季学期电力系统暂态分析第一次作业

1、2010年秋季学期电力系统暂态分析第一次作业一、判断题（本大题共5分，共5小题，每小题1分）1 .对称短路时仅有正序分量，不对称短路时会出现正序、负序和零序分量。2 .三相变压器负序电抗与其正序电抗相同。3 .同步发电机负序电抗与其正序电抗相同。4 .短路时网络中任意处的电流、电压均都满足用相量或序分量表示的边界条件。5 .自耦变压器的零序电抗通常不会为无穷大。二、填空题（本大题共20分，共20小题，每小题1分）1. A相负序分量的相位比C相负序分量的相位1200,三相零序分量的和相位均相等。2 .同步发电机三相短路时，定子电流直流分量衰减时间常数由和确定3 .短路冲击电流是指4 .计算三相短

2、路电流交流分量初始值时，远离短路点的电动机按模型处理，短路点附近的电动机均按模型处理。5 .一般在工程实用计算中为了简便，通常用替代交轴暂态电动势6 .极限切除角度对应的切除时间被称为。7 .定则可用于分析简单系统的暂态稳定性问题。8 .利用节点导纳矩阵求解系统中三相短路，通常采用方法求解网络方程。9 .同步发电机三相短路时，转子绕组电流存在交流分量的原因是、。定子绕组和转子绕组；转子阻尼绕组回路存在磁耦合10 .同步发电机机端短路时暂态电枢反应磁通的路径是、011 .短路电流由和叠加而成。12 .短路时的边界条件是表示分量在处相量或序分量之间的关系。13 .切除角极限切除角，就会造成加速面积

3、大于减速面积，而使系统失去同步。相反，只要切除角极限切除角，系统总是暂态稳定的。14 .已知某空载系统的节点阻抗矩阵，当与第7行对应的节点发生金属性三相短路时短路点的电流为。15 .正序增广网络是在的端口连接而形成的等效电路。16 .考虑自动励磁调节装置的调节作用与不计其影响时相比较，短路电流工频交流分量初始值,而其后的短路电流工频交流分量则较。17 .对于发电机与无限大容量系统相连的简单系统而言，如果随着时间的变化功角的振荡幅度越来越大，则系统是暂态。18 .短路故障需要才能保证系统的暂态稳定性；如果切除的过晚，可能造成系统暂态稳定。19 .如下图所示系统中所有阻抗按Sb=100MVA+算，

4、电源G1对短路点的转移电抗为,计算电抗为。0.465030220 .利用节点阻抗矩阵求解某12节点系统中线路上任意处三相短路时，重新生成的节点阻抗矩阵中列的元素与原节点阻抗矩阵的元素三、作图题（本大题共10分，共1小题，每小题10分） 如图3所示发生接地短路的系统，绘制其零序网络。四、计算题（本大题共30分，共3小题，每小题10分）1. 一台额定容量为300MW电压为18kV、功率因素为0.85的同步发电机，具,“、八山,a：=2.26,x=0.269#f=0.167._,相关电抗分别为ddd,计算在额定电压空载情况下机端三相短路时，用有名值表示的稳态短路电流、暂态电流和次暂态电流的交流分量有

5、效值。2.F411峻线的双绕组变压器的星形侧各序故障电流为/叼乃=二，府唯二一加二，或三角形侧各序电流0.3. 如图所示，该系统由一台发-变组通过线路向中性点直接接地的纯负荷供电。计算线路AB末端分别发生BC相断线和A相断线时故障点处A相的各序电五、问答题（本大题共35分，共7小题，每小题5分）1. 电力系统主要的运行参量有哪些？2. 简述自动励磁调节装置的功能。3. 在同步发电机中，d轴和q轴同步电抗的大小关系如何?4. Eq、E与强制空载电动势Eqe的关系如何？5. 功角的具体含义。6. 同步发电机和异步电动机的电磁转矩和机械转矩的作用有何不同？7. 简述利用节点导纳矩阵求解系统三相短路的

6、算法。答案：5分，共5题，每小题1分）1.x2.73.x4.x5.720分，共20题，每小题1分）1. 参考答案：超前；幅值解题方案：强化序分量的相位关系和对称特性。评分标准：2.参考答案：定子回路电阻；定子回路电感子回路电阻；定子回路电感解题方案：同步发电机三相短路时定子电流的组成及特性。评分标准：3.参考答案：短路电流的最大瞬时值解题方案：强化短路冲击电流的概念。评分标准：4.参考答案：负荷；电源解题方案：强化短路计算时电动机的数学模型。评分标准：5.暂态电动势-!解题方案：强化交轴暂态电动势和暂态电动势的区别。评分标准：6.参考答案：极限切除时间。解题方案：极限切除时间的概念。评分标准：

