电力系统分析

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1、第一套一、填空题 Xd是同步发电机的电抗。Eq是同步发电机的电势，它正比于磁链。当同步发电机的外部电路突然三相短路时，由于外界阻抗减小，定子绕组突然增大，相应电枢反应磁链也将，原来稳定状态下电极内部的电磁遭到破坏。电力系统的 静态稳定 性是指电力系 统受到瞬 时的小的时，能够自 动恢复到dPEq状态的能力。静态稳定的实用判据是当零序电压加在变压器绕组连接成 组的如何，变压器中都没有当零序电压加在变压器绕组连接成三角形或 组的如何，变压器中都没有X0=。或中性点不接地的星形一侧时，无论另一侧绕 流通。不接地的星行一侧时，无论另一侧绕流通。此时，变压器的零序电抗同步发电机端外突然发生三相短路时,在

2、电磁暂态过程中， 励磁绕组中的直流分量电流和定子三相电流中同步频率交流自由分量:ifw按时间常数衰减，它是励磁绕组与之比。引起电力系统较大扰动的主要原因是:件、电力系统的故障可分为和、切除或投入系统的主要元 两大类。短路电流最大有效值Iimp是发生在短路后的时刻，并假定在该时刻前后非周期分量的电流有效值。有阻尼同步发电机突然三相短路时刻，电势和不能突变。与单回路无避雷线三相架空电力线路相比，双回路无避雷线三项架空电力线路的零序电抗 值。电力系统静态稳定的实用判据为：；电力系统频率的静态稳定的判据是；电动机静态稳定运行的转矩一转差率的判据是。同步发电机基本方程式经派克变换后，内部的电磁关系仍为。

3、有阻尼绕组同步发电机三相短路的暂态过程通常可分为两个阶段：短路的最初阶段称为；稍后阶段仍称为。I短路电流最大有效值imp是发生在短路后的，即t=时，当冲击系数Kimp _ 1.8 时im p有阻尼同步发电机突然三相短路时刻，电势和不能突变。（EqEd)电力系统的暂态稳定性是指系统受后，各同步发电机能够并能过渡到新的或恢复到原来的状态的能力。与单回路无避雷线三相架空电力线路相比，双回路无避雷线三相架空电力线路的零序电抗 值。隐极式发电机的转子是对称的，因而它的直轴同步电抗和是相等的，即Xd=。同步发电机端外突然发生三相短路时，在电磁暂态过程中，励磁绕组中的支流分量电流和定子三相电流中同步频率交流

4、自由分量按时间常数衰减，它是励磁绕组与之比。二、简答题同步发电机装有的自动调节装置的作用是什么？什么是无限大容量电源？为什么同步发电机的基本方程需经过派克变换变换？派克变换是什么变换？其实质为何？试写出一对称分量电流Ia1、Ia2和Ia0表示的三相电流1 a、Ib、Ic试写出已知三相电流Ia、1 b、1 c以a相为基准量的对称分量电流Ia1、1 a2和1 a0。 O当电力系统中某输电线路发生BC两相短路时，已计算出山= , Ib = 30. -90 A，Ic =3. 90 A。问以A向为基准相的各序电流Ia1、Ia2和Ia值为何？何谓短路功率？计算短路功率目的和作用是什么？发电机经高压输电线路

5、输电到无限大容量系统母线为恒定电压U的简单电力系统。则以暂态I电势E和系统电抗X d表示的功角特性方程为何？方程中的功角为何？什么叫电力系统稳定性？如何分类？何谓短路的冲击电流iimp ?计算短路冲击电流的目的和作用是什么？什么叫电力系统的静态稳定性？电力系统静态稳定的实用判据是什么？电力系统静态稳定的实用判据是什么？何谓整步功率系数？何谓电力系统的暂态稳定？引起电力系统大扰动的主要原因是什么？小扰动法的基本原理是什么 ？ O当电力系统中某输电线路发生BC两相短路时，已计算出Ia = , Ib = 3 -9 A，oIc =3. 9 A。问以A向为基准相的各序电流Ia1 . Ia2和Ia值为何？

6、三、综合题试绘出中性点直接接地 YN d界限双绕组变压器的零序电流回路和零序等值电路，并写出它的零序电抗X的计算式。试绘出中性点经 Xn接地的YN d接线双绕组变压器的零序电流回路和零序等值电路，并写 出它的零序电抗X的计算式。学习-好资料试写出电力系统a相直接接地短路时，短路点的边界条件和绘出复合序网图。试写出电力系统be两相直接接地短路时，短路点的边界条件和绘出复合序网图。一简单电力系统，发电机为隐极机，各元件以发电机额定功率为基准值，系统综合电抗标么值为Xd = 2.14，系统受端电压标么值 U = 1。输到受端的有功功率标么值为1,无功功率为0.203。试计算此时电力系统的静态稳定储备

7、系数。如下图所示电力系统， 发电机经220kV输电线路和变压器接到无限大容量系统。各元件参数的标么值为：Xd .7，Xd461，%卄0.197，Xl=0.7，Xt2=0.142。向无 限大系统输送的功率为P =0.583， eos = 0.85，U二1。若发电机采用比例式自动电压参考答案、填空题1.直轴暂态交轴暂态f “ 2.电流增大平衡关系3.扰动起始04.三角形接线方式零序电流5.中性点接线方式零序电流OO6.dT有效电抗电阻7.负荷的突然变化电力系统的短路故障8.简单故障复合故障9.半个周期（或 t=0.01 秒）一个周期近似不变10.Eq”Ed”10.Eq”Ed”11. 增大12.SE

