电网电力系统暂态分析复习题
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电力系统暂态分析复习题一、单项选择题1、发电机同步电抗xd暂态电抗xd′次暂态电抗xd″之间的数值关系为(A)。
A、 B、 C、 D、2. 短路冲击电流就是指短路电流的( D)A、有效值B、平均值C、均方根值D、最大可能瞬时值3、答案C4、一般情况下,变压器的负序电抗xT(2)与正序电抗xT(1)的大小关系为(C)XT(1)=XT(2)5、在中性点不接地系统中同一地点发生两相短路与两相短路接地时,关于短路点故障相短路电流有效值,下述说法中正确的就是( A)。
A、两种情况下短路电流大小相等B、两相接地短路电流大于两相短路电流C、两相接地短路电流小于两相短路电流D、无法确定哪种情况下短路电流更大6、大扰动后,减少原动机出力的主要目的就是为了提高系统的(A )。
A、暂态稳定 B、静态稳定 C、电压稳定 D、经济性7、系统发生短路故障,当切除故障时对应的实际切除角小于极限切除角时,系统可能就是( A )。
A、暂态稳定的 B、暂态不稳定的 C、振荡失去稳定性 D、非周期失去稳定性8、不计短路回路电阻时,短路冲击电流取得最大值的条件就是( A)。
A、短路前空载,短路发生在电压瞬时值过零时 B、短路前带有负载,短路发生在电压瞬时值过零时 C、短路前空载,短路发生在电压瞬时值最大时 D、短路前带有负载,短路发生在电压瞬时值最大时9、 P-δ曲线被称为(D )。
A、耗量特性曲线 B、负荷曲线 C、正弦电压曲线 D、功角曲线10、应用等面积定则判断简单系统暂态稳定时,系统稳定的条件就是( B )。
A、加速面积大于减速面积B、加速面积小于减速面积C、加速面积为无限大D、减速面积为零二、多项选择6、电力系统的暂态稳定性所指的干扰包括下面的(ACD )。
A、大容量发电机突然退出运行B、风吹导线导致的架空线路参数的改变C、三相短路D、两相短路7、关于静态稳定,正确的就是( ABC)。
A、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 B、静态稳定储备系数,正常运行情况下要求 C、静态稳定储备系数在事故后运行情况下不小于10% D、静态稳定可用等面积定则进行判断8、电力系统干扰分小干扰与大干扰,其中下面属于大干扰的就是(AB )。
1.采用分裂导线的目的是( A )A.减小电抗B.增大电抗C.减小电纳D.增大电阻2.下列故障形式中对称的短路故障为( C )A.单相接地短路B.两相短路C.三相短路D.两相接地短路3.简单系统静态稳定判据为( A )A.>0B.<0C.=0D.都不对4.应用等面积定则分析简单电力系统暂态稳定性,系统稳定的条件是( C )A.整步功率系数大于零B.整步功率系数小于零C.最大减速面积大于加速面积D.最大减速面积小于加速面积5.频率的一次调整是( A )A.由发电机组的调速系统完成的B.由发电机组的调频系统完成的C.由负荷的频率特性完成的D.由无功补偿设备完成的6.系统备用容量中,哪种可能不需要( A )A.负荷备用B.国民经济备用C.事故备用D.检修备用7.电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的(A )A.可靠性要求B.经济性要求C.灵活性要求D.优质性要求9.中性点不接地系统发生单相接地短路时,非故障相电压升高至( A )A.线电压B.1.5倍相电压C.1.5倍线电压D.倍相电压10.P-σ曲线被称为( D )A.耗量特性曲线B.负荷曲线C.正弦电压曲线D.功角曲线11.顺调压是指( B )A.高峰负荷时,电压调高,低谷负荷时,电压调低B.高峰负荷时,允许电压偏低,低谷负荷时,允许电压偏高C.高峰负荷,低谷负荷,电压均调高D.高峰负荷,低谷负荷,电压均调低12.潮流方程是( D )A.线性方程组B.微分方程组C.线性方程D.非线性方程组13.分析简单电力系统的暂态稳定主要应用( B )A.等耗量微增率原则B.等面积定则C.小干扰法D.对称分量法14.电力线路等值参数中消耗有功功率的是(A)A.电阻B.电感C.电纳D.电容15.