电力系统基础(第7章)
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第七章复习题一、选择题1、发生概率最多的短路是( )A. 三相短路B. 两相短路接地C. 两相短路D. 单相接地短路2、无限大功率电源供电的三相对称系统,发生三相短路,短路电流的非周期分量的衰减速度()A.A、B、C三相相同B.只有B、C两相相同C.只有A、B两相相同D.只有A、C两相相同3、无限大容量电源供电的简单系统三相短路暂态过程中( )A. 短路电流无限大B. 短路功率无限大C. 短路电流有周期和非周期分量D. 短路电流有2倍频分量4、由无限大容量电源供电的短路电流中,大小不变的分量是( )。
A. 直流分量B. 倍频分量C. 自由分量D. 周期分量6、短路冲击电流是指()。
短路冲击电流在()时刻出现。
(1) a. 短路电流瞬时值;b. 短路电流有效值;c. 短路电流最大瞬时值;d. 短路电流最大有效值;(2) a. 0秒;b. 半个周期; c. 一个周期7、短路冲击电流是指短路电流的()。
A.有效值B.平均值C.均方根值D.最大可能瞬时值8、冲击系数k ch的数值变化范围是( )A.0≤k ch≤1 B.1≤k ch≤2 C.0≤k ch≤2 D.1≤k ch≤39、不属于无穷大电源特点的是()A.电压恒定B.电流恒定C.功率无限大D.频率恒定10、将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是()A.小干扰法B.对称分量法C.牛顿—拉夫逊法D.龙格—库塔法11、输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比,其值要()A.大B.小C.相等D.都不是12、在输电线路上各序阻抗间关系为()A.Z1>Z2B.Z2>Z1C.Z0<Z1D.Z1=Z213、单回输电线零序阻抗Z(0)和有架空地线的单回输电线零序阻抗Z(0)(w)的关系为()。
a. Z(0)大于Z(0)(w);b. Z(0)小于Z(0)(w);c. Z(0)等于Z(0)(w)14、当电力系统发生不对称短路时,变压器中性线上通过的电流为()。
第七章 思考题及习题答案7-1 电力系统短路的分类、危害及短路计算的目的是什么?答:短路的类型有三相短路、两相短路、单相接地短路和两相接地短路。
短路对电力系统的危害有:短路电流很大,并会电气设备使发热急剧增加,导致设备因过热而损坏;导体产生很大的电动力,有可能引起设备机械变形、扭曲甚至损坏;短路时系统电压大幅度下降,会影响电气设备的正常工作;发生不对称短路时,不平衡电流所产生的不平衡磁通会对邻近的通信系统造成干扰;短路情况严重时,会导致并列运行的发电厂失去同步,破坏系统的稳定性。
短路计算目的有:设计和选择合理的发电厂、变电所及电力系统的电气主接线;选择有足够动稳定度和热稳定度的电气设备及载流导体;合理配置各种继电保护和自动装置并正确地整定其参数;分析和计算在短路情况下电力系统的稳定问题。
7-2 无限大功率电源的含义是什么?由无限大电源供电的系统三相短路时,短路电流包括几种分量?有什么特点?答:无限大功率电源是指其容量为无限大、内阻抗为零的电源。
由无限大功率电源供电的系统三相短路时,短路电流包括周期分量和非周期分量。
其特点是在外电路发生短路时,电源电压基本上保持恒定,因此周期分量不随时间而变化。
7-3 什么叫短路冲击电流?它出现在短路后的哪一时刻?冲击系数的大小与什么有关? 答:短路冲击电流是指在最严重短路情况下三相短路电流的最大瞬时值。
它出现在短路发生半个周期(0.01s )时。
冲击系数与短路回路中电抗与电阻的相对大小有关。
7-4 什么是短路功率?在三相短路计算中,对某一短路点,短路功率的标幺值与短路电流的标幺值有何关系?答:短路功率等于短路电流有效值乘以短路处的正常工作电压(一般用平均额定电压)。
短路功率的标幺值与短路电流的标幺值相等。
7-5 什么是短路电流的最大有效值?与冲击系数有什么关系?答:短路电流的最大有效值是指短路后第一周的电流有效值。
它与冲击系数的关系为2)1(21−+=imp p imp K I I7-6 什么是电力系统三相短路的实用计算?分为几个方面的内容?答:电力系统三相短路的实用计算,主要是计算系统中含多台发电机、电源并非无限大功率电源供电时,三相短路电流周期分量的有效值。
第7章电力系统的经济运行一、填空题1.各发电机组之间有功负荷的经济分配采用等微增率准则。
2.电力系统的有功功率损耗包括变动损耗和固定损耗,其中变动损耗所占比例较大,其与传输功率有关,而固定损耗所占比例较小,仅与电压有关。
3.导线截面积选择必须满足的三个必要条件为机械强度条件、发热条件和电晕条件。
