FACTS復(fù)習(xí)思考題

1、FACTS復(fù)習(xí)思考題第一章1 在簡(jiǎn)單和復(fù)雜電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)ACTS主要有哪些作用？2 根據(jù)電能質(zhì)量的有關(guān)內(nèi)容，試列出幾種反映電源質(zhì)量的系統(tǒng)變量。3 根據(jù)圖1-4的基本原理，試推導(dǎo)式(1-2)和式(1.3)，并畫出對(duì)應(yīng)的矢量圖。4 除了采用FACTS技術(shù)之外，試列出幾種傳統(tǒng)電能質(zhì)量控制的方法。5 靜止類控制器與傳統(tǒng)電能質(zhì)量控制的主要區(qū)別有哪些？并舉出一例詳細(xì)說(shuō)明。6 參考第8章的有關(guān)內(nèi)容，說(shuō)明相間潮流控制器（IPC）以及線間潮流控制器（IPFC）之間有什么區(qū)別？各起什么作用？7 在眾多FACTS控制器中，哪些控制器適合于輸電系統(tǒng)？哪些控制器適合于配電系統(tǒng)？8 某一輻射系統(tǒng)有3條傳輸線路，實(shí)際的

2、負(fù)載需求如題圖1-1所示。已知3條傳輸線的設(shè)計(jì)容量相同，線徑也完全相同。設(shè)每條線路的原始額定容量為100MW，試根據(jù)需要對(duì)該系統(tǒng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)?？蛇x擇本章所介紹的任一FACTS控制器、或它們的組合對(duì)該輻射網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使之滿足實(shí)際需要，并說(shuō)明實(shí)施方案的原理，畫出相關(guān)電路圖。題圖1-1 實(shí)際的負(fù)載要求9 為什么HVDC不能算是真正的“電網(wǎng)”？在電力系統(tǒng)的潮流控制中，它能起到哪些作用？10 就傳輸線而言，哪些傳輸線屬于感性？哪些傳輸線屬于容性？11 在電纜輸電中，若輸電距離較長(zhǎng)，如超過(guò)100km，在沒(méi)有采取任何措施的情況下，電纜輸電能否完成輸電任務(wù)？應(yīng)注意什么問(wèn)題？怎樣解決？第二章1. 如題圖2

3、-1所示電路中，指定各支路電流的參考方向，試列出所有節(jié)點(diǎn)的KCL方程，并說(shuō)明 這些方程中有幾個(gè)是獨(dú)立的。題圖2-12. 對(duì)上題所示電路，若已知V，V，求電壓和。3. 求題圖2-2所示電路的等效電阻，其中，。題圖2-21 電路如題圖2-3所示，其中電壓源、電流源和電阻均為已知，且為正值。 (1) 求電壓和電流 ； (2)若電阻減小，對(duì)哪些元件的電壓、電流有影響？影響如何？題圖2-35. 用疊加定理計(jì)算題圖2-4所示電路中的U 和I各為多少。6. 求題圖2-5所示電路的戴維南和諾頓等效電路。7. 求題圖2-6所示二端口網(wǎng)絡(luò)的阻抗參數(shù)和導(dǎo)納參數(shù)矩陣。題圖2-4題圖2-5題圖2-68. 試?yán)L出對(duì)應(yīng)下列

4、參數(shù)矩陣的二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路。（1）阻抗參數(shù)矩陣（2）導(dǎo)納參數(shù)矩陣9. 在題圖2-7所示電路中，二端口網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)納參數(shù)為G11=0.05S，G12=0.01S，G21=0.01S，G22=0.03S。 ，負(fù)載RL20。試用二端口網(wǎng)絡(luò)的等效電路法求 。題圖2-710. RC電路中電容C原未充電，所加的波形如圖F2.8所示，其中R=100，C=100F。求： （1）電容電壓；（2）用分段形式寫出。 題圖2-811. 若上題中，電容C原未充電，求電容電壓。12. 將下列復(fù)數(shù)化為復(fù)指數(shù)形式： （1）（2）（3）（4）13. 有一簡(jiǎn)單RL電路如題圖2-9所示，設(shè)電壓源電壓為：，R、X都為100，試計(jì)算

5、電路總的瞬時(shí)功率及功率因數(shù)角。題圖2-914. 如題圖2-10所示電路外加60HZ、120V的正弦電壓，感性負(fù)載吸收的功率PL =6kW，功率因數(shù) l=0.8。計(jì)算需要并聯(lián)多大的電容（圖中虛線所示）才能將電路的功率因數(shù)提高到0.95（滯后）。題圖2-1015. 如題圖2-11所示多電壓級(jí)電力系統(tǒng)，選定基本級(jí)為220kV級(jí)；基準(zhǔn)功率為100MVA；與這基 本級(jí)對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)電壓為220kV。設(shè)圖中110kv線路未經(jīng)歸算得阻抗為Z=36.6，求其歸算至基本級(jí)后的標(biāo)幺值Z*。題圖2-1116. 對(duì)題圖2-12所示電橋電路，試應(yīng)用Y變換計(jì)算： (1) 對(duì)角線電壓U; (2)電壓Uab題圖2-1217. 已