一般情况,变压器的负序电抗X T(2)与正序电抗X T(1)的大小关系为(C)A.X T(1)>X T(2)B.X T(1)<X T(2)C.X T(1)=X T(2)D.X T(1)>>X T(2)16.电力系统分析中,有功功率的单位常用(B)A.VARB.MWC.MVAD.V17.在下列各种故障类型中,属于纵向故障的是(D)A.两相短路B.两相断线C.单相接地短路D.两相短路接地18.利用P—Q分解法和牛顿—拉夫逊法进行潮流计算,二者的收敛速度是(C)A.P—Q分解法高于牛顿—拉夫逊法B.无法比较C.牛顿拉夫逊法高于P—Q分解法D.两种方法一样19.电力系统的综合供电负荷加上厂用电之和,称为(A)A.发电负荷B.供电负荷C.用电负荷D.工业负荷20.构成电力网的主要设备有(B)A.变压器,用户B.变压器,电力线路C.电缆,架空线D.电阻,电容21.系统发生两相接地短路故障时,复合序网的连接方式为(A)A.正序、负序、零序并联B.正序、负序并联、零序网开路C.正序、零序并联、负序开路D.零序、负序并联,正序开路22.系统发生两相短路故障时,复合序网的连接方式为(B)A.正序、负序、零序并联B.正序、负序并联、零序网开路C.正序、零序并联、负序开路D.零序、负序并联,正序开路23.系统发生单接地短路故障时,复合序网的连接方式为(A)A.正序、负序、零序串联B.正序、负序并联、零序网开路C.正序、零序并联、负序开路D.零序、负序并联,正序开路24.二相断线时的复合序网是在断口处( A )。
暂态分析复习题一、单项选择题:1、 储能元件的初始储能在电路中产生的响应(零输入响应)( )。
(a)仅有稳态分量(b)仅有暂态分量 (c)既有稳态分量,又有暂态分量2、 图示电路在换路前处于稳定状态,在t = 0 瞬间将开关S 闭合,则 i ( 0+ )为 ( )。
(a) 0 A (b) 0.6 A(c) 0.3 AF3、R ,C 电路外部激励为零,而由初始储能引起的响应称为( ) 响 应。
(a) 稳 态(b) 零 输 入(c) 零 状 态4、 R ,C 电 路 初 始 储 能 为 零,而 由 初 始 时 刻 施 加 于 电 路 的 外 部 激 励引 起 的 响 应 称 为( ) 响 应。
(a) 暂 态(b) 零 输 入 (c) 零 状 态二、非客观题:图 示 电 路 原 已 稳 定,t = 0 时 将 开 关 S 闭 合, 已 知 : R 1 = 60 Ω,R 2 = 120Ω,R 3 = 40 Ω, L = 4 H ,U S V 124=,U S V 220=。
求 开 关 S 闭 合 后 的 线 圈 电流 i t L ()。
S 2三、非客观题:图 示 电 路 原 已 稳 定,t = 0 时 将 开 关 S 闭 合。
已 知:R 1 = 6 Ω,R 2 = 3 Ω,C = 1 F ,U S = 9 V 。
求 S 闭 合 后 的 i t () 和 u t ()。
u+四、非客观题:图 示 电 路 原 已 稳 定,t = 0 时 将 开 关 S 闭 合。
已 知:R 1 = R 2 = 2 k Ω,L =200 mH ,U S = 12 V 。
求 S 闭 合 后 的 电 流 i t L (),并 画 出 其 变 化 曲 线。
L五、非客观题:图 示 电 路 原 已 稳 定,已 知:R = 1 k Ω,C = 20 μF ,U S = 50 V ,t = 0 时 将 开 关S 闭 合。
(1) 若 u C ()00-= ,求 C 充 电 到 u U C =S /2 所 需 时 间 t 1 ;(2) 若 u C = (0-) = U S / 2 , 求 C 充 电 t 1 秒 后 的 u C 值 。
四、已知发电机的暂态电抗 x '= 0.2, x = 1.0, 负载的电压 U = 1.0∠30︒ 电流 I = 0.8∠ - 15︒ 。
试计算暂态电' ' ' '暂态分析练习题一、概念题1.简述短路的概念和类型?2. 电 力系统发生短路故障会对系统本身造成什么危害?3. 同步发电机三相短路时为什么要进行派克变换?4. 同步发电机磁链方程的电感系数矩阵中为什么会有变数、常数或零?5. 试从发电机短路后磁路的变化方面和表达式方面分析说明电抗 x , x ' , x '' 的大小。
