电力系统分析ii

电力系统分析 2-学习指南一 、判断题1、变压器中性点经小电阻接地可以提高接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。（ ）2、对称分量法不能用于非线性电力网的不对称短路分析。 （ ）3、不管电力系统中性点采用什么样的运行方式，其零序等值电路都是一样的。 （ ）4、在 的情况下，三相短路与单相接地短路时故障相的短路电流相同，)0()2()1(xx因此它们对于电力系统并列运行暂态稳定性的影响也相同。 （）5、输电线路采用单相重合闸与采用三相重合闸相比较，单相重合闸更有利于提高单相接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。 （ ）6、短路计算时，在任何情况下，变压器的正序励磁电抗和零序励磁电抗都可以视为无穷大。（ ）7、采用良导体架空地线的架空输电线路，其正序、负序和零序电抗都比采用铁磁导体架空地线的架空输电线路大。 （ ）8、分析电力系统机电暂态过程时，通常认为电磁暂态过程已经结束，即不再考虑发电机内部的电磁暂态过程。9、短路冲击电流出现在短路发生后约半个周期。 10、不管发电机的各个绕组是由超导体还是非超导体构成，短路电流中的非周期分量都将逐渐衰减到零。 11、当发电机定子绕组之间的互感系数为常数时，发电机为隐极机。 12、ABC 三相系统中的非周期分量变换到 dq0 系统中为基频交流分量。 13、电力系统发生不对称短路时，不仅短路点三相参数不对称，电力系统其他部分三相参数也将成为三相不对称的。 14、不管架空输电线路是否假设避雷线，其负序电抗都是一样的。 15、从严格的意义上讲，电力系统总是处于暂态过程之中。 16、无限大电源的频率保持不变，而电压却随着负荷的变化而变化，负荷越大，电源的端电压越低。 17、不管同步发电机的类型如何，定子绕组与转子绕组之间互感系数都是变化的。18、对称分量法只能用于线性电力系统不对称故障的分析计算。 19、派克变换前后，发电机气隙中的磁场保持不变。 20、具有架空地线的输电线路，架空地线的导电性能越强，输电线路的零序阻抗越大。 （ ）二、选择题1、短路电流最大有效值出现在（ A ） 。A、短路发生后约半个周期时；B、短路发生瞬间；C、短路发生后约 1/4 周期时。2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时，应选（ B ）相作为分析计算的基本相。A、故障相； B、特殊相； C、A 相。3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量，下述说法中正确的是（ C ） 。A、短路电流中除正序分量外，其它分量都将逐渐衰减到零；B、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都不会衰减；C、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减到其稳态值。4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路，短路电流中一定存在（ B ） 。A、正序分量、负序分量和零序分量； B、正序分量和负序分量； C、零序分量。5、在简单电力系统中，如某点的三序阻抗 ,则在该地点发生不同类型短021Z路故障时，按对发电机并列运行暂态稳定性影响从大到小排序，应为（ B ） 。A、单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路；B、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路；C、两相短路、两相短路接地、单相接地短路、三相短路。6、发电机变压器单元接线，变压器高压侧母线上短路时，短路电流冲击系数应取（ B ） 。A、2； B、1.8； C、1.9。7、电力系统在事故后运行方式下，对并列运行静态稳定储备系数 的要求是（ C (%)PK） 。A、 30； B、 1520； C、 10。(%)PK(%)PK()P8、中性点直接接地系统中发生不对称短路时，故障处短路电流中（ C ） 。A、一定存在零序分量； B、一定不存在零序分量； C、可能存在，也可能不存在零序分量，应根据不对称短路类型确定。9、在中性点直接接地的电力系统中，如电力系统某点不对称短路时的正序电抗、负序电抗和零序电抗的关系为 ，则该点发生单相接地短路、两相短路、)2()1()0( ZZ两相短路接地和三相短路时，按故障处正序电压从大到小的故障排列顺序是（ C ） 。A、两相短路接地、单相接地短路、两相短路、三相短路；B、单相接地短路、两相短路接地、两相短路、三相短路；C、单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路。10、中性点不接地系统中，同一点发生两相短路和两相短路接地两种故障情况下，故障相电流的大小关系为（ A ） 。A、相等；B、两相短路时的电流大于两相短路接地时的电流； C、两相短路接地时的电流大于两相短路时的电流。11、电力系统中，f 点发生两相经过渡阻抗 Zf短路时，正序增广网络中附加阻抗 为（ ZB ） 。A、 ； B、 ； C、 。fZ)0()2( fZ)2( fZ)0(12、电力系统两相断线时的复合序网在形式上与（ A ）的复合序网相同。A、单相金属性接地短路； B、两相金属性短路； C、两相短路金属性接地。13、电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到（ B ）作用时的稳定性。A、小干扰； B、大干扰； C、大干扰或小干扰。14、切除双回输电线路中的一回，对电力系统的影响是（ B ） 。A、只会降低电力系统并列运行的静态稳定性，不会影响电力系统并列运行的暂态稳定性；B、既会降低电力系统并列运行的静态稳定性，也会降低电力系统并列运行的暂态稳定性；C、既不会降低电力系统并列运行的静态稳定性，也不会影响电力系统并列运行的暂态稳定性。三、名词解释（每小题 2 分，共 10 分）1、纵向故障答：纵向故障指电力系统断线故障（非全相运行） ，它包括一相断线和两相断线两种形式。2、负序分量答：是三相同频不对称正弦量的分量之一，其特点是三相辐值相等、频率相同、相位依次相差 1200、相序为 CBA C 。