6、知 , (1)畫出它們的波形圖，求出它們的有效值、頻率f和周期T； (2)寫出它們的復(fù)振幅相量和畫出其相量圖，求出它們的相位差；18. 如題圖2-13所示為單相接地短路時(shí)短路點(diǎn)故障部分電路圖，與短路點(diǎn)相連的系統(tǒng)其它部分 未畫出。試列出該單相接地短路的邊界條件，并推導(dǎo)出短路點(diǎn)故障電流的各序分量與故障電 流的關(guān)系式。題圖2-1319. 如題圖2-14所示為兩相短路時(shí)短路點(diǎn)故障部分的電路圖。試推導(dǎo)出短路點(diǎn)故障電流的各序 分量與故障電流的關(guān)系式，并畫出符合序網(wǎng)圖。題圖2-1420. 如題圖2-15所示為兩相接地短路時(shí)短路點(diǎn)故障部分的電路圖。試證明： 題圖2-15第三章1 某一電壓型單相變流器如題圖3-

7、1所示。假設(shè)變流器交流輸入端的運(yùn)行功率因數(shù)角可變，試根據(jù)本章3.2節(jié)的圖3-2原理完成如下問(wèn)題：（1）當(dāng)功率因數(shù)角為超前300時(shí)，畫出整流和逆變兩種情況下對(duì)應(yīng)的電壓電流波形，并指出各導(dǎo)通時(shí)段對(duì)應(yīng)的導(dǎo)通功率器件。（2）當(dāng)功率因數(shù)角為滯后300時(shí)，再完成上述任務(wù)。（3）根據(jù)以上波形圖，試分析開(kāi)關(guān)閥中的二極管在什么時(shí)候?qū)?，是上橋臂還是下橋臂？并列表說(shuō)明。題圖3-12電壓型三相變流器如題圖3-2所示。已知交流系統(tǒng)為對(duì)稱三相交流電，并假設(shè)由于變壓器的作用使得交流側(cè)的電流為理想的正弦波，系統(tǒng)工作頻率為50Hz。已測(cè)得交流側(cè)的a相基波電壓和a相電流分別為a相基波電壓a相電流試根據(jù)圖中所示參考方向完成：（1

8、）根據(jù)表達(dá)式的已知相位和六脈沖觸發(fā)的控制原理，畫出a點(diǎn)相對(duì)于直流中性點(diǎn)N的電壓波形UaN(wt)，并標(biāo)注相應(yīng)的幅值和時(shí)間坐標(biāo)；（2）根據(jù)對(duì)稱性原理和有關(guān)計(jì)算公式，計(jì)算UNn和Uab的幅值各為多少？同時(shí)畫出兩個(gè)電壓的波形圖，并標(biāo)注幅值和對(duì)應(yīng)的時(shí)間坐標(biāo)；（3）在與電壓波形相同時(shí)間坐標(biāo)下，分別畫出id1id6和ia、ib、ic的波形圖，計(jì)算并標(biāo)注對(duì)應(yīng)的幅值；（4）在上述相同時(shí)間坐標(biāo)下，畫出開(kāi)關(guān)閥3上的電壓波形；（5）分析不同時(shí)段電流的導(dǎo)通路徑及導(dǎo)通功率器件，并列表說(shuō)明。題圖3-23在上題中，若電流相位分別為零和超前350，其它條件均不改變，再完成上題所述問(wèn)題。4在三相6脈沖橋式變流器中，假設(shè)直流側(cè)的

9、兩個(gè)串聯(lián)電容在任何工作情況下都能保證兩個(gè)電壓相等，且幅值保持不變。試根據(jù)周期性波形的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式證明：式中的符號(hào)標(biāo)記與題2的定義相同。5某兩個(gè)周期性的電壓波形如題圖3-3所示，試根據(jù)傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)原理推導(dǎo)兩個(gè)電壓波形的表達(dá)式。（提示：可根據(jù)需要將坐標(biāo)軸平移）題圖3-36根據(jù)圖3-8的思路，試設(shè)計(jì)12脈沖串聯(lián)和并聯(lián)型變流器結(jié)構(gòu)，并用矢量圖或波形圖來(lái)說(shuō)明。7在12脈沖變流器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)24脈沖和48脈沖變流器結(jié)構(gòu)，說(shuō)明實(shí)現(xiàn)原理。8設(shè)圖題圖3-2中交流輸入電壓的有效值為380V，系統(tǒng)工作頻率為50Hz，直流側(cè)初始負(fù)載為12MW，同時(shí)假設(shè)連接變壓器和變流器的器件容量均滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求。試用Mat

10、lab/Simulink仿真軟件構(gòu)造題圖3-2的系統(tǒng)，并完成：（1）直流負(fù)載由初始值突變?yōu)?7MW后，直流電流與交流電流的變化波形；（2）直流負(fù)載突降到5MW后，直流電流與交流電流的變化波形；（3）在上述兩種負(fù)載變化情況下，分析交流側(cè)電壓、電流的波形與相位關(guān)系；（4）分析上述變化下id1id6和六個(gè)開(kāi)關(guān)閥的電壓變化波形；（5）觀察直流電壓Ud的變化，分析它與直流側(cè)負(fù)載大小和交流側(cè)功率因數(shù)（只考慮基波）之間有什么樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系。9某一電壓型三電平變流器結(jié)構(gòu)如圖3-10所示，已知交流輸入電壓為630V，系統(tǒng)工作頻率為50Hz。假設(shè)在某一工作狀態(tài)下，直流電壓Ud=1200V，試根據(jù)相關(guān)理論完成：（1）

