《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》習(xí)題集匯總

1、x電力系統(tǒng)暫態(tài)分析習(xí)題集上海交通大學(xué)電氣工程系2008 年 9 月 1 日1.某同步發(fā)電機(jī)參數(shù)為1.7,0.15, 1.2,0.05,0.06,0.29,0.2, 1.68,0.3,0.d d d q d d q q x x T s T s T s x x x x rc計(jì)算：(1 額定情況(1.0, 1.0,cos 0.9U I?=Z-=下的,d q d q qU U i i E ; (2 當(dāng)機(jī)端電壓 |0| 1.0U =，出力 |0|0|0.8,0.5P Q =寸，求,qq d E E E 在上述運(yùn)行工況下發(fā)生三相短路時(shí)的,d d q I I I I 分別是額定電流的多少倍？2.由課本 P.

2、58(2-116 式畫(huà)出 d T 的等值電路屯S耳S匸1k、為多少;3.已知一臺(tái)無(wú)阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)有如下參數(shù)1.0,0.6,0.15,0.3,d q dc=繪制其額定運(yùn)行(1.0, 1.0,cos 0.85U I?=的向量圖;(2 發(fā)電機(jī)端空載短路時(shí)的 a 相短路電流；(3 額定負(fù)載下機(jī)端短路時(shí)的 a 相短路 電流；(4 機(jī)端空載短路時(shí) 20i 與 0i c 短路后瞬間的值的比值,為使該值不大于 10%, 短路點(diǎn)與機(jī)端之間的電抗 X 應(yīng)為多少？4.有一臺(tái)無(wú)阻尼繞組的同步發(fā)電機(jī)具有恒定的勵(lì)磁電壓，現(xiàn)以 0 湄前無(wú)窮大系統(tǒng)母線(xiàn)電壓時(shí)合到母線(xiàn)上。- 1I-D xS無(wú)窮大系統(tǒng)母線(xiàn)01.00s U =

3、Z求：(1 發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與無(wú)窮大母線(xiàn)電壓幅值相等時(shí)的合閘電流(,(,d q i t i t(0,0f r r =;(2 合閘后正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)的端電壓向量、空載電勢(shì)向量、暫態(tài)電勢(shì)向量 (下圖中所有參數(shù)(標(biāo)么值已歸算至同一電壓基準(zhǔn)下5. 解釋課本 P.28 圖 2-10 的向量圖中,為何直軸次暫態(tài)電勢(shì)與交軸次暫態(tài)電勢(shì)的 向量和不等于次暫態(tài)電勢(shì) E 向量。6. 某同步發(fā)電機(jī)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，其端電壓 1.0u =，輸出功率為 0.8+j0.5,發(fā)電機(jī)參數(shù)為 1.8,0.9,0.15,0.05,1d q x x x ro 計(jì)算=”,d q d q d q f f qU U i i i E計(jì)算 ma

4、x P （忽略 r;（3 在 q E 和 u 恒定的情況下，欲將發(fā)電機(jī)有功提高 5%,則 S 增至多少。7. 解釋為何向量|0|q E 與|0|d E 和與|0|E 不完全一樣。8. 如圖系統(tǒng)，兩電源電勢(shì)大小相等，計(jì)算負(fù)荷用恒定阻抗表示時(shí)的有功功率特性。（1 不計(jì)輸電線(xiàn)電阻；（2 計(jì)及輸電線(xiàn)電阻（3 比較兩種情況，并說(shuō)明。1.0,0.60.3d qdx x x =，二00 1.0 1.0P Q j +=+01.00s U =Z110.1+j1.09.某系統(tǒng)參數(shù)（p.u.如下圖10.系統(tǒng)情況如下圖，寫(xiě)出各發(fā)電機(jī)的功率方程11.某雙機(jī)系統(tǒng)如下圖：設(shè)發(fā)電機(jī)不帶 V AR ,負(fù)荷按恒定阻抗處理，試用小

5、干擾法證明系統(tǒng)保持穩(wěn)定的條件為：2112212110J J P P T TS3?-?1T1G1G2T2X=0.11 1.1300.3dE x 厶=020.9500.1dE x 厶=X=0.1000.80.4P jQ j +=+0 1.90.357d q dd x x x T =，=，00.1T x =0.4L x =12.某系統(tǒng)如下圖，用等面積定則確定極限切除角，用改進(jìn) Euler 法計(jì)算搖擺曲線(xiàn)確定極限切除時(shí)間13.系統(tǒng)如下圖所示，發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)，系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)在 K 處進(jìn)行并車(chē)操作。(1 當(dāng) |R V V =時(shí)，并在 K 點(diǎn)兩端 A 相電壓同時(shí)過(guò)零點(diǎn)合閘，求此瞬時(shí)電流值；當(dāng)|2|g V V

