电力系统暂态分析复习题

第一章

1、无限大功率电源及其相对性

答：容量为无限大的电源称为无限大功率电源，其特点是电源内阻抗等于零，端电压与频率保持不变。当实际电源的内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于10%时可以视为无限大功率电源。

2、最大冲击电流出现的条件是什么？

答：最大冲击电流出现在短路发生后二分之一周期时，即非周期分量取得最大值时。条件是纯感性电路短路前空载，三相短路发生在电压瞬时值过零瞬间。 计算公式如下：

最大冲击电流：im?KmIm?Km2I??

最大有效值电流：IM?I??1?2(Km?1)

短路容量计算公式：

第二章

1、什么是派克变换？派克变换的意义是什么？

答：派克变换是将空间静止不动定子A、B、C三相绕组用两个随转子同步旋转的绕组和一个零轴绕组来等效替换，两个随转子同步旋转的绕组一个位于转子d轴方向，称为d轴等效绕组；一个位于q轴方向称为q轴等效绕组。

派克变换的意义是将原始磁链方程中的变系数变换为常系数，从而使发电机的原始电压方程由变系数微分方程变换为常系数微分方程，以便于分析计算。

2、派克变换的等效体现在何处？其变换规律是什么？

答：派克变换的等效体现在变换前后气隙合成磁场保持不变。派克变换的规律是：1)A、B、C三相绕组系统中基频周期分量变换为d、q、0绕组系统中非周期分量；2)将A、B、C三相绕组系统中非周期分量(含倍频分量)变换为d、q、0绕组系统中的基频周期分量。

3、同步发电机机端突然三相短路时，定子绕组电流中包含哪些电流分量？转子励磁绕组中包含哪些电流分量？阻尼绕组中包含哪些电流分量?它们的对应关系和变化规律是什么？

答：定子电流中包含基频周期分量、非周期分量和倍频分量；转子励磁绕组中包含强制直流分量、自由非周期分量和基频交流自由分量；d轴阻尼绕组中包含非周期自由分量和基频交流自由分量；q轴阻尼绕组中仅包含基频交流分量。

定子绕组中基频周期分量电流与d轴阻尼绕组、励磁绕组中的非周期分量相对应，并随着转子励磁绕组中非周期自由分量和d轴阻尼绕组中非周期分量的衰减而最终达到稳态值(与转子励磁绕组中强制直流分量相对应)；定子绕组中非周期分量和倍频分量与转子励磁绕组、阻尼绕组中的基频交流分量相对应，并随着定子绕组非周期分量和倍频分量衰减到零而衰减到零。

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第三章

6、运算曲线法计算任意时刻短路电流周期分量有效值的步骤

答：(1)将各元件归算到同一基准下，制定等值电路;(2)网络化简，求得各电源电动势对短路点间的转移电抗;(3)将各电源的转移电抗该电源发电机的额定功率归算，即求得计算电抗;(4)按计算电抗查表求得各分支短路电流的标么值，根据计算电抗的大小及要求的短路时间，此时有简化的取法;(5)将各分支短路电流换成有名值并叠加。

7、转移电抗计算方法？

答：转移电抗的计算方法有网络化简法、单位电流法和利用转移电抗的定义利用节点导纳矩阵计算三种方法。前面两种用于手算，后者用于计算机计算。

8、转移阻抗：转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后，所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。

第四章

1、什么是对称分量法？

答：对称分量法是将一组三相不对称正弦量分解为三组对称分量(其中一组称为正序分量、一组称为负序分量，另一组称为零序分量)，通过分别计算三序对称分量，达到计算三相不对称正弦量的计算方法。常用于电力系统不对称故障的分析计算。 2、对称分量法能否用于非线性三相电力系统的分析计算？为什么？

答：不能。因为对称分量法实际上是迭加原理的应用，而迭加原理不能用于非线性电路的分析计算，所以对称分量法不能用于非线性三相电力系统的分析计算。

3、为什么双回架空输电线路每回每相的零序电抗大于单回架空线路的零序电抗？

答：因为双回输电线路中，一回路的三相零序电流在另一回路的任一相—大地回路中所产生的合成磁场对该相的零序磁通起助磁作用，所以双回输电线路每回每相的零序电抗要大于单回路情况下的零序电抗。

4、为什么架空输电线路的零序电抗大于其正序电抗(负序电抗)？

答：因为在正序电流(负序电流)流过时，其他两相两相电流在另一相——大地回路中产生的合成互感磁通起去磁作用，而在零序电流流过时，其他两相两相电流在另一相——大地回路中产生的合成互感磁通起助磁作用，所以架空输电线路的零序电抗大于其正序电抗(负序电抗)。

