电力系统暂态分析第四章

电力系统暂态分析(第三版） 李光琦 习题解答

第一章 电力系统分析基础知识

1-2-1 对例1-2，取kV1102BU，MVASB30,用准确和近似计算法计算参数标幺值。

解：①准确计算法：

选取第二段为基本段，取kV1102BU，MVASB30，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kVkV1101215.10211BBUkU

kV6.66.6110110223kUUBB

电流基准值：

kAUSIBBB8.15.9330311

kAUSIBBB16.0110330322

各元件的电抗标幺值分别为：

发电机：32.05.930305.1026.0221x

变压器1T：222121300.1050.12111031.5x

输电线路：079.011030804.023x

变压器2T：21.01103015110105.02224x

电抗器：4.03.062.26.6605.05x

电缆线路：14.06.6305.208.026x

电源电动势标幺值：16.15.911E

②近似算法：

取MVASB30，各段电压电流基准值分别为：

kVUB5.101，kAIB65.15.103301

kVUB1152，kAIB15.01153301

kVUB3.63，kAIB75.23.63301

各元件电抗标幺值：

发电机：26.05.1030305.1026.0221x

变压器1T：11.05.3130115121105.0222x

输电线路：073.011530804.023x

变压器2T：21.01530115115105.0224x

电抗器：44.03.075.23.6605.05x

电缆线路：151.03.6305.208.026x

第2章作业参考答案

2-1 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？

答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。

2-2 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？

答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：

a） 基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为Td’ 。

b） 直流分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。

c） 倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为Ta。

转子电流中出现的分量包含：

a） 直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为Td’ 。

b） 基频分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。

产生原因简要说明：

1) 三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.

2) 同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。这些量均为自由分量，最后衰减为0。

2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？ 答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。衰减时间常数如下：

一． 填空题

1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。

2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的（数值）的差。

3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。

4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。

5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。

6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。

7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。

8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。

9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。

10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参数）。

11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV）（225.5KV）（231KV）。

二：思考题

1. 电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2）

答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。

电力网： 由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。

动力系统：电力系统和动力部分的总和。

2. 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？ （p4-5）

1、 应用小干扰法分析系统静态稳定，计及阻尼系数作用时，系统稳定的条件是（ ）。

• A、D<0，SEq>0

• B、D<0，SEq<0

• C、D>0，SEq<0

•

D、D>0，SEq>0

正确的答案是 D

2、 在中性点直接接地的电力系统中，如电力系统某点不对称短路时的正序电抗、负序电抗和零序电抗的关系为，则该点发生单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路时，按故障处正序电压从大到小的故障排列顺序是( )。

• A、两相短路接地、单相接地短路、两相短路、三相短路

• B、单相接地短路、两相短路接地、两相短路、三相短路

• C、单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路

• D、两相短路、单相接地短路、两相短路接地、三相短路

正确的答案是 C

3、 下列关于对称分量法的说话正确的是（ ）

• A、对于对称的三相电力系统，注入负序电流时可能产生正序电压或零序电压

• B、可以通过增加发电机或变压器中性点对地的电抗增加系统的零序电抗

• C、同步发电机的正序电抗与负序电抗相等，而比零序电抗要大很多

• D、对于不对称的三相系统也可以采用对称分量法来简化其短路电流的计算

正确的答案是 B

4、 关于具有架空地线的输电线路，下面正确的是（ ）。

• A、架空地线的导电性能越好，输电线路的零序电抗越大

• B、架空地线的导电性能越好，输电线路的零序电抗越小

• C、架空地线的导电性能越好，输电线路的正序电抗越小

• D、架空地线的导电性能越好，输电线路的正序电抗越大

正确的答案是 B

5、 下列措施中，不能提高系统静稳定的措施是（ ）。 • A、减少发电机或变压器的电抗

• B、采用自动调节励磁装置

• C、减少线路电抗

•

D、改变运行方式

正确的答案是 A

6、 电力系统不对称短路包括（）种短路类型。

• A、1

• B、2

• C、3

•

D、4

正确的答案是 C

7、 无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，各相短路电流中非周期分量的关系是（ ）。