6、=時(shí)，并同 相位時(shí)合閘，此瞬間電流有哪些分量？其周期電流分量及穩(wěn)態(tài)電流分量是多少？(2 當(dāng)上述發(fā)電機(jī)有 A VR ,并按發(fā)電機(jī)端電壓偏差調(diào)節(jié)，在正常額定運(yùn)行時(shí)決定靜態(tài)極限，當(dāng)失穩(wěn)時(shí)與無(wú) A VR 有何區(qū)別？(3 上述系統(tǒng) L2 始端單相接地故障時(shí)，負(fù)序及零序電流對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定有何影響？為什么？14. 系統(tǒng)接線(xiàn)示于題圖，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī) 30,10.5,27%N n S MVA VKV x =o變壓器 T-1: 31.5,10.5/121,10.5%N T S S MVA k V =。變壓器 T-2、T-3:15,110/6.6,10.5%N T S S MVA k V =。線(xiàn)路 L

7、:l =100km,x=0.4?/km。電抗器 R :6, 1.5,6%N N R V kV I kA x =。T11.2cos 0.8d x ?=0 1.001.0P =z=L 1T (1f T120.2311d x T =00 1.01.00.2P Q = T2L 1T 2T (1,1f試作不含磁耦合關(guān)系的等值電路并計(jì)算其標(biāo)么值參數(shù)。15. 同步電機(jī)定子 C 相開(kāi)路,A、B 相通過(guò)電流為 cos A B N i i t轉(zhuǎn)子各繞開(kāi)路。試問(wèn)，當(dāng)分別有:(100a=,(2 090 時(shí) x,A 相繞組的等值電感/?A A A L i ?=16. 隱極同步發(fā)電機(jī) 1.5,cos 0.85d N X?

8、=,發(fā)動(dòng)機(jī)額定滿(mǎn)載運(yùn)行(1.0, 1.0G G V I =,試求其電勢(shì) q E 和S并畫(huà)出向量圖。17. 同步發(fā)電機(jī) 1.1,0.7,cos 0.8d q N x x?=發(fā)電機(jī)額定滿(mǎn)載運(yùn)行(1.0, 1.0G G V I =,試求其電勢(shì) q E 和S并作出電流、電壓和電勢(shì)的向量圖。18. 供電系統(tǒng)如下圖所示，各元件參數(shù)如下：線(xiàn)路 L :長(zhǎng) 50km ,X=0.4?/km ;變壓器 T ,100,10.5%,110/11N S T S MVA V k =。假定供電點(diǎn)電壓為 106.5kv , 并保持恒定。若空載運(yùn)行時(shí)變壓器低壓母線(xiàn)發(fā)生三相短路，試計(jì)算：(1 短路電流周期分量，沖擊電流,短路電流最

9、大有效值及短路功率的有名值；(2 當(dāng) A相非周期分量電流有最大或零初始值時(shí)，相應(yīng)的 B 相及 C 相非周期電流的初始 值。H3D-19. 一臺(tái)有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)，其參數(shù)為:50,cos 0.8n n P MW ?=,15.75 n V kv =,50n f Hz =, 1.2d x =,0.8q x =, 1.0ad x =,0.6aq x =,0.005a r =,0.091f=,0.091D(T =,0.25Q(T =,0.002D r =,0.004Q r =轉(zhuǎn)子參數(shù)已歸算到定子側(cè)。試計(jì)算發(fā)電機(jī)的暫態(tài)和次暫態(tài)電抗及各時(shí)間常數(shù)。SR20. 一臺(tái)有阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)，已知：200,cos

10、0.85,15.75, 1.962,0.246N N N d q dP MW V kv x x x ? =, 20000.146,0.21,0.178,7.4,0.62, 1.64d q d d q x x x T sT s T s .。發(fā)電機(jī)在額定:電壓下負(fù)載運(yùn)行，帶有負(fù)荷 180+j110MV A。若機(jī)端發(fā)生三相短路，試求：(1 ,q q(T=,0.0011q d E E E E E短路前瞬刻和短路瞬刻的值；(2 起始次暫態(tài)電流，非周期分量電流的最大初始值，倍頻分量電流的初始有效值；(3 0.5s 基頻分量電流的有效值；21. 在下圖所示系統(tǒng)中，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電機(jī) G-1、G-2:

11、60,0.15n dS MVA X變壓器 T-1,T-2:(12(23(1360,17%,6%,10.5% n s s s S MVA V V V外部系統(tǒng) S :300,0.4N s S MVA X 。試分別計(jì)算 220kv 母線(xiàn) 1f 點(diǎn)和 110kv母線(xiàn) 2f 點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)短路點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流的有名值。22. 系統(tǒng)接線(xiàn)示于下圖，已知各元件的參數(shù)如下：發(fā)電機(jī) G-1、G-2:60,10.5,0.15NN S MVA V kv x 短短 變壓器 T-1,T-2:60,10.5%N s S MVA V =外部系統(tǒng)S :300,0.5N s S MVA X 短 =系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)均裝有自動(dòng)勵(lì)