11、設(shè)q=1800，計(jì)算基波電壓和3、5、7次諧波幅值各為多少。（2）若q變化1600，再計(jì)算基波電壓和3、5、7次諧波幅值各為多少。（3）將上述兩情況下變流器輸出的基波電壓幅值與交流輸入電壓幅值進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生電壓差的原因，說(shuō)明該電壓是如何得到平衡的。（提示：考慮變壓器內(nèi)阻抗）10搭建上題的Matlab/Simulink模型，變壓器容量設(shè)定為30MVA，以圖示參考方向，直流側(cè)負(fù)載由-15MW向+15MW逐漸變化，變化階躍幅值為5MW。試根據(jù)仿真結(jié)果：（1）分析和觀察在上述兩個(gè)角度下直流電壓、電流的穩(wěn)定值，并與交流側(cè)的電壓、電流波形進(jìn)行比較；（2）對(duì)直流側(cè)負(fù)載的大小和方向做任意調(diào)整，直至直流電壓

12、Ud=1200V，再分析此時(shí)的交、直流各有關(guān)電壓、電流波形及幅值。11PWM調(diào)制對(duì)變流器的諧波輸出有無(wú)改善作用？與傳統(tǒng)的6脈沖、12脈沖等調(diào)制方式相比，它有什么優(yōu)越性？它的主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？12假設(shè)某一變流器的直流電壓為Ud，已采取的控制能保持基波輸出電壓幅值不變?，F(xiàn)欲消除3、5、7次輸出電壓諧波，試根據(jù)3.11節(jié)PWM電壓缺口設(shè)計(jì)的原理，列出求解對(duì)應(yīng)缺口角度的聯(lián)立方程組。13根據(jù)圖3-14的思路，試畫出5倍頻和7倍頻PWM電壓輸出波形，并將這兩組波形與3倍頻波形進(jìn)行比較，由此可得出什么結(jié)論？第四章1 電壓型和電流型變流器的主要區(qū)別是什么？在這兩類變流器中，一般均假設(shè)什么量為常量？分析什么量？

13、2 要改變有功功率的傳輸方向，對(duì)電壓型和電流型變流器的電流和電壓各應(yīng)采用怎樣的控制？3 與電壓型變流器相比，電流型變流器存在的主要問(wèn)題是什么？HVDC采用什么樣的變流器結(jié)構(gòu)？為什么？4 在電力電子器件構(gòu)成的變流器中，功率器件的損壞一般都屬短路類型。已知有兩個(gè)三相半控整流器分別為電壓型和電流型，且兩者功率器件的容量完全相同。試根據(jù)電壓型和電流型整流器的特點(diǎn)完成：（1）電壓型整流器在什么條件下才能正常工作？如果條件不滿足，會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題？（2）分析并畫出兩種整流器中某一功率器件短路時(shí)的整流輸出電壓波形，并指出在兩種電路結(jié)構(gòu)中分別會(huì)出現(xiàn)什么后果。（3）若有兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)的電流型三相全波整流器，但其中一

14、個(gè)整流器的功率器件為二極管，另一個(gè)為晶閘管。假設(shè)晶閘管的觸發(fā)延遲角a=00，試分析并畫出兩個(gè)整流器在同一個(gè)位置上的功率器件出現(xiàn)短路時(shí)的整流電壓波形，同時(shí)畫出故障橋臂上另一個(gè)功率器件的電壓波形。5 已知某一三相橋式整流器交流輸入線電壓的有效值為U，該整流器采用晶閘管控制，且正常工作時(shí)存在換相重疊現(xiàn)象。假設(shè)控制較為a，換相重疊角為g。由于換相重疊導(dǎo)致的電壓損失所對(duì)應(yīng)的面積用DA表示，試證明該面積的表達(dá)式為6 什么是一次換相失??？什么是二次換相失??？它們對(duì)變流器中的功率器件的破壞是過(guò)電壓還是過(guò)電流？7 有一GTO構(gòu)成的變流器如題圖4-1所示。設(shè)該變流器工作在逆變狀態(tài)，其逆變角b=450，換相重疊角g

15、=150，直流電流id在逆變過(guò)程中保持恒定不變，交流側(cè)電壓ua、ub和uc為理想的正弦波。試畫出變流器輸出的對(duì)應(yīng)電流波形ia、ib和ic。題圖4-18 一自換相整流電路如題圖4-2所示，已知觸發(fā)延遲角a=600，換相重疊角g=100，交流輸入相電壓的有效值U=220V，直流側(cè)電流id=50A。試完成：題圖4-2（1）畫出直流電壓ud的穩(wěn)態(tài)波形（兩個(gè)周期），標(biāo)明各波形段的數(shù)學(xué)表達(dá)式；（2）計(jì)算直流電壓ud的平均值Ud。9 變流器結(jié)構(gòu)仍如題圖4-1所示，其它條件也與上題相同。試根據(jù)4.3節(jié)的有關(guān)內(nèi)容完成：（1）在上面的條件下，試畫出直流電壓ud的波形，計(jì)算平均直流電壓Ud=?（2）若在逆變過(guò)程中，

16、某一個(gè)GTO的觸發(fā)脈沖丟失，即發(fā)生一次換相失敗，但直流電流id的幅值和方向依然保持不變，試畫出此時(shí)的直流電壓ud的波形，同時(shí)畫出脈沖丟失GTO上的電壓波形。（3）若在逆變過(guò)程中出現(xiàn)二次換相失敗，再畫出此時(shí)的直流電壓ud波形，并解釋可能出現(xiàn)的后果。（提示：根據(jù)定義，二次換相失敗是指連續(xù)兩次換相的脈沖丟失）（4）在上面的情況下如果逆變角b變?yōu)?00，其它條件不變，請(qǐng)說(shuō)明有無(wú)可能出現(xiàn)逆變顛覆？為什么？畫出逆變顛覆時(shí)的ud波形。10 有一電流型12脈沖變流器是由兩個(gè)6脈沖變流器的串聯(lián)而成的，題圖4-3為其示意性結(jié)構(gòu)圖，假設(shè)直流電流id為常數(shù)。結(jié)構(gòu)圖上面的變壓器為Y/Y連接，下面一個(gè)變壓器為D/Y連接，

