(完整word版)電力系統(tǒng)暫態(tài)重點及答案

1、單項選擇題1、短路電流最大有效值出現(xiàn)在（1）。A 、短路發(fā)生后約半個周期時；2、利用對稱分量法分析計算電力系統(tǒng)不對稱故障時，應選（2）相作為分析計算的基本相。B 、特殊相3、關于不對稱短路時短路電流中的各種電流分量，下述說法中正確的是（3）。C 、短路電流中除非周期分量將逐漸衰減到零外，其它電流分量都將從短路瞬間的起始值衰減到其穩(wěn)態(tài)值。4、不管電力系統(tǒng)發(fā)生什么類型的不對稱短路，短路電流中一定存在（2）。B 、正序分量和負序分量；5、在簡單電力系統(tǒng)中，如某點的三序阻抗Z 1Z 2Z 0 ,則在該地點發(fā)生不同類型短路故障時，按對發(fā)電機并列運行暫態(tài)穩(wěn)定性影響從大到小排序，應為（2）。B 、三相短路、

2、兩相短路接地、兩相短路、單相接地短路；6、發(fā)電機變壓器單元接線，變壓器高壓側母線上短路時，短路電流沖擊系數(shù)應?。?）。 B、1.8；7、電力系統(tǒng)在事故后運行方式下，對并列運行靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)K P (%) 的要求是（ 3）。C 、 K P (%) 10。8、下述各組中，完全能夠提高電力系統(tǒng)并列運行暫態(tài)穩(wěn)定性的一組是（2）。B 、變壓器中性點經小電阻接地、線路裝設重合閘裝置、快速切除線路故障；9、對于三相三柱式變壓器，其正序參數(shù)、負序參數(shù)和零序參數(shù)的關系是（2）。B 、正序參數(shù)與負序參數(shù)相同，與零序參數(shù)不同；10、分析計算電力系統(tǒng)并列運行靜態(tài)穩(wěn)定性的小干擾法和分析計算電力系統(tǒng)并列運行暫態(tài)穩(wěn)定性的

3、分段計算法，就其實質而言都是為了求（ 1）。 A、 t 曲線1、計算 12MW 以上機組機端短路沖擊電流時，短路電流沖擊系數(shù)應?。?）。B 、1.9；2、發(fā)電機三相電壓為：uaU m sin(t) 、 ubU m sin(t1200 ) ， ucU m sin(t1200 ) ，如將短路發(fā)生時刻作為時間的起點 （ t0 ），當短路前空載、 短路回路阻抗角為800（感性）時，B 相短路電流中非周期分量取得最大值的條件是（ 2）B 、1100；3、具有阻尼繞組的凸極式同步發(fā)電機，機端發(fā)生三相短路時，電磁暫態(tài)過程中定子繞組中存在（1）。A 、基頻交流分量、倍頻分量和非周期分量；4、中性點直接接地系統(tǒng)

4、中發(fā)生不對稱短路時，故障處短路電流中（3）。C 、可能存在，也可能不存在零序分量，應根據(jù)不對稱短路類型確定。5、在中性點直接接地的電力系統(tǒng)中，如電力系統(tǒng)某點不對稱短路時的正序電抗、負序電抗和零序電抗的關系為Z (0) 2Z (1) 2Z (2) ，則該點發(fā)生單相接地短路、兩相短路、兩相短路接地和三相短路時，按故障處正序電壓從大到小的故障排列順序是（3）。C 、單相接地短路、兩相短路、兩相短路接地、三相短路。6、中性點不接地系統(tǒng)中，同一點發(fā)生兩相短路和兩相短路接地兩種故障情況下，故障相電流的大小關系為（1）。A 、相等；7、電力系統(tǒng)中，f 點發(fā)生兩相經過渡阻抗Zf 短路時，正序增廣網絡中附加阻抗

5、Z 為（ 2）B 、 Z (2 )Z f ；8、電力系統(tǒng)兩相斷線時的復合序網在形式上與（1）的復合序網相同。A 、單相金屬性接地短路；9、電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到（2）作用時的穩(wěn)定性。B 、大干擾；10、切除雙回輸電線路中的一回，對電力系統(tǒng)的影響是（2）。B 、既會降低電力系統(tǒng)并列運行的靜態(tài)穩(wěn)定性，也會降低電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性；判斷：1、變壓器中性點經小電阻接地可以提高接地短路情況下電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。（ ）2、對稱分量法不能用于非線性電力網的不對稱短路分析。（ ）3、不管電力系統(tǒng)中性點采用什么樣的運行方式，其零序等值電路都是一樣的。（ ）4、在 x (1)x