4.当变电站的总负荷功率一定时,铁耗与并联运行的变压器台数成正比,铜耗则与并联运行的变压器台数成反比。
5.环形网络中的功率分布在没有外施任何调节和控制手段时称为自然功率分布,其与阻抗成反比分布;当与电阻成反比分布时可使功率损耗最小,此时的功率分布即为经济分布。
6.导线截面积选择的发热条件是指通过导线的最大持续负荷电流必须小于导线允许的长期持续安全电流。
7.综合考虑国家总的利益原则后,单位截面导线对应的最经济的电流大小,称为经济电流密度。
二、选择题1.对于电力网运行电压水平的确定,下列说法正确的是(A)(1)对于35kV及以上的电力网,应适当提高运行电压以降低网损(2)对于农村低压配电网,为降低铁耗,应适当降低运行电压(3)对于35kV及以上的电力网,为降低铁耗,应适当降低运行电压(4)对于农村低压配电网,应适当提高运行电压以降低网损A.(1)(2)B.(2)(3)C.(3)(4)D.(1)(4)2.对于电压等级较低的配电线路导线截面积选择,不需要校验的条件是(C)A.机械强度条件B.发热条件C.电晕条件D.电压损耗3.关于组织变压器的经济运行,下列说法正确的是(B)A.当负荷功率小于临界功率时,为降低铜耗,应减少并联运行的变压器台数B.当负荷功率小于临界功率时,为降低铁耗,应减少并联运行的变压器台数C.当负荷功率大于临界功率时,为降低铜耗,应减少并联运行的变压器台数D.当负荷功率大于临界功率时,为降低铁耗,应减少并联运行的变压器台数三、简答题1.简述线损、总供电量、总售电量的概念。
2.什么是最大功率损耗时间?它和最大负荷利用小时数有什么不同?3.降低电力网电能损耗的措施有哪些?4.结合公式说明,适当提高电力系统的运行电压有哪些好处?5.为什么应适当降低农村低压配电网的运行电压?6.在负荷水平较低时,减少并联运行的变压器台数有哪些好处?7.为使非均一环网的功率分布接近经济分布,可采取哪些措施?8.试说明用经济电流密度法选择导线截面积的步骤。
第七章习题7-1:电力系统接线图示于图6-44a 。
试分别计算f 点发生三相短路故障后0.2s 和2s 的短路电流。
各元件型号及参数如下:水轮发电机G-1:100MW ,cosϕ=0.85,''0.3d X =;汽轮发电机G-2和G-3每台50MW ,cos ϕ=0.8,''0.14d X =;水电厂A :375MW ,''0.3d X =;S 为无穷大系统,X=0。
变压器T-1:125MVA ,V S %=13; T-2和T -3每台63MVA ,V S (1-2)%=23,V S (2-3)%=8,V S (1-3)%=15。
线路L-1:每回200km ,电抗为0.411 /km Ω;L-2:每回100km ;电抗为0.4 /km Ω。
解:(1)选S B =100MVA ,V B = Vav ,做等值网络并计算其参数,所得结果计于图6-44b 。
(2)网络化简,求各电源到短路点的转移电抗利用网络的对称性可将等值电路化简为图6-44c 的形式,即将G-2,T-2支路和G-3,T-3支路并联。
然后将以f ,A ,G 23三点为顶点的星形化为三角形,即可得到电源A ,G 23对短路点的转移电抗,如图6-44d 所示。
230.1120.1190.1120.1190.3040.1180.064G X ⨯=++=+(0.1180.064)0.1190.1180.0640.1190.4940.112Af X +⨯=+++=最后将发电机G-1与等值电源G 23并联,如图6-44e 所示,得到139.0304.0257.0304.0257.0123=+⨯=f G X(3)求各电源的计算电抗。
123100/0.85250/0.80.1390.337100jsG f X +⨯=⨯=853.1100375494.0=⨯=jsA X(4)查计算曲线数字表求出短路周期电流的标幺值。
第七章复习题一、选择题1、发生概率最多的短路是( )A. 三相短路B. 两相短路接地C. 两相短路D. 单相接地短路2、无限大功率电源供电的三相对称系统,发生三相短路,短路电流的非周期分量的衰减速度()A.A、B、C三相相同B.只有B、C两相相同C.只有A、B两相相同D.只有A、C两相相同3、无限大容量电源供电的简单系统三相短路暂态过程中( )A. 短路电流无限大B. 短路功率无限大C. 短路电流有周期和非周期分量D. 短路电流有2倍频分量4、由无限大容量电源供电的短路电流中,大小不变的分量是( )。
A. 直流分量B. 倍频分量C. 自由分量D. 周期分量6、短路冲击电流是指()。
短路冲击电流在()时刻出现。
(1) a. 短路电流瞬时值;b. 短路电流有效值;c. 短路电流最大瞬时值;d. 短路电流最大有效值;(2) a. 0秒;b. 半个周期; c. 一个周期7、短路冲击电流是指短路电流的()。