17、對(duì)應(yīng)的原付邊繞組相位差為300。試完成：(1)試根據(jù)12脈沖變流器設(shè)計(jì)的一般原則，畫出12脈沖變流器的詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)；(2)根據(jù)詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)證明：該變流器母線連接處交流電流i的波形為圖示6階梯波形。題圖4-311 試證明圖4-12a中的1200方波電流表達(dá)式為12 在某一6脈沖的變流器中，電力電子器件采用晶閘管。已知它在整流工作狀態(tài)下交流側(cè)的電流波形示意如圖4-13所示，試根據(jù)以下條件完成：(1) 設(shè)控制角a=370，換相重疊角g=250，直流電流id=50A，試畫出交流側(cè)對(duì)應(yīng)的電壓和電流波形。(2)寫出電流波形的表達(dá)式。(3)計(jì)算交流電流的基波幅值I1等于多少。(4)根據(jù)圖4-144-19計(jì)算

18、在上述條件下3、5、7、11、13、17、19次諧波電流的幅值。13 在電流型變流器中，為什么交流側(cè)電流的諧波只存在奇次諧波？而直流側(cè)只存在偶次諧波？這些諧波是如何得到平衡的？14 若某一6脈沖變流器的控制角為零，且不存在換相重疊角。試證明6脈沖電流型變流器再次中條件下的直流輸出電壓ud的諧波計(jì)算公式為式中，諧波次數(shù)，k為整自然數(shù)，p為每周期的脈沖數(shù)，在6脈沖變流器中的值為6。15 若考慮晶閘管的控制角和換相重疊角，根據(jù)4.3.6節(jié)的有關(guān)內(nèi)容，試推導(dǎo)此時(shí)的直流電壓各段表達(dá)式，并畫出對(duì)應(yīng)的直流電壓波形。16 已知6脈沖電流型變流器的控制角a=600，換相重疊角g=300，變流器交流輸入電壓的有效

19、值U=380V（線電壓），直流電流id=80A。試根據(jù)電流型變流器的特點(diǎn)完成：（1）計(jì)算直流電壓的平均值Ud=?（2）圖示計(jì)算在上述條件下的6、12、18次諧波電壓的幅值各為多少？17 GTO構(gòu)成的電流型變流器為什么稱之為剛性變流器？它有哪些特點(diǎn)？第五章1 并聯(lián)補(bǔ)償屬電流補(bǔ)償還是電壓補(bǔ)償？在輸電線路中點(diǎn)和負(fù)荷終端的并聯(lián)補(bǔ)償為什么能提高電壓穩(wěn)定性？2 有一相距100km的三相對(duì)稱兩機(jī)輸電系統(tǒng)如題圖5-1所示，其中圖a為無(wú)中點(diǎn)補(bǔ)償線路，圖b為有中點(diǎn)補(bǔ)償線路。假設(shè)送端電壓幅值Us與受端電壓幅值Ur相等，兩個(gè)系統(tǒng)中的線路阻抗也完全相同。系統(tǒng)電壓為110kV，送端輸出容量為S=35+j8MVA（感性）。

20、試根據(jù)并聯(lián)補(bǔ)償?shù)奶匦酝瓿扇缦聠?wèn)題：(1) 根據(jù)以上條件計(jì)算無(wú)補(bǔ)償系統(tǒng)每相線路電流I=？(2) 設(shè)線路阻抗為純感性，試計(jì)算每相線路電抗X=?(3) 無(wú)補(bǔ)償線路的傳輸角d=？(4) 計(jì)算無(wú)補(bǔ)償系統(tǒng)的中點(diǎn)電壓Umid=？畫出對(duì)應(yīng)的矢量圖。(5) 在這種無(wú)補(bǔ)償系統(tǒng)中，設(shè)線路的額定設(shè)計(jì)電流值為500A，你認(rèn)為最大的傳輸功率可達(dá)到多少，并用矢量圖說(shuō)明。(6) 在圖b的有中點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)償中，若通過(guò)控制已使得送端的無(wú)功輸出減少了6MVar，再計(jì)算系統(tǒng)各支路的電流各為多少。（送端輸出電流用is表示，受端輸入電流用ir表示，補(bǔ)償電流用icom表示）(7) 畫出問(wèn)題（5）中的送受端電壓、各支路電流的矢量圖。(8) 在系

21、統(tǒng)送受端電壓幅值不變的前提下，若線路額定設(shè)計(jì)電流仍為500A，你認(rèn)為經(jīng)補(bǔ)償后系統(tǒng)的最大可傳輸容量可達(dá)到多少？在理想情況下，要求此時(shí)的補(bǔ)償容量又為多少？題圖5-13 有一三相輻射式配電系統(tǒng)如題圖5-2所示。已知系統(tǒng)輸入電壓Us=400V，負(fù)載端額定電壓為Ur=380V，系統(tǒng)額定傳輸容量Se=10MVA，系統(tǒng)工作頻率為50Hz，額定負(fù)載時(shí)的功率因數(shù)cosj=0.95。試根據(jù)本章5.1.2節(jié)的內(nèi)容完成：(1) 計(jì)算額定負(fù)載下的傳輸線電抗Xe=？(2) 計(jì)算額定工作電流Ie=?(3) 以額定工作狀態(tài)下的線路電抗Xe、負(fù)載額定工作電壓Ue=380V、額定負(fù)載電流Ie和額定容量Se為基數(shù)，用Matlab軟