dd d6.试比较E q E q ′ E q 〞及X d X d ′ X d 〞X σ的大小。
7. 同步发电机三相短路后,短路电流包含哪些分量?各按什么时间常数衰减?8. 额定转速(电角速度)同为 3000 转 /分的汽轮发电机和水轮发电机,哪一个启动比较快?9. 为什么采用分裂导线可以提高系统静态稳定性?简要叙述理由。
10 . 什么是电力系统稳定问题?静态稳定和暂态稳定有什么区别?11.12.什么是摇摆曲线,有什么用途?利用等面积定则分析采用三相重合闸提高系统暂态稳定性的原理?13.试列出三种提高暂态稳定的措施,并简要说明其原理。
14.15.16.为什么减小元件电抗可以提高系统的静态稳定性?说出三种减小电抗的措施。
简述电气制动提高系统暂态稳定性的原理?为什么变压器中性点加小电阻可以提高电力系统的暂态稳定性?17.电力系统某处装设了“三相短路故障联锁切机” 安全自动装置,请用等面积定则说明该装置对提高稳定性的作用。
18.19.20.用等面积定则简要分析为什么快速切除故障可以提高电力系统的暂态稳定性?电力系统采用分裂导线的作用?简述原理。
电力系统采用串联电容的作用?简述原理。
二、已知同步发电机的参数为 x d = 1.0, x q = 0.6, x d = 0.3, cos ϕ = 0.85 滞后。
(完整版)电⼒系统暂态分析课程试卷1卷答案《电⼒系统暂态分析》课程试卷(1卷)答案⼀、选择题(每⼩题2分,共20分)1、A2、B3、C4、B5、B6、A7、C8、B9、D 10、C⼆、填空题(共20分)11、(3分)理想同步电机由 6 个绕组构成,数学模型共有 18 个未知数。
12、(4分)假定变压器为?/0Y 接法,如果在0Y 侧的中性点与地之间串联电抗n x ,则零序阻抗会增加 n x 3 ,⽽如果在?侧绕组中串联电抗n x ,则零序阻抗会增加n x 31。
13、(2分)短路冲击电流指的是短路电流最⼤可能的瞬时值。
它主要是⽤来校验电⽓设备和载流导体的电动⼒稳定度。
14、(1分)经过派克变换后同步发电机等效的dd 、qq 绕组之间的互感为 0 。
15、(3分)直流分量也称为⾮周期分量,倍频电流和⾮周期电流都是为了维持磁链初值守恒⽽出现的,都属于⾃由分量。
16、(2分)起始次暂态电流指的是短路电流周期分量(指基频分量)的初值。
17、(5分)短路周期电流是许多参数的复杂函数,这些参数包括:(1)发电机的各种电抗和时间常数以及反映短路前运⾏状态的各种电势的处置;(2)说明励磁效果的励磁系统的参数;(3)短路点离机端的距离;(4)时间t 。
三、简答题(共30分)18、(10分)什么是派克变换?试简述派克变换的作⽤和意义。
答:派克变换表⽰为a q d f f f f f f 212121)120sin()120sin(sin )120cos()120cos(cos 320οοοοθθθθθθ…………..(2分)逆变换为: ??+-+----=01)120sin()120cos(1)120sin()120cos(1sin cos f f f f f f q d c b a οοοοθθθθθθ…………..(2分) 派克变化是⼀种线性变换,将定⼦abc 坐标变换到转⼦同步旋转的dqo 坐标。
……………….…………………………………………………………………(2分)在d 、q 、o 坐标系中,磁链⽅程成为常系数⽅程。
第1次作业一、单项选择题(本大题共40分,共 20 小题,每小题 2 分)1. 短路电流运算曲线编制时,计算电抗仅编制到3.5,其原因是()。
A. 于计算电抗大于3.5的电源可以视为无限大功率电源,其任意时刻的短路电流周期分量有效值,就是短路瞬间短路电流周期分量的起始有效值B. 实际工程上不存在计算电抗大于3.5的情况C. 由于计算电抗大于3.5的电源,其向短路点提供的短路电流很小,实际计算时可以忽略D. 以上均错误2. 短路冲击电流是指短路电流的()。
A. 有效值 B. 平均值 C. 方均根值 D. 最大可能瞬时值3. 当系统中发生A相接地短路时,故障处的B相短路电流为( )。
A. 0B.C.D.4. 电力系统在事故后运行方式下,对并列运行静态稳定储备系数的要求是()。
A. B. C. D.5. ABC坐标系下,理想同步发电机的磁链方程中的互感系数MQf等于()。