A.有效值B.平均值C.均方根值D.最大可能瞬时值8、冲击系数k ch的数值变化范围是( )A.0≤k ch≤1 B.1≤k ch≤2 C.0≤k ch≤2 D.1≤k ch≤39、不属于无穷大电源特点的是()A.电压恒定B.电流恒定C.功率无限大D.频率恒定10、将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是()A.小干扰法B.对称分量法C.牛顿—拉夫逊法D.龙格—库塔法11、输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比,其值要()A.大B.小C.相等D.都不是12、在输电线路上各序阻抗间关系为()A.Z1>Z2B.Z2>Z1C.Z0<Z1D.Z1=Z213、单回输电线零序阻抗Z(0)和有架空地线的单回输电线零序阻抗Z(0)(w)的关系为()。
a. Z(0)大于Z(0)(w);b. Z(0)小于Z(0)(w);c. Z(0)等于Z(0)(w)14、当电力系统发生不对称短路时,变压器中性线上通过的电流为()。
第七章电力系统各元件的序阻抗和等值电路7-1 对称分量法在不对称短路计算中的应用7.1.1 不对称三相量的分解在三相电路中,对于任意一组不对称的三相相量(电流或电压),可以分解为三组三相对称的相量。
当选择a相作为基准相时,三相相量与其对称分量之间的关系(以电流为例)可表示为:7.1.1 不对称三相量的分解a 、b 、c 三相各序分量之间的关系:正序:2(1)(1)(1)(1),b a c a I a I I a I ==i i i i负序:2(2)(2)(2)(2),b ac a I a I I a I ==iiii零序:(0)(0)(0)b c a I I I ==iii7.1.2 不对称三相量的序分量表示a 、b 、c 三相电流用a 相序分量可表示为:(1)(1)21(2)(2)2(0)(0)11111aa ab a ac a a I I I I a a I S I a aI I I −⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦ii ii i i i i i7.1.3 序阻抗的概念序阻抗的概念:•各相自阻抗为:Zaa 、Zbb、Zcc•相间互阻抗为:Zab =Zba、Zbc=Zcb、Zac=Zca7.1.3 序阻抗的概念通过不对称电流时:a a aa ab ac b b ba bb bc c c ca cbcc Z Z Z V I V Z Z Z I V I Z Z Z ⎡⎤⎡⎤⎡⎤∆⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥∆=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥∆⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦iii i i i abc abcV ZI ∆=简记为:⇓abc abcS V SZI ∆=⇓1120120120abc sc V SZI SZS I Z I −∆===7.1.3 序阻抗的概念1sc Z SZS −=称为序阻抗矩阵aa bb cc s ab bc ca m Z Z Z Z Z Z Z Z ======当元件结构参数对称时: 令: (1)(2)(0)00000000020s m sc s ms m Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z ⎡⎤−⎡⎤⎢⎥⎢⎥=−=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥+⎣⎦⎣⎦120120sc V Z I ∆=代入,并展开有7.1.3 序阻抗的概念(1)(1)(1)(2)(2)(2)(3)(3)(3)a a a a a a V z I V z I V z I ⎧∆=⎪⎪⎪∆=⎨⎪⎪∆=⎪⎩i ii i i i在三相参数对称的线性电路中,各序对称分量具有独立性。
电力系统基础(第7章)
一、填空题
1、提高电力系统静态稳定性的根本措施是缩短从电源到负荷的________,即减小各电气元件的阻抗,主要是输电线路的电抗,以提高系统的功率极限;提高电力系统暂态稳定性的猎施主要应从__________着手,这些措施多是暂时性的。
(P210)
【答案】电气距离减小功率差额
2、对简单电力系统,当功角δ在________范围内时,电力系统可以保持静态稳定运行,一般可以认为计及自动调节励磁装置的作用后,电力系统静态稳定的功角范围将_______(减小、增大或不变)。
(P220-221)
