電力系統(tǒng)分析題

1、電力系統(tǒng)分析題一、填空題1.X d'是同步發(fā)電機(jī)的電抗。 Eq'是同步發(fā)電機(jī)的電勢，它正比于磁鏈。2.當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的外部電路突然三相短路時(shí)，由于外界阻抗減小，定子繞組突然增大，相應(yīng)電樞反應(yīng)磁鏈也將，原來穩(wěn)定狀態(tài)下電極內(nèi)部的電磁遭到破壞。3.電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到瞬時(shí)的小的時(shí)，能夠自動恢復(fù)到狀態(tài)的能力。靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)是 SEqdp Eq 。d4.當(dāng)零序電壓加在變壓器繞組連接成或中性點(diǎn)不接地的星形一側(cè)時(shí)，無論另一側(cè)繞組的如何，變壓器中都沒有流通。5.當(dāng)零序電壓加在變壓器繞組連接成三角形或不接地的星行一側(cè)時(shí)， 無論另一側(cè)繞組的如何，變壓器中都沒有流通。此時(shí)，變壓器的

2、零序電抗X 0 =。6.同步發(fā)電機(jī)端外突然發(fā)生三相短路時(shí)，在電磁暫態(tài)過程中，勵(lì)磁繞組中的直流分量電流i fa 和定子三相電流中同步頻率交流自由分量if 按時(shí)間常數(shù)衰減，它是勵(lì)磁繞組與之比。7.引起電力系統(tǒng)較大擾動的主要原因是：、切除或投入系統(tǒng)的主要元件、。8.電力系統(tǒng)的故障可分為和兩大類。9.短路電流最大有效值I imp 是發(fā)生在短路后的時(shí)刻，并假定在該時(shí)刻前后內(nèi)非周期分量的電流有效值。10.有阻尼同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)刻，電勢和不能突變。11.與單回路無避雷線三相架空電力線路相比，雙回路無避雷線三項(xiàng)架空電力線路的零序電抗值。12.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)為：；電力系統(tǒng)頻率的靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)

3、是；電動機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率的判據(jù)是。13.同步發(fā)電機(jī)基本方程式經(jīng)派克變換后，內(nèi)部的電磁關(guān)系仍為。14.15.有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)三相短路的暫態(tài)過程通?？煞譃閮蓚€(gè)階段：短路的最初階段稱為；稍后階段仍稱為。16.為了避免當(dāng)高壓側(cè)發(fā)生單相接地短路時(shí)，自耦變壓器中性電位升高引起，通常將自耦變壓器中性點(diǎn)接地，也可經(jīng)接地，且均認(rèn)為 X m0=。17.短路電流最大有效值I imp 是發(fā)生在短路后的，即 t=時(shí)，當(dāng)沖擊系數(shù)Kim p1.8 時(shí)， I im pI。18. 有阻尼同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)刻，電勢和不能突變。 (E''E'')qd19.電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指

4、系統(tǒng)受后，各同步發(fā)電機(jī)能夠并能過渡到新的或恢復(fù)到原來的狀態(tài)的能力。20.與單回路無避雷線三相架空電力線路相比，雙回路無避雷線三相架空電力線路的零序電抗值。dEE21.凸極式同步發(fā)電機(jī)以 X ' 后的暫態(tài)電勢' 和暫態(tài)電抗表示功角特性方程為 P =，=。22.隱極式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是對稱的，因而它的直軸同步電抗和是相等的，即 X d=。23.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)為：；電力系統(tǒng)頻率的靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是；電動機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)差率的判據(jù)是。24.同步發(fā)電機(jī)端外突然發(fā)生三相短路時(shí)，在電磁暫態(tài)過程中，勵(lì)磁繞組中的支流分量電流和定子三相電流中同步頻率交流自i fa由分量 i f按時(shí)間常