A. 0 B. 1 C. 0.5 D. 1.56. 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7. 绘制电力系统的三序单相等值电路时,对普通变压器中性点所接阻抗的处理方法是() A. 中性点阻抗仅以出现在零序等值电路中 B. 中性点阻抗以3出现在零序等值电路中 C. 中性点阻抗以出现三序等值电路中 D. 中性点阻抗不出现在等值电路中8. 下列故障形式中对称的短路故障为()。
A. 单相接地短路B. 两相短路C. 三相短路D. 两相接地短路9. 分析简单系统的暂态稳定性,确定系统的极限切除角依据的原则是()。
A. 正序等效定则 B. 等耗量微增率准则 C. 等力矩原则 D. 等面积定则10. 系统发生短路故障后,越靠近短路点,正序电压( )。
A. 越低B. 越高C. 不变D. 不确定11. 具有阻尼绕组的凸极式同步发电机,机端发生三相短路时,电磁暂态过程中定子绕组中存在( )。
A. 基频交流分量、倍频分量和非周期分量 B. 基频交流分量和非周期分量 C. 非周期分量和倍频分量 D. 倍频分量和周期分量12. 大扰动后,减少原动机出力的主要目的是为了提高系统的( )。
《电力系统暂态分析》复习题纲答案(专科)一、填空题1、各种形式的过电压,绝缘材料的自然老化,不可预计的自然灾害。
2、正序,负序,零序。
3、增大,不变。
4、载流,相间绝缘,对地绝缘。
5、供电电源的内阻抗,短路回路总阻抗。
6、6,12。
7、100V以下,100~1000V,10000V以上。
8、3,6,3。
9、周期分量起始值。
10、发生变化,发生变化,发生变化,发生变化,发生变化,按极性变换而与相序排列无关。
11、根据电力系统等值网络用支路追加法直接形成,用节点导纳矩阵求节点阻抗矩阵。
12、不对称,负序,零序。
13、断路器,跳闸,一相,两相。
14、类型和参数,对短路点的电气距离。
15、交流分量,直流分量。
16、相关电抗,时间常数。
17、机械惯性,电磁惯性。
18、发电机,变压器,线路,负荷。
19、接线组别,结构形式,中性点接地与否。
20、电力系统的数学模型,计算方法,程序设计。
21、对称矩阵,稀疏矩阵。
22、电力网模型,发电机模型,负荷模型。
二、名词解释1、电力系统中性点指星形连接的变压器或发电机的中性点。
2、当电力系统受到各种突然的挠动,这些挠动使电力系统运行参量可能发生较大的变化,称为电力系统的暂态过程。
3、电力系统正常运行情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生短接的情况,为电力系统的短路故障,又称横向故障。
4、当电力系统的三相电路中的一相或两相断开时,电力系统处于非全相运行状态,即为电力系统的纵向故障。
5、在多电压级系统中,把不同电压级的电压、电流值归算到同一电压级进行分析计算的过程。
6、同一电压等级中各元件的额定电压可能不一样,为了简化计算,可以假定同一电压等级中各元件的额定电压是相等的,令其在数值上等于同一电压等级中的最高额定电压与最低额定电压的平均值。
7、指电力系统受到大扰动后,各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力。
8、指电力系统受到小的或大的干扰后,在自动调节和控制装置的作用下,保持长过程的运行稳定性的能力。
1.采用分裂导线的目的是(A)27.电力系统的运行状态可分为正常安全状态、正常不安全状态(或告警状态)、5.电力系统中性点经消弧线圈接地时,应采用的补偿方式为(A)A.过补偿B.欠补偿C.全补偿D.全补偿或欠补偿6.采用同一型号导线的三相架空输电线路,相间距离增大时,其电容(B)A.增大B.减小C.不变D.无法确定7.架空输电线路采用分裂导线的目的是(A)A.减小线路电抗B.减小线路电阻C.减小线路电容D.增大线路电抗8.三相架空输电线路导线全换位的目的是(A )A .减小三相参数的不平衡B .减小线路电抗C .减小线路电容D .提高输电线路的输送容量9.变压器参数B T 由试验数据确定。
