“電力系統(tǒng)分析2〞綜合練習(xí)題

一、填空題

1.是同步發(fā)電機(jī)的電抗。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)電樞反響磁鏈也將，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(dòng)恢復(fù)到

狀態(tài)的能力。靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)是。

4.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)，變壓器的零序電抗X0=。

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和定子三相電流中同步頻率交流自由分量按時(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(dòng)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)是；

電動(dòng)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)根本方程式經(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.為了防止當(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Xm0=。

17.短路電流最大有效值是發(fā)生在短路后的，即t=

時(shí)，當(dāng)沖擊系數(shù)時(shí)。

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。（）

19.電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指系統(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。

21.凸極式同步發(fā)電機(jī)以后的暫態(tài)電勢和暫態(tài)電抗表示功—角特性方程為=，=。

22.隱極式發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是對(duì)稱的，因而它的直軸同步電抗和

是相等的，即Xd=。

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(dòng)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由分量按時(shí)間常數(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(dòng)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)的根本方程需經(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(duì)稱分量電流、和表示的三相電流、、5.試寫出三相電流、、以a相為基準(zhǔn)量的對(duì)稱分量電流、和。

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。問以A向?yàn)榛鶞?zhǔn)相的各序電流、和值為何？

7.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)。那么以暫態(tài)電勢和系統(tǒng)電抗表示的功—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？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(dòng)的主要原因是什么？

14.小擾動(dòng)法的根本原理是什么?

15.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。問以A向?yàn)榛鶞?zhǔn)相的各序電流、和值為何？

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(dòng)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的計(jì)算式。

2.試?yán)L出中性點(diǎn)經(jīng)Xn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的計(jì)算式。

3.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，系統(tǒng)受端電壓標(biāo)么值。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(chǔ)藏系數(shù)。

6.如以下圖所示電力系統(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：，。向無限大系統(tǒng)輸送的功率為。假設(shè)發(fā)電機(jī)采用比例式自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器，認(rèn)為發(fā)電機(jī)暫態(tài)電勢為常數(shù)。試求電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)。

7.如下圖簡單電力系統(tǒng)，取基準(zhǔn)值，220kV電壓級(jí)，已計(jì)算出各元件參數(shù)的標(biāo)么值為：，。受端母線電壓，電源向受端系統(tǒng)輸送有功功率。試計(jì)算電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)。

8.如下圖簡單電力系統(tǒng)，取基準(zhǔn)值，220kV電壓級(jí)，已計(jì)算出各元件參數(shù)的標(biāo)么值為：，。受端母線電壓，電源向受端系統(tǒng)輸送有功功率。試計(jì)算電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)。

答案

一、填空題

1.直軸暫態(tài)

交軸暫態(tài)

2.電流

增大

平衡關(guān)系

3.擾動(dòng)

起始

0

4.三角形

接線方式

零序電流

5.中性點(diǎn)

接線方式

零序電流

∞

6.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.增大

12.SEq

=＞0

13.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

16.17.半個(gè)周期

〔或0.01s〕

1.52

18.大擾動(dòng)

保持同步運(yùn)行

穩(wěn)定運(yùn)行

19.增大

20.交軸同步電抗

Xq

21.SEq

=＞0

22.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(~)=+〕，遠(yuǎn)小于電源的容量S〔S(~)=P+jQ〕，即SS，這時(shí)可設(shè)S=∞，那么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(duì)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。因此根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?！?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〕。

4.5.6.，7.何謂短路功率？計(jì)算短路功率目的和作用是什么？

8.，9.所謂電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就是電力系統(tǒng)受到一定的擾動(dòng)后能否繼續(xù)運(yùn)行的能力。根據(jù)擾動(dòng)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.短路沖擊電流是短路電流的可能最大瞬時(shí)值。計(jì)算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(dòng)力穩(wěn)定性。

11.小擾動(dòng)法的根本原理是李雅普諾夫?qū)τ谝话氵\(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的理論:任何一個(gè)系統(tǒng),可以用以下參數(shù)(x1,x2,…)的函數(shù)(x1,x2,…)表示時(shí)，當(dāng)某種微小的擾動(dòng)使其參數(shù)發(fā)生了變化，其函數(shù)變?yōu)?x1+△x1,x2+△x2,…)；假設(shè)其所有參數(shù)的微小增量能趨近于零〔當(dāng)微小擾動(dòng)消失后〕，即，那么該系統(tǒng)認(rèn)為是穩(wěn)定的。

12.。

13.電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，是指系統(tǒng)受到大擾動(dòng)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(dòng)的主要原因是各種短路故障，短路故障元件的切除或自動(dòng)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(dòng)后，恢復(fù)到它原有運(yùn)行狀況的能力；或者，這種擾動(dòng)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

=＞0

15.，16.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(dòng)后，恢復(fù)到它原有運(yùn)行狀況的能力；或者，這種擾動(dòng)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

=＞0

18.〔1〕負(fù)荷的突然變化?！?〕切除或投入系統(tǒng)的主要元件?！?〕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〕

2.零序電流回路：

零序等值電路回路：

因，那么零序電抗為

3.解：短路點(diǎn)邊界條件：，〔4分〕

〔3分〕

〔3分〕

復(fù)合序網(wǎng)圖見答圖

4.短路點(diǎn)的邊界條件：，〔4分〕

〔6分〕

復(fù)合序網(wǎng)圖見答圖

5.解：〔1〕計(jì)算空載電勢

〔2〕計(jì)算發(fā)電機(jī)功率極限

〔3〕計(jì)算系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)為

6.解：1〕計(jì)算系統(tǒng)綜合電抗

〔3分〕

〔2〕計(jì)算暫態(tài)電勢〔1分〕

〔2分〕

〔5分〕

〔3〕計(jì)算功率極限

〔4分〕

〔4〕計(jì)算靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)為

7.解：〔1〕計(jì)算系統(tǒng)總電抗〔3分〕

〔2〕計(jì)算發(fā)電機(jī)的空載電勢

設(shè)，那么其標(biāo)么值為：

那么

〔3〕計(jì)算發(fā)電機(jī)輸出功率極限

〔4〕計(jì)算系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)