3606电力系统分析2

1、11年春期成人教育（专科）电力系统分析（2）期末复习指导2011年6月修订第三部分 综合练习题一填空题1是同步发电机的_直轴暂态_电抗；是同步发电机的_交轴暂态_电势，它正比于磁链_。2是同步发电机的_交轴次暂态_电抗；是同步发电机的_直轴次暂态_电势，它正比于磁链_。3与单回路无避雷线三相架空电力线路相比，单回路有避雷线三相架空电力线路的零序电抗_增大_。4. 短路电流最大有效值是发生在短路后半个周期t=_ 0.01秒_时，并假定在该时刻前后半个周期内分量_近似不变_的电流有效值。5凸极式同步发电机以暂态电势和暂态电抗表示功角特性方程为=_ _，功率极限=_ _。6电力系统的暂态稳定性是指系

2、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_起点运行状态_的能力。7同步发电机端外突然发生三相短路时，在电磁暂态过程中，励磁绕组中的直流分量电流和定子三相电流中同步频率交流自由分量按时间常数_ _衰减，它是励磁绕组_有效电抗_与_电阻_之比。8有阻尼同步发电机突然三相短路时刻，电势_和_不能突变。9在零序等值电路中，YN,y接线变压器，y侧零序电流I0=_0_，对外相当于_开_路。10. 短路电流的最大有效值Iimp发生在短路后半个周期，即t=_ T/2(或0.01秒)_时。当冲击系数Kimp=1.8时，Iimp=_1.52_I。 11电力系统的静态稳定是指

3、电力系统受到瞬时的小的_扰动_时，能够自动恢复到_起始_状态的能力。静态稳定的实用判据是> 0 。12在同一系统中，为使系统维持暂态稳定性，使极限切除角最小所对应的短路故障应是_三相短路_。13.理想同步发电机ABC坐标系下，定子绕组间的互感系数的变化周期是_(或180度)_。14.将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是_对称分量法_；潮流计算中，PV节点是指_ P和U给定Q和未知_的节点。 15.牛顿一拉夫逊法_可以_求解任意连续可导的非线性代数方程，发电机组有功功率静态频率特性曲线斜率的负值称为_发电机组的单位调节功率_，电力系统电压中枢点是指某些能反映系统电压水平的主要发电厂或

4、_变电所母线_。16电力系统零序等值电路与正序等值电路_不同_，短路电流最大可能的瞬时值称为_短路冲击电流_，简单系统静态稳定依据为_。17减少原动机出力将_提高（改善）_系统的暂态稳定性，单相短路的序分量电流边界条件是_ i1=i2=i0 _ 。18等面积定则主要用于分析简单系统的_暂态稳定分析_，P曲线被称_功角曲线_。19若忽略定子绕组电阻，同步发电机最简单的基本方程是：；是同步发电机的_直轴次暂态_电抗；是同步发电机_交轴次暂态_电势，它正比于磁链和。20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_增大_；短路冲击电流是短路电流可能的最大瞬时值，出现

5、在短路后半个周期，即t_0.01_s时刻。21隐极式同步发电机以空载电势和同步电抗Xd表示的发电机功角特性方程为_，功率极限为_。二判断题1水轮发电机和七轮发电机的基本结构包含定子和转子。 （）2负序量相量的顺序是a，b，c按顺时针方向排序。 （）3无限大容量电源是电压恒定，电源内阻不为零，频率不恒定。（）4发电机运行中转子受到推动转子转动的机械转矩和阻止转子转动的电磁转矩的作。（）5输入发电机的机械功率是常数，不随功角的变化而变化。 （）6检验一个电力系统是否暂态稳定的总是以短路为计算依据。 （）7功角特性曲线和机械功率Pm直线相切点c点是功率平衡点。 （）8无限大容量电源是电压恒定，电源内

6、阻不为零，频率不恒定。（）9发电机功角特性方程表示出了发电机发出的电功率与发电机电势、受电端电压、功角以及电抗的关系。 （）10三相不对称量可以唯一地用一组对称分量合成。()11理想发电机磁路方面假定：磁导为常数，磁路不饱和。 （）12变压器负序电抗及等值电路与正序不相同。 （）13冲击电流是最恶劣短路条件的那一相的短路电流的最大瞬时值。 （）14实际发电机均装有自动励磁调节系统，它能调节转子励磁电压，改变转子磁通大小，从而改变发电机电势，从而改变功角特性。 （）15加速面积是指短路发生到短路切除时功角特性P与Pm线之间的面积。（）16电流分布系数是某支路Ii的短路电流与总短路电流的比。 （）