22、件或其它編程語(yǔ)言完成功率因數(shù)分別為-0.8、-0.9、-0.97、1、0.95、0.9、0.8時(shí)負(fù)載電壓Ur與負(fù)載吸收功率Pr之間的UrPr特性曲線，即標(biāo)幺值表示的特性曲線。（注：功率因數(shù)為負(fù)值表示容性功率因數(shù)）題圖5-24 試簡(jiǎn)單說(shuō)明為什么圖5-4b中系統(tǒng)在穩(wěn)定狀態(tài)和故障前后三種狀態(tài)下的傳輸特性曲線具有不同幅值？圖5-5a的傳輸特性又說(shuō)明了什么假設(shè)前提？5 試簡(jiǎn)單敘述并聯(lián)補(bǔ)償為什么能阻尼功率振蕩。（提示：從并聯(lián)補(bǔ)償對(duì)調(diào)整線路電壓幅值的角度來(lái)分析）6 某條10kV城網(wǎng)輻射式電力傳輸線路的額定傳輸容量為15MVA，傳輸線路呈容抗。已知該條線路從零時(shí)到六時(shí)的時(shí)間段內(nèi)無(wú)負(fù)載連接到該條線路上，但通過(guò)檢

23、測(cè)知，此時(shí)該條線路上的傳輸輸容量已占額定傳輸容量的10%。試根據(jù)并聯(lián)補(bǔ)償原理完成：16. 判斷該線路是什么材質(zhì)的傳輸線路。假設(shè)該條線路上有均勻分布的3個(gè)負(fù)載輸出點(diǎn)，并假設(shè)3個(gè)負(fù)載點(diǎn)的負(fù)載大小相同，試設(shè)計(jì)一個(gè)合理的并聯(lián)補(bǔ)償方案，并圖示之。17. 若3個(gè)負(fù)載點(diǎn)所需負(fù)載之和正好等于額定傳輸容量，3個(gè)點(diǎn)的功率因數(shù)假設(shè)都在-0.90.75之間變化，試設(shè)計(jì)各補(bǔ)償點(diǎn)的補(bǔ)償方案。18. 計(jì)算各補(bǔ)償點(diǎn)的容量各為多少？7 TSC、TCR和TSR的工作原理是怎樣的？畫出它們的結(jié)構(gòu)示意圖。8 SVC中沒(méi)有包括晶閘管控制電容（TCC），你認(rèn)為它是不是不能實(shí)現(xiàn)？為什么？9 在0.4kV三相配網(wǎng)線路中，假設(shè)負(fù)載為感性，一般

24、的無(wú)功補(bǔ)償現(xiàn)大都采用TSC。對(duì)它的控制一般都是在電容電壓過(guò)零處投切，但此時(shí)的dv/dt最大；若在電壓最大值處投切，則會(huì)導(dǎo)致很大的電容電壓突變，但此時(shí)的dv/dt為零。已知該線路上的感性負(fù)載容量為600kVA，負(fù)載功率因數(shù)為0.82。試根據(jù)有關(guān)概念完成：(1) 設(shè)變壓器輸出電壓為400V，在上述負(fù)載下，已測(cè)得負(fù)載端電壓為380V，計(jì)算線路傳輸電抗X=？(2) 若對(duì)該線路采用TSC進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，且將功率因數(shù)提高到了0.95，試計(jì)算補(bǔ)償容量應(yīng)為多少。(3) 畫出實(shí)際補(bǔ)償原理圖，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的電容量為多少。(4) 假設(shè)由于控制器的計(jì)算和電氣線路的傳輸延時(shí)，使控制器發(fā)出投切命令到實(shí)際裝置的動(dòng)作延遲了0.1

25、ms，試計(jì)算電容電壓過(guò)零投切控制時(shí)電容電流的變化波形。（提示：參考第2章的有關(guān)內(nèi)容，根據(jù)電容電荷守恒原理計(jì)算過(guò)渡過(guò)程）(5) 不考慮延遲作用時(shí)，再計(jì)算在線路電壓最大值處投切時(shí)的電容電流。10 某一TSC無(wú)功補(bǔ)償電路如題圖5-3所示，試根據(jù)5.2節(jié)的有關(guān)內(nèi)容完成：題圖5-3（1）用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法說(shuō)明圖示無(wú)功補(bǔ)償?shù)耐肚性?，并圖示相應(yīng)的控制線路；（2）寫出無(wú)功補(bǔ)償投切的控制方程，并畫出閉環(huán)控制原理圖。11 某一FC+TCR組合型10kV無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)如題圖5-4所示。假設(shè)三相負(fù)載容量恒定為5MVA，但功率因數(shù)的變化范圍為0.750.93（感性），且當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)為0.93時(shí)，已測(cè)得Ur=10kV，U

