1、電力系統分析題一、填空題1.X d'是同步發電機的電抗。 Eq'是同步發電機的電勢，它正比于磁鏈。2.當同步發電機的外部電路突然三相短路時，由于外界阻抗減小，定子繞組突然增大，相應電樞反應磁鏈也將，原來穩定狀態下電極內部的電磁遭到破壞。3.電力系統的靜態穩定性是指電力系統受到瞬時的小的時，能夠自動恢復到狀態的能力。靜態穩定的實用判據是 SEqdp Eq 。d4.當零序電壓加在變壓器繞組連接成或中性點不接地的星形一側時，無論另一側繞組的如何，變壓器中都沒有流通。5.當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時， 無論另一側繞組的如何，變壓器中都沒有流通。此時，變壓器的

2、零序電抗X 0 =。6.同步發電機端外突然發生三相短路時，在電磁暫態過程中，勵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 按時間常數衰減，它是勵磁繞組與之比。7.引起電力系統較大擾動的主要原因是：、切除或投入系統的主要元件、。8.電力系統的故障可分為和兩大類。9.短路電流最大有效值I imp 是發生在短路后的時刻，并假定在該時刻前后內非周期分量的電流有效值。10.有阻尼同步發電機突然三相短路時刻，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架空電力線路的零序電抗值。12.電力系統靜態穩定的實用判據為：；電力系統頻率的靜態穩定的判據

3、是；電動機靜態穩定運行的轉矩轉差率的判據是。13.同步發電機基本方程式經派克變換后，內部的電磁關系仍為。14.15.有阻尼繞組同步發電機三相短路的暫態過程通常可分為兩個階段：短路的最初階段稱為；稍后階段仍稱為。16.為了避免當高壓側發生單相接地短路時，自耦變壓器中性電位升高引起，通常將自耦變壓器中性點接地，也可經接地，且均認為 X m0=。17.短路電流最大有效值I imp 是發生在短路后的，即 t=時，當沖擊系數Kim p1.8 時， I im pI。18. 有阻尼同步發電機突然三相短路時刻，電勢和不能突變。 (E''E'')qd19.電力系統的暫態穩定性是指

4、系統受后，各同步發電機能夠并能過渡到新的或恢復到原來的狀態的能力。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.凸極式同步發電機以 X ' 后的暫態電勢' 和暫態電抗表示功角特性方程為 P =，=。22.隱極式發電機的轉子是對稱的，因而它的直軸同步電抗和是相等的，即 X d=。23.電力系統靜態穩定的實用判據為：；電力系統頻率的靜態穩定的判據是；電動機靜態穩定運行的轉矩轉差率的判據是。24.同步發電機端外突然發生三相短路時，在電磁暫態過程中，勵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按時間常

5、數衰減，它是勵磁繞組與之比。二、簡答題1. 同步發電機裝有的自動調節裝置的作用是什么？2. 什么是無限大容量電源？3. 為什么同步發電機的基本方程需經過派克變換變換？派克變換是什么變換？其實質為何？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 相為基準量的對稱分量電流I a1 、 I a2 和 I a0。6.當電力系統中某輸電線路發生BC 兩相短路時，已計算出IA 0，IB 300 -90 A，IC300 90 A。問以 A向為基準相的各序電流IA1、IA2和IA0值為何？7.

6、何謂短路功率？計算短路功率目的和作用是什么？8.發電機經高壓輸電線路輸電到無限大容量系統母線為恒定電壓U 的簡單電力系統。則以暫態電勢E ' 和系統電抗 X 'd表示的功角特性方程為何？方程中的功角為何？9. 什么叫電力系統穩定性？如何分類？10. 何謂短路的沖擊電流 i imp ？計算短路沖擊電流的目的和作用是什么？11. 什么叫電力系統的靜態穩定性？電力系統靜態穩定的實用判據是什么？12. 電力系統靜態穩定的實用判據是什么？何謂整步功率系數？13. 何謂電力系統的暫態穩定？引起電力系統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. 當電力系統中某輸電線路

7、發生BC 兩相短路時，已計算出 I A0，IB300 -90 A，IC300 90 A。問以 A向為基準相的各序電流 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的穩定性？17. 什么叫電力系統的靜態穩定性？電力系統靜態穩定的實用判據是什么？18. 引起電力系統較大擾動的主要原因是什么？三、綜合題1.試繪出中性點直接接地 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 的計算式。2.試繪出中性點經 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 的計算式。3.