6、(2 )x (0 ) 的情況下，三相短路與單相接地短路時故障相的短路電流相同，因此它們對于電力系統(tǒng)并列運行暫態(tài)穩(wěn)定性的影響也相同。（ ）5、輸電線路采用單相重合閘與采用三相重合閘相比較，單相重合閘更有利于提高單相接地短路情況下電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。（ ）1 / 96、短路計算時，在任何情況下，變壓器的正序勵磁電抗和零序勵磁電抗都可以視為無窮大。（ ）7、采用良導體架空地線的架空輸電線路，其正序、負序和零序電抗都比采用鐵磁導體架空地線的架空輸電線路大。（ ）8、接地短路時，發(fā)電機機端負序電壓最高，短路點零序電壓最高。（ ）9、在中性點不接地系統(tǒng)中，同一點發(fā)生兩相金屬性短路和兩相金屬性短路

7、接地時，不僅兩種情況下流過故障點的短路電流大小相等，兩種情況下短路點三相對地電壓大小也相同。（ ）10、小干擾法不能用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的分析。（ ）1、從嚴格的意義上講，電力系統(tǒng)總是處于暫態(tài)過程之中。（ ）2、無限大電源的頻率保持不變，而電壓卻隨著負荷的變化而變化，負荷越大，電源的端電壓越低。（× ）3、不管同步發(fā)電機的類型如何，定子繞組與轉子繞組之間互感系數(shù)都是變化的。（ ）4、對稱分量法只能用于線性電力系統(tǒng)不對稱故障的分析計算。（）5、派克變換前后，發(fā)電機氣隙中的磁場保持不變。（ ）6、具有架空地線的輸電線路，架空地線的導電性能越強，輸電線路的零序阻抗越大。（× ）

8、7、不對稱短路時，發(fā)電機機端的零序電壓最高。（× ）8、同步發(fā)電機轉子的慣性時間常數(shù)TJ 反映了轉子慣性的大小。 （ ）9、短路計算時的計算電抗是以發(fā)電機的額定容量為基準的電抗標幺值。（ ）10、切除部分負荷是在電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性有被破壞的危機情況下，采取的臨時措施。（ ）1、分析電力系統(tǒng)機電暫態(tài)過程時，通常認為電磁暫態(tài)過程已經結束，即不再考慮發(fā)電機內部的電磁暫態(tài)過程。（ ）2、短路沖擊電流出現(xiàn)在短路發(fā)生后約半個周期。（ ）3、不管發(fā)電機的各個繞組是由超導體還是非超導體構成，短路電流中的非周期分量都將逐漸衰減到零。（× ）4、當發(fā)電機定子繞組之間的互感系數(shù)為常數(shù)時，發(fā)電機為

9、隱極機。（ ）5、 ABC 三相系統(tǒng)中的非周期分量變換到dq0 系統(tǒng)中為基頻交流分量。（ ）6、電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱短路時，不僅短路點三相參數(shù)不對稱，電力系統(tǒng)其他部分三相參數(shù)也將成為三相不對稱的。（ × ）7、不管架空輸電線路是否假設避雷線，其負序電抗都是一樣的。（ ）8、電力系統(tǒng)發(fā)生不對稱接地短路時，故障處三相電壓不對稱分解出的零序電壓是電力系統(tǒng)中出現(xiàn)零序電流的原因。（ ）9、小干擾法既可用于電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的分析，也可用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的分析。（ ×）10、線路串聯(lián)電容器可以提高電力系統(tǒng)并列運行的靜態(tài)穩(wěn)定性。（ ）名詞解釋1、縱向故障： 答：縱向故障指電力系統(tǒng)斷線故

10、障（非全相運行），它包括一相斷線和兩相斷線兩種形式。2、負序分量： 答：是三相同頻不對稱正弦量的分量之一，其特點是三相輻值相等、頻率相同、相位依次相差1200、相序為 C BA C。3、轉移阻抗： 答：轉移阻抗是在經網絡等效變換消去除短路點和電源節(jié)點后，所得網形網絡中電源節(jié)點與短路點之間的連接阻抗?；颍弘娫?i 與 短路 點 f 之 間的轉 移阻抗是 在除電 動勢 Ei 外 ，所 有 電源電 動勢都為 零情況 下， Ei與流入短 路點 f 的 I f的比值，即ZifEIi| Ej0 , ji?；颍弘娫?i 與短路點 f 之間的轉移阻抗是在所有電源電動勢都為零，短路點f 施加電動勢E ffE時，

