電力系統(tǒng)暫態(tài)分析試卷C卷

1、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析試卷C卷電力系統(tǒng)暫態(tài)分析試卷C卷長沙理工大學(xué)擬題紙課程編號 003023擬題教研室（或老師）簽名 馬士英教研室主任簽名課程名稱（含檔次）電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（C卷）專業(yè)層次（本、專） 本科專 業(yè) 電氣工程及其自動化考試方式（開、閉卷） 閉卷一、判斷題（下述說法是否正確，在你認(rèn)為正確的題號后打“，”，錯誤的打“X”，每小題2分， 共20分）1、分析電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)過程時，通常認(rèn)為電 磁暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束，即不再考慮發(fā)電機(jī)內(nèi)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(jī)的各個繞組是由超導(dǎo)體還是非超 導(dǎo)體構(gòu)成，短路電流中的非周期分量都將逐漸衰減到

2、O( )4、當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組之間的互感系數(shù)為常數(shù)時,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(diǎn)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(shè)避雷線，其負(fù)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(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性。()二、單項選擇題

3、(在每小題的三個備選答案中，選出一 個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題3分，共30分)1、計算12MW以上機(jī)組機(jī)端短路沖擊電流時，短路電流沖擊系數(shù)應(yīng)取()。A、2;B、1.9;C、1.8。2、發(fā)電機(jī)三相電壓為：Ua =UmSin(8t +a)、Ub =Umsin(8t+a _1200),Uc =UmSin+a +1200),如將短路發(fā)生時刻作為時間的起點(diǎn)（t=0）,當(dāng)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（ ）。A、o =00 *B、1 =1100 *C、a = -1100 o3、具有阻尼繞組的凸極式同步發(fā)電機(jī)，機(jī)端發(fā)生

4、三 相短路時，電磁暫態(tài)過程中定子繞組中存在（）。A、基頻交流分量、倍頻分量和非周期分量；B、基頻交流分量和非周期分量；C、非周期分量和倍頻分量。共3頁第1頁4、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生不對稱短路時，故障 處短路電流中（）。A、一定存在零序分量；B、一定不存在零序分量；C、可能存在，也可能不存在零序分量，應(yīng)根據(jù)不 對稱短路類型確定。5、在中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中，如電力系統(tǒng)某 點(diǎn)不對稱短路時的正序電抗、負(fù)序電抗和零序電抗的 關(guān)系為Z甌=2Z）=2Z的，則該點(diǎn)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（）。A、兩相短路接地、單相接地短路、兩相短

5、路、三相短路；B、單相接地短路、兩相短路接地、兩相短路、三相短路；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(diǎn)不接地系統(tǒng)中，同一點(diǎn)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(guān)系 為（）。A、相等；B、兩相短路時的電流大于兩相短路接地時的電流；C、兩相短路接地時的電流大于兩相短路時的電流。7、電力系統(tǒng)中，f點(diǎn)發(fā)生兩相經(jīng)過渡阻抗Zf短路時， 正序增廣網(wǎng)絡(luò)中附加阻抗z為（）。A 、Z率） + Z即 +Zf ;B、Z 其2） . Zf ；C、Z；, Zf。8、電力系統(tǒng)兩相斷線時的復(fù)合序網(wǎng)在形式上與（）的復(fù)合序網(wǎng)相同。A、單相金屬性接地短路；B、兩相金屬性短路；C、兩

6、相短路金屬性接地。9、電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在受到（）作用時的穩(wěn)定性。A、小干擾；B、大干擾；C、大干擾或小干擾。10、切除雙回輸電線路中的一回，對電力系統(tǒng)的影響是（）。A、只會降低電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性，不 會影響電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性；B、既會降低電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性，也會降低電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性；C、既不會降低電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性， 也不會影響電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。三、問答題（每小題5分共25分）1、無限大功率電源的特點(diǎn)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？2、對于下圖所示的電力系統(tǒng)，當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的阻尼系數(shù)小于0時，系

7、統(tǒng)將以何種形式失去穩(wěn)定？Gtl無限大系統(tǒng)3、變壓器三角形側(cè)發(fā)生a、b兩相短路時，星形側(cè) 哪相的短路電流最大？簡要說明其原因。K/A-H共3頁第2頁4、轉(zhuǎn)移電抗與計算電抗有何異同？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？四、作圖題（9分）已知電力系統(tǒng)接線如下圖所示，請繪出圖中f點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時的零序等值電路。GiCzQ-k©齒- ab-©人 品 好人五、計算題（每小題8分，共16分）1、隱極式同步發(fā)電機(jī)的額定電壓為 10.5KV,額 定容量為100MW ,額定功率因數(shù)為0.85,電抗Xd =2M =0.12。發(fā)電機(jī)空載情況下機(jī)端突然發(fā)生三相短路，試計算(1)短