7、17装自动励磁调节系统后提高了功率极限，增大了功率极限对应的角度。（）18励磁调节系统按调节装置分单变量输入和复合变量输入。 （）19实际发电机均装有自动励磁调节系统，它能调节转子励磁电压，改变转子磁通大小，从而改变发电机电势，从而改变功角特性。 （）20三相不对称量可以唯一地用一组对称分量合成。 （ ）21电力系统不对称短路比三相短路更经常出现的短路故障。 （）22电力系统有功变化会引起系统的功角静态稳定问题。 （）23无限大容量电源是电压恒定，电源内阻不为零，频率不恒定。 （）24通过减小总电抗可以提高电力系统静态稳定性的措施。 （）25电力系统在受到大扰动后不能保持暂态稳定。 （）三简答

8、题1.已知三相电流、和，试写出以a相为基准值的对称分量电流、和。(见习题答案)2何谓短路冲击电流iimp？计算短路冲击电流的目的和作用为何？(见习题答案)3电力系统静态稳定的实用判据是什么？何谓整步功率系数？ (见习题答案) 4为什么快速切除故障能有效地提高电力系统的稳定性？(见习题答案) 密 封 线 内 不 要 答 题5为什么同步发电机的基本方程需经过派克变换？派克变换是什么变换？其实质为何？(见习题答案)6当电力系统中某输电线路发生BC两相短路时，已计算出，。问以A相为基准相的各序电流、和的值为何？(见习题答案)7写出隐极式同步发电机以空载电势Eq和同步电抗Xd表示的发电机功角特性方程。以

9、空载电动势 和同步电抗 表示发电机时, 发电机输出的有功功率的表达式为发电机输出的无功功率的表达式为8进行电力系统的暂态稳定性分析时，为什么不考虑短路电流中非周期分量的作用？9试说明时间常数Ta的意义并画出求Ta的等值电路。(见习题答案)10什么是短路冲击电流iimp？计算冲击电流的目的是什么？(见习题答案)11试说明隐极式同步发电机突然三相短路时定、转子电流中所含的成分。(见习题答案)12试写出C相单相短路序分量电流边界条件方程。(见习题答案)13列出三种提高系统静态稳定的措施? (见习题答案)14解释采用减少原动机输出功率的方法能够改善系统的暂态稳定性。(见习题答案)15.什么叫电力系统暂

10、态稳定性? (见习题答案)16什么叫电力系统稳定性？如何分类？(见习题答案)17写出f点a、c两相短路时的边界条件。(见习题答案)18电力系统故障如何分类？各类故障的含义？(见习题答案)四分析题1.写出电力系统某输电线路发生A相直接接地短路时短路点的边界条件，绘出它的复合序网图。(见习题答案)2.写出电力系统bc两相直接接地短路时，短路点的边界条件，绘出它的复合序网图。(见习题答案)3110KV变电所经100KM单回架空输电线与无穷大系统相连，x1=0.4/KM，试问，该变电所母线发生三相短路时的冲击电流是多少? (见习题答案)4.某电厂有两台机容量均为50MW，耗量特性分别，最小技术负荷为其

11、容量的25%，求电厂按图示负荷曲线运行时如何运行最经济？(见习题答案)5已知一条10kV架空线路，导线在空中水平排列，用钢芯铝绞线，ab、bc相间距离为米，导线的计算半径=10mm，导线额定面积S=250mm2，导线电阻率，线路长公里。试分析计算线路的电阻、电抗。(见习题答案)五综合题1.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X0的计算式。1)绘制零序电流回路2)绘制零序等值电路3)写出零序电抗X0的计算式(见习题答案)2.一简单电力系统，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

12、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系数。(见习题答案)3.同步发电机交轴电抗等值电路如图：试计算和(见习题答案) 4.计算f点两相短路点的电流。G：100MWCOS0.85Xd=0.125 X2=XdT:120MVA uk%=10.5L:60KM X1=0.4/KM X0=3X1(见习题答案)5已知一线路长100km，单位长电阻，最大负荷为10+j8MVA,最小负荷为5+j3MVA,最大负荷损耗时间小时。线路电压为110kV.求该线路全年电能损耗。(见习题答案)电力系统分析（2）课程作业讲评(1)一填空题 1是同步发电机的直轴暂态

13、电抗；是同步发电机的交轴暂态电势，它正比于磁链。 2是同步发电机的交轴次暂态电抗；是同步发电机的直轴次暂态电势，它正比于磁链。 3与单回路无避雷线三相架空电力线路相比，单回路有避雷线三相架空电力线路的零序电抗增大。 4. 短路电流的最大有效值Iimp发生在短路后半个周期，即t= T/2(或0.01秒) 时。当冲击系数Kimp=1.8时，Iimp=1.52I。 5电力系统的静态稳定是指电力系统受到瞬时的小的扰动时，能够自动恢复到起始 状态的能力。静态稳定的实用判据是> 0 。6在同一系统中，为使系统维持暂态稳定性，使极限切除角最小所对应的短路故障应是_三相短路_。二判断题（正确画，错误画，

