的*和m(n)耒U-】 間單短踣時的X0和rd"三刪踣01兩相短踣接地F1-51K丸帀玄伽）Xi仙/TXnrttii34、不對稱短路，各序電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布有什么特點？電源點的正序電壓最高，隨著對短路點的接近，正序電壓將逐漸降低，到短路 點即等于短路處的正序電壓。短路點的負序和零序電壓最高。離短路點愈遠， 節(jié)點的負序電壓和零序電壓就愈低。 電源點的負序電壓為零。由于變壓器是YNJ 接法，零序電壓在變壓器三角形一側(cè)的出線端已經(jīng)降至零了。5、試說明正序和負序電流經(jīng)過y-d11（星三角變壓器）后的相位變化。

24、經(jīng)過 Y , d11接法的變壓器，由星形側(cè)到三角形側(cè)時，正序系統(tǒng)電壓電流逆時 針方向轉(zhuǎn)過30度負序系統(tǒng)順時針轉(zhuǎn)過30度用公式表示為：十五章系統(tǒng)穩(wěn)定性部分思考題：1、電力系統(tǒng)失去了同步表征是什么？輸電線電流、功率及母線電壓出現(xiàn)劇烈振蕩，這種電流、電壓、功率等劇烈振 蕩現(xiàn)象表明系統(tǒng)穩(wěn)定運行狀態(tài)運行狀態(tài)已經(jīng)破壞。2、系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性問題是指：電力系統(tǒng)在受到微小的或大的擾動后，系統(tǒng)中 發(fā)電機能否繼續(xù)保持同步運行。3、系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性是通過什么來判定的？系統(tǒng)的同步穩(wěn)定性是通過受擾后系統(tǒng)中運行的同步發(fā)電機轉(zhuǎn)子角子間的相角差 隨時間的變化來判斷的。4、電力系統(tǒng)發(fā)生了電壓失穩(wěn)現(xiàn)象的表征是什么？受端系統(tǒng)出現(xiàn)不可

25、逆轉(zhuǎn)的電壓持續(xù)下降，或者電壓長期滯留在安全運行所不能 容許的低水平上而不能恢復(fù)的現(xiàn)象。5、列寫簡單電力系統(tǒng)的功率特性方程(15-3)發(fā)電機供出的有功功率的特性方程如上6、電力系統(tǒng)具有靜態(tài)穩(wěn)定性”的含義是什么？簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù) 是什么？“電力系統(tǒng)具有靜態(tài)穩(wěn)定性”是指電力系統(tǒng)在運行中受到微小擾動后，具有獨 立地恢復(fù)到它原來的運行狀態(tài)。簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是在工作點：.0 （其中F是發(fā)電機的輸出的電磁有功出力，是發(fā)電機的功角）7、“電力系統(tǒng)具有暫態(tài)穩(wěn)定”的含義是什么？電力系統(tǒng)失去暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是 什么？電力系統(tǒng)具有暫態(tài)穩(wěn)定的含義：是指電力系統(tǒng)在正常運行時，受到一個大的 擾動后，能從原來的運行狀態(tài)（平衡點），不失去同步地過渡到新的