電力系統(tǒng)分析(2)- 學(xué)習(xí)指南

1、電力系統(tǒng)分析（2）- 學(xué)習(xí)指南一、填空題：(共20分，每空1分)1.發(fā)生短路的根本原因是 。2.無限大功率系統(tǒng)是指電源的 和 在故障過程中仍能保持 。3.己知三相短路a相電流為 則ib= + e-t/Ta。4. 電力系統(tǒng)中的任何靜止元件，只要 ，其正序阻抗和導(dǎo)納與負(fù)序阻抗和導(dǎo)納相等。5.沖擊系數(shù)為沖擊電流值對(duì)于 的倍數(shù)。它的大小與 有關(guān)。6.在負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)中，短路點(diǎn)的負(fù)序和零序電壓分量相當(dāng)于電源，因此短路點(diǎn)的負(fù)序和零序電壓值 ，離短路點(diǎn)越遠(yuǎn)，負(fù)序和零序電壓 。7.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到 后，各 保持同步運(yùn)行并過渡到新的或者恢復(fù)到 的能力。8.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析的主要方法是對(duì)遭

2、受大干擾后的 進(jìn)行求解，從而判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定 。9.電力系統(tǒng)短路故障，可分為 、 、 和 。10. 無限大容量電源是指 相對(duì)很大、 相對(duì)很小和 恒定的等效電源或等效系統(tǒng)。11.沖擊電流是指 的最大瞬時(shí)值，它出現(xiàn)在短路發(fā)生后 周期時(shí)。12.短路功率等于 同短路處的 的乘積。13.無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)發(fā)生三相短路時(shí)，定子電流含有基頻分量 和 ，轉(zhuǎn)子電流含有 。14.對(duì)稱分量法可以把不對(duì)稱的a、b、c三相量，分解為對(duì)稱的 、 、 三序量。15.正序等效原則是指在簡(jiǎn)單不對(duì)稱故障中，故障點(diǎn) 與在故障點(diǎn)每一相中接入附加阻抗，并在其后發(fā)生的三相短路時(shí)的電流 。16.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到小干擾后

3、， 或者 ，自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。17. 無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)的暫態(tài)電勢(shì)在突然短路前后 ，這是因?yàn)樗扔?。18. 發(fā)電機(jī)中勵(lì)磁電流產(chǎn)生的主磁通穿過空氣隙與 匝鏈，漏磁通只匝鏈 。19.發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常數(shù)是在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上施加 后，轉(zhuǎn)子從停頓狀態(tài)升速到 所需要的時(shí)間。20.極限切除角是指， 恰好等于 ，系統(tǒng)處于穩(wěn)定的極限情況，大于這個(gè)角度切除系統(tǒng)故障，系統(tǒng)將失去穩(wěn)定。21.短路后 時(shí)的電流有效值最大，這一有效值我們稱它為 。22. 標(biāo)么值的近似計(jì)算與準(zhǔn)確計(jì)算相比，是近似認(rèn)為 為網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓。采用近似計(jì)算后發(fā)電機(jī)和變壓器額定參數(shù)下的標(biāo)么值只要進(jìn)行 換算，即可得統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺值

4、。23.變壓器的零序阻抗和正序、負(fù)序阻抗 ，而零序激磁電抗與變壓器 密切相關(guān)。24. 無限大電源供電回路為純電感電路，若短路前空載，短路時(shí)電源電壓正好過零，短路瞬間直流分量有最大 ，且等于周期分量的 。25.零序電流的通路必須以 或 為回路，否則線電流中不存在零序分量。26.對(duì)單相電纜，由于每相電纜分別受到包皮的屏蔽，其零序電納與正序 。27.發(fā)生不對(duì)稱故障時(shí)，計(jì)算故障電流的同步角頻率周期性分量起始值時(shí)，所用的同步發(fā)電機(jī)正序等值電路與三相短路近似計(jì)算中所采用的 。28.對(duì)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)來說，給定的平衡點(diǎn)至少必須是 穩(wěn)定的。29.在發(fā)電機(jī)經(jīng)典模型的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)中，穩(wěn)定極限運(yùn)行情況下系統(tǒng)所傳輸?shù)墓β?/p>

5、與功率曲線上的最大值 。30. 短路容量的定義為 ，其標(biāo)幺值等于 。二、簡(jiǎn)答題(每題5分，共20分)1. 提高電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的措施？2. 提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施。3. 電力系統(tǒng)短路故障的危害以及短路計(jì)算的目的是什么？4. 若在極限切除角時(shí)切除故障，則在搖擺過程中的最大角為圖中的哪個(gè)角，為什么。5.簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的功角具有什么含義？6.試述等面積定則的基本含義。7. 簡(jiǎn)述短路點(diǎn)的輸入電抗與電源點(diǎn)對(duì)短路點(diǎn)轉(zhuǎn)移阻抗的關(guān)系。8.簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)不對(duì)稱短路故障時(shí)，各序電壓的分布情況如何？9. 推導(dǎo)單相短路的序邊界條件，并給出復(fù)合序網(wǎng)圖。10.暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)有何特點(diǎn)？如何計(jì)算突變瞬間的暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)？11.

