電力系統(tǒng)暫態(tài)分析期末復(fù)習(xí)題答案

電力系統(tǒng)暫態(tài)分析期末復(fù)習(xí)題答案

第2章同步發(fā)電機(jī)突然三相短路

一、簡(jiǎn)答題

1.電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程的分類(lèi)

暫態(tài)過(guò)程分為波過(guò)程、電磁暫態(tài)過(guò)程和機(jī)電暫態(tài)過(guò)程。波過(guò)程主要研

究與過(guò)電壓有關(guān)的電壓波和電流波的傳遞過(guò)程；電磁暫態(tài)過(guò)程主要研究與

各種短路故障和斷線(xiàn)故障有關(guān)的電壓、電流的變化，功率的變化；機(jī)電暫

態(tài)過(guò)程主要研究電力系統(tǒng)受到干擾時(shí)，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、功角、功率的變化。

2.為什么說(shuō)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)是一種相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)？

由于實(shí)際電力系統(tǒng)的參數(shù)時(shí)時(shí)刻刻都在變化，所以電力系統(tǒng)總是處在

暫態(tài)過(guò)程之中，如果其運(yùn)行參量變化持續(xù)在某一平均值附近做微小的變

化，我們就認(rèn)為其運(yùn)行參量是常數(shù)（平均值），系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。

由此可見(jiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)實(shí)際是一種相對(duì)穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

3.同步發(fā)電機(jī)突然三相短路時(shí)，定子繞組電流中包含哪些電流分量？

轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中包含哪些電流分量？阻尼繞組中包含哪些電流分量？它

們的對(duì)應(yīng)關(guān)系和變化規(guī)律是什么？

定子電流中包含基頻交流分量、直流分量和倍頻交流分量；轉(zhuǎn)子勵(lì)磁

繞組中包含強(qiáng)制勵(lì)磁電流分量、直流分量和基頻交流分量；d軸阻尼繞組

中包含直流分量和基頻交流自由分量；q軸阻尼繞組中僅包含基頻交流分

量。定子繞組中直流分量和倍頻分量與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組中的基頻交流分量相

對(duì)應(yīng)，兩者共同衰減，最后衰減至零；轉(zhuǎn)子回路直流分量與定子基頻交流

分量相對(duì)應(yīng)，共同衰減但不會(huì)為零

4.同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中哪些電感系數(shù)為常數(shù)？哪些電感系數(shù)是

變化的？變化的原因是什么？

凸極式同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中，轉(zhuǎn)子的自感系數(shù)、轉(zhuǎn)子各繞組之

間的互感系數(shù)為常數(shù)；定子的自感系數(shù)、定子繞組間的互感系數(shù)可變可不

變，定子與轉(zhuǎn)子間的互感系數(shù)是變化，變化的主因是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，輔因是轉(zhuǎn)

子凸級(jí)氣息中d,q磁路不對(duì)稱(chēng)。隱極式同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中，

轉(zhuǎn)子的自感系數(shù)、轉(zhuǎn)子各繞組之間的互感系數(shù)為常數(shù)、定子的自感系數(shù)、

定子繞組間的互感系數(shù)均為常數(shù)；定子與轉(zhuǎn)子間的互感系數(shù)是變化的，變

化的原因是定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

5.什么是派克變奏？為什么進(jìn)行派克變換？

派克變換是將空間靜止不動(dòng)定子A、B、C三相繞組用兩個(gè)隨轉(zhuǎn)子同步

旋轉(zhuǎn)的繞組和一個(gè)零軸繞組來(lái)等效替換，兩個(gè)隨轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的繞組一個(gè)

位于轉(zhuǎn)子d軸方向，稱(chēng)為d軸等效繞組；一個(gè)位于q軸方向稱(chēng)為q軸等效

繞組。派克變換的目的是將原始磁鏈方程中的變系數(shù)變換為常系數(shù)，從

而使發(fā)電機(jī)的原始電壓方程由變系數(shù)微分方程變換為常系數(shù)微分方程，以

便于分析計(jì)算。

6.電流的0軸分量不產(chǎn)生隨氣隙分布的磁動(dòng)勢(shì),Park變換為什么還要加

入電流的0軸分量？

7,同步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)與方程。

?有何意義。8.凸極同步發(fā)電機(jī)模型中引入EQ

凸級(jí)同步發(fā)電機(jī)Xd不等于Xq,故發(fā)電機(jī)的向量方程寫(xiě)不成全向量形

式，向量圖也畫(huà)不出，各個(gè)參數(shù)分量無(wú)