3、转移阻抗答：转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后，所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。四、问答题（每小题 5 分，共 30 分）1、无限大功率电源的特点是什么？无限大功率电源供电情况下，发生三相短路时，短路电流中包含有哪些电流分量，这些电流分量的变化规律是什么？答：无限大功率电源的特点是频率恒定、端电压恒定；短路电流中包含有基频交流分量（周期分量）和非周期分量；周期分量不衰减，而非周期分量从短路开始的起始值逐渐衰减到零。2、中性点直接接地电力系统，发生概率最高的是那种短路？对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是那种短路？答：中性点直接接地电力系统，发生概率最高的是单相接地短路；对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是三相短路。3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性？答：输电线路装设重合闸装置可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性的原因是它增大了受扰运动过程中的最大减速面积。4、提高和改善电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些（列出三种以上）？答：提高和改善电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短电气距离；具体措施有输电线路采用分裂导线、输电线路串联电容器、改善电网结构、发电机装设先进的励磁调节装置、提高电力网的运行电压或电压等级等。5、无限大功率电源的特点是什么？在什么情况下可以将实际电源视为无限大功率电源？答：无限大功率电源的特点是：电源的电压和频率保持不变；电源的内阻抗为零。当实际电源的内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于 10时，就可以将实际电源视为无限大功率电源。6、对于下图所示的电力系统，当同步发电机的阻尼系数小于 0 时，系统将以何种形式失去稳定？答：受到干扰后，系统将发生自发振荡而使系统失去稳定。7、变压器三角形侧发生 a、b 两相短路时，星形侧哪相的短路电流最大？简要说明其原因。答：变压器星形侧 B 相电流最大。 （1 分）AB 两相短路时的各相电流序分量相量图如下，由图可以看到 B 相电流最大。8、写出正序增广网络中，短路点串入的附加阻抗 在各种金属性短路故障情况下的表达X式。答：三相短路： =0；单相接地短路： ；两相短路： ；X)0()2()2(X两相短路接地： 。 （答对一项得 1 分，全部答对得 5 分）)0()2(9、提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些？（具体要求写出 4 种以上）答：提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短“电气距离” 。具体的措施有：1）采用分裂导线2）线路串联电力电容器；3）采用先进的励磁调节装置；4）提高输电线路的电压等级；5）改善系统结构和选择适当的系统运行方式；10、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么？答：简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。11、写出电力系统中 f 点发生 B 相金属性接地的边界条件方程，并画出其复合序网。答：1)电力系统中 f 点发生 B 相金属性接地的边界条件方程为：、 0)()2()1( fbfbf U )0()2()1(fbffbII2)复合序网如下：五、作图题1、画出下图所示电力系统 f 点发生接地短路时的零序等值电路。六、计算题1、下图所示简单电力系统 f 点发生三相短路时的实际切除角为 500，请判断此系统能否保持暂态稳定。已知以发电机额定容量为基准的各元件的电抗和系统电压标幺值为：,8.0cos.0.15.2.08.1 、 正 常 运 行 时、 PUxxxLTd不考虑发电机励磁调节装置的作用，即认为发电机的空载电动势为常数。1、解：1)利用同步发电机的正常运行状态计算发电机的空载电动势取系统电压作为参考相量，则电压降落的纵分量为 ;电压降落的横分UQXPRU量为 .电压相量图如下：PXUQR根据相量图可得： 22)()(UPXQEq将 、U=1.0、 代入上式得：6.0tgPQ 5.2/1TLTd25.3)1.8()15.2( qE2）计算同步发电机在各种运行状态下的功角特性正常运行时： sin7.1si5.2sinIqIXUEP故障情况下： 0II、故障切除后： sin16.si8.23sinIqI3）计算极限切除角将 （弧度） 、78.0)5.1(si)(si010IMP（弧度）3.2)16.(sin4.3)(in4.30Ih代入 得：IMIIhcmP coco)(os 001 01 35.6(105.16.38.2cos)7803.2(8cos 弧 度 ） m4）稳定性分析由于实际的故障切除角小于极限切除角，所以系统能保持暂态稳定。2、隐极式同步发电机的额定电压为 10.5KV，额定容量为 100MW，额定功率因数为 0.85，电抗 。发电机空载情况下机端突然发生三相短路，试计算12.0,dx（1）短路电流周期分量的起始有效值和稳态有效值。（2）短路发生在发电机 A 相电压瞬时值过零时，定子三相绕组中非周期分量的起始值。解：采用标幺制计算，取发电机额定电压为基准电压，发电机额定容量为基准容量，则电流基准值MVSN65.178.0，发电机电抗标幺值为 。)(469.cos30KUINB 12.0,dx（1）计算短路电流周期分量的起始有效值和稳态有效值因为短路前空载，所以发电机的空载电动势标幺值 ，短路电流周期分*|0|UEq量起始有效值 ;短路电流周期分量稳态有效值)(908.5346.120| KAIxEIBdq。)(3.469.21|0 AIxIBdq（2）短路发生在发电机 A 相电压瞬时值过零时，定子三相绕组中非周期分量的起始值。由于短路前空载，当短路发生在 A 相电压瞬时值过零时，定