6、無限大容量電源的含義是什么？由這樣的電源供電系統(tǒng)三相短路時(shí)，短路電流包括幾種分量，有什么特點(diǎn)？12.架空線路的正序、負(fù)序和零序參數(shù)有什么特點(diǎn)？三、計(jì)算題 （共60分）1.一臺(tái)無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)，已知：。發(fā)電機(jī)滿載運(yùn)行，試計(jì)算電動(dòng)勢(shì).2.電力網(wǎng)的元件參數(shù)如圖，不計(jì)變壓器及線路的并聯(lián)支路，請(qǐng)用近似計(jì)算法求各元件標(biāo)幺值并建立網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)么值等值電路。（SB=15MVA）。(12分）3.圖示系統(tǒng)發(fā)生f處發(fā)生三相短路時(shí)，計(jì)算短路電流周期分量起始值及沖擊電流（kA），并求各電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗，各線路電抗均為0.4/km，長(zhǎng)度標(biāo)在圖。（?。?14分)4.熱電廠內(nèi)某臺(tái)發(fā)電機(jī)的參數(shù)如下：額定功率，正常運(yùn)行時(shí)，

7、機(jī)械轉(zhuǎn)速為。求正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)儲(chǔ)存的動(dòng)能及慣性時(shí)間常數(shù)。5.畫出下列網(wǎng)絡(luò)的零序等值電路圖(12分）6.一臺(tái)發(fā)電機(jī)A額定運(yùn)行參數(shù)如下：50Hz,60MW,75MVA,1500r/min,它的慣性常數(shù)H=7.5MJ/MVA,另一臺(tái)發(fā)電機(jī)B相應(yīng)的參數(shù)為：50Hz,120MW,133.3MVA,3000r/min,4.5MJ/MVA。（1）如果這兩臺(tái)發(fā)電機(jī)在某電站并列運(yùn)行，以100MVA為基準(zhǔn)值，計(jì)算等效發(fā)電機(jī)的H。（2）若與此電站相連的另一電站中運(yùn)行著四臺(tái)發(fā)電機(jī)，且每?jī)膳_(tái)的參數(shù)與上述發(fā)電機(jī)相同，求與無窮大母線相連的等效發(fā)電機(jī)的H。7. 在圖示的簡(jiǎn)單系統(tǒng)中，己知發(fā)電機(jī)暫態(tài)電勢(shì)與無限大系統(tǒng)母線之間電抗及

8、發(fā)電機(jī)向無限大系統(tǒng)輸送功率，試計(jì)算恒定時(shí)，此系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)。(12分）8. 9.電力網(wǎng)的元件參數(shù)如圖，不計(jì)變壓器及線路的并聯(lián)支路，請(qǐng)用近似計(jì)算法求各元件標(biāo)幺值并建立網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)么值等值電路。（SB=100MVA）。(10分）10. 計(jì)算圖示系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生三相短路瞬時(shí)次暫態(tài)電流有效值(kA)。（取SB=100MVA）(14分）11.某4極發(fā)電機(jī)，頻率為50Hz，額定容量為100MVA,慣性常數(shù)為8MVs/MVA。若機(jī)械功率和電磁功率由穩(wěn)定的50MW突然增加到80MW，求轉(zhuǎn)子的角加速度。10個(gè)周期后，轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速各變化多少？12. 試計(jì)算圖示網(wǎng)絡(luò)中f點(diǎn)發(fā)生單相接地時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流（kA）及發(fā)電

9、機(jī)母線的a相電壓(kV)，發(fā)電機(jī)和變壓器歸算至SB=50MVA的電抗標(biāo)幺值標(biāo)在圖中。(14分）13.畫出下列網(wǎng)絡(luò)的零序等值電路圖(12分）14.已知一簡(jiǎn)單系統(tǒng)發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)在正常、故障和故障切除后的最大功率分別為，試計(jì)算極限切除角。()(10分）15.已知同步發(fā)電機(jī)的參數(shù)為：要額定運(yùn)行時(shí)，試計(jì)算在額定運(yùn)行狀態(tài)下同步發(fā)電機(jī)的參考答案一、填空題1電氣設(shè)備載流部分相與相之間或者相與地之間的絕緣遭到破壞2電壓幅值，頻率，恒定34三相對(duì)稱5短路電流周期性分量幅值、時(shí)間常數(shù)6最高，越低7大干擾，同步電機(jī)，原來穩(wěn)定運(yùn)行方式8系統(tǒng)微分方程式9三相短路、單項(xiàng)短路、兩項(xiàng)短路和兩相接地短路10內(nèi)阻抗，端