7、7.参考答案：等面积。解题方案：暂态稳定性分析方法。评分标准：8.参考答案：三角分解解题方案：利用节点导纳矩阵求解三相短路的算法。评分标准：9.参考答案：定子绕组和转子绕组；转子阻尼绕组回路存在磁耦合解题方案：同步发电机三相短路时转子电流的组成及特性。评分标准：10.参考答案：励磁绕组漏磁路径；气隙；定子铁芯解题方案：同步发电机的暂态特征。评分标准：11.参考答案：周期分量；直流分量解题方案：短路电流由周期分量和直流分量组成评分标准：12.参考答案：故障；短路（或故障）解题方案：强化边界条件的特性和应用限制。评分标准：13.参考答案：大于；小于。解题方案：极限切除角的概念。评分标准：（Z77为

8、节点阻抗矩阵第一行对角元素）解题方案：利用节点阻抗矩阵求解三相短路。评分标准：15.参考答案：正序网络；附加阻抗解题方案：强化正序增广网络的定义和特性。评分标准：16.参考答案：不变或不受影响；大解题方案：定的调节自动励磁调节装置在短路时会增加励磁电流使电动势增大，但需时间。评分标准：18.不稳定。解题方案：暂态稳定判据评分标准：18.及时切除；失去。解题方案：故障切除时间与暂态稳定性的关系评分标准：19.8.66;0.65解题方案：星三角网络变换07x03CT7、曰=5,07+0.302+一二=866；%=866乂=0.65/"0465,1000评分标准：20.112;112;对应

9、相等解题方案：节点阻抗矩阵求解系统中线路上任意处三相短路的算法评分标准：三、作图题（10分，共1题，每小题10分）0.零序等值电路图4所示。1四、计算题（30分，共3题，每小题10分），8二498k4,二421UF,1“二6二81左40评分标准:二113"4.有名直二。441132=L98Jt4PZr=3721132=42.114,Z，T=5991132=6".8U:4c2.（/°二-60。几=0.2-120、Lo）=0.评分标准:标：值£足0.269工门11r_/VVS_XTLlrwxzwxp加。）衣、门J工3II3%3n|U/YY_/YYzXT2II

10、x'm-*ra.ri/yy>/YY<_/VYsJ孙4.11盯4解题方案：注意变压器的零序等值电路。评分标准：3.参考答案：EC相断线：-Xi)双与二'网口)二-J0.16L,I7擢=0.738»鸟叫二-0,362，1了殁好二-03/80A.相断线时一闻）二324，1.I）=J0166f1双力二/0458（,"施口="阙冷二口AQ）=0.371解题方案：0.10,050.1/VW /wv AArtA0.10,050.1rm_flw/wh_正序0.0510.31W|2 31.岑序J断线前线路AB上的电流二吧川一49,发电机电动势F*=09S

11、+(-jO49)兴0+0.05+01)=11，尸=,(°1+005+°1+2)=工"工不侬二°$+03+?)=,)状口"队相断线一11拖=/双G=；A0)=C、铝二RL16L*/J»了(»=1.1-(-/0161)x；2.25=0,78,Z2.25=-0.362/风”JJ/犯”,金匕加叩，061)，,235n一0一v*。“A相断线时：.117打心广r、,y-70324，产70324，二二川原午"44-1-iJ一口十二.1口225+235h=70324-70,166=川158UMii.=Ll-(-y0.324)J2.

12、25-03711=U=0371.评分标准：五、问答题（35分，共7题，每小题5分）1.参考答案：电力系统主要的运行参量有：功率、电压、电流、频率、相位差等，还有断路器、隔离刀闸的状态。解题方案：系统运行参量表示电力系统运行状态。评分标准：2.当发电机机端电压变化时，自动励磁调节装置将自动调整励磁电压从而改变励磁电流，以改变发电机的电动势，借此将发电机机端电压维持在额定值附近。解题方案：通过调节转子回路的励磁电流来控制发电机机端电压。评分标准：3.参考答案：在隐极同步发电机中d轴和q轴同步电抗相等，即xd=xq;在凸极同步发电机中Xd>Xqo解题方案：同步发电机电抗。评分标准：4.参考答案：儿、耳与强制空载电动势的关系式为：E学=4+,可见,/和局受控于强制空载电动势直竿.v解题方案：电动势变化过程的方程式。评分标准：5.1）两电源电势的相角差，发电机q轴电势与无穷大系统电源电势之间的相角差。2）电磁功率的大小与相位角6密切相关，称6为“功角”或“功率角”。电磁功率与功角的关系式被称为“功角特性”或“功率特性”。3）功角6除了表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转子之间的相对位置。解题方案：功角。评分标准：6.对于发电机而言，机械转矩起助动作用；电