11、 E f與流入電源點 i 的電流 I i 的比值，即Z ifIf| E i 0 , i G 。f4、同步發(fā)電機并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性：答：同步發(fā)電機并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性指受到大干擾作用后，發(fā)電機保持同步運行的能力，能則稱為暫態(tài)穩(wěn)定，不能則稱為暫態(tài)不穩(wěn)定。5、等面積定則：答：在暫態(tài)穩(wěn)定的前提下，必有加速面積等于減速面積，這一定則稱為等面積定則。問答題1、無限大功率電源的特點是什么？無限大功率電源供電情況下，發(fā)生三相短路時，短路電流中包含有哪些電流分量，這些電流分量的變化規(guī)律是什么？2 / 91、答：無限大功率電源的特點是頻率恒定、端電壓恒定；短路電流中包含有基頻交流分量（周期分量）和非周期分量；周

12、期分量不衰減，而非周期分量從短路開始的起始值逐漸衰減到零。2、中性點直接接地電力系統(tǒng)，發(fā)生概率最高的是那種短路？對電力系統(tǒng)并列運行暫態(tài)穩(wěn)定性影響最大是那種短路？2、答：中性點直接接地電力系統(tǒng)，發(fā)生概率最高的是單相接地短路；對電力系統(tǒng)并列運行暫態(tài)穩(wěn)定性影響最大是三相短路。3、輸電線路裝設重合閘裝置為什么可以提高電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性？3、答：輸電線路裝設重合閘裝置可以提高電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性的原因是它增大了受擾運動過程中的最大減速面積。4、提高和改善電力系統(tǒng)并列運行靜態(tài)穩(wěn)定性的根本措施是什么？具體措施有那些（列出三種以上）？4、答：提高和改善電力系統(tǒng)并列運行靜態(tài)穩(wěn)定性的根本措施是縮

13、短電氣距離；具體措施有輸電線路采用分裂導線、輸電線路串聯(lián)電容器、改善電網結構、發(fā)電機裝設先進的勵磁調節(jié)裝置、提高電力網的運行電壓或電壓等級等。5、寫出電力系統(tǒng)發(fā)生兩相金屬性短路時的邊界條件方程，并畫出其復合序網。5、答：電力系統(tǒng)發(fā)生兩相金屬性短路（以BC 兩相短路為例）時的邊界條件方程為：I fa( 1)I fa ( 2) 、 I fa (0) 0 、 U fa (1) U fa( 2)其復合序網如下圖6、在隱極式發(fā)電機的原始磁鏈方程中，那些電感系數(shù)是常數(shù)？哪些是變化的？變化的原因是什么？6 答：在隱極式發(fā)電機的原始磁鏈方程中，轉子各繞組的自感系數(shù)、轉子繞組之間的互感系數(shù)、定子繞組的自感系數(shù)、

14、定子各繞組之間的互感系數(shù)均為常數(shù)；定子三相繞組與轉子各繞組之間的互感系數(shù)是變化的，變化的原因是轉子旋轉時，定子繞組和轉子繞組之間存在相對位置的周期性改變。1、寫出正序增廣網絡中，短路點串入的附加阻抗X在各種金屬性短路故障情況下的表達式。答：X三相短路： X=0；單相接地短路： XX (2) X (0)；兩相短路： XX (2 ) ；兩相短路接地： XX(2)( 2)XX( 0)。( 0)2、提高電力系統(tǒng)并列運行靜態(tài)穩(wěn)定性的根本措施是什么？具體措施有那些？答：提高電力系統(tǒng)并列運行靜態(tài)穩(wěn)定性的根本措施是縮短“電氣距離”。具體的措施有：1）采用分裂導線2）線路串聯(lián)電力電容器；3）采用先進的勵磁調節(jié)裝