12、磁調(diào)節(jié)器。若在F 點(diǎn)發(fā)生三相短路，試按下列高低三種情況計(jì)算 002,1 I 和 m I，并對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較分析。（1 發(fā)電機(jī) G-1,G-2 及外部系統(tǒng) S 各用一臺(tái)等值機(jī)代表；（2 發(fā)電機(jī) G-1 和外部系 統(tǒng)S 合并為一臺(tái)等值機(jī)；（3 發(fā)電機(jī) G-1,G-2 及外部系統(tǒng) S 合并成一臺(tái)等值機(jī)。23.簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)如圖所示，各元件參數(shù)如下；發(fā)電機(jī) G :250,cos 0.85,10.5, 1.7,0.25,8N N N d q d j P MW V kv x x x T sV =變壓器 T-1:300,15%,10.5/242N S T S MVA V K =變壓器 T-2:300,15%

13、,220/121N S T S MVA V K =線(xiàn)路 L :250,220,0.42/N II km V kv x km = 運(yùn)行初始狀態(tài)：000115,220,cos 0.98V kv P MW ?=。發(fā)電機(jī)無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié),0q q E E =常數(shù)。試求功率特性（Eq P、功率極限 Eqm P、以及,qE E 和G V 隨功角S變化的曲線(xiàn)。24. 電力系統(tǒng)如下圖所示。已知各元件參數(shù)的標(biāo)么值為發(fā)電機(jī) G :20.29,0.23,11d S x x T s。變壓器 T-1:x=0.13，變壓器 T-2:x=0.11。L :雙回 1010.29,3L L L x x x =。運(yùn)行初始狀態(tài):0001.

14、0, 1.0,0.2V P Q =。若在輸電線(xiàn)路首端 1f 點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地，試用等面積定則確定極限切除 角。00O,cos P?25. 系統(tǒng)及計(jì)算條件仍如題 23。若故障切除時(shí)間為 0.15s 試用分段計(jì)算法計(jì)算 發(fā)電機(jī)的搖擺曲線(xiàn)，并用它判斷系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性（注:N W 取 36018000N f =26. 在 23 題系統(tǒng)中，如果變壓器 T-1 中性點(diǎn)接地線(xiàn)異常斷開(kāi)，此時(shí)在 1f 點(diǎn)發(fā)生單相接地短路。試問(wèn)，能否確定極限切除角，為什么？27. 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)如下圖所示。已知各元件的標(biāo)么值為：發(fā)電機(jī) G; 1.62,0.24,10d q dj x x x T s 變壓器電抗:120.14,0.

15、11T T x x =;線(xiàn)路 L :雙回 0.293L x =;初始運(yùn)行狀態(tài)為 001.0,1.00.2V S j =+。發(fā)電機(jī)無(wú)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器。（注:50N f =試 求：（1 運(yùn)行初態(tài)下發(fā)電機(jī)受小擾動(dòng)后的自由振蕩頻率；（2 若增加原動(dòng)機(jī)功率，使運(yùn)行角增到 080 時(shí)的自由振蕩頻率。28. 簡(jiǎn)述提高靜態(tài)穩(wěn)定性的 3 種措施。29. 簡(jiǎn)述提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的 3 種措施30.無(wú)限大功率系統(tǒng)供電的三相短路電流分析與有線(xiàn)達(dá)（發(fā)電機(jī)系統(tǒng)供電的三相短路電流分析的實(shí)質(zhì)區(qū)別在何處？31. 分析不對(duì)稱(chēng)短路的常用方法是什么？簡(jiǎn)述單相接地短路時(shí)故障點(diǎn)故障相短路電流的計(jì)算過(guò)程。32. 簡(jiǎn)述分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的

16、小干擾法步驟。33. 簡(jiǎn)述分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的等面積定則原理。OS34. 在同步發(fā)電機(jī)中 0,q qq d d E E E E E E 分別稱(chēng)為什么電勢(shì)，它們的大小關(guān)系如何？35. 同步發(fā)電機(jī)中 x（稱(chēng)為什么電抗,d x 稱(chēng)為什么電抗,dx 稱(chēng)為什么電抗,d x 又稱(chēng)為什么電抗，它們的大小關(guān)系如何？36. 同步發(fā)電機(jī)定子側(cè)三相短路時(shí)，其自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的動(dòng)作會(huì)使短路電流的 周期分量增大還是減小？或者不變？37. 對(duì)于隱極式同步發(fā)電機(jī),q E 恒定時(shí),功率極限值出現(xiàn)在功角S的什么范圍?qE恒定時(shí)，功率極限值出現(xiàn)在功角S的什么范圍ie ?對(duì)于凸極式同步發(fā)電機(jī)又如 何？38. 在單機(jī)-無(wú)窮大容量系統(tǒng)中,Eq S 為發(fā)電機(jī)的正步功率系數(shù)，D 為阻尼功率系數(shù),j T 為發(fā)電機(jī)的慣性時(shí)間常 數(shù),03為同步電角速度，若 Eq S0,則當(dāng) D 滿(mǎn)足什么條件時(shí),系統(tǒng)受到小擾動(dòng)后，運(yùn)行 點(diǎn)可以不振蕩的回到原始運(yùn)行點(diǎn)？39. 在簡(jiǎn)