8、路電流周期分量的起始有效值和穩(wěn)態(tài)有效 值。(2)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī) A相電壓瞬時值過零時, 定子三相繞組中非周期分量的起始值。2、已知電力系統(tǒng)狀態(tài)方程的特征方程為: / +4/ +3*2 +8?“+10 = 0。此系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的還是不穩(wěn)定 的？如果不穩(wěn)定將以什么方式失去穩(wěn)定？共3頁第3頁長沙理工大學(xué)標(biāo)準(zhǔn)答案紙課程名稱： 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析專業(yè)、班級：電力本科一、判斷題（下述說法是否正確，在你認(rèn)為正確的題號后打“，”，錯誤的打“X”，每小題2分， 共20分）1、分析電力系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)過程時，通常認(rèn)為電 磁暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束，即不再考慮發(fā)電機(jī)內(nèi)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

9、期。（，）3、不管發(fā)電機(jī)的各個繞組是由超導(dǎo)體還是非超導(dǎo) 體構(gòu)成，短路電流中的非周期分量都將逐漸衰減到零。（X）4、當(dāng)發(fā)電機(jī)定子繞組之間的互感系數(shù)為常數(shù)時， 發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)。（，）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(diǎn)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。（X）7、不管架空輸電線路是否假設(shè)避雷線， 其負(fù)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

10、的分 析，也可用于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的分析。（X）10、線路串聯(lián)電容器可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性。（，）二、單項選擇題（在每小題的三個備選答案中，選出一 個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。 每小題3分，共30分）1、B; 2、B; 3、A; 4、C; 5、C; 6、A; 7、B;8、A; 9、B; 10、Bo三、問答題（每小題5分共25分）1、無限大功率電源的特點(diǎn)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(diǎn)是：電源的電壓和頻率保持不變；電源的內(nèi)阻抗為零。當(dāng)實際電源的內(nèi)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

11、電源。2、對于下圖所示的電力系統(tǒng)，當(dāng)同步發(fā)電機(jī)的阻尼系數(shù)小于0時，系統(tǒng)將以何種形式失去穩(wěn)定？G TLQ- -GD-無限大系統(tǒng)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(cè)發(fā)生a、b兩相短路時，星形側(cè) 哪相的短路電流最大？簡要說明其原因。Ar/A-11共4頁第1頁答：變壓器星形側(cè)B相電流最大。（1分）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。三編刑例審汽相量圖星開恥電溫有顯汽（每個相量圖2分）4、轉(zhuǎn)移電抗與計算電抗有何異同?答：相同點(diǎn)是：轉(zhuǎn)移電抗和計算電抗都是網(wǎng)絡(luò)經(jīng)化簡消 去除電源點(diǎn)和短路點(diǎn)之外的所有節(jié)點(diǎn)后，連接短路點(diǎn) 與電源點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值。

12、不同的是：轉(zhuǎn)移電抗是以統(tǒng)一的功率基準(zhǔn)值 Sb為基 準(zhǔn)的電抗標(biāo)幺值；計算電抗是以電源的額定容量 Sn為 基準(zhǔn)的電抗標(biāo)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(yùn)動的非線性微分方程在原始運(yùn)行點(diǎn)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(yùn)動的非線性微分方 程簡化為關(guān)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(yùn)行狀態(tài)的狀態(tài)變量的

13、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(chǎn)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(yùn)行狀態(tài)的狀態(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(jié)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 變化問題一一即電力系統(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 的變化問題一一即電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性問題。四、作圖題（9分）已知電力系統(tǒng)接線如下圖所示，請繪出圖中f點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時的零序等值電路。共4頁第2頁解：f點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時的零序等值電路如下:

14、五、計算題（每小題8分，共16分）1、隱極式同步發(fā)電機(jī)的額定電壓為10.5KV,額定容量為100MW ,額定功率因數(shù)為0.85,電抗 xd =2刈=0.12。發(fā)電機(jī)空載情況下機(jī)端突然發(fā)生三相短 路，試計算(1)短路電流周期分量的起始有效值和穩(wěn)態(tài)有效 值。(2)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī) A相電壓瞬時值過零時， 定子三相繞組中非周期分量的起始值。解：采用標(biāo)幺制計算，取發(fā)電機(jī)額定電壓為基準(zhǔn)電壓， 發(fā)電機(jī)額定容量Sn=儂=117.65MvAJ基準(zhǔn)容量，則電流基 0.85準(zhǔn)值100-3U N cos N= 6.469(KA)發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值為Xd =2,x； =0.12。(1)計算短路電流周期分量的起始有效值和穩(wěn)態(tài)有 效值因為短路前空載，所以發(fā)電機(jī)的空載電動勢標(biāo)幺 值Eq|0|* =U|0* =1 ,短路電流周期分量起始有效值 I JEIB =±x6.469=53.908(KA)；短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)有效Xd 0.12值 IbEq01%6.469 = 3.235(KA)。Xd2(2)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī) A相電壓瞬時值過零時， 定子三相繞組中非周期分量的起始值。由于短路前空載，當(dāng)短路發(fā)生在 A相電壓瞬時值 過零時，定子A相繞組非周期分量的起始值為其周期 分量起始值的幅值，即1|=同=而53.908