电力系统暂态分析(2010试卷A)

重庆大学电力系统暂态分析课程试卷
2009~2010学年 第2学期
开课学院： 电气工程学院
考试日期：
考试方式： 考试时间： 120 分钟
注：1.大标题用四号宋体、小标题及正文用小四号宋体；2.按A4纸缩小打印
一、 选择题（2分/每题，可多选，共20分） 1. 短路电流计算的作用是（ A B C D ）：
A.确定继电保护定值
B.进行故障分析
C.为系统设计及选择电气设备提供依据
D.校验开关的遮断容量
2. 下面事件属于事故的有（ A C ）：
A ．带地线合刀闸B. 雷击短路C. 误进带电间隔 D. 非全相运行 3. 下列中自然发生概率最小的故障是（ D ）：
A ．两相相间短路 B. 单相短路接地 C. 两相接地 D. 三相短路 4. 电力系统的暂态过程可分为（ C D ）：
A.波过程
B.故障过程
C.电磁暂态过程
D.机电暂态过程
5. 对于无限大功率电源供电的空载线路，若线路阻抗角︒=60ϕ，在电压初始相角α为（ D ）时，其三相短路会出现最大电流。

A ．︒90 B. ︒60 C. ︒30 D. ︒-30
6. 在发电机绕组磁链方程中引入Park 变换的目的是（ C ）。

A ．减少方程数量 B. 将abc 坐标系变为dq0坐标系 C. 消去时变参数 D. 合符分析习惯
7. 对于计阻尼的同步发电机，在端口突然三相短路时，其（ B ）在短路前后不变化。

A ．次暂态电动势"|0|E B. 交轴次暂态电动势''|0|q E C. 交轴空载电动势q E D. 交轴
虚构电动势Q E
8. 对于金属性三相对称性短路，在短路点f 上的任意一相的相电压故障分量为
（ B ）。

A ．0f U B. 0
f U - C. 0 D. 0
21f U 9. 对于不对称性短路，在短路点f 上的三相电压和短路点f 流出的三相电流都可采
用电压序分量和电流序分量来表示，此时属于故障分量的是（ A B D ） A ．短路点f 流出的正序电流分量 B. 短路点f 上的零序电压分量 C. 短路点f 上的正序电压分量 D. 短路点f 上的负序电压分量 10.线路零序电抗比线路正序电抗大的主要原因是（ B ）。

A ．线路存在自电感 B. 线路存在相间互电感 C. 线路存在分布电容 D. 线路存在串补电容
二、 填空题（2分/每空，共20分）
1. 对于中性点不接地系统，在发生单相金属接地时，故障点处非故障相电压为故障
前相电压的（ 1.732 ），三相线电压（ 不变 ），其接地点电流等于非故障相（ 3倍 ）；在发生两相金属接地时，故障点处非故障相电压为故障前相电压的（ 1 ）倍。

2. 对于A 相金属接地，其故障点的序分量电流边界条件为
（ ），序分量电压边界条件为（ ）；对于BC 相金属接地，其故障点的序分量电流边界条件为（ ），序分量电压边界条件为（ ）。

3. 在/11Y ∆-变压器中，Y 侧正序电流相位（ 滞后
）∆侧正序电流相位︒30，
Y 侧负序电流相位（ 超前 ）∆侧负序电流相位︒30。

三、 计算题（每题20分，共60分）
1. 已知同步发电机的参数：MW P N 30=，85.0cos =N ϕ，kV U N 5.10=，
2.1=d x ，
8.0=q x ，3.0='d
x ，146.0=''d x ，21.0=''q x 。

发电机在额定电压下运行，输出感命题人：
组
题人：
审
题人：
命
题时
间：
学院 专业 年级 学号 姓名
封
线
密
性负荷30+j15MVA 。

在机端三相短路时，求： （1）q
E ''，d E ''，q E '，q E ； （2）定子短路电流基频分量初始值m I ''； （3）定子短路电流稳态值∞I ；
（4）设8.1=M K ，计算短路冲击电流（有名值）和最大短路电流有效值（有名值）。

2. 如图所示系统，变压器T1和T2各侧运行在其额定电压下，母线B 处负荷为16+j12MVA ，
S 为中性点直接接地的等值无穷大电源。

发电机G1：MW P N 50=，85.0cos =N ϕ，kV U N 5.10=，163.0=''d
x 。

发电机G2：MW P N 25=，8.0cos =N ϕ，kV U N 5.10=，176.0=''d
x 。

变压器T1：MVA S N 63=，5.10%=s u ，变比为121/10.5，绕组接线为∆/0Y 。

变压器T2：MVA S N 63=，5.10%)21(=-s u ，5.18%)31(=-s u ，5.6%)32(=-s u ，变比为121/38.5/10.5，绕组接线为∆//0Y Y 。

线路L ：10km ，km x /4.01Ω=，102x x =。

采用MVA S B 100=，av B U U =， （1）计算各元件标幺值阻抗；
（2）画出母线A 处发生BC 相接地短路时的正序和零序故障分量网络图，并计算短
路后故障处各序电流和各序电压的标幺值；
（3）计算k 处的三相相电流（有名值）和三相相电压（有名值）。

3. 如图所示为某系统的正序和零序网络，负序网络与正序网络相同。

各元件参数均
为标幺值，图中电源分别为注入节点1和节点2的电流源，故障前的各节点电压由节点注入电流源计算。

14
j ①
②
③
j 2
.0j 2.0j 2
.0j 05
.0j 25
.0j
已知各序网络图对应的节点阻抗矩阵分别是
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=101.0047.0056.0047.0056.0039.0056.0039.0073.0)
1(j Z ，⎥⎥
⎥⎦⎤
⎢⎢⎢⎣⎡=152.0067.0037.0067.0106.0029.0037.0029.0044.0)0(j Z 。

试求：（1）当节点3发生BC 两相金属性短路接地时，
a ．短路后故障点流出的各序电流和相电流；
b ．节点1与节点2的各序电压；
c ．1-2支路的各序电流和相电流。

（2）计算在支路1-2上、节点1侧两相断线时支路1-2的各序电流（断口处开断电压由正序网络在断口处开断后计算）。