26、s=11kV。試根據(jù)無(wú)功并聯(lián)補(bǔ)償?shù)幕靖拍睿?qǐng)完成：題圖5-4(1) 計(jì)算線路等效集中傳輸電抗X=?(2) 假設(shè)負(fù)載完全從線路上切除時(shí)，測(cè)得受端電壓Ur=12.5kV，畫出此時(shí)的等效傳輸線路圖，計(jì)算和標(biāo)示等效集中線路參數(shù)的數(shù)值。(3) 根據(jù)負(fù)載變化范圍，確定FC的大小和TCR的電感范圍.(4) 設(shè)計(jì)組合型無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)用型補(bǔ)償結(jié)構(gòu)。(5) 在所設(shè)計(jì)的TCR結(jié)構(gòu)下，根據(jù)式(5-5)式(5-6)計(jì)算控制角的范圍。12 在題圖5-4的系統(tǒng)中，若負(fù)載的日負(fù)荷曲線如題圖所示，其中，負(fù)荷方塊上面的的數(shù)字表示在該負(fù)荷下的負(fù)載功率因數(shù)（感性），虛線表示各時(shí)間段負(fù)載在縱坐標(biāo)上的投影,系統(tǒng)工作頻率為50Hz?，F(xiàn)欲對(duì)

27、該線路采用并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償控制，使其在任何時(shí)候的功率因數(shù)都能達(dá)到0.95以上。試根據(jù)并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償?shù)囊笸瓿桑?1) 設(shè)計(jì)一個(gè)合理的并聯(lián)補(bǔ)償方案，畫出并聯(lián)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，使之滿足各時(shí)段功率因數(shù)的要求。(2) 解釋補(bǔ)償控制方案。(3) 計(jì)算并聯(lián)補(bǔ)償方案中各補(bǔ)償元件的參數(shù)（若使用了電容，則計(jì)算電容值，若使用了TCR或TSR，則計(jì)算電感值，同時(shí)說(shuō)明控制角a的范圍）題圖5-513 直接電壓控制和間接電壓控制有什么不同？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？14 設(shè)電容的自身?yè)p耗為0.3W/kVar，功率器件的管壓降為1.1V，電感器件的內(nèi)電阻為35mW，假設(shè)只考慮補(bǔ)償裝置的穩(wěn)態(tài)損耗，忽略開(kāi)關(guān)過(guò)程的動(dòng)態(tài)損耗，試根據(jù)第12題所設(shè)計(jì)的補(bǔ)償

28、方案（不一定包括本題列出的所有器件）完成：(1) 用表格形式列出各時(shí)段的工作器件（如電容、電感、導(dǎo)通的功率半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件的個(gè)數(shù)等）。(2) 分析并寫出該補(bǔ)償裝置的損耗計(jì)算公式，若設(shè)計(jì)方案中使用了TCR，應(yīng)寫出TCR中對(duì)應(yīng)的電流表達(dá)式。(3) 計(jì)算該補(bǔ)償裝置每天消耗多少度電。15 從補(bǔ)償裝置自身?yè)p耗的角度考慮，你認(rèn)為哪種形式的并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償裝置的損耗最??？為什么？16 在題圖5-6中，假設(shè)變流器直流側(cè)沒(méi)有附加能量補(bǔ)充設(shè)備，同時(shí)假設(shè)StatCom補(bǔ)償支路沒(méi)有任何有功損耗，試畫出負(fù)載為感性和容性兩種情況下使系統(tǒng)功率因數(shù)為“1”的補(bǔ)償矢量圖。題圖5-617 在題圖5-6中，若負(fù)載的屬性和幅值會(huì)在很大范圍

29、內(nèi)變化，現(xiàn)欲采用斜率調(diào)節(jié)的控制方式對(duì)負(fù)載端電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，試分析在什么負(fù)載情況下應(yīng)進(jìn)行怎樣的電壓調(diào)節(jié)。18 為什么StatCom的響應(yīng)速度比SVC高？在頻響特性上有什么特點(diǎn)？19 在某一傳輸線路中擬采用StatCom對(duì)功率振蕩進(jìn)行阻尼，試根據(jù)圖5-54和圖5-55的框圖說(shuō)明阻尼功率振蕩的基本控制原理。20 圖5-60和圖5-61分別為StatCom和SVC的U-I特性和U-Q特性，試根據(jù)兩者的特點(diǎn)解釋：（1）為什么StatCom的U-I為垂直部分的線段在SVC中對(duì)應(yīng)的是斜線？（2）在U-Q平面上，StatCom斜線的部分在SVC中對(duì)應(yīng)為某一規(guī)律的曲線，這說(shuō)明該曲線表達(dá)了什么概念？寫出該曲線的表達(dá)

30、式。21 StatCom在器件容量的選擇上有什么特殊要求？能夠用它進(jìn)行四象限補(bǔ)償嗎？在不同象限的補(bǔ)償控制中對(duì)它的結(jié)構(gòu)應(yīng)有什么要求？22 有一簡(jiǎn)單110kV的三相兩機(jī)系統(tǒng)如題圖5-7所示。在沒(méi)有中點(diǎn)補(bǔ)償時(shí)測(cè)得的有關(guān)參數(shù)為：系統(tǒng)工作頻率為50Hz，送、受端電壓的有效值均為110kV，送端輸入的容量（感性）為S=185+j60MVA。已知待補(bǔ)償支路的連接電抗Xcom=0.31mH，試根據(jù)并聯(lián)補(bǔ)償?shù)母拍钔瓿桑侯}圖5-7(1) 根據(jù)已知條件，聯(lián)立求解無(wú)線路補(bǔ)償時(shí)線路的傳輸電抗X=2XL=？傳輸角d=？ (2) 在沒(méi)有中點(diǎn)補(bǔ)償?shù)臈l件下，線路上的電流is=？(3) 線路在沒(méi)有中點(diǎn)補(bǔ)償時(shí)，中點(diǎn)電壓Umid=？

