電力系統(tǒng)分析

1、第一套一、填空題Xd是同步發(fā)電機的電抗。Eq是同步發(fā)電機的電勢，它正比于磁鏈。當同步發(fā)電機的外部電路突然三相短路時，由于外界阻抗減小，定子繞組突然增大，相應電樞反應磁鏈也將，原來穩(wěn)定狀態(tài)下電極內部的電磁遭到破壞。電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)受到瞬時的小的時，能夠自動恢復到dPEqdPEq狀態(tài)的能力。靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據是當零序電壓加在變壓器繞組連接成組的如何，變壓器中都沒有當零序電壓加在變壓器繞組連接成三角形或組的如何，變壓器中都沒有X0=?；蛑行渣c不接地的星形一側時，無論另一側繞流通。不接地的星行一側時，無論另一側繞流通。此時，變壓器的零序電抗同步發(fā)電機端外突然發(fā)生三相短路時,同步發(fā)電機端

2、外突然發(fā)生三相短路時,在電磁暫態(tài)過程中，勵磁繞組中的直流分量電流和定子三相電流中同步頻率交流自由分量:ifw按時間常數(shù)和定子三相電流中同步頻率交流自由分量:ifw按時間常數(shù)衰減，它是勵磁繞組與之比。引起電力系統(tǒng)較大擾動的主要原因是:與之比。引起電力系統(tǒng)較大擾動的主要原因是:件、電力系統(tǒng)的故障可分為和、切除或投入系統(tǒng)的主要元兩大類。短路電流最大有效值Iimp是發(fā)生在短路后的時刻，并假定在該時刻前后非周期分量的電流有效值。有阻尼同步發(fā)電機突然三相短路時刻，電勢和不能突變。TOCo1-5hz與單回路無避雷線三相架空電力線路相比，雙回路無避雷線三項架空電力線路的零序電抗值。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據為

3、：；電力系統(tǒng)頻率的靜態(tài)穩(wěn)定的判據是；電動機靜態(tài)穩(wěn)定運行的轉矩一轉差率的判據是。同步發(fā)電機基本方程式經派克變換后，內部的電磁關系仍為。有阻尼繞組同步發(fā)電機三相短路的暫態(tài)過程通常可分為兩個階段：短路的最初階段稱為；稍后階段仍稱為。I短路電流最大有效值imp是發(fā)生在短路后的，即t=時，當沖擊系數(shù)Kimp_1.8時imp有阻尼同步發(fā)電機突然三相短路時刻，電勢和不能突變。（EqEd)電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性是指系統(tǒng)受后，各同步發(fā)電機能夠并能過渡到新的或恢復到原來的狀態(tài)的能力。與單回路無避雷線三相架空電力線路相比，雙回路無避雷線三相架空電力線路的零序電抗值。隱極式發(fā)電機的轉子是對稱的，因而它的直軸同步電抗和是

4、相等的，即Xd=。同步發(fā)電機端外突然發(fā)生三相短路時，在電磁暫態(tài)過程中，勵磁繞組中的支流分量電流和定子三相電流中同步頻率交流自由分量按時間常數(shù)衰減，它是勵磁繞組與之比。二、簡答題同步發(fā)電機裝有的自動調節(jié)裝置的作用是什么？什么是無限大容量電源？為什么同步發(fā)電機的基本方程需經過派克變換變換？派克變換是什么變換？其實質為何？試寫出一對稱分量電流Ia1、Ia2和Ia0表示的三相電流1a、Ib、Ic試寫出已知三相電流Ia、1b、1c以a相為基準量的對稱分量電流Ia1、1a2和1a0。O當電力系統(tǒng)中某輸電線路發(fā)生BC兩相短路時，已計算出山=,Ib=30.-90A，Ic=3.90A。問以A向為基準相的各序電流

5、Ia1、Ia2和Ia值為何？何謂短路功率？計算短路功率目的和作用是什么？發(fā)電機經高壓輸電線路輸電到無限大容量系統(tǒng)母線為恒定電壓U的簡單電力系統(tǒng)。則以暫態(tài)I電勢E和系統(tǒng)電抗Xd表示的功角特性方程為何？方程中的功角為何？什么叫電力系統(tǒng)穩(wěn)定性？如何分類？何謂短路的沖擊電流iimp?計算短路沖擊電流的目的和作用是什么？什么叫電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性？電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據是什么？電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據是什么？何謂整步功率系數(shù)？何謂電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定？引起電力系統(tǒng)大擾動的主要原因是什么？小擾動法的基本原理是什么？O當電力系統(tǒng)中某輸電線路發(fā)生BC兩相短路時，已計算出Ia=,Ib=3-9A，oIc=3.

6、9A。問以A向為基準相的各序電流Ia1.Ia2和Ia值為何？三、綜合題試繪出中性點直接接地YNd界限雙繞組變壓器的零序電流回路和零序等值電路，并寫出它的零序電抗X的計算式。試繪出中性點經Xn接地的YNd接線雙繞組變壓器的零序電流回路和零序等值電路，并寫出它的零序電抗X的計算式。學習-好資料試寫出電力系統(tǒng)a相直接接地短路時，短路點的邊界條件和繪出復合序網圖。試寫出電力系統(tǒng)be兩相直接接地短路時，短路點的邊界條件和繪出復合序網圖。一簡單電力系統(tǒng)，發(fā)電機為隱極機，各元件以發(fā)電機額定功率為基準值，系統(tǒng)綜合電抗標么值為Xd=2.14，系統(tǒng)受端電壓標么值U=1。輸?shù)绞芏说挠泄β蕵嗣粗禐?,無功功率為0.