3、发电机的阻尼作用包括________和_______两个方面。
前者主要是由轴承摩擦及转子转动对与气体摩擦产生的,后者的产生是由系统发生振荡时,定子旋转磁场对于发电机转子有相对运动,从而在转子的励磁绕组和阻尼绕组中感应电流而形成阻尼转矩(功率)。
计及阻尼作用后,转子运动方程为________。
(P225)
【答案】机械阻尼作用电气阻尼作用
4、分析简单电力系统暂态稳定性时,若不考虑振荡中的能量损耗,可以根据_______定则确定最大摇摆角max δ(或最小角度min δ),并判断系统的暂态稳定性。
(P231)
【答案】等面积
5、常用的提高静态稳定性的措施中,____________在总投资中所占的比重很小,所以在各种提高静态稳定性的措施中,总是优先考虑这一措施;常用的提高暂态稳定性的措施中,_____________在提高暂态稳定性方面起着首要的、快定性的作用。
(P227、P237)
【答案】自动调节励磁装置快速切除故障
二、选择题
1、用小干扰法分析电力系统静态稳定性时,常根据线性化微分方程的特征方程的根来判断稳定与否,下列条件能判定电力系统静态稳定的是()
A 、特征方程有实部为正值的共轭复根
B 、特征方程只有实部为负值的共轭复根
C 、特征方程有共轭虚根
D 、特征方程有正实根
(P223-224)
【答案】B
2、考虑发电机阻尼作用时,用∑D 表示阻尼率系数,q E S 表示整步功率系数,简单电力系统的静态稳定条件为()
A 、00q ><∑E S D ,
B 、00q <<∑E S D ,
C 、00q >>∑E S
D , D 、00q <>∑
E S D ,
(P226)
【答案】C
三、名词解释
1、电力系统运行稳定性(P209)
【答案】电力系统运行稳定性是指电力系统在遭受到外来干扰后,凭借系统本身固有的能力和控制设备的作用,恢复到原始稳态运行方式或达到新的稳态运行方式的能力.保证电力。
2、静态稳定储各系数
(P221)
【答案】电力系统静态稳定储备的大小通常用静态稳定储备系数p K 来表示。
即 %100101101
⨯-=P P P K Eqm p 。
式中Eqm P 表示静态稳定的极限功率(即功角特性曲线的
顶点),101P 表示正常运行时的输送功率(101P =T P
)。
静态稳定储备系数p K 的大小表示了电力系统由功角特性所确定的静态稳定度。
p K 越大,稳定程度越高,但系统输送功率受到限制。
反之,p K 过小,则稳定程度太低,降低了系统运行的可靠性。
3、整步功率系数
(P220)
【答案】电力系统静态稳定分析中,常用电力系统静态稳定的实用判据0>=δd dP S Eq
Eq ,其中Eq S 就是整步功率系数。
Eq P 表示发电机输出的有功功率,δ表示功角。
四、简答题
1、什么是简单电力系统的静态稳定性和暂态稳定性,两者的研究的内容有何区别?试具体论述常用的提高简单电力系统静态稳定性和暂态稳定性的基本措施。
(P209-210、P226-228、P237-240)
【答案】(1)
电力系统静态稳定性是指电力系统在运行中受刭小干扰后,能否恢复到它原来的运行状态的能力。
小干扰一般是指正常运行时负荷或参数的正常变动,如少量电动机负荷的接入或切除、架空输电线因风吹摆动引起线间距离(影响线路电抗)的微小变化等。
电力系统暂态稳定性是指电力系统在运行中受到大干扰后,能否恢复到原始稳态运行状态或达到一个新的稳态运行状态的能力。
大干扰主要有:大负荷的突然变化;切除或投人系统的主要元件,如发电杌、变压器、输电线等;发生短路故獐或断线故障等。
(2)提高电力系缢静态稳定性的措施:
①减小发电机或变压器的电抗
②采用自动调节励磁装置
③减小线路电抗
④采用串联电容器补偿
⑤提高系统运行电压水平
提高电力系统暂态稳定性的措施:
①快速切除故障
②采用自动重合闸
③快速关闭汽门
④装设强行励磁装置
⑤电气制动
⑥采用单元接线方式
⑦连锁切机
五、计算
简单电力系统如图所示,各元件参数如下: 发电机G :MW P N 250=,85.0cos =N ϕ,kV U N 5.10=,Ω==7.1q d X X ,
Ω=25.0'd X
变压器T1:MVA S N 300=,15%=k U ,242/5.101=T K 变压器T2:MVA S N 300=,15%=k U ,121/2202=T K 线路L :l =250km ,kV U N 220=,km X /42.01Ω= 运行初始状态:kV U 115101=,MW P 220101=,98.0cos 101=ϕ 发电机无励磁调节:常数==101q q E E ,试求功角特性)(δ=Eq P ,功率极限qm E P 、qm E δ,并求此时的静态稳定储备系数%P K 。
(P242)
【答案】暂无。