5、具有架空地线的输电线路的零序电抗为什么小于无架空地线的输电线路？

答：因为架空地线同大地一样构成了零序电流的返回通道，即架空地线中的电流与输电线路中电流的方向相反，其在导线——大地回路中产生的互感磁通对该回路的磁通起去磁作用，所以具有架空地线的输电线路的零序电抗小于无架空地线的输电线路。架空地线的导电性能越强(例如采用良导体做架空地线)，则流过架空地线的电流越大，去磁作用越强，输

电线路的零序阻抗越小。

6、零序电抗：大小取决于变压器三相绕组的连接方式和铁芯结构。 7、不对称短路时正序电压、负序电压、零序电压分布规律

答：发电机机端正序电压最高，故障处正序电压最低；短路点负序电压最高，发电机中性点负电压最低(为零)；故障处零序电压最高，中性点接地变压器(或中性点接地发电机)中性点处零序电压最低(为零)。

第五章

1简述应用对称分量法计算不对称短路故障处短路电流的步骤。 答：① 绘制三序等值电路，计算三序等值电路参数； ② 对三序等值电路进行化简，得到三序等效网络(或三序电压平衡方程)； ③ 列故障处边界条件方程； ④ 根据边界条件方程绘制复合序网，求取故障处基本相的三序电流分量(或利用三序电压方程和边界条件方程求解故障处基本相三序电流分量) ⑤ 利用对称分量法公式，根据故障处基本相三序电流分量求故障处各相电流。

第七章

1、提高电力系统静态稳定性的措施

答：提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短“电气距离”，具体措施为： 1)采用自动调节励磁装置：发电机装设先进的调相器就相当于缩短了电气距离，从而提高了静态稳定性。

2)减小元件的电抗：a采用分裂导线：可以避免电晕，减小线路电抗。b提高线路额定电压等级：可以提高功率极限，减小线路电抗。C采用串联电容补偿：可以提高该线路传输功率的能力以及系统稳定性。

3)改善系统的结构和采用中间补偿设备

2、简单电力系统同步发电机并列运行的静态稳定极限功率、静态稳定储备系数以及对静态稳定储备系数的要求 答：与静态稳定临界点相对应的发电机电磁功率称为同步发电机静态稳定极限功率，记为PM；KP(%)?PM?P0?100称为同步发电机并列运行静态稳定储备系数，正常运行情P0况下要求KP(%)?(15~20)；事故后运行情况下不小于10%。

3、电力系统静态稳定的类型及实用判据

答：电力系统的静态稳定包括同步发电机并列运行的静态稳定性、负荷(异步电动机)运行的静态稳定性和电力系统的电压稳定性。

简单电力系统同步发电机并列运行静态稳定的实用判据为

dPE?0(大于零静态稳定、d?小于零静态不稳定；等于零是静态稳定与静态不稳定的临界点)

负荷(异步电动机)运行静态稳定的实用判据为

dME?0(大于零静态稳定、小于零dS静态不稳定；等于零是静态稳定与静态不稳定的临界点)

电力系统电压静态稳定实用判据为

d?Q?0(大于零静态不稳定、小于零静态稳定；dU等于零是静态稳定与静态不稳定的临界点)

第八章

1、电力系统暂态稳定性

答：电力系统的暂态稳定性指电力系统受到大扰动后，在扰动消失或不消失的情况下同步发电机保持同步运行的能力。

4、等面积定则及简单电力系统同步发电机暂态稳定的条件

答：等面积定则指：在电力系统暂态稳定的前提下，必有加速面积等于减速面积；简单电力系统同步发电机暂态稳定的条件是：最大减速面积大于加速面积。

5、极限切除角与极限切除时间

答：使最大减速面积恰好等于加速面积的故障切除角称为极限切除角?C.m，当实际故障切除角大于极限切除角时，加速面积大于最大减速面积，系统暂态不稳定；当实际故障切除角小于极限切除角时，加速面积小于最大减速面积，系统暂态稳定。与极限切除角相对应的故障切除时间称为极限切除时间，只有实际故障切除时间小于极限切除时间时，系统才能保持暂态稳定。

6、提高暂态稳定性的措施？

答：1)故障的快速切除和重合闸装置的应用

2)提高发电机输出的电磁功率：a对发电机强行励磁 b电气制动c变压器中性点经小电阻接地

3)减小原动机输出的电磁功率：a快关汽门 b连锁切机 c机械制动 d串联电容补偿e设置中间开关站

7、小干扰法分析简单系统的静态稳定

⑴ 简单系统、简单网络：定子绕组方程可用功角特性表示 ⑵ 不考虑调速器和原动机方程，PT = P0 = C ⑶ 不考虑励磁调节系统，if = C，Eq恒定 步棸：

(一)列系统状态变量偏移量的线性状态方程 (二)根据特征值判断系统的稳定性