5、數(shù)衰減，它是勵(lì)磁繞組與之比。二、簡答題1. 同步發(fā)電機(jī)裝有的自動調(diào)節(jié)裝置的作用是什么？2. 什么是無限大容量電源？3. 為什么同步發(fā)電機(jī)的基本方程需經(jīng)過派克變換變換？派克變換是什么變換？其實(shí)質(zhì)為何？4.試寫出一對稱分量電流I a1、 I a2 和 I a0 表示的三相電流I a 、 I b、 I c5.試寫出已知三相電流I a 、I b 、 I c 以 a 相為基準(zhǔn)量的對稱分量電流I a1 、 I a2 和 I a0。6.當(dāng)電力系統(tǒng)中某輸電線路發(fā)生BC 兩相短路時(shí)，已計(jì)算出IA 0，IB 300 -90 A，IC300 90 A。問以 A向?yàn)榛鶞?zhǔn)相的各序電流IA1、IA2和IA0值為何？7.

6、何謂短路功率？計(jì)算短路功率目的和作用是什么？8.發(fā)電機(jī)經(jīng)高壓輸電線路輸電到無限大容量系統(tǒng)母線為恒定電壓U 的簡單電力系統(tǒng)。則以暫態(tài)電勢E ' 和系統(tǒng)電抗 X 'd表示的功角特性方程為何？方程中的功角為何？9. 什么叫電力系統(tǒng)穩(wěn)定性？如何分類？10. 何謂短路的沖擊電流 i imp ？計(jì)算短路沖擊電流的目的和作用是什么？11. 什么叫電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性？電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)是什么？12. 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)是什么？何謂整步功率系數(shù)？13. 何謂電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定？引起電力系統(tǒng)大擾動的主要原因是什么？14. 小擾動法的基本原理是什么 ?15. 當(dāng)電力系統(tǒng)中某輸電線路

7、發(fā)生BC 兩相短路時(shí)，已計(jì)算出 I A0，IB300 -90 A，IC300 90 A。問以 A向?yàn)榛鶞?zhǔn)相的各序電流 I A1 、 I A2 和 I A0 值為何？16. 為什么快速切除故障能有效地提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性？17. 什么叫電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性？電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)是什么？18. 引起電力系統(tǒng)較大擾動的主要原因是什么？三、綜合題1.試?yán)L出中性點(diǎn)直接接地 YN ，d 界限雙繞組變壓器的零序電流回路和零序等值電路，并寫出它的零序電抗X 0 的計(jì)算式。2.試?yán)L出中性點(diǎn)經(jīng) X n 接地的 YN ，d 接線雙繞組變壓器的零序電流回路和零序等值電路，并寫出它的零序電抗X 0 的計(jì)算式。3.

8、 試寫出電力系統(tǒng) a 相直接接地短路時(shí)，短路點(diǎn)的邊界條件和繪出復(fù)合序網(wǎng)圖。4. 試寫出電力系統(tǒng) bc 兩相直接接地短路時(shí)，短路點(diǎn)的邊界條件和繪出復(fù)合序網(wǎng)圖。5.一簡單電力系統(tǒng)， 發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)， 各元件以發(fā)電機(jī)額定功率為基準(zhǔn)值，系統(tǒng)綜合電抗標(biāo)么值為X d2.14 ，系統(tǒng)受端電壓標(biāo)么值U 1。輸?shù)绞芏说挠泄β蕵?biāo)么值為1，無功功率為 0.203。試計(jì)算此時(shí)電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。6.如下圖所示電力系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)經(jīng)220kV輸電線路和變壓器接到無限大容量系統(tǒng)。各元件參數(shù)的標(biāo)么值為：X d1.7 ，X d'0.461 ， X T10.197 ， X L0.7 ， XT2 0.142 。向無