14、每小题2分，共10分）1水轮发电机和七轮发电机的基本结构包含定子和转子。 （）2负序量相量的顺序是a，b，c按顺时针方向排序。 （）3无限大容量电源是电压恒定，电源内阻不为零，频率不恒定。（）4发电机运行中转子受到推动转子转动的机械转矩和阻止转子转动的电磁转矩的作用。（）5输入发电机的机械功率是常数，不随功角的变化而变化。 （）三简答题1已知三相电流、和，试写出以a相为基准值的对称分量电流、和。答： 2何谓短路冲击电流iimp？计算短路冲击电流的目的和作用为何？答：短路冲击电流iimp是短路电流可能最大瞬时值。 计算冲击电流的目的和作用是，主要用来校验电气设备和载流导体的电动力稳定性。3写出隐

15、极式同步发电机以空载电势Eq和同步电抗Xd表示的发电机功角特性方程。答：PEq= 密 封 线 内 不 要 答 题4进行电力系统的暂态稳定性分析时，为什么不考虑短路电流中非周期分量的作用？答：一方面是因为短路电流中非周期分量的衰减较快；另一方面是非周期分量电流产生的磁场在空间不动，与转子绕组电流产生的磁场互相作用后，将产生以同步频率交变、平均值接近于零的制动转矩，对发电机暂态过程影响不大，故可忽略不计。四分析题写出电力系统某输电线路发生A相直接接地短路时短路点的边界条件，绘出它的复合序网图。答：短路点的边界条件为： 转化为对称分量表示的边界条件为： 按上式条件，绘出复合序网图如图所示： 五综合题

16、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系数。解：(1)计算空载电势Eq (2)计算发电机功率极限 (3)计算系统静态稳定储备系数为 电力系统分析（2）课程作业讲评(2)一填空题1同步发电机端外突然发生三相短路时，在电磁暂态过程中，励磁绕组中的直流分量电流和定子三相电流中同步频率交流自由分量按时间常数 衰减，它是励磁绕组有效电抗与电阻之比。 2有阻尼同步发电机突然三相短路时刻，电势和不能突变。 3在零序等值电路中，YN,y

17、接线变压器，y侧零序电流I0=0，对外相当于 开 路。 4. 短路电流最大有效值是发生在短路后半个周期t= T/2(或0.01秒)时，并假定在该时刻前后半个周期内分量 近似不变 的电流有效值。 5凸极式同步发电机以暂态电势和暂态电抗表示功角特性方程为=，功率极限=。 6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 ，并能过渡到新的或恢复到原来的 的能力。二判断题1检验一个电力系统是否暂态稳定的总是以短路为计算依据。 （）2功角特性曲线和机械功率Pm直线相切点c点是功率平衡点。 （）3无限大容量电源是电压恒定，电源内阻不为零，频率不恒定。（）4发电机功角特性方程表示出了发电机发出的

18、电功率与发电机电势、受电端电压、功角以及电抗的关系。 （）5三相不对称量可以唯一地用一组对称分量合成。 （）三、简答题1为什么同步发电机的基本方程需经过派克变换？派克变换是什么变换？其实质为何？答：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作周期性变化。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组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常系数微分方程组。派克变换是一种线性变换，它将静止a,b,c三相坐标系统表示的电磁量变换为在空间随转子一起旋转的两相直角坐标d

19、,q系统和静止O轴系统的电磁量。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当电力系统中某输电线路发生BC两相短路时，已计算出，。问以A相为基准相的各序电流、和的值为何？答： 3电力系统静态稳定的实用判据是什么？何谓整步功率系数？ 答：电力系统的静态稳定的实用数据是： 整步功率系数是： 4为什么快速切除故障能有效地提高电力系统的稳定性？答：快速切除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。四分析题写出电力系统bc两相直接接地短路时，短路点的边界条件，绘出它的复合序网图。答：短路点的边界条

20、件为： 转化为对称分量表示的边界条件为： 按上式条件，绘出复合序网图如图2所示： 图2五综合题绘出中性点经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X0的计算式。1绘制零序电流回路2绘制零序等值电路3写出零序电抗X0的计算式答：1零序电流回路如下图所示：2零序等值电路如下图所示： 3因，则零序电抗为： 电力系统分析（2）课程作业讲评(3)一填空题1.理想同步发电机ABC坐标系下，定子绕组间的互感系数的变化周期是_(或180度)_。2.将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是 对称分量法 ；潮流计算中，PV节点是指_ P和U给定Q和未知_的节点。3.牛顿