7、203。試計算此時電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。如下圖所示電力系統(tǒng)，發(fā)電機經220kV輸電線路和變壓器接到無限大容量系統(tǒng)。各元件參數(shù)的標么值為：Xd.7，Xd461，%卄0.197，Xl=0.7，Xt2=0.142。向無限大系統(tǒng)輸送的功率為P=0.583，eos=0.85，U二1。若發(fā)電機采用比例式自動電壓參考答案、填空題1.直軸暫態(tài)交軸暫態(tài)f“2.電流增大平衡關系3.擾動起始04.三角形接線方式零序電流5.中性點接線方式零序電流OO6.dT有效電抗電阻7.負荷的突然變化電力系統(tǒng)的短路故障8.簡單故障復合故障9.半個周期（或t=0.01秒）一個周期近似不變10.Eq”Ed”10.Eq”Ed”11

8、.增大12.SEq=13.等效的14.簡單故障復合故障15.次暫態(tài)過程暫態(tài)階段16.sindXUEU?E17.半個周期0.01s1.5218.大擾動保持同步運行穩(wěn)定運行19.增大20.交軸同步電抗Xq21.SEq=22.Td有效電抗電阻二、簡答題（1）提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性；（2）在并聯(lián)運行的同步發(fā)電機漸進性無功功率的合理分配；（3）維持發(fā)電機端電壓在一定水平上。所謂無限大容量電源，是指當電力系統(tǒng)的電源距短路點的電氣距離較遠時，由短路而引起的電源送出功率的變化為SA（AS=Pi+QjA）,遠小于電源的容量S（S=P+jQ），即S；S,這時可設S,則稱該電源為無限大容量電源。由于同步發(fā)電機轉子

9、旋轉時，定子與轉子繞組的相對位置不斷變化，在凸極式發(fā)電機中有些磁路的磁導也隨轉子旋轉做周期性變化。因此基本方程中的磁鏈方程組中許多自感和互感系數(shù)也隨之變化，使同步發(fā)電機的電壓方程是變系數(shù)微分方程組，求解困難。為此，通過派克變換，將變系數(shù)微分方程組變換為長系數(shù)微分方程組。派克變換是一種線性變換，它將TOCo1-5hz靜止a、b、c三相左邊系統(tǒng)表示的電磁兩變換為在空間隨轉子一起旋轉的兩相直角坐標a、q系統(tǒng)和靜止0軸系統(tǒng)的電磁量（2分）。派克變換的實質是將同步發(fā)電機的變系數(shù)微分方程組變換為常系數(shù)微分方程組（2分）。4.）6.何謂短路功率？計算短路功率目的和作用是什么？短路功率通俗的說法就是短路瞬間通

10、過的最大電流與其兩端電壓的乘積d”XU所謂電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就是電力系統(tǒng)受到一定的擾動后能否繼續(xù)運行的能力。根據擾動的大小，把電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題又分為靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性。短路沖擊電流impi是短路電流的可能最大瞬時值。計算impl的目的和作用是用來校驗電氣設備和載流導體的電動力穩(wěn)定性。小擾動法的基本原理是李雅普諾夫對于一般運動穩(wěn)定性的理論：任何一個系統(tǒng)，可以用下列參數(shù)（x1,x2”）的函數(shù)（x1,x2,）表示時，當某種微小的擾動使其參數(shù)發(fā)生了變化，其函數(shù)變?yōu)椋▁1+x1,畑x2,）;若其所有參數(shù)的微小增量能趨近于零（當微小擾動消失后），即Olimxt，則該系統(tǒng)認為是穩(wěn)定的。OEqddP;

11、ddPEqEqS。電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，是指系統(tǒng)受到大擾動后，各同步發(fā)電機能夠保持同步運行并能過渡到新的或恢復到原來的穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力。引起電力系統(tǒng)大擾動的主要原因是各種短路故障，短路故障元件的切除或自動重合閘不成功等引起的系統(tǒng)結構的變化，以及切除或投入大容量用戶或發(fā)電機、變壓器、輸電線路等元件。電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性指的是正常運行的電力系統(tǒng)承受微小的、瞬時出現(xiàn)但又立即消失的擾動后，恢復到它原有運行狀況的能力；或者，這種擾動雖不消失，但可用原有的運行狀況近似地表示新運行狀況的可能性。SEq=ddPEq0A0173A1I汽,A0173A2.-I汽，0A0=I汽快速切出故障減小了加速面積，增加了減

12、速面積，從而提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。另一方面，可以加快系統(tǒng)電壓的恢復，提高負荷的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性指的是正常運行的電力系統(tǒng)承受微小的、瞬時出現(xiàn)但又立即消失的擾動后，恢復到它原有運行狀況的能力；或者，這種擾動雖不消失，但可用原有的運行狀況近似地表示新運行狀況的可能性。SEq=ddPEq0（1）負荷的突然變化。（2）切除或投入系統(tǒng)的主要元件。（3）電力系統(tǒng)的短路故障。學習-好資料三、綜合題XnXmo零序電流回路:零序等值電路回路:iXiiX因Xm。：，則零序電抗為3XX。=XXXm03Xn二X!XnXnXmo3X解：短路點邊界條件：Ibic=0,Ua=0（4分）ala2a0（3分）Ua1Ua2Ua0=Ua=0（3分）復合序網圖見答圖復合序網圖見答圖V|I*-il1F丁_二J*I短路點的邊界條件：Ia=0，Ub二Uc=0（4分）la1=-（Ia2Tao）1.Ual=Ua2=Ua0Ua3（6分）復合序網圖見答圖：(1)計算空載電勢巳(U2.(10.2032.14)2(12.14)2(2)計算發(fā)電機功率極限lEqmaxEqU2.581=1.20Xd、2.14(3)計算系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)為KP%=PPEqmax-P-100100=20%11：1)