(2章)(B )A .%K UB .%0IC .0P ∆D .K P ∆1011 12 13 14 C D 15.输电线路的电压降落是指(A )A.线路始端电压与末端电压的相量差B.线路始端电压与末端电压的数值差C.线路始端电压与额定电压的数值差D.线路末端电压与额定电压的数值差16.输电线路的末端电压偏移是指(D )A.线路始端电压与末端电压的相量差B.线路始端电压与末端电压的数值差C.线路始端电压与额定电压的数值差D.线路末端电压与额定电压的数值差17.输电线路的电压损耗是指(B )A .线路始端电压和末端电压的相量差B .线路始端电压和末端电压的数值差C .线路末端电压和额定电压的数值差D .线路始端电压和额定电压的数值差18.关于单电源辐射形网络的潮流分布,下面说法中正确的是(A )A .潮流分布由负荷分布决定,无法调控C 19为(A ) 20A )21 22 A . 和V B .Q P 和C .V P 和D .V Q 和5.潮流计算的三类节点中,可能不存在的节点是(B )A.PQ 节点B.PV 节点C.平衡节点D.PV 节点和平衡节点23.牛顿—拉夫逊迭代法的主要优点是(B )A .简单B .收敛速度快C .准确D .占用内存少24.电力系统有功负荷在发电机间最优分配的原则是(C)A.等面积定则B.等网损微增率准则C.等耗量微增率准则D.最优网损微增率准则25.在既有水电厂,又有火电厂的系统中,枯水季节应选择发电厂作为调频电厂。
《电力系统暂态分析》往届考题集一、选择题1. 故障分为短路和断线,又分别称为( )和( )。
①接地故障;②暂态故障;③横向故障;④纵向故障。
2.三相电路中功率标幺值为*S ,电压标幺值为*U ,那么电流标幺值*I 为( )。
①**U S ;②)3(**U S ;③**3U S ;④)3(**U S 。
3. 当功率的有名值为Q P S j +=(功率因数角为ϕ)时,取基准功率为N S ,则有功功率的标幺值为( )。
①ϕcos N S P ;②ϕsin N S P ;③N S P ;④Ncos S P ϕ。
4.若已知视在功率基准为B S ,有功功率有名值为P ,功率因数角为ϕ,求无功功率Q 的标么值为( )。
①B tg S P ϕ;②B ctg S P ϕ;③ϕϕsin tg B S P ;④ϕϕsin ctg B S P 。
5.无限大功率电源的内阻抗( ),电压( )。
①0;②1;③∞;④恒定。
6. 短路电流计算中,在什么条件下实际电源可以近似认作为无限大功率电源:( )。
①当电源的频率保持恒定时;②当电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的10%时;③当故障引起的功率改变小于电源的功率时;④当电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的20%时。
7. 无限大功率电源供电的电力系统发生三相短路时,非周期分量极小值只能是以下某种情况:( )。
①一相中出现;②同时在两相中出现;③三相均不出现;④三相均出现。
8.短路冲击电流是( )。
①强制分量最大值;②自由分量最大值;③强制分量和自由分量最大值之和;④短路电流最大可能的瞬时值。
9. 电力系统发生三相短路,其冲击系数M K 与非周期分量衰减的时间常数a T 有关。
当1M =K 时,回路的L 、R 、a T 是( )。
①0≠L ,0≠R ,∞=a T ;①0≠L ,0=R ,∞=a T ;①0=L ,0≠R ,0a =T ;①0≠L ,0=R ,0a =T 。
10.发电机的出口发生三相短路,发电机输出的电磁功率的标幺值为( )。
(完整版)电⼒系统暂态分析期末复习题答案电⼒系统暂态分析期末复习题答案第2章同步发电机突然三相短路⼀、简答题1.电⼒系统暂态过程的分类暂态过程分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。
波过程主要研究与过电压有关的电压波和电流波的传递过程;电磁暂态过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化,功率的变化;机电暂态过程主要研究电⼒系统受到⼲扰时,发电机转速、功⾓、功率的变化。