21、一拉夫逊法_可以_求解任意连续可导的非线性代数方程，发电机组有功功率静态频率特性曲线斜率的负值称为_发电机组的单位调节功率_，电力系统电压中枢点是指某些能反映系统电压水平的主要发电厂或_变电所母线。4依据一次能源的不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核电厂、风力发电厂等，采用分裂导线的目的是减小电量和电抗。5电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电可靠性要求，潮流计算中的电压数值约束条件是由电压质量标准决定的。6发电机定子三相短路时为维持定了绕组的磁链守恒的定子绕组产生直流分量电流，从发电厂电源侧的电源功率中减去变压器的功率损耗，得到的直接连接在发电厂负荷测母线上的电

22、源功率称为等值电量标准。7若忽略定子绕组电阻，同步发电机最简单的基本方程是：；是同步发电机的_直轴次暂态_电抗；是同步发电机_交轴次暂态_电势，它正比于磁链和。8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_增大_；短路冲击电流是短路电流可能的最大瞬时值，出现在短路后半个周期，即t_0.01_s时刻。9隐极式同步发电机以空载电势和同步电抗Xd表示的发电机功角特性方程为_，功率极限为_。二判断题（正确画，错误画）1理想发电机磁路方面假定：磁导为常数，磁路不饱和。 （）2变压器负序电抗及等值电路与正序不相同。 （）3冲击电流是最恶劣短路条件的那一相的短路电流的最大

23、瞬时值。 （）4电流分布系数是某支路Ii的短路电流与总短路电流的比。 （）5装自动励磁调节系统后提高了功率极限，增大了功率极限对应的角度。（）6励磁调节系统按调节装置分单变量输入和复合变量输入。 （）7电力系统不对称短路比三相短路更经常出现的短路故障。 （）8电力系统有功变化会引起系统的功角静态稳定问题。 （）9无限大容量电源是电压恒定，电源内阻不为零，频率不恒定。 （）三简答题1试说明时间常数Ta的意义并画出求Ta的等值电路。1答：在定于回路三相短路的暂态过程中。计及励磁回路影响定子回路的时间常数。求Ta的等效电路：转子d轴与定子某相绕组轴线一致时：转子q轴与定子某相绕组轴线一致时：2什么是

24、短路冲击电流iimp？计算冲击电流的目的是什么？2答：短路冲击电流iimp是短路电流可能最大瞬时值。 计算冲击电流的目的和作用主要用来校验电气设备和载流导体的电动力稳定性。3列出三种提高系统静态稳定的措施?3答：（1）自动励磁装置的应用；（2）减小各元件的电流；（3）改善网络结构和采用中间补偿设备。4解释采用减少原动机输出功率的方法能够改善系统的暂态稳定性。4答：减小原动和输出机械功率，将减小发电机的功率差额，增大减速面积，提高系统的暂态稳定性。(5分)5什么叫电力系统暂态稳定性?5答：电力系统暂态稳定性，指的是正常运行的电力系统承受一定大小的、瞬时出现但又立即消失的扰动后，恢复到近似它原有的

25、运行状况的可能性。6什么叫电力系统稳定性？如何分类？ 6答：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。根据扰动大小可分为静态稳定性和暂态稳定性。四分析题110KV变电所经100KM单回架空输电线与无穷大系统相连，x1=0.4/KM，试问，该变电所母线发生三相短路时的冲击电流是多少?解： 1.8·3.306·=4.23KA五分析题某电厂有两台机容量均为50MW，耗量特性分别，最小技术负荷为其容量的25%，求电厂按图示负荷曲线运行时如何运行最经济？解：六分析题已知一条10kV架空线路，导线在空中水平排列，用钢芯铝绞线，ab、bc相间距离为米，导线的计

26、算半径=10mm，导线额定面积S=250mm2，导线电阻率，线路长公里。试分析计算线路的电阻、电抗。解：单位长电阻： 线路电阻： 几何均距： 几何平均半径： 单位长电抗 线路电抗：= 电力系统分析（2）课程作业讲评(4)一填空题1.一组非对称的三相量可以分解成三组_对称_的三相量，电力系统发生三相短路时零序电流等于 零_，暂态稳定性是研究系统在_大_扰动下的稳定性问题。2.在同一系统中，为使系统维持暂态稳定性，使极限切除角最小所对应的短路故障应是_三相短路，快速切除故障将使得系统的暂态稳定性得到 提高 。3.三相短路的附加电抗等于 0 ，三相短路的短路电流只包含 正序分量 。4电力系统零序等值电路与正序等值电路不同，短路电流最大可能的瞬时值称为短路冲击电流，简单系统静态稳定依据为。5减少原动机出力将提高（改善）系统的暂态稳定性，单相短路的序分量电流边界条件是 i1=i2=i0 。6等面积定则主要用于分析简单系统的暂态稳定分析， P曲线被称 功角曲线 。7电力系统的暂态稳定是指电力系统受到大的_扰动_后，能够过渡到新的或恢复到起点运行状态的能力；电力线路的参数包含：电阻，电抗，_电导_和电