15、置；4）提高輸電線路的電壓等級；5）改善系統(tǒng)結構和選擇適當?shù)南到y(tǒng)運行方式；3、簡單電力系統(tǒng)同步發(fā)電機并列運行暫態(tài)穩(wěn)定的條件是什么？答：簡單電力系統(tǒng)同步發(fā)電機并列運行暫態(tài)穩(wěn)定的條件是受擾運動中加速面積小于最大減速面積。4、寫出電力系統(tǒng)中f 點發(fā)生 B 相金屬性接地的邊界條件方程，并畫出其復合序網。答： 1) 電力系統(tǒng)中f 點發(fā)生 B 相金屬性接地的邊界條件方程為：U fb(1)U fb (2 )U fb (0 )0、 I fb (1)I fb (2 )I fb (0 )2) 復合序網如下：3 / 95、采用重合閘可以提高電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性，以下圖所示的簡單電力系統(tǒng)中f 點發(fā)生單相接地短

16、路為例，作圖說明其工作原理。答：正常運行、單相接地短路、故障線路切除后和重合閘成功后發(fā)電機的功角特性分別如下圖中曲線I 、II 、III 和所示。無重合閘時的情況如圖 A ；有重合閘時的情況如圖B 。(4 分)由圖可以看到有重合閘與無重合閘相比最大減速面積增大了S fgh h ，根據(jù)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的條件可知，采用重合閘裝置可以提高電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。1、無限大功率電源的特點是什么？在什么情況下可以將實際電源視為無限大功率電源？答：無限大功率電源的特點是：電源的電壓和頻率保持不變；電源的內阻抗為零。當實際電源的內阻抗占短路回路總阻抗的比例小于10時，就可以將實際電源視為無限大功率電源

17、。2、對于下圖所示的電力系統(tǒng)，當同步發(fā)電機的阻尼系數(shù)小于0 時，系統(tǒng)將以何種形式失去穩(wěn)定？答：受到干擾后，系統(tǒng)將發(fā)生自發(fā)振蕩而使系統(tǒng)失去穩(wěn)定。3、變壓器三角形側發(fā)生a、 b 兩相短路時，星形側哪相的短路電流最大？簡要說明其原因。答：變壓器星形側B 相電流最大。 AB 兩相短路時的各相電流序分量相量圖如下，由圖可以看到B 相電流最大。4、轉移電抗與計算電抗有何異同？答：相同點是：轉移電抗和計算電抗都是網絡經化簡消去除電源點和短路點之外的所有節(jié)點后，連接短路點與電源點的電抗標幺值。不同4 / 9的是：轉移電抗是以統(tǒng)一的功率基準值SB 為基準的電抗標幺值；計算電抗是以電源的額定容量SN 為基準的電抗

18、標幺值。5、為什么小干擾法不能用來分析電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性？答：小干擾法分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的原理是將描述電力系統(tǒng)受擾運動的非線性微分方程在原始運行點按泰勒級數(shù)展開，并略去其中狀態(tài)變量增量的平方項以上的高次項，將描述電力系統(tǒng)受擾運動的非線性微分方程簡化為關于狀態(tài)變量增量的線性微分方程，然后通過求解該線性微分方程，確定狀態(tài)變量的變化規(guī)律（即確定電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性）。從上面所述小干擾法分析電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的原理可知，只有電力系統(tǒng)所受干擾比較小，反映電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的狀態(tài)變量的變化比較小時，略去展開式中含有狀態(tài)變量增量高次項的項才不會產生太大的誤差。如果電力系統(tǒng)所受的干擾比較大，則反映電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的狀

19、態(tài)變量的增量也比較大，此時略去展開式中狀態(tài)變量增量的高次項將造成很大的計算誤差，甚至得出錯誤的結果。所以小干擾法只能用于分析電力系統(tǒng)受到小干擾作用時，電力系統(tǒng)狀態(tài)變量的變化問題即電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性問題，而不能用于分析電力系統(tǒng)受到大干擾時，電力系統(tǒng)狀態(tài)變量的變化問題即電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性問題。作圖題 1、畫出下圖所示電力系統(tǒng)f 點發(fā)生接地短路時的零序等值電路。X ( 0) 3Z n U f (0)答：電力系統(tǒng)的零序等值電路如下圖作圖題 2、以下圖所示簡單電力系統(tǒng)f 點發(fā)生三相短路為例，作圖說明快速切除故障提高同步發(fā)電機并列運行穩(wěn)定性的原理。答：故障切除較慢和故障切除速度較快兩種情況下的加速面積

