電力系統(tǒng)暫態(tài)分析試卷答案1參考資料

n本科生考試試卷n《電力系暫態(tài)分析》程試卷（1）答案題每小題2分，共20分）1A

2B

3C

4B

5B

6A

7C

9D

、C題共20））理想同步電機(jī)由

6

個(gè)繞組構(gòu)成，數(shù)學(xué)模型共有

18

個(gè)未知數(shù)。器0接法Y側(cè)中性點(diǎn)與地之間串聯(lián)電，n則零序阻抗會(huì)增加加。

3x，而如果在側(cè)繞組中串聯(lián)電抗x則零序阻抗會(huì)增n分短路沖擊電流指的是短電流最大可能的瞬時(shí)值

。它主要是用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的電動(dòng)力穩(wěn)定度。分）經(jīng)過(guò)派克變換后同步發(fā)電機(jī)等效的、qq繞組之間的互感為0

。分）直流分量稱為非周期分量，倍頻電流和非周期電流都是為了維持磁鏈初值守恒而出現(xiàn)的，都屬于自由分量。分起始次暫態(tài)電流指的是路電流周期分量（指基頻分量）的初值分短路周期電流是許多參數(shù)的復(fù)雜函數(shù)，這些參數(shù)包括：）發(fā)電機(jī)的各種電抗和時(shí)間常數(shù)以及反映短路前運(yùn)行狀態(tài)的各種電勢(shì)的處置；）說(shuō)明勵(lì)磁效果的勵(lì)磁系統(tǒng)的參數(shù)；）短路點(diǎn)離機(jī)端的距離；）時(shí)間題共30））什么是派克變換？試簡(jiǎn)述派克變換的作用和意義。答：派克變換表示為

bfc本科生考試試卷bfcfdfqf0逆變換為：

23

cossin12fafbfc

cos(120)cos(120)fasin(120)sin(120)f122csin1fdc(12sin21fqcs(sin(21f0

………分………分派克變化是一種線性變換，將定子abc坐標(biāo)變換到轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)?！衷赿、o坐標(biāo)系中，磁鏈方程成為常系數(shù)方程。從而使得同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型成為常系數(shù)方程或者說(shuō)將abc標(biāo)下“理想電機(jī)”的時(shí)變數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為非時(shí)變數(shù)學(xué)模型?！?2分派克變換是電機(jī)模型取得的一次巨大的突破。）利用單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)解釋等面積定則。

…(2分………(2分)單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)中各種功率特性曲線答：等面積定則是判斷單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的一種定量方法上圖所示機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)發(fā)生大擾動(dòng)后有三個(gè)階段即大擾動(dòng)發(fā)生前時(shí)系統(tǒng)的功角特性P大擾動(dòng)（故障）發(fā)生過(guò)程中，此時(shí)系統(tǒng)的功角特性為P，擾動(dòng)清除ⅠⅡ后，此時(shí)系統(tǒng)的功角特性為P。等面積定則將發(fā)電機(jī)功角特性曲線與原動(dòng)機(jī)輸Ⅲ

本科生考試試卷出功率曲線之間所包含的面積與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子所獲得或釋放的能量聯(lián)系起來(lái)得到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角搖擺的最大值并可據(jù)此判斷發(fā)電機(jī)的暫態(tài)穩(wěn)定性。

…(2)具體解釋如下：對(duì)于單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)，在大擾動(dòng)發(fā)生后，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電磁功率小于發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)功率，因此轉(zhuǎn)子加速，轉(zhuǎn)子在此過(guò)程中獲得的動(dòng)能為abcd包含的面積稱為加速面積即：

abcd

速

C0

0

)

2JC

………(2分?jǐn)_動(dòng)消除后，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電磁功率大于原動(dòng)機(jī)功率，因此轉(zhuǎn)子減速，轉(zhuǎn)子在此過(guò)程中失去的動(dòng)能為defg所含的面積稱為減速面積即

defg

速

C

f

)0

2J

…………分因轉(zhuǎn)子在b點(diǎn)、f轉(zhuǎn)速均為1，轉(zhuǎn)子在減速過(guò)程中動(dòng)能的減少正好等于其加速過(guò)程中動(dòng)能的增加。由能量守恒S