2.为什么说电⼒系统的稳定运⾏状态是⼀种相对稳定的运⾏状态?由于实际电⼒系统的参数时时刻刻都在变化,所以电⼒系统总是处在暂态过程之中,如果其运⾏参量变化持续在某⼀平均值附近做微⼩的变化,我们就认为其运⾏参量是常数(平均值),系统处于稳定⼯作状态。
由此可见系统的稳定运⾏状态实际是⼀种相对稳定的⼯作状态。
3.同步发电机突然三相短路时,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?定⼦电流中包含基频交流分量、直流分量和倍频交流分量;转⼦励磁绕组中包含强制励磁电流分量、直流分量和基频交流分量;d轴阻尼绕组中包含直流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。
定⼦绕组中直流分量和倍频分量与转⼦励磁绕组中的基频交流分量相对应,两者共同衰减,最后衰减⾄零;转⼦回路直流分量与定⼦基频交流分量相对应,共同衰减但不会为零4.同步发电机原始磁链⽅程中哪些电感系数为常数?哪些电感系数是变化的?变化的原因是什么?凸极式同步发电机原始磁链⽅程中,转⼦的⾃感系数、转⼦各绕组之间的互感系数为常数;定⼦的⾃感系数、定⼦绕组间的互感系数可变可不变,定⼦与转⼦间的互感系数是变化,变化的主因是转⼦旋转,辅因是转⼦凸级⽓息中d,q磁路不对称。
隐极式同步发电机原始磁链⽅程中,转⼦的⾃感系数、转⼦各绕组之间的互感系数为常数、定⼦的⾃感系数、定⼦绕组间的互感系数均为常数;定⼦与转⼦间的互感系数是变化的,变化的原因是定⼦绕组和转⼦绕组之间存在相对运动。
电力系统暂态分析0、绪论1.电力系统:由发电厂、变电所、输电线路、用户组成的整体。
包括通过电的和机械连接起来的一切设备。
2.电力系统元件:包括两大类 电力类:发电机、变压器、输电线路和负载。
控制类:继电器、控制开关、调节器3.系统结构参数:各元件的阻抗(Z)、变比(K)、放大倍数(β)。
4.系统运行状态的描述:由运行参量来描述。
指电流(I )、电压(U )、功率(S )、频率(f )等。
系统的结构参数决定系统的运行参量。
5.电力系统的运行状态包括:稳态和暂态。
6.电力系统的三种暂态过程:电磁暂态过、机电暂态、机械暂态。
7.本门课程的研究对象:电力系统电磁暂态过程分析(电力系统故障分析) 电力系统机电暂态过程分析(电力系统稳定性)一、电力系统故障分析的基本知识(1)故障概述 (2)标幺值(3)无限大功率电源三相短路分析基本要求:了解故障的原因、类型、后果和计算目的,掌握标幺值的计算,通过分析建立冲击电流和短路电流最大有效值的概念。
1.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(或中性线)之间的连接。
2.短路产生的原因:是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
包括自然因素和人为因素。
3.短路的基本类型 电力系统的运行经验表明,在各种类型的短路中,单相短路占大多数,两相短路较少,三相短路的机会最少。
4.短路的危害:1)短路点的电弧有可能烧坏电气设备,当短路持续时间较长时可能使设备过热而损坏。
2)短路电流通过导体时,导体间产生很大的机械应力。
3)系统电压大幅度下降,对用户工作影响很大。
4)短路有可能使并列运行的发电机失去同步,破坏系统稳定,引起大片地区的停电。
这是短路故障最严重的后果。
5)不对称接地短路产生的零序不平衡磁通,将造成对通讯的干扰。
短路类型5.短路计算的目的1)选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备。
2)继电保护和自动装置动作整定。
3.在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线。
4.进行电力系统暂态稳定计算,研究短路对用户工作的影响等。
此外,确定输电线路对通讯的干扰。
6.无限大功率电源的概念理论上:①电源的频率和电压保持恒定。
②电源的内阻抗为零。
实际中:若供电电源的内阻抗小于短路回路总阻抗的10%时,则可以认为该电源为无限大功率电源。