8、 試寫出電力系統 a 相直接接地短路時，短路點的邊界條件和繪出復合序網圖。4. 試寫出電力系統 bc 兩相直接接地短路時，短路點的邊界條件和繪出復合序網圖。5.一簡單電力系統， 發電機為隱極機， 各元件以發電機額定功率為基準值，系統綜合電抗標么值為X d2.14 ，系統受端電壓標么值U 1。輸到受端的有功功率標么值為1，無功功率為 0.203。試計算此時電力系統的靜態穩定儲備系數。6.如下圖所示電力系統，發電機經220kV輸電線路和變壓器接到無限大容量系統。各元件參數的標么值為：X d1.7 ，X d'0.461 ， X T10.197 ， X L0.7 ， XT2 0.142 。向無

9、限大系統輸送的功率為P 0.583， cos0.85 ，U 1。若發電機采用比例式自動電壓調節器，認為發電機暫態電勢E'為常數。試求電力系統的靜態穩定儲備系數。SB 230MVA， 220kV 電壓級 U B 1152207.如圖所示簡單電力系統，取基準值209kV ，已計算出各元件參數的121標么值為： X d0.766 ， X T10.1935 ， X l0.63 ， X T2 0.092 。受端母線電壓 U115kV ，電源向受端系統輸送有功功率， cos0.99。試計算電力系統的靜態穩定儲備系數。P 230MWSB 230MVA， 220kV 電壓級 U B 1152208.如

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

11、.EqE d11.增大12.SEq = dP Eq 0d Pd PGPL0d M e0ddfdfds13. 等效的14. 簡單故障復合故障15.次暫態過程暫態階段?E U16.Xd sinE ' U17.半個周期T （或 0.01s）1.52218.大擾動保持同步運行穩定運行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）提高電力系統運行的穩定性； （2）在并聯運行的同步發電機漸進性無功功率的合理分配； （ 3）維持發電機端電壓在一定水平上。2.所謂無限大容量電

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

13、一起旋轉的兩相直角坐標a、q 系統和靜止 O 軸系統的電磁量 （ 2 分）。派克變換的實質是將同步發電機的變系數微分方程組變換為常系數微分方程組（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、謂電力系統的穩定性，就是電力系統受到一定的擾動后能否繼續運行的能力。根據擾動的大小，把電力系統的穩定性問題又分為靜態穩定性和暫態穩定性。10.短路沖擊電流 i imp 是短路電流的可能最大瞬時值。計算I imp 的目的和作用是用來校驗電氣設備和載流導體的電動力穩定性。11.小擾動法的基本原理是李雅普諾夫對于一般運動穩定性的理論:任何一個系統 ,可以用下列參數 (x1, x2, )的函數 (x1, x2, )表示時，當某種微小的擾動使其參數發生了變化，其函數變為(x1 + x1, x2+ x2, )；若其所有參數的微小增量能趨近于零（當微小擾動消失后） ，即 limx0 ，則該系統認為是穩定的。

15、t12.dPEq 0 ； SEqdPEq。dd13. 電力系統的暫態穩定性，是指系統受到大擾動后，各同步發電機能夠保持同步運行并能過渡到新的或恢復到原來的穩定運行狀態的能力。引起電力系統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結構的變化，以及切除或投入大容量用戶或發電機、變壓器、輸電線路等元件。14. 電力系統的靜態穩定性指的是正常運行的電力系統承受微小的、瞬時出現但又立即消失的擾動后，恢復到它原有運行狀況的能力；或者，這種擾動雖不消失，但可用原有的運行狀況近似地表示新運行狀況的可能性。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的暫態穩定性。另一方面，可以加快系統電壓的恢復，提高負荷的穩定性。17. 電力系統的靜態穩定性指的是正常運行的電力系統承受微小的、瞬時出現但又立即消失的擾動后，恢復到它原有運行狀況的能力；或者，這種擾動雖不消失，但可用原有的運行狀況近似地表示新運行狀況的可能性。SEq = dPEq 0d18. （ 1）負荷的突然變化。 （ 2）切除或投入系統的主要元件。 （3）電力系統的短路故障。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）復合序網圖見答圖4.短路點的邊界條件：I a 0 ， U b U C0 （ 4 分） I a1( I a2 I a0 )U a1U a2 U a01U a （ 6 分）3復合序網圖見答圖5.解：（ 1）計算空載電勢 Eq(UQX d) 2( PX d) 2UU(10.2032.14)2(12.14)2PE q maxEqU2.581（2）計算發電機功率

18、極限Xd2.141.20（3）計算系統靜態穩定儲備系數為K P %PE qmaxP100P1.2110020%116.解： 1）計算系統綜合電抗X d'Xd'X T1X LX T20.720.4610.1970.1421.15 （3 分）2（2）計算暫態電勢 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）計算功率極限PE q maxE 'U1.5651X d'1.151.36（4 分）（4）計算靜態穩定儲備系數為K p %PEqmaxPP1001.360.5831000.583133.2%11X dX dX T10.766 0