电力系统暂态分析试卷(C卷)

长沙理工大学拟题纸长沙理工大学拟题纸 课程编号 拟题教研室 或老师 签名 马士英马士英 教研室主任签名 课程名称 含档次 电力系统暂态分析 电力系统暂态分析 C 卷 卷 专业层次 本 专 本科本科 专 业 电气工程及其自动化电气工程及其自动化 考试方式 开 闭卷 闭卷闭卷 一 判断题一 判断题 下述说法是否正确 在你认为正确的题号后打 错误的打 每小题 2 分 共 20 分 1 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 2 短路冲击电流出现在短路发生后约半个周期 3 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 4 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 5 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 6 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 7 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 8 电力系统发生不对称接地短路时 故障处三相电压不对称分解出的零序电压是电力系统中出 现零序电流的原因 9 小干扰法既可用于电力系统静态稳定性的分析 也可用于电力系统暂态稳定性的分析 10 线路串联电容器可以提高电力系统并列运行的静态稳定性 二 单项选择题单项选择题 在每小题的三个备选答案中 选出一个正确答案 并将正确答案的序号填在题干的 括号内 每小题 3 分 共 30 分 1 计算 12MW 以上机组机端短路冲击电流时 短路电流冲击系数应取 A 2 B 1 9 C 1 8 2 发电机三相电压为 sin tUu ma 120sin 0 tUu mb 如将短路发生时刻作为时间的起点 当短路前空载 短路回 120sin 0 tUu mc 0 t 路阻抗角为 800 感性 时 B 相短路电流中非周期分量取得最大值的条件是 A B C 0 0 0 110 0 110 3 具有阻尼绕组的凸极式同步发电机 机端发生三相短路时 电磁暂态过程中定子绕组中存在 A 基频交流分量 倍频分量和非周期分量 B 基频交流分量和非周期分量 C 非周期分量和倍频分量 共 3 页第 1 页 4 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 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 5 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 两相短路接地和三 2 1 0 22 ZZZ 相短路时 按故障处正序电压从大到小的故障排列顺序是 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 6 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 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 7 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 Z A B C f ZZZ 0 2 f ZZ 2 f ZZ 0 8 电力系统两相断线时的复合序网在形式上与 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 9 电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到 作用时的稳定性 A 小干扰 B 大干扰 C 大干扰或小干扰 10 切除双回输电线路中的一回 对电力系统的影响是 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 问答题 每小题 5 分 共 25 分 1 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 2 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 3 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 共 3 页第 2 页 4 转移电抗与计算电抗有何异同 5 为什么小干扰法不能用来分析电力系统的暂态稳定性 四 作图题 9 分 已知电力系统接线如下图所示 请绘出图中点发生单相接地短路时的零序等值电路 f 五 计算题 每小题 8 分 共 16 分 1 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 2 dd xx 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 2 已知电力系统状态方程的特征方程为 此系统是静态稳定的010834 235 还是不稳定的 如果不稳定将以什么方式失去稳定 共 3 页第 3 页 长沙理工大学标准答案纸 课程名称 电力系统暂态分析电力系统暂态分析 专业 班级 电力本科电力本科 一 判断题 下述说法是否正确 在你认为正确的题号后打 错误的打 每小题 2 分 共 20 分 1 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 2 短路冲击电流出现在短路发生后约半个周期 3 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 4 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 5 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 6 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 7 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 8 电力系统发生不对称接地短路时 故障处三相电压不对称分解出的零序电压是电力系统中出 