7.短路的最恶劣条件:当短路发生在电感电路中、短路前为空载的情况下直流分量电流最大,若初始相角满足│α —φ│=90º,则一相(a相)短路电流的直流分量起始值的绝对值达到最大值,即等于稳态短路电流的幅值。
8.短路冲击电流短路电流在前述最恶劣短路情况下的最大瞬时值,称为短路冲击电流。
用于检验电气设备和载流导体的动稳定度。
9.最大有效值电流出现短路冲击电流的那个周期的均方根电流值。
用于检验快速断路器的开断能力。
10. 短路容量:(遮断容量)短路容量又称短路功率,它等于短路电流有效值与该点短路前电压额定电压的乘积。
用来校验开关设备的切断能力。
11.标幺制的一般数学表达式,并说明标幺制的优缺点。
基准值位)实际值(与基准值同单标么值=优点:能在数量中体现质量,使得元件参数的比较有一个合理的基础,能简化公式,能简化计算。
缺点:参数无单位、无量纲,物理意义不明确。
12.什么是横向故障、什么是纵向故障?短路为横向故障;断线为纵向故障。
二、同步发电机突然三相短路分析(1)同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流的近似分析(2)同步发电机的基本方程、参数及等值电路(3)应用同步发电机基本方程分析突然三相短路电流(4)自动调节励磁装置对短路电流的影响基本要求:本章是电力系统短路电流计算及电力系统稳定分析的理论基础,也是本课程的难点之一。
Park变换是学生比较难理解和掌握的,应从物理和数学两方面讲清其意义,使学生在《电机学》的基础上加深对发电机各种暂态参数的理解,进一步理解发电机三相短路后的物理过程和短路电流的各种分量的物理意义,掌握发电机暂态电势和次暂态电势的计算,了解自动励磁调节对短路电流的影响。
1.理想电机(1)对称性电机定子三相绕组完全对称,在空间互相相差120º电角度,转子在结构上对本身的直轴和交轴完全对称;(2)正弦性定子电流在气隙中产生正弦分布的磁势,转子绕组和定子绕组间的互感磁通也在气隙中按正弦规律分布;(3)光滑性定子及转子的槽和通风沟不影响定子及转子绕组的电感,即认为电机的定子及转子具有光滑的表面;ωω2ωa∞a式中,第一项为强制分量,它的幅值在整个暂态过程中是不可衰减的。
后面四项均为自由分量,它们在暂态过程中都要按各自的时间常数以指数规律衰减到零。
8.同步发电机的原始基本方程为(变系数微分方程式);经park变后的基本方程为(常系数微分方程式)。
其变换的结果并没有改变同步发电机内部的(电磁关系)。
9.何谓旋转类元件、静止类元件?发电机、电动机为旋转类元件;变压器、线路为静止类元件。
10.L d和L q的物理意义L d 和L q 分别是定子的等效绕组dd 和qq 的电感系数,称为直轴同步电感和交轴同步电感。
当转子各绕组开路(即i f =0,i D =0,i Q =0),定子通以三相对称电流,且电流的通用相量同d 轴重叠时i q =0,,气隙中仅存在直轴磁场;这时定子的任一相绕组的磁链和电流的比值为:dddd d aaL cos cos ===i i i ψθθψψ它就是纵轴同步电感系数。
由于磁链Ψa 包含了另外两相绕组电流所产生的互感磁链在内,因而L d 是一种一相等值电感。
同L d 对应的电抗就是纵轴同步电抗X d 。
如果定子电流的通用相量同q 轴重叠,则有i d =o ,气隙中仅存在交轴磁场,定子任一相绕组的磁链和电流的比值便是交轴同步电感系数,即:qqq q q aaL sin sin ===i i i ψθθψψ同电感系数Lq 对应的电抗就是横轴同步电抗X q 。
三、电力系统三相短路的实用计算(1) 交流电流初始值计算 (2) 运算曲线求任意时刻短路电流 (3) 转移阻抗及其求法 (4) 计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理 基本要求:重点掌握三相短路电流周期分量起始值的计算方法及网络的化简,学会用运算曲线求任意时刻短路电流。
1. 金属性短路。
短路处相与相(或地)的接触往往经过一定的电阻(如外物电阻、电弧电阻、接地电阻等),这种电阻通常称为“过渡电阻”。
所谓金属性短路,就是不计过渡电阻的影响, 即认为过渡电阻等于零的短路情况。
