2022年电力系统暂态分析试卷 .pdf
第 1 页 共 2 页长沙理工大学拟题纸课程编号003023 拟题教研室（或老师）签名马士英教研室主任签名课程名称（含档次）电力系统暂态分析（A 考）专业层次（本、专）本科专业电气工程及其自动化考试方式（开、闭卷）闭卷一、名词解释（每小题2 分，共 10 分）1、纵向故障2、负序分量3、转移阻抗4、同步发电机并列运行的暂态稳定性5、等面积定则二、问答题（每小题5 分，共 30分）1、无限大功率电源的特点是什么？无限大功率电源供电情况下，发生三相短路时，短路电流中包含有哪些电流分量，这些电流分量的变化规律是什么？2、中性点直接接地电力系统，发生概率最高的是那种短路？对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是那种短路？3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性？4、提高和改善电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些（列出三种以上）？5、写出电力系统发生两相金属性短路时的边界条件方程，并画出其复合序网。6、在隐极式发电机的原始磁链方程中，那些电感系数是常数？哪些是变化的？变化的原因是什么？三、判断题（在你认为正确的题目后面的括号中填入，错误的题目后括号中填入。每小题 3 分，共 30 分）1、变压器中性点经小电阻接地可以提高接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。（）2、对称分量法不能用于非线性电力网的不对称短路分析。（）3、不管电力系统中性点采用什么样的运行方式，其零序等值电路都是一样的。（）名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 2 页 共 2 页4、在)0()2()1(xxx的情况下，三相短路与单相接地短路时故障相的短路电流相同，因此它们对于电力系统并列运行暂态稳定性的影响也相同。（）5、输电线路采用单相重合闸与采用三相重合闸相比较，单相重合闸更有利于提高单相接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。（）6、短路计算时， 在任何情况下， 变压器的正序励磁电抗和零序励磁电抗都可以视为无穷大。（）7、采用良导体架空地线的架空输电线路，其正序、负序和零序电抗都比采用铁磁导体架空地线的架空输电线路大。（ ）8、接地短路时，发电机机端负序电压最高，短路点零序电压最高。（）9、在中性点不接地系统中，同一点发生两相金属性短路和两相金属性短路接地时，不仅两种情况下流过故障点的短路电流大小相等，两种情况下短路点三相对地电压大小也相同。（）10、小干扰法不能用于电力系统暂态稳定性的分析。（）四、作图题（每小题10 分，共 20 分）1、画出下图所示电力系统f 点发生接地短路时的零序等值电路。2、以下图所示简单电力系统f 点发生三相短路为例，作图说明快速切除故障提高同步发电机并列运行稳定性的原理。五、计算题（ 10 分）下图所示简单电力系统f 点发生三相短路时的实际切除角为500，请判断此系统能否保持暂态稳定。已知以发电机额定容量为基准的各元件的电抗和系统电压标幺值为：8.0cos8.00 .15.025.08.121、正常运行时、PUxxxxLTTd, 不考虑发电机励磁调节装置的作用，即认为发电机的空载电动势为常数。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 3 页 共 2 页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 1 页 共 4 页长沙理工大学标准答案纸课程名称：电力系统暂态分析(A 卷) 专业、班级： 电力本科一、名词解释（每小题2 分，共 10 分）1、纵向故障答：纵向故障指电力系统断线故障（非全相运行），它包括一相断线和两相断线两种形式。2、负序分量答：是三相同频不对称正弦量的分量之一，其特点是三相辐值相等、频率相同、相位依次相差 1200、相序为 CBAC。3、转移阻抗答：转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后，所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。或：电源i与短路点 f 之间的转移阻抗是在除电动势iE外，所有电源电动势都为零情况下，iE与流入短路点f 的fI的比值，即ijEfiifjIEZ,0|。或：电源i与短路点 f 之间的转移阻抗是在所有电源电动势都为零，短路点 f 施加电动势fE时，fE与流入电源点i的电流iI的比值，即GiEffifiIEZ, 0|。4、同步发电机并列运行的暂态稳定性答：同步发电机并列运行的暂态稳定性指受到大干扰作用后，发电机保持同步运行的能力，能则称为暂态稳定，不能则称为暂态不稳定。5、等面积定则答：在暂态稳定的前提下，必有加速面积等于减速面积，这一定则称为等面积定则。二、问答题（每小题5 分，共 30分）1、答：无限大功率电源的特点是频率恒定、端电压恒定；短路电流中包含有基频交流分量（周期分量）和非周期分量；周期分量不衰减，而非周期分量从短路开始的起始值逐渐衰减到零。2、答：中性点直接接地电力系统，发生概率最高的是单相接地短路；对电力系统并列运行名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 2 页 共 4 页暂态稳定性影响最大是三相短路。3、答：输电线路装设重合闸装置可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性的原因是它增大了受扰运动过程中的最大减速面积。4、答：提高和改善电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短电气距离；具体措施有输电线路采用分裂导线、输电线路串联电容器、改善电网结构、发电机装设先进的励磁调节装置、提高电力网的运行电压或电压等级等。（列出三种即可得满分）5、答：电力系统发生两相金属性短路（以BC 两相短路为例）时的边界条件方程为：)2()1(fafaII、0)0(faI、)2()1(fafaUU其复合序网如下图6、答：在隐极式发电机的原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子绕组之间的互感系数、定子绕组的自感系数、定子各绕组之间的互感系数均为常数；定子三相绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的，变化的原因是转子旋转时，定子绕组和转子绕组之间存在相对位置的周期性改变。三、判断题（在你认为正确的题目后面的括号中填入，错误的题目后括号中填入。每小题 3 分，共 30 分）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 四、作图题（每小题10 分，共 20 分）1、画出下图所示电力系统f 点发生接地短路时的零序等值电路。)0(XnZ3)0(fU名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 3 页 共 4 页答：电力系统的零序等值电路如下图2、以下图所示简单电力系统f 点发生三相短路为例，作图说明快速切除故障提高同步发电机并列运行稳定性的原理。答：故障切除较慢和故障切除速度较快两种情况下的加速面积和最大减速面积如下图所示，从图可以看到快速切除故障一方面减小了加速面积，另一方面增大了最大减速面积，根据简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定性的条件可知，快速切除故障可以提高同步发电机并列运行的暂态稳定性。图中：IP正常运行情况下发电机的功角特性；IIP故障情况下发电机的功角特性；I I IP故障切除后发电机的功角特性；五、计算题（ 10 分）解：1)利用同步发电机的正常运行状态计算发电机的空载电动势取系统电压作为参考相量，则电压降落的纵分量为UQXUQXPRU;电压降落名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 7 页 - - - - - - - - - 第 4 页 共 4 页的横分量为UPXUQRPXU.电压相量图如下：根据相量图可得：22)()(UPXUQXUEq将6.0tgPQ、U=1.0、55.22/21TLTdXXXXX代入上式得：25.3)155.28 .0()155.26 .01(22qE2）计算同步发电机在各种运行状态下的功角特性正常运行时：sin275.1sin55.2125.3sinIqIXUEP故障情况下：0IIIIPX、故障切除后：sin161.1sin8.2125.3sinIIIqIIIXUEP3）计算极限切除角将678.0)275.18.0(sin)(sin1010IMPP（弧度）、38.2)161.18.0(sin14.3)(sin14.3101IIIMhPP（弧度）代入IIMIIIMIIMhIIIMhcmPPPPP)coscos)(cos0001得：0135.63(105.1161.138.2cos161.1)678.038.2(8. 0(cos弧度）cm4）稳定性分析由于实际的故障切除角小于极限切除角，所以系统能保持暂态稳定。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -
