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)考試方式（開、閉卷）電氣工程及其自動化閉卷一、判斷題（下述說法是否正確，在你認為正確的題號后打“”，錯誤的打“”，每小題 2 分，共 20分）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(jīng)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

2、機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，不僅短路點三系相參數(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。（）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

3、的序號填在題干的括號內。每小題 3 分，共 30 分)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?。ˋ、2；）。B、1.9；C、1.8。uc2、發(fā)電機三相電壓為： ua U m sin( t) 、ubU m sin(t1200 ) ，0U m sin(t120 ) ，如將短路發(fā)生時刻作為時間的起點0（ t 0 ），當短路前空載、 短路回路阻抗角為 80（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、00 ；B、1100；C、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 （A、基頻交流分量、倍頻分量和

4、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；、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（）。、兩相短路接地、單相接地短路、兩相短路、三相短路；B、單相接地短路、兩相短路接地、兩相短路、

5、三相短路；、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（ ）。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 點發(fā)生兩相經(jīng)過渡阻抗Zf 短路時，正序增廣網(wǎng)絡中附加阻抗 Z 為（）。ZZ(0 )Zf ；ZZf ；ZZf 。A、 (2)B、 (2)C、 (0)（8 、電力系統(tǒng)兩相斷線時的復合序網(wǎng)在形式上與）的復合序網(wǎng)相同。A、單相金屬性接地短路；B、兩相金屬性短路；C、兩相短路金屬性接地。、電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在

6、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（）。、只會降低電力系統(tǒng)并列運行的靜態(tài)穩(wěn)定性，不會影響電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性；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；、既不會降低電力系統(tǒng)并列運行的靜態(tài)穩(wěn)定性，也不會影響電力系統(tǒng)并列運行的暫態(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？3、變壓器三角形側發(fā)生

7、 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。共3頁第 2頁4、轉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，請繪出圖中生單相接地短路時的零序等值電路。f 點發(fā)五、計算題（每小題8 分，共 16 分）1、隱極式同步發(fā)電機的額定電壓為 10.5KV ，額定容量為 100MW ，額定功率因數(shù)為 0.85，電抗xd 2, xd 0.12 。發(fā)電機空載情況下機端突然發(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 A 相電壓瞬時值過零時，定子三相繞組中非周期分量

8、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 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頁長沙理工大學標準答案紙課程名稱： 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，在你認為正確的題號后打“”，錯誤的打“”，每小題 2 分，共 20分）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(jīng)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

9、的互感系數(shù)為常數(shù)時，發(fā)電機為隱極機。（）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。（）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

10、將正確答案的序號填在題干的括號內。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、B。三、問答題（每小題5 分 共 25 分）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。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

11、相短路時，星形側哪相的短路電流最大？簡要說明其原因。共4頁第 1頁答：變壓器星形側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。（每個相量圖 2 分）4、轉移電抗與計算電抗有何異同？答：SB 為基相同點是：轉移電抗和計算電抗都是網(wǎng)絡經(jīng)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。不同的是：轉移電抗是以統(tǒng)一的功率基準值準的電抗標幺值；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

12、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(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，甚至得出錯誤的結果。所以小干擾法只能用于分析電力系

13、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。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 點發(fā)生單相接地短路時的零序等值電路如下：五、計算題（每小題8 分，共 16 分）1、隱極式同步發(fā)電機的額定電壓為 10.5KV ，額定容量為 100MW ，額定功率因數(shù)為 0.85，電抗xd 2, xd 0.12 。發(fā)電機空載情況下機端突然發(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

14、路發(fā)生在發(fā)電機 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：采用標幺制計算，取發(fā)電機額定電壓為基準電壓，發(fā)電機額定容量SN100117.65M V 為A基準容量，則電流基0.85準值I BI1006.469(KA) ，發(fā)電機電抗標幺值為N3U N cos Nxd 2, xd0.12。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)電機的空載電動勢標幺值Eq|0|*U |0|*1 ， 短 路 電 流 周 期 分 量 起 始 有 效 值IEq|0|I B16.46953.908( KA)xd0.12值 IEq|0|16.4693.235( )xdBKA2;短路電流周期分量穩(wěn)態(tài)有效。2）短路發(fā)生在發(fā)電機 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 |i a 0 |2I253.90876( KA) ；B、C 兩相