2.应用运算曲线计算短路电流步骤1)网络化简,得到各电源对短路点的转移阻抗; 2)求各电源的计算电抗js x (将各转移阻抗按各发电机额定功率归算);3)查运算曲线,得到以发电机额定功率为基准值的各电源送至短路点电流的标幺值; 4)求3)中各电流的有名值之和,即为短路点的短路电流; 5)若解求提高准确度,可进行有关的修正计算。
3.转移阻抗作出等值网络后进行网络化简,消去除了短路点和各发电机电动势节点以外的所有节点(又称中间节点),即可得到只含有发电机电动势节点和短路点的简化网络,各电源送到短路点的电流由各电源电动势节点和短路点之间的阻抗所决定,这个阻抗称为该电源对短路点间的转移阻抗。
4.计算电抗将各转移阻抗按各发电机额定功率为基准值进行归算而得到的电抗为计算电抗。
四、对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路(1) 对称分量法 (2) 对称分量法在不对称故障中应用 (3) 同步发电机的负序和零序电抗(4) 异步发电机的负序和零序电抗 (5) 变压器的零序电抗和等值电路 (6) 输电线路的零序电抗和等值电路 (7) 零序网络的构成基本要求:熟悉电力系统各元件的负序和零序等值电路,重点掌握零序网络的制定。
1.对称分量法使用的前提条件:1)电路是线性的;2)电路的结构是对称的。
2.序阻抗的概念在三相参数对称的线性电路中,各序对称分量具有独立性。
也就是说,当电路通以某序对称分量的电流时,只产生同一序对称分量的电压降。
反之,当电路施加某序对称分量的电压时,电路中也只产生同一序对称分量的电流。
这样,我们可以对正序、负序和零序分量分别进行计算。
如果三相参数不对称,则矩阵Z sc 的非对角元素将不全为零,因而各序对称分量将不具有独立性。
根据以上的分析,所谓元件的序阻抗,是指元件三相参数对称时,元件两端某一序的电压降与通过该元件同一序电流的比值,即:⎪⎭⎪⎬⎫∆=∆=∆=000222111///a a a a a a I V Z I V Z I V ZZ 1、Z 2、Z 0分别称为该元件的正序阻抗、负序阻抗和零序阻抗。
电力系统每个元件的正、负、零序阻抗可能相同,也可能不同,视元件的结构而定。
3.旋转类元件和静止类元件正负序阻抗有什么特点?旋转类元件正负序阻抗不相等;静止类元件正负序阻抗相等。
4.什么情况下存在零序网?在中性点接地系统中,发生接地故障时,才有可能存在零序网。
5.对称分量法是分析电力系统不对称故障的有效方法。
在三相参数对称的线性电路中,各序对称分量具有独立性。
电力系统各元件零序和负序电抗的计算是本章的重点。
某元件的各序电抗的大小取决于序电流产生的磁通所遇到的磁阻及各相之间的互感影响。
静止元件的正序电抗等于负序电抗,旋转元件则不等。
变压器的各序漏抗均相等。
变压器的零序励磁电抗则同其铁芯结构有关,但当变压器有三角形接法的绕组,并有环形零序电流通过时,都可认为励磁电抗无穷大。
架空输电线的零序电抗要大于正序电抗,因为相间互感的助增作用及大地电阻的计入。
架空地线的存在又使输电线的零序电抗有所减小,因为架空地线的电流方向与架空输电线的方向相反,使等值电感减小。
制订各序网络时,应包含该序电流通过的所有元件。
制订零序网络时,一般从故障处开始,确定零序电势所能形成的零序电流通路。
在一相零序网络中,中性点接地阻抗须以其三倍值表示。
五、不对称故障的分析计算(1)各种不对称短路处的电流和电压(2)非故障处电流、电压计算(3)非全相运行的分析计算六、电力系统稳定性问题概述和各元件机电特性(1)概述(2)同步发电机组的机电特性(3)负荷特性基本要求:了解稳定的概念,对自动调节励磁系统有所认识,重点掌握发电机转子运动方程和功率特性。
七、电力系统静态稳定(1)简单电力系统的静态稳定(2)负荷的静态稳定(3)小干扰法分析电力系统静态稳定(4)自动调节励磁系统对静态稳定的影响(5)提高系统的静态稳定的措施基本要求:了解电力系统的静态稳定的基本概念,掌握小干扰分析法和实用判据,熟悉自动调节励磁系统对静态稳定的影响,及提高系统的静态稳定的措施。
八、电力系统暂态稳定(1) 电力系统暂态稳定概述 (2) 简单系统的暂态稳定性 (3) 发电机组自动调节励磁系统对暂态稳定的影响 (4) 提高暂态稳定的措施 基本要求:本章着重介绍简单简单电力系统暂稳定分析及提高暂态稳定的措施,以等面积定则为重点。