20、和最大減速面積如下圖所示，從圖可以看到快速切除故障一方面減小了加速面積，另一方面增大了最大減速面積，根據(jù)簡單電力系統(tǒng)同步發(fā)電機并列運行暫態(tài)穩(wěn)定性的條件可知，快速切除故障可以提高同步發(fā)電機并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。圖中： PI 正常運行情況下發(fā)電機的功角特性；PII 故障情況下發(fā)電機的功角特性；PIII 故障切除后發(fā)電機的功角特性；作圖題 3 畫出下圖所示電力系統(tǒng)f 點發(fā)生金屬性接地短路時的零序等值電路。5 / 94、作圖題已知電力系統(tǒng)接線如下圖所示，請繪出圖中f 點發(fā)生單相接地短路時的零序等值電路。解：f 點發(fā)生單相接地短路時的零序等值電路如下：五、計算題（10 分）下圖所示簡單電力系統(tǒng)f 點發(fā)生

21、三相短路時的實際切除角為500 ，請判斷此系統(tǒng)能否保持暫態(tài)穩(wěn)定。已知以發(fā)電機額定容量為基準的各元件的電抗和系統(tǒng)電壓標幺值為：xd 1.8、 xT 1 xT 2 0.25、 xL 0.5、 U 1.0、正常運行時 P0.8、cos0.8 ,不考慮發(fā)電機勵磁調節(jié)裝置的作用，即認為發(fā)電機的空載電動勢為常數(shù)。解：1) 利用同步發(fā)電機的正常運行狀態(tài)計算發(fā)電機的空載電動勢PR QXQX取系統(tǒng)電壓作為參考相量，則電壓降落的縱分量為U;電壓降落的橫分量為UUPX QRPXU. 電壓相量圖如下：UU根據(jù)相量圖可得：Eq(UQX) 2( PX)2UU將 Q P tg0.6、 U=1.0、 XX dX T1X L

22、/ 2 XT2 2.55 代入上式得：6 / 9Eq(10.62.55)2(0.8 2.55) 23.25112）計算同步發(fā)電機在各種運行狀態(tài)下的功角特性正常運行時： PIEqU sin3.251 sin1.275sinX I2.55故障情況下： X II、PII0故障切除后： PIIIEqUsin3.251sin1.161sinX III2.83）計算極限切除角將 0sin 1 (P0 )sin1 (0.8 )0.678 （弧度）、PIM1.2753.14sin1(P0)3.14sin1(0.82.38 （弧度）h)PIIIM1.161代入cm cos 1 ( P0 ( h0 )PIIIMc

23、oshPIIMcos0) 得：PIIIMPIIMcmcos 1 (0.8(2.380.678)1.161cos2.381.105(弧度） 63.3501.1614）穩(wěn)定性分析由于實際的故障切除角小于極限切除角，所以系統(tǒng)能保持暫態(tài)穩(wěn)定。計算題1、用單位電流法計算下圖所示網絡中各電源與短路點之間的轉移阻抗。（圖中各元件參數(shù)為標幺值）解：在下圖中設電流I1 1，則U aj1、 I 2U a2、I 4I1I 23、 U bU aI 4 j1 j1 j 3 j 4、 I 3U b8j 0.5j 0.5I fI3 I411、 E f U bI fj 0.5j 4j 5.5j 9.5由此可得：x1 fE f

24、j9.5j 9.5 、 x2 fE fj 9.5j 4.75、 x3 fE fj 9.5I11I 22I 3j1.187587 / 9計算題系統(tǒng)接線如下圖所示，設在一回線路始端突然發(fā)生三相短路，已知原動機機械功率PT1.5 , 雙回線運行時系統(tǒng)的功角特性為PI3sin，切除一回線路后系統(tǒng)的功角特性為PIII2 sin。試求極限切除角c.m ？（ 15 分）解：作出正常運行、故障時和故障線路切除后的功角特性曲線如下：（4 分）由正常運行狀態(tài)求得：0sin1P0sin1PTsin1 1.53000.5233(弧度）（ 3 分）PI .MPI .M3根據(jù)故障切除后的功角特性曲線可得：h 1800sin 1PT1800sin 1 1.5131.402.2922(弧度 )（3 分）PIII . M2則極限切除角c. mcos 1PT ( h0 )PIII .M coshPII .Mcos0PIII .MPII .Mcos 1 1.5( 2.2922 0.5233)2 cos131.40