9、限大系統(tǒng)輸送的功率為P 0.583， cos0.85 ，U 1。若發(fā)電機(jī)采用比例式自動電壓調(diào)節(jié)器，認(rèn)為發(fā)電機(jī)暫態(tài)電勢E'為常數(shù)。試求電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。SB 230MVA， 220kV 電壓級 U B 1152207.如圖所示簡單電力系統(tǒng)，取基準(zhǔn)值209kV ，已計(jì)算出各元件參數(shù)的121標(biāo)么值為： X d0.766 ， X T10.1935 ， X l0.63 ， X T2 0.092 。受端母線電壓 U115kV ，電源向受端系統(tǒng)輸送有功功率， cos0.99。試計(jì)算電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。P 230MWSB 230MVA， 220kV 電壓級 U B 1152208.如

10、圖所示簡單電力系統(tǒng)，取基準(zhǔn)值209kV ，已計(jì)算出各元件參數(shù)的121標(biāo)么值為： X d0.766 ， X T10.1935 ， X l0.63 ， X T2 0.092 。受端母線電壓 U115kV ，電源向受端系統(tǒng)輸送有功功率P230MW ， cos0.99 。試計(jì)算電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。答案一、填空題1.直軸暫態(tài)交軸暫態(tài)f2.電流增大平衡關(guān)系3.擾動起始04.三角形接線方式零序電流5.中性點(diǎn)接線方式零序電流6.Td'有效電抗電阻7.負(fù)荷的突然變化電力系統(tǒng)的短路故障8.簡單故障復(fù)合故障9.半個(gè)周期（或t=0.01 秒）一個(gè)周期近似不變''''10

11、.EqE d11.增大12.SEq = dP Eq 0d Pd PGPL0d M e0ddfdfds13. 等效的14. 簡單故障復(fù)合故障15.次暫態(tài)過程暫態(tài)階段?E U16.Xd sinE ' U17.半個(gè)周期T （或 0.01s）1.52218.大擾動保持同步運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行19. 增大20.交軸同步電抗X q21.SEq = dP Eq 0d Pd PG PL0d M e0ddfdfds'22.T d有效電抗電阻二、簡答題1. （ 1）提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性； （2）在并聯(lián)運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)漸進(jìn)性無功功率的合理分配； （ 3）維持發(fā)電機(jī)端電壓在一定水平上。2.所謂無限大容量電

12、源，是指當(dāng)電力系統(tǒng)的電源距短路點(diǎn)的電氣距離較遠(yuǎn)時(shí)，由短路而引起的電源送出功率的變化為S （ S= P + j Q ），遠(yuǎn)小于電源的容量S（S=P+jQ），即 SS，這時(shí)可設(shè) S=，則稱該電源為無限大容量電源。3. 由于同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子繞組的相對位置不斷變化，在凸極式發(fā)電機(jī)中有些磁路的磁導(dǎo)也隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)做周期性變化。因此基本方程中的磁鏈方程組中許多自感和互感系數(shù)也隨之變化，使同步發(fā)電機(jī)的電壓方程是變系數(shù)微分方程組，求解困難。（ 2 分）為此，通過派克變換，將變系數(shù)微分方程組變換為長系數(shù)微分方程組。派克變換是一種線性變換，它將靜止a、b、c 三相左邊系統(tǒng)表示的電磁兩變換為在空間隨轉(zhuǎn)子

13、一起旋轉(zhuǎn)的兩相直角坐標(biāo)a、q 系統(tǒng)和靜止 O 軸系統(tǒng)的電磁量 （ 2 分）。派克變換的實(shí)質(zhì)是將同步發(fā)電機(jī)的變系數(shù)微分方程組變換為常系數(shù)微分方程組（2 分）。4.I aI a1I a2I a0I ba2 I a1aI a2I a0I caI a1 a2 I a2I a05.I a11 ( I aaI ba2 I c ) I a21 (I aa2 I bI c ) I a01 ( I aI b I c )3336.I A11730 A ，IA21730 A，IA007. 何謂短路功率？計(jì)算短路功率目的和作用是什么？8.E'U'?PE'，E' UX' d9.所

14、謂電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就是電力系統(tǒng)受到一定的擾動后能否繼續(xù)運(yùn)行的能力。根據(jù)擾動的大小，把電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題又分為靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性。10.短路沖擊電流 i imp 是短路電流的可能最大瞬時(shí)值。計(jì)算I imp 的目的和作用是用來校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的電動力穩(wěn)定性。11.小擾動法的基本原理是李雅普諾夫?qū)τ谝话氵\(yùn)動穩(wěn)定性的理論:任何一個(gè)系統(tǒng) ,可以用下列參數(shù) (x1, x2, )的函數(shù) (x1, x2, )表示時(shí)，當(dāng)某種微小的擾動使其參數(shù)發(fā)生了變化，其函數(shù)變?yōu)?x1 + x1, x2+ x2, )；若其所有參數(shù)的微小增量能趨近于零（當(dāng)微小擾動消失后） ，即 limx0 ，則該系統(tǒng)認(rèn)為是穩(wěn)定的。

15、t12.dPEq 0 ； SEqdPEq。dd13. 電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，是指系統(tǒng)受到大擾動后，各同步發(fā)電機(jī)能夠保持同步運(yùn)行并能過渡到新的或恢復(fù)到原來的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力。引起電力系統(tǒng)大擾動的主要原因是各種短路故障，短路故障元件的切除或自動重合閘不成功等引起的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化，以及切除或投入大容量用戶或發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路等元件。14. 電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性指的是正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)承受微小的、瞬時(shí)出現(xiàn)但又立即消失的擾動后，恢復(fù)到它原有運(yùn)行狀況的能力；或者，這種擾動雖不消失，但可用原有的運(yùn)行狀況近似地表示新運(yùn)行狀況的可能性。SEq = dPEq 0d15.IA11730 A ，IA21730

16、 A，IA0016. 快速切出故障減小了加速面積，增加了減速面積，從而提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。另一方面，可以加快系統(tǒng)電壓的恢復(fù)，提高負(fù)荷的穩(wěn)定性。17. 電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性指的是正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)承受微小的、瞬時(shí)出現(xiàn)但又立即消失的擾動后，恢復(fù)到它原有運(yùn)行狀況的能力；或者，這種擾動雖不消失，但可用原有的運(yùn)行狀況近似地表示新運(yùn)行狀況的可能性。SEq = dPEq 0d18. （ 1）負(fù)荷的突然變化。 （ 2）切除或投入系統(tǒng)的主要元件。 （3）電力系統(tǒng)的短路故障。三、綜合題1.零序電路回路見答圖（a）零序等值電路見答圖（b）XX m0XXXX0 XX m0X2. 零序電流回路：零序等值電路回路

17、：因 X mo，則零序電抗為X 0XX X m03X nXX 3X nXX m0X 3X n3.解：短路點(diǎn)邊界條件：I b I c0 ， U a0（4 分）I a1I a2I a01 I a （ 3 分）3U a1U a2U a0U a0（3分）復(fù)合序網(wǎng)圖見答圖4.短路點(diǎn)的邊界條件：I a 0 ， U b U C0 （ 4 分） I a1( I a2 I a0 )U a1U a2 U a01U a （ 6 分）3復(fù)合序網(wǎng)圖見答圖5.解：（ 1）計(jì)算空載電勢 Eq(UQX d) 2( PX d) 2UU(10.2032.14)2(12.14)2PE q maxEqU2.581（2）計(jì)算發(fā)電機(jī)功率

18、極限Xd2.141.20（3）計(jì)算系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)為K P %PE qmaxP100P1.2110020%116.解： 1）計(jì)算系統(tǒng)綜合電抗X d'Xd'X T1X LX T20.720.4610.1970.1421.15 （3 分）2（2）計(jì)算暫態(tài)電勢 E 'cos 1 0.8531.79（1 分）QPtg0.583tg31.790.36（2分）E '(UQX d') 2( PX d')2UU(10.360.15)2(0.5831.15)21.565（ 5 分）（3）計(jì)算功率極限PE q maxE 'U1.5651X d'1.151.36（4 分）（4）計(jì)算靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)為K p %PEqmaxPP1001.360.5831000.583133.2%11X dX dX T10.766 0