10、電壓11短路電流，半個(gè)12短路電流有效值，正常電壓13直流分量，倍頻分量，直流分量和基頻分量14正序分量、負(fù)序分量、零序分量15正序電流，相等16不發(fā)生自發(fā)振蕩，非周期失步17不變，暫態(tài)電抗18定子繞組、勵(lì)磁繞組19額定轉(zhuǎn)矩，額定轉(zhuǎn)速20最大減速面積，加速面積21第一周期短路，電流最大有效值22額定電壓、變壓器額定標(biāo)準(zhǔn)變比23鐵心結(jié)構(gòu)24幅值、有效值25大地，中線26相同27相同28小干擾29相等30短路電流與故障前電壓的乘積、短路電流的標(biāo)幺值二、簡(jiǎn)答題1、（1）、采用分裂導(dǎo)線（2）、采用更高等級(jí)的電壓線路，（3）、采用串聯(lián)電容補(bǔ)償（4）、采用勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。2、（1）、快速切除故障和自動(dòng)重合閘，

11、（2）、發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁，（3）、電氣制動(dòng)，（4）、快速汽門控制，（5）切機(jī)、切負(fù)荷，（6）、系統(tǒng)解列3、短路電流很大，引起導(dǎo)體及絕緣體的嚴(yán)重發(fā)熱而破壞，導(dǎo)體受到強(qiáng)大的電動(dòng)力，也可以造成損壞。短路導(dǎo)致電網(wǎng)電壓突然降低，影響用電設(shè)備正常工作。短路的最嚴(yán)重危害是系統(tǒng)解列。另外，短路故障對(duì)通信也有影響。短路計(jì)算的目的是為發(fā)電機(jī)變電站以及整個(gè)電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供依據(jù)。4、搖擺過程中最大角為。原因如果在極限切除角時(shí)切除故障，加速面積是最大的，必須使減速面積等于加速面積，如果搖擺角大于，系統(tǒng)會(huì)失去穩(wěn)定性，故為搖擺過程中最大角。5、具有雙重意義：1、它是送端發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)與受端系統(tǒng)電壓之間的相位角2、若將受

12、端無窮大系統(tǒng)看成一個(gè)內(nèi)阻為零的等效發(fā)電機(jī)，則功角即可看成是送端和受端兩個(gè)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的相對(duì)相位角。6、正常運(yùn)行情況下，發(fā)電機(jī)的輸出電功率與原動(dòng)機(jī)的輸入機(jī)械功率保持平衡，發(fā)生短路時(shí)，機(jī)械功率不變，輸出電功率變小，使轉(zhuǎn)子加速。切除故障后，輸出電功率變大，轉(zhuǎn)子減速，當(dāng)功角達(dá)到最大時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速重新達(dá)到同步轉(zhuǎn)速。在加速期間積蓄的功能增量全部耗盡，即加速面積和減速面積大小相等，即等面積等則。7、短路點(diǎn)輸入電抗是指從短路點(diǎn)向系統(tǒng)中看的等效電抗，轉(zhuǎn)移電抗是指經(jīng)過星角變換從電源點(diǎn)到短路點(diǎn)之間的電抗8、負(fù)序和零序電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布，以短路點(diǎn)的有效值最大，離短路點(diǎn)越遠(yuǎn)越小。正序電壓是在發(fā)電機(jī)處有效值最大，由發(fā)電機(jī)向短路點(diǎn)逐漸下降。9、復(fù)合序網(wǎng)圖如圖10、暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)是運(yùn)行參數(shù)，只能根據(jù)給定的運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算出來，但無法進(jìn)行實(shí)測(cè)。不論在穩(wěn)態(tài)下還是暫態(tài)下，暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)都不是常數(shù)，它是隨運(yùn)行情況不同而變化的，只是在突變瞬間它不發(fā)生變化。計(jì)算突變瞬間的暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)，只須計(jì)算突變瞬間前的暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)。11、無限大容量電源含義是指容量相對(duì)很大，內(nèi)阻抗相對(duì)很小和端電壓恒定的等效電源或等效系統(tǒng)。由這樣的電源供電的系統(tǒng)三相短路時(shí)，短路電流包括周期分量，非周期分量和倍頻分量，最大的特點(diǎn)是周期