減速

加速

，即C

f

)0

C上式即為等面積法則發(fā)電機(jī)的減速面積等于加速面積時(shí)子角速度能夠恢復(fù)到同步速度子角達(dá)到其極值并開始減小單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)在此干擾下能夠保持暫態(tài)穩(wěn)定，否則系統(tǒng)失去穩(wěn)定。

…………分分正序等效定則的含義。答簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障情況下障點(diǎn)正序電流與在故障點(diǎn)每一相中接入附加阻抗，并在其后發(fā)生的三相短路時(shí)的電流相等。

…………分分試寫出發(fā)生、C兩相短路故障，故障處的相量邊界條件和序分量邊界條件？答：相邊界條件

U

faIfb

U0

fc

……(3分

序邊界條件

U

I

U

0

………(3分)I

fa

I

fc

0

I

I

0四、綜合計(jì)算題

（共30分）如圖所示發(fā)電機(jī)G變壓以線路L電參數(shù)都以統(tǒng)一基準(zhǔn)的標(biāo)幺值給出，系統(tǒng)的電抗值是未知的，但已知其正序電抗等于負(fù)序電抗。在

本科生考試試卷點(diǎn)發(fā)a相直接接地短路故障測(cè)得K點(diǎn)短路后三相電壓分別為UU試求：c

，）系統(tǒng)C的正序電抗分））K點(diǎn)發(fā)生bc兩相接地短路時(shí)故障點(diǎn)電流分））K點(diǎn)發(fā)生bc相接地短路時(shí)發(fā)電機(jī)G和系統(tǒng)C分提供的故障電流（假設(shè)故障前線路電流中沒有電流）~

T1

X

LT0

T2

~Xd2解…………分UUU

ka2

13

12U12U111U

abc

21/31/3

…………(2)由零序網(wǎng)絡(luò)可得：a0

T1

L

T

1/325

444

………(1分是發(fā)生a相直接接地短路故障且332a0

444a0a1a2

…………(1分………(1分在正序網(wǎng)絡(luò)中

C1

T1

L0

T

d

可得

C1

C2

0125

…………分）當(dāng)K點(diǎn)生兩相接地短F

(2)

，邊界條件為：，a0a1a2aka1ka2ka0

，……(1)

22本科生考試試卷22簡(jiǎn)化后的復(fù)合序網(wǎng)如下如所示………(2)兩相短路接地故障簡(jiǎn)化復(fù)合序網(wǎng)圖

1

C1

T1

L0

T

d

1364

2

C2

T1

L0

T

2

0

T1

L0

T

………(2分由復(fù)合序網(wǎng)Ia1

EX

)

…………分則：Iba1

2

XX

22

X

00

)888(

131364(j)136413j222728

)35IIC

X2X

2

a

2XX0

0

)888(

131364(j)136413j222728

)35U

…………分(888333Ua11…………分由正序網(wǎng)可IC1

UC1

T1

，可IIIg1a1C…………分負(fù)序網(wǎng)絡(luò)可得a2

Uka2jXz

C

C

XT2a2XT1L1

T

2

，IIIg2a2C2

本科生考試試卷…………分1側(cè)由系統(tǒng)C提的三相故障電流大小為：II2

I67c2I2I67c2…………分2側(cè)由發(fā)電機(jī)提供的三相故障電流大小為：Ig12

IgIg1

Ig2

667067(Ig1

2

Ig2

33)15…………分

本科生考試試卷以下無(wú)正僅供個(gè)用學(xué)習(xí)、究不得用商業(yè)用。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.僅供個(gè)用學(xué)習(xí)、究不得用商業(yè)用。NurfürdenpersnlichenfürzukommerziellenZweckenverwend