?，它即位于q軸，乂是隱極化的電勢(shì)，能夠幫助將發(fā)電機(jī)向量方程

寫(xiě)成全向量形式。法獲得。故構(gòu)建EQ

第6章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題和各元件機(jī)電特性

一、簡(jiǎn)答題

1.穩(wěn)定分析中做了哪些近似簡(jiǎn)化。

在分析穩(wěn)定問(wèn)題時(shí)，做簡(jiǎn)化如下：（1）忽略發(fā)電機(jī)定子繞組電阻（2）

設(shè)機(jī)組轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速，3弋1；

（3）不計(jì)定子繞組中的電磁暫態(tài)過(guò)程；14）發(fā)電機(jī)的某個(gè)電動(dòng)勢(shì)，

例如空載電動(dòng)勢(shì)或暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)甚至端電壓為恒定。

2.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的概念及分類(lèi)。

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性指當(dāng)系統(tǒng)在某一正常運(yùn)行狀態(tài)下受到某種干擾后，

能夠經(jīng)過(guò)一定時(shí)間回到原來(lái)的運(yùn)行狀態(tài)或者過(guò)渡到一個(gè)新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀

態(tài)的能力。主要分為：電壓穩(wěn)定，頻率穩(wěn)定，功角穩(wěn)定。功角穩(wěn)定又分為

靜態(tài)，暫態(tài)，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定。

3.不計(jì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部電磁過(guò)渡過(guò)程及自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的作用，給出同

步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程。

Chap.7電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定

一、簡(jiǎn)答題：

1電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定基本概念

電力系統(tǒng)受到小的干擾后，不發(fā)生自發(fā)振蕩或非周期性失步，自動(dòng)恢

復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力。2線(xiàn)路傳輸功率和兩端電壓大小、相位之間

過(guò)暫態(tài)過(guò)程達(dá)到新的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)或者

恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。

2暫態(tài)穩(wěn)定分析中發(fā)電機(jī)的模型。

根據(jù)勵(lì)磁回路磁鏈?zhǔn)睾阍?，故障瞬間交軸暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)是不變的，以

后再衰減。由于勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的存在，可以認(rèn)為交軸暫態(tài)電視在暫態(tài)過(guò)程中

一直是常數(shù)。實(shí)際計(jì)算中用暫態(tài)電勢(shì)代替之。

3暫態(tài)穩(wěn)定研究中能否將狀態(tài)方程線(xiàn)性化？

暫態(tài)穩(wěn)定是研究大干擾的過(guò)程，因此不能象研究靜穩(wěn)一樣把狀態(tài)方程

線(xiàn)性化

4暫態(tài)穩(wěn)定分析中只計(jì)及正序分量的電磁功率

不對(duì)稱(chēng)故障時(shí)，負(fù)序電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子繞組電流的磁場(chǎng)形成轉(zhuǎn)

矩，主要是以?xún)杀筋l率交變的，平均值接近于零的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，對(duì)暫態(tài)

過(guò)程影響小。零序電流在轉(zhuǎn)子空間的合成磁場(chǎng)為零，不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，可以忽

略。5等面積定則的基本原理。

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6如何理解暫態(tài)穩(wěn)定和系統(tǒng)原來(lái)的運(yùn)行方式和干擾的方式有關(guān)？

一個(gè)系統(tǒng)的在某個(gè)運(yùn)行方式和某種干擾下是暫態(tài)穩(wěn)定的，而在另一個(gè)

運(yùn)行方式和另一種干擾下它可能就是不穩(wěn)定的，因此，分析一個(gè)系統(tǒng)的智

態(tài)穩(wěn)定，首先必須結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)習(xí)情況給出系統(tǒng)的初始運(yùn)行方式。還要

確定系統(tǒng)所受的擾動(dòng)方式，參見(jiàn)《中國(guó)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》。

7單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的判斷。

1）等面積定則

2）通過(guò)求解發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程得到6?t曲線(xiàn)

8故障切除時(shí)刻對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響，

故障切除的越快，加速面積越小，減小了電動(dòng)機(jī)失速的危險(xiǎn)。切除過(guò)

慢有可能導(dǎo)致沒(méi)有足夠的減速面積，從而使系統(tǒng)失去暫態(tài)穩(wěn)定。

9極限切除角的含義？為何還需求解極限切除時(shí)間？

極限切除角就是最大可能的減速面積與加速面積大小相等的穩(wěn)定極

限情況下的切除角。極限切除角便于我們分析理解整個(gè)故障切除過(guò)程，但

是在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，只有極限切除時(shí)間可以直觀(guān)地確定切除的時(shí)機(jī)，能

夠解決實(shí)際問(wèn)題。

10如何理解快速切除故障是保證暫態(tài)穩(wěn)定的有效措施

快速切除故障減少了加速面積，增加了減速面積，提高了發(fā)電機(jī)之間