31、通過(guò)中點(diǎn)的傳輸容量Smid又等于多少？(4) 根據(jù)上面的計(jì)算，如何解釋受端輸入容量與中點(diǎn)傳輸容量的差和相應(yīng)的計(jì)算結(jié)果？前面的計(jì)算結(jié)果實(shí)際上是在什么前提下得到的？(5) 為了使中點(diǎn)電壓Umid與送、受端電壓的幅值相等，現(xiàn)采用StatCom進(jìn)行中點(diǎn)補(bǔ)償，以提高線路的傳輸容量。假設(shè)中點(diǎn)補(bǔ)償已使中點(diǎn)電壓與送、受端電壓幅值相同，且認(rèn)為StatCom為理想的無(wú)功電壓源，試根據(jù)已給參數(shù)和各種算法計(jì)算補(bǔ)償電流icom應(yīng)等于多少。(6) 試根據(jù)矢量圖計(jì)算StatCom的等效電壓Ucom又等于多少。23 StatCom+TSC+TCR的組合補(bǔ)償器對(duì)補(bǔ)償特性有什么改善？在感性和容性補(bǔ)償區(qū)域，它的響應(yīng)速度由哪一部分來(lái)

32、決定？對(duì)應(yīng)的最大延時(shí)為多少？（提示：根據(jù)不同的控制設(shè)計(jì)來(lái)分析）24 根據(jù)StatCom的特點(diǎn)和相對(duì)于SVC的比較，試闡述StatCom如何改善了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性？25 根據(jù)5.5節(jié)的概念說(shuō)明“靜止無(wú)功系統(tǒng)”是一個(gè)什么概念？它有什么特點(diǎn)？若要實(shí)現(xiàn)這樣一種無(wú)功系統(tǒng)，對(duì)電力系統(tǒng)的信號(hào)傳輸應(yīng)有什么要求？第六章1 串聯(lián)補(bǔ)償屬于電壓還是電流補(bǔ)償性質(zhì)？2 串聯(lián)補(bǔ)償能夠顯著提高傳輸容量，試判斷下面的提法中哪些是正確的？哪些是錯(cuò)誤的？為什么？（1）串聯(lián)補(bǔ)償提高了傳輸線路上的電壓；（2）串聯(lián)補(bǔ)償增加了傳輸線上的電流；（3）串聯(lián)補(bǔ)償“等效”縮短了傳輸線路；（4）串聯(lián)補(bǔ)償增大了傳輸線路上的電壓降；（5）串聯(lián)補(bǔ)償只

33、能對(duì)具有感性線路電抗的傳輸線路有補(bǔ)償效果；（6）串聯(lián)補(bǔ)償?shù)幕竟δ芫褪窃黾觽鬏斁€路上的電流；（7）與并聯(lián)補(bǔ)償相比，串聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備的絕緣要求要高得多；（8）與并聯(lián)補(bǔ)償相比，在補(bǔ)償容量相同的前提下，串聯(lián)補(bǔ)償要經(jīng)濟(jì)得多；（9）在某些功能上，串聯(lián)補(bǔ)償可以取代并聯(lián)補(bǔ)償，甚至效果更好；（10）串聯(lián)補(bǔ)償控制比并聯(lián)補(bǔ)償控制簡(jiǎn)單得多。3 某一串聯(lián)補(bǔ)償?shù)娜噍椛鋫鬏斁€路如題圖6-1所示。已知電源線電壓，電壓額定值為380V，傳輸線電抗X=57mW，系統(tǒng)工作頻率為50Hz，傳輸線路的額定功率為P=1.2MW，額定功率因數(shù)為0.95。試采用Matlab或其他編程軟件完成：（1）繪出額定功率因數(shù)下無(wú)串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)負(fù)載端電壓U

34、r與負(fù)載Z吸收的功功率P之間的特性曲線；（2）串聯(lián)補(bǔ)償度k分別取0.1、0.3、0.5、0.7，負(fù)載功率因數(shù)仍保持額定值不變，再繪出UrP的特性曲線；（3）如將負(fù)載功率因數(shù)改變?yōu)?.77，再繪出串聯(lián)補(bǔ)償度分別為0、0.3和0.5時(shí)的UrP特性曲線；（4）根據(jù)問(wèn)題（2）和（3）的結(jié)果，試分析負(fù)載功率因數(shù)對(duì)UrP特性曲線有無(wú)影響，并采用各種已知理論說(shuō)明你的結(jié)論。題圖6-14 設(shè)串聯(lián)補(bǔ)償度為k，試根據(jù)圖6-1的串聯(lián)補(bǔ)償結(jié)構(gòu)及相關(guān)矢量圖，推導(dǎo)線路傳輸功率和補(bǔ)償電容發(fā)出的無(wú)功分別為5 圖6-1a為某一簡(jiǎn)單兩機(jī)系統(tǒng)，已知在沒(méi)有串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)的自然傳輸特性如題圖6-2所示。設(shè)系統(tǒng)工作頻率為50Hz，系統(tǒng)電壓U=