8、q =13.等效的14.简单故障复合故障15.次暂态过程暂态阶段16.sind XUEU? E17.半个周期0.01s1.5218.大扰动保持同步运行稳定运行19.增大20.交轴同步电抗Xq 21.SEq =22. Td有效电抗电阻二、简答题1. （ 1）提高电力系统运行的稳定性；（2）在并联运行的同步发电机渐进性无功功率的合理分配；（3）维持发电机端电压在一定水平上。2. 所谓无限大容量电源，是指当电力系统的电源距短路点的电气距离较远时，由短路而引起的电源送出功率的变化为 SA （AS=Pi+QjA）,远小于电源的容量 S（S=P+jQ），即S；S, 这时可设S,则称该电源为无限大容量电源。

9、3. 由于同步发电机转子旋转时，定子与转子绕组的相对位置不断变化，在凸极式发电机中有些磁路的磁导也随转子旋转做周期性变化。因此基本方程中的磁链方程组中许多自感和互感系数也随之变化， 使同步发电机的电压方程是变系数微分方程组，求解困难。为此，通过派克变换，将变系数微分方程组变换为长系数微分方程组。派克变换是一种线性变换，它将静止a、b、c三相左边系统表示的电磁两变换为在空间随转子一起旋转的两相直角坐标a、q系统和静止0轴系统的电磁量（2分）。派克变换的实质是将同步发电机的变系数微分方程 组变换为常系数微分方程组（2分）。4.4. ）6.7. 何谓短路功率？计算短路功率目的和作用是什么？短路功率通

10、俗的说法就是短路瞬间通过的最大电流与其两端电压的乘积8. d”XU9. 所谓电力系统的稳定性，就是电力系统受到一定的扰动后能否继续运行的能力。根据 扰动的大小，把电力系统的稳定性问题又分为静态稳定性和暂态稳定性。10. 短路冲击电流impi是短路电流的可能最大瞬时值。计算impl的目的和作用是用来校验电气设备和载流导体的电动力稳定性。11. 小扰动法的基本原理是李雅普诺夫对于一般运动稳定性的理论：任何一个系统，可以用下列参数（x1,x2”）的函数 （x1,x2,）表示时，当某种微小的扰动使其参数发生了变化，其函数变为（x1+ x1, 畑 x2,）;若其所有参数的微小增量能趋近于零（当微小扰动消

11、失后），即Olimxt，则该系统认为是稳定的。12. OEq ddP;ddPEqEqS。13. 电力系统的暂态稳定性，是指系统受到大扰动后，各同步发电机能够保持同步运行并能过渡到新的或恢复到原来的稳定运行状态的能力。引起电力系统大扰动的主要原因是各种短路故障，短路故障元件的切除或自动重合闸不成功等引起的系统结构的变化，以及切除或投入大容量用户或发电机、变压器、输电线路等元件。14. 电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统承受微小的、瞬时出现但又立即消失的扰动后，恢复到它原有运行状况的能力；或者，这种扰动虽不消失， 但可用原有的运行状况近似地表示新运行状况的可能性。SEq =ddPEq 0

12、15. A0173A1 I 汽,A0173A2 . - - I 汽，0A0=I 汽16. 快速切出故障减小了加速面积，增加了减速面积，从而提高了电力系统的暂态稳定性。另一方面，可以加快系统电压的恢复，提高负荷的稳定性。17. 电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统承受微小的、瞬时出现但又立即消失的扰动后，恢复到它原有运行状况的能力；或者，这种扰动虽不消失， 但可用原有的运行状况近似地表示新运行状况的可能性。SEq =ddPEq 018. （1）负荷的突然变化。（2）切除或投入系统的主要元件。（3）电力系统的短路故障。学习-好资料三、综合题Xn Xmo零序电流回路:零序等值电路回路:iXi

13、iX因Xm。：，则零序电抗为3XX。=X XXm0 3Xn 二 X! XnXn Xmo3X解：短路点边界条件：Ib ic =0 , Ua =0（ 4分）ala2a0（3 分）Ua1 Ua2 Ua0 =Ua =0 （ 3 分）复合序网图见答图V |I*-il1 F 丁_二J*I短路点的边界条件：Ia =0，Ub 二Uc=0（ 4 分）la1 = -（Ia2 Tao）1 .U al = U a2 = U a0 U a3（ 6 分）复合序网图见答图：(1)计算空载电势巳(U2.(1 0.203 2.14)2(1 2.14)2(2)计算发电机功率极限lEq maxEqU2.58 1= 1.20Xd、2.14(3)计算系统静态稳定储备系数为KP % =PPEq max - P- 100100=20%1 1：1)计算系统综合电抗X = Xd Xt1 2Xl Xt2-0.461 0.197 07 0.142=1.152(2)计算暂态电势E* 乂s.85 =3179Q 二 Ptg =0.583tg31.79 =0.36(U穿”(罕)2=.(1 0.36 0.15)2(0.583 1.15)2二 1.565( 5 分)(3)计算功率极限(4)E U 1.565 1= 1.36Xd、1.15计算静态稳定储备系数为Kp% 二p电1001.30.583 1000.583 = 133.2%3