2016昆明理工大学电力系统分析真题解析

2016年电力系统分析真题解析1、 名词解释1. 电晕现象：架空线路带有高电压，导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时，导线附近的空气游离而产生的局部放电现象。2. 非标准变比：采用标准变比计算时对应的理想变压器变比。3.计算电抗：将各电源与短路点间的转移电抗分别按各电源的额定容量归算为标幺值，得到各电源的计算电抗。4.复合序网：是指根据边界条件所确定的短路点各序量之间的关系，由各序网互相连接起来所构成的网络。5.水煤转换系数：水电厂在一定时间内可消耗的水量越多，单位重量燃料可折换的水量就越大，按等耗量微增率准则水力发电厂应分配的负荷也就越大，反之，水力发电厂应分配的负荷就越小。2、 简答题1.答：（1）PQ分解法是极坐标牛顿-拉夫逊的一种简化算法。 根据电力系统的运行特性进行简化： 考虑到电力系统中有功功率的分布主要受节点电压相位角的影响，无功功率的分布主要受节点电压幅值的影响，所以可以近似忽略节点电压相位角的变化对无功功率的影响，近似忽略节点电压幅值变化对有功功率的影响。故可将修正方程中的N、J略去。（2）PQ分解法所做的种种简化只涉及到解题过程，而收敛条件的校验仍然是以精确的模型为依据的，所以计算结果的精度是不受影响。但是要注意，在各种简化条件中们关键是输电线路的电阻和电感的比值的大小，110KV及以上电压等级的架空线该比值较小，一般满足PQ分解法的简化条件。在35KV及以下电压等级的电力网中，线路的该比值较大，在迭代计算中可能出现不收敛的情况。2. 答：两相断线故障的各序电流与各序电压的计算式与单相接地故障的计算式相似，但是物理意义不同。3. 答：因为改变变压器的电压比从本质上并没有增加系统的无功功率，这样以减少其他地方的无功功率来补充某地由于无功功率不足而造成的电压低下，其他地方则有可能因此而造成无功功率不足，不能根本性解决整个电力网的电压质量问题，所以必须首先进行无功补偿，再进行调压。当某一地区的电压由于变压器分接头的改变升高后，该地区所需的无功功率也增大了，这就可能扩大系统的无功缺额，从而导致整个系统的电压水平更加下降。从全局来看，这样做的效果是不好的。4. 答：中性点非直接接地系统发生单接地故障时，接地点将通过接地线路对应电压等级电网的全部对地电容电流。如果此电容电流相当大，就会在接地点产生间歇性电弧，引起过电压，从而时非故障相对地电压极大增加。在电弧接地过电压作用下，可能导致绝缘损坏，造成两点或多点的接地短路，使事故扩大。为此，我们采取的措施是：当各级电压电网单相接地故障时，如果接地电容电流超过一定数值（35kv电网为10A，10kv电网为10A，36kv电网为30A），就在中性点装设消弧线圈，其目地市利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少，以致自动熄弧，保证继续供电。5. 答：列出系统中描述各元件运动状态的微分方程组。将以上非线性方程线性化处理，得到近似的线性微分方程组。根据线性微分方程组特征根的性质（根实部的正负性），判断系统的稳定性。6.答： (2分)单机无穷大系统中各种功率特性曲线 等面积定则是判断单机无穷大系统暂态稳定性的一种定量方法。如上图所示，单机无穷大系统发生大扰动后有三个阶段即大扰动发生前，此时系统的功角特性为，大扰动（故障）发生过程中，此时系统的功角特性为，扰动清除后，此时系统的功角特性为。等面积定则将发电机功角特性曲线与原动机输出功率曲线之间所包含的面积与发电机转子所获得或释放的能量联系起来，从而得到发电机转子角摇摆的最大值并可据此判断发电机的暂态稳定性。(2分)具体解释如下：对于单机无穷大系统，在大扰动发生后，发电机发出的电磁功率小于发电机的原动机功率，因此转子加速，转子在此过程中获得的动能为abcd所包含的面积称为加速面积即： (2分)扰动消除后，发电机发出的电磁功率大于原动机功率，因此转子减速，转子在此过程中失去的动能为defg所包含的面积称为减速面积即(2分) 因转子在b点、f点转速均为1，转子在减速过程中动能的减少正好等于其加速过程中动能的增加。由能量守恒，即上式即为等面积法则，当发电机的减速面积等于加速面积时，转子