电力系统暂态分析试卷答案1参考资料

n本科生考试试卷n《电力系暂态分析》程试卷（1）答案题每小题2分，共20分）1A

2B

3C

4B

5B

6A

7C

9D

、C题共20））理想同步电机由

6

个绕组构成，数学模型共有

18

个未知数。器0接法Y侧中性点与地之间串联电，n则零序阻抗会增加加。

3x，而如果在侧绕组中串联电抗x则零序阻抗会增n分短路冲击电流指的是短电流最大可能的瞬时值

。它主要是用来校验电气设备和载流导体的电动力稳定度。分）经过派克变换后同步发电机等效的、qq绕组之间的互感为0

。分）直流分量称为非周期分量，倍频电流和非周期电流都是为了维持磁链初值守恒而出现的，都属于自由分量。分起始次暂态电流指的是路电流周期分量（指基频分量）的初值分短路周期电流是许多参数的复杂函数，这些参数包括：）发电机的各种电抗和时间常数以及反映短路前运行状态的各种电势的处置；）说明励磁效果的励磁系统的参数；）短路点离机端的距离；）时间题共30））什么是派克变换？试简述派克变换的作用和意义。答：派克变换表示为

bfc本科生考试试卷bfcfdfqf0逆变换为：

23

cossin12fafbfc

cos(120)cos(120)fasin(120)sin(120)f122csin1fdc(12sin21fqcs(sin(21f0

………分………分派克变化是一种线性变换，将定子abc坐标变换到转子同步旋转的坐标。……………………分在d、o坐标系中，磁链方程成为常系数方程。从而使得同步电机的数学模型成为常系数方程或者说将abc标下“理想电机”的时变数学模型转化为非时变数学模型。…………(2分派克变换是电机模型取得的一次巨大的突破。）利用单机无穷大系统解释等面积定则。

…(2分………(2分)单机无穷大系统中各种功率特性曲线答：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上图所示机无穷大系统发生大扰动后有三个阶段即大扰动发生前时系统的功角特性P大扰动（故障）发生过程中，此时系统的功角特性为P，扰动清除ⅠⅡ后，此时系统的功角特性为P。等面积定则将发电机功角特性曲线与原动机输Ⅲ

本科生考试试卷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)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包含的面积称为加速面积即：

abcd

速

C0

0

)

2JC

………(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所含的面积称为减速面积即

defg

速

C

f

)0

2J

…………分因转子在b点、f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S

减速

加速

，即C

f

)0

C上式即为等面积法则发电机的减速面积等于加速面积时子角速度能够恢复到同步速度子角达到其极值并开始减小单机无穷大系统在此干扰下能够保持暂态稳定，否则系统失去稳定。

…………分分正序等效定则的含义。答简单不对称故障情况下障点正序电流与在故障点每一相中接入附加阻抗，并在其后发生的三相短路时的电流相等。

…………分分试写出发生、C两相短路故障，故障处的相量边界条件和序分量边界条件？答：相边界条件

U

faIfb

U0

fc

……(3分

序边界条件

U

I

U

0

………(3分)I

fa

I

fc

0

I

I

0四、综合计算题

（共30分）如图所示发电机G变压以线路L电参数都以统一基准的标幺值给出，系统的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在

本科生考试试卷点发a相直接接地短路故障测得K点短路后三相电压分别为UU试求：c

，）系统C的正序电抗分））K点发生bc两相接地短路时故障点电流分））K点发生bc相接地短路时发电机G和系统C分提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）~

T1

X

LT0

T2

~Xd2解…………分UUU

ka2

13

12U12U111U

abc

21/31/3

…………(2)由零序网络可得：a0

T1

L

T

1/325

444

………(1分是发生a相直接接地短路故障且332a0

444a0a1a2

…………(1分………(1分在正序网络中

C1

T1

L0

T

d

可得

C1

C2

0125

…………分）当K点生两相接地短F

(2)

，边界条件为：，a0a1a2aka1ka2ka0

，……(1)

22本科生考试试卷22简化后的复合序网如下如所示………(2)两相短路接地故障简化复合序网图

1

C1

T1

L0

T

d

1364

2

C2

T1

L0

T

2

0

T1

L0

T

………(2分由复合序网Ia1

EX

)

…………分则：Iba1

2

XX

22

X

00

)888(

131364(j)136413j222728

)35IIC

X2X

2

a

2XX0

0

)888(

131364(j)136413j222728

)35U

…………分(888333Ua11…………分由正序网可IC1

UC1

T1

，可IIIg1a1C…………分负序网络可得a2

Uka2jXz

C

C

XT2a2XT1L1

T

2

，IIIg2a2C2

本科生考试试卷…………分1侧由系统C提的三相故障电流大小为：II2

I67c2I2I67c2…………分2侧由发电机提供的三相故障电流大小为：Ig12

IgIg1

Ig2

667067(Ig1

2

Ig2

33)15…………分

本科生考试试卷以下无正仅供个用学习、究不得用商业用。Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.仅供个用学习、究不得用商业用。NurfürdenpersnlichenfürzukommerziellenZweckenverwend