35、10kV，穩(wěn)定傳輸角d1=300，傳輸線電抗X=35W。試根據(jù)暫態(tài)穩(wěn)定性的原理完成：題圖6-2（1）穩(wěn)態(tài)傳輸功率P=？（2）設(shè)在某一時(shí)刻線路發(fā)生接地故障，并在d2=850時(shí)得到清除，試根據(jù)等面積法則計(jì)算dd/dt=0時(shí)對(duì)應(yīng)的d3=？（3）若在d2=1000時(shí)故障得到清除，試說(shuō)明該自然系統(tǒng)能否保持穩(wěn)定？（4）為了能仍在問(wèn)題（3）的d2角度下保持系統(tǒng)穩(wěn)定，欲采用串聯(lián)補(bǔ)償來(lái)加強(qiáng)穩(wěn)定，試問(wèn)在此情況下串聯(lián)補(bǔ)償度至少為多少才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定？6 在題圖6-3的簡(jiǎn)單三相兩機(jī)系統(tǒng)中，系統(tǒng)由送端到受端傳輸?shù)姆€(wěn)定功率為10MW，系統(tǒng)電壓為10kV。設(shè)在某一時(shí)刻的零串聯(lián)補(bǔ)償度下，由于某種原因?qū)е略谠摋l傳輸線上出現(xiàn)了功率振

36、蕩，振蕩幅值為1MW，振蕩頻率為10Hz，試參照6.1.4節(jié)的內(nèi)容完成：（1）畫出至少3個(gè)振蕩周期的功率振蕩曲線（注意振蕩波是疊加在穩(wěn)定波形之上的），注明時(shí)間坐標(biāo)；（2）若采用“乓乓”串聯(lián)補(bǔ)償控制策略來(lái)阻尼功率振蕩，在同一時(shí)間坐標(biāo)下畫出補(bǔ)償度的變化曲線；（3）根據(jù)“乓乓”控制思路，在同一時(shí)間坐標(biāo)下畫出傳輸功率的衰減振蕩過(guò)程；（4）若等效發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量用J表示、電機(jī)轉(zhuǎn)速用n表示、電磁功率為Pe、發(fā)電機(jī)等效軸上機(jī)械輸入功率為Pmech，同時(shí)假設(shè)在功率振蕩期間機(jī)械輸入功率不變，試列出阻尼功率振蕩的微分方程組，并說(shuō)明求解步驟；（5）用Matlab軟件或其他相關(guān)編程工具準(zhǔn)確仿真出“乓乓”控制下的傳

37、輸功率P隨時(shí)間t的衰減曲線。題圖6-37 可變阻抗型串聯(lián)補(bǔ)償主要有哪些類型？它們與線路電壓有什么樣的對(duì)應(yīng)關(guān)系？8 在串聯(lián)補(bǔ)償中，一般將傳輸線路上的電流視為恒流源。系統(tǒng)工作頻率為50Hz，試根據(jù)GCSC的特點(diǎn)完成如下問(wèn)題：（1）設(shè)GCSC中的電容已串聯(lián)在線路上工作，即GTO已處于關(guān)斷狀態(tài)，說(shuō)明GTO應(yīng)在什么情況下觸發(fā)導(dǎo)通？否則會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？（2）若GTO已處于穩(wěn)定閉合狀態(tài)，即電容已被旁路，試簡(jiǎn)單說(shuō)明GTO的斷開(kāi)時(shí)刻對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行有無(wú)影響？為什么？（3）設(shè)傳輸線路上的電流有效值Is=100A，GCSC中的電容C=20mF，試寫出GTO在線路電流為零時(shí)刻斷開(kāi)的電容電壓表達(dá)式，標(biāo)注相應(yīng)的有效時(shí)間段

38、；（4）在問(wèn)題（3）的參數(shù)下，寫出GTO在線路電流最大值和1/2幅值處斷開(kāi)的電容電壓表達(dá)式，并有效標(biāo)注時(shí)間段；（5）試根據(jù)題圖6-3的兩機(jī)系統(tǒng)搭建相應(yīng)的Matlab仿真模型，說(shuō)明GCSC進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償?shù)目刂菩Ч? 根據(jù)6.1.5節(jié)和電機(jī)學(xué)的有關(guān)內(nèi)容，闡述次同步諧振的產(chǎn)生機(jī)理。根據(jù)你目前的專業(yè)基礎(chǔ)，你認(rèn)為發(fā)電機(jī)組可能的諧振轉(zhuǎn)矩會(huì)有哪些？產(chǎn)生這些機(jī)械諧振的可能原因是什么？10 設(shè)題圖6-4為220kV的兩機(jī)系統(tǒng)模型，串聯(lián)補(bǔ)償采用GCSC來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中的X為包含了發(fā)電機(jī)、傳輸線路、兩端變壓器的所有電抗之和。已知在額定運(yùn)行狀態(tài)下，送端電壓Us和受端電壓Ur相等，且均為220kV，當(dāng)沒(méi)有串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，系統(tǒng)傳輸角d=450，工作頻率為50Hz，額定傳輸功率為P=350MW，GCSC中的串聯(lián)電容C=80mF。試根據(jù)串聯(lián)補(bǔ)償?shù)幕靖拍詈偷?章介紹的標(biāo)幺值表達(dá)方式完成：（1）求在額定運(yùn)行條件下沒(méi)有串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)的線路電抗X=？（2）線路傳輸?shù)臒o(wú)功功率Q=？（3）在額定傳輸功率下，調(diào)節(jié)GCSC的延遲角g，使串聯(lián)補(bǔ)償度k=0.3，試求此時(shí)對(duì)應(yīng)的延遲角g=？（4）計(jì)算補(bǔ)償度k分別為0.2和0.4時(shí)的線路傳輸角d各為多少。（5）若使串聯(lián)補(bǔ)償度k能在0.10.8之間變化，串聯(lián)電容C應(yīng)取多大值較為合適？（6）根據(jù)以上計(jì)算思路，試采用各種編程方法繪出補(bǔ)償度k與傳輸角d的關(guān)系曲