现零序电流的原因 9 小干扰法既可用于电力系统静态稳定性的分析 也可用于电力系统暂态稳定性的分析 10 线路串联电容器可以提高电力系统并列运行的静态稳定性 二 单项选择题单项选择题 在每小题的三个备选答案中 选出一个正确答案 并将正确答案的序号填在题干的 括号内 每小题 3 分 共 30 分 1 B 2 B 3 A 4 C 5 C 6 A 7 B 8 A 9 B 10 B 三 问答题 每小题 5 分 共 25 分 1 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 答 无限大功率电源的特点是 无限大功率电源的特点是 电源的电压和频率保持不变 电源的电压和频率保持不变 电源的内阻抗为零 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当实际电源的内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于 1010 时 就可以将实际电源视为无限大功率 时 就可以将实际电源视为无限大功率 电源 电源 2 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 答 受到干扰后 系统将发生自发振荡而使系统失去稳定 3 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 共 4 页第 1 页 答 变压器星形侧答 变压器星形侧 B 相电流最大 相电流最大 1 分 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 相电流最大 每个相量图 每个相量图 2 分 分 4 转移电抗与计算电抗有何异同 答 答 相同点是 转移电抗和计算电抗都是网络经化简消去除电源点和短路点之外的所有节点后 连接相同点是 转移电抗和计算电抗都是网络经化简消去除电源点和短路点之外的所有节点后 连接 短路点与电源点的电抗标幺值 短路点与电源点的电抗标幺值 不同的是 转移电抗是以统一的功率基准值不同的是 转移电抗是以统一的功率基准值为基准的电抗标幺值 计算电抗是以电源的额定为基准的电抗标幺值 计算电抗是以电源的额定 B S 容量容量为基准的电抗标幺值 为基准的电抗标幺值 N S 5 为什么小干扰法不能用来分析电力系统的暂态稳定性 答 答 小干扰法分析电力系统稳定性的原理是将描述电力系统受扰运动的非线性微分方程在原始运行点小干扰法分析电力系统稳定性的原理是将描述电力系统受扰运动的非线性微分方程在原始运行点 按泰勒级数展开 并略去其中状态变量增量的平方项以上的高次项 将描述电力系统受扰运动的非线按泰勒级数展开 并略去其中状态变量增量的平方项以上的高次项 将描述电力系统受扰运动的非线 性微分方程简化为关于状态变量增量的线性微分方程 然后通过求解该线性微分方程 确定状态变量性微分方程简化为关于状态变量增量的线性微分方程 然后通过求解该线性微分方程 确定状态变量 的变化规律 即确定电力系统的稳定性 的变化规律 即确定电力系统的稳定性 从上面所述小干扰法分析电力系统稳定性的原理可知 只有电力系统所受干扰比较小 反映电力从上面所述小干扰法分析电力系统稳定性的原理可知 只有电力系统所受干扰比较小 反映电力 系统运行状态的状态变量的变化比较小时 略去展开式中含有状态变量增量高次项的项才不会产生太系统运行状态的状态变量的变化比较小时 略去展开式中含有状态变量增量高次项的项才不会产生太 大的误差 如果电力系统所受的干扰比较大 则反映电力系统运行状态的状态变量的增量也比较大 大的误差 如果电力系统所受的干扰比较大 则反映电力系统运行状态的状态变量的增量也比较大 此时略去展开式中状态变量增量的高次项将造成很大的计算误差 甚至得出错误的结果 所以小干扰此时略去展开式中状态变量增量的高次项将造成很大的计算误差 甚至得出错误的结果 所以小干扰 法只能用于分析电力系统受到小干扰作用时 电力系统状态变量的变化问题法只能用于分析电力系统受到小干扰作用时 电力系统状态变量的变化问题 即电力系统的静态稳即电力系统的静态稳 定性问题 而不能用于分析电力系统受到大干扰时 电力系统状态变量的变化问题定性问题 而不能用于分析电力系统受到大干扰时 电力系统状态变量的变化问题 即电力系统的即电力系统的 暂态稳定性问题 暂态稳定性问题 四 作图题 9 分 已知电力系统接线如下图所示 请绘出图中点发生单相接地短路时的零序等值电路 f 共 4 页第 2 页 解 解 点发生单相接地短路时的零序等值电路如下 点发生单相接地短路时的零序等值电路如下 f 五 计算题 每小题 8 分 共 16 分 1 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 2 dd xx 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 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 发电机额定容量为为MVASN65 117 85 0 100 基准容量 则电流基准值基准容量 则电流基准值 发电机电抗标幺值为 发电机电抗标幺值为 469 6 cos3 100 KA U II NN NB 12 0 2 dd xx 1 计算短路电流周期分量的起始有效值和稳态有效值 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 短路电流周期分量起始有效 短路电流周期分量起始有效1 0 0 UEq 值值 短路电流周期分量稳态有效值短路电流周期分量稳态有效值 908 53469 6 12 0 1 0 KAI x E I B d q 235 3 469 6 2 1 0 KAI x E I B d q 2 短路发生在发电机 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 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 当短路发生在由于短路前空载 当短路发生在 A 相电压瞬时值过零时 定子相电压瞬时值过零时 定子 A 相绕组非周期分量的起始值为相绕组非周期分量的起始值为 其周期分量起始值的幅值 即其周期分量起始值的幅值 即 B C 两相的非周期分量起始两相的非周期分量起始 76908 5322 0 KAI