电力系统暂态分析试卷及答案5套

电力系统暂态分析试卷（1）
一、（25分）简答
1． 什么是电力系统短路故障？故障的类型有哪些？ 2． 列出电力系统的各电压等级对应的平均额定电压？ 3． 同步发电机三相短路时为什么要进行派克变换？ 4． 分裂电抗的作用是什么？
5．
简述运算曲线法计算三相短路电流的步骤。

二、(15分)下图为一无穷大功率电源供电系统，设在K 点发生三相短路，如果设计要求
通过电源的冲击电流不得超过30 KA ,问并行敷设的电缆线路最多容许几条？(K M =1.8)
三、(15分) 某系统接线及各元件参数如上图所示，设在 f 点发生三相短路。

若选S B =100
MV A ，U B =U av ，试计算：
(1) 电源G 及系统S 对 f 点的转移电抗x Gf 、x Sf 。

(2) 如果根据运算曲线查得 t = 0.2 秒时电源G 的短路电流标么值为I G 02.''
=2.6，
则 t = 0.2 秒时短路点总电流的有名值是多少？
四、（10分）系统接线如图所示, 当 f 点发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的各序
等值网络。

(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)
1250m
x 1=0.083Ω/km r 1=0.37Ω/km
S=无穷大 6kV , 200A X R %=4 P φ =1.68KW L
k
X k =0.2Ω
R K =0.1Ω
S GN1=100MV A X ”d =0.2 S TN1 =20MV A u k %=10
100km
X 0=0.4Ω/km P GN2 =40MW cos ф=0.8 X ”d =0.25
k
10.5KV
115KV S TN2 =20MV A u k %=10.5
10.5KV
五、（10分）如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（S B =100MVA ，U B =平均额定
电压），用正序等效定则计算以下各种情况短路时，短路点的A 相正序电流有名值，（1）三相短路；（2）A 相接地短路；
六、（10分）如图所示系统，求发电机电势E q 和静态稳定储备系数K p ？（注：图中参
数为归算到统一基准值下的标么值S B =100MV A ，U B =平均额定电压）
七、（15分）有一简单系统，已知发电机参数2.0='d
x ，E΄ =1.2，原动机功率P T =1.5，线路
参数如图所示，无穷大电源电压000.1∠=c U ，如果开关K 突然合上，电容电抗Xc=0.3
试判断该系统能否保持暂态稳定?
G
1
T 1
T 2
L
f
X n1
G 2
X n2
10.5KV 115KV X 1=X 2=0.1
X 0=0.2
X 1=X 2= 0.1 X 0 = 0.3
X 1=X n =0.1
K
X n
单回X L =0.6
S=无穷大
K
10.5KV
115KV
X d =0.1
X L =0.4
X T =0.25
U=1=Const
P 0=1 Q 0=0.8
电力系统暂态分析试卷(2)
一、简答（25分）
1.什么是短路？简述短路的现象和危害？
2.什么是短路冲击电流？出现冲击电流的条件是什么？
3.为什么同步发电机定、转子绕组的电感系数矩阵中会有零元素？
4.变压器中性点接小电阻的作用是什么？简要分析理由。

5.什么是静态稳定、暂态稳定，其主要区别是什么？
二、（10分）电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，用标么值的近似计算法计
算各元件电抗标么值(S B=50MV A，U B=平均额定电压)。

S GN1=50MV A X”d=0.2 S TN1 =50MV A
u k%=10
L=100km
X0=0.4Ω/km
P GN2 =40MW
cosф=0.8
X”d=0.25
10.5KV 115KV
S TN2 =20MV A
u k%=10.5
10.5KV
三、（10分）电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，当K点发生三相短路时，
若要使短路后0.2S的短路功率S d不大于100MV A，试求线路允许的电抗有名值(S B=100MV A，U B=平均额定电压)？
S GN1=50MV A X”d=0.1 S TN1 =50MV A
u k%=10
X L=?
K
10.5KV 115KV
四、（15分）如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（S B=100MV A，U B=
平均额定电压），计算BC相接地短路时，短路点A相各序电流有名值及中性点电压。

10.5KV 115KV X 1=X 2=0.1
X 0=0.2
X 1=X 2= 0.1 X 0 = 0.3
X 1=X n =0.1
K
X n
五、（15分）试用物理方法分析系统保持静态稳定的条件是 0>δd dP E 。

六、（15分）一简单系统如图所示，已知发电机参数x 'd =0.2，E΄ =1.2，原动机功率P T
=1.5，线路参数如图所示，无穷大电源电压U c =1.0∠0︒，如果在K 点突然发生三相短路，短路后转子角度增加20º时，C 跳开，B 在C 跳开后转子角度增加20º才跳开，试判断该系统能否保持暂态稳定?
七、（10分）试画出下图中当f 2点发生不对称接地短路时的零序等值电路图。

(略去各
元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)
单回X L =0.4 S=无穷大
B
C
U c
K
1
X 0
3 4
7 8
X 0
f 2
2
X m
9
5 6
电力系统暂态分析试卷（3）
一、简答（25分）
6. 简述短路的现象和危害？
7. 列出电力系统的各电压等级及其对应的平均额定电压？
8. 为什么在分析同步发电机三相短路电流过程时要进行派克变换？ 9. 输电线路中串联电容在电力系统中的作用是什么？ 5.静态稳定及暂态稳定的区别是什么？
二、（15分）已知同步发电机的参数为X d =1.0, X q =0.6, X d ΄=0.3, cosΦ=0.85滞后，当电流、电
压标么值均为1时，求发电机的空载电势Eq 、虚构电势E Q 、暂态电势Eq΄和E΄, 并作电流电压相量图。

三、（15分）电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，系统S 的短路容量为2000MVA 当
K 点发生三相短路时，试计算: （S B =100MV A ，U B =平均额定电压） (1) 短路点的短路电流周期分量起始值I ˝ (2) 发电机对K 点的计算电抗X Gf 。

四、（15分）如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（S B =100MVA ，U B =平均额定
电压），用正序等效定则计算以下各种情况短路时，短路点的A 相正序电流有名值，（1）三相短路；（2）A 相接地短路；（3）BC 相接地短路。

(4)两相短路。

100km
X 0=0.4Ω/km
P GN2 =40MW cos ф=0.8 X ”d =0.25
k
S
110KV
S TN2 =20MVA U K %=10.5
10.5KV
10.5KV 115KV X 1=X 2=0.1
X 0=0.2
X 1=X 2= 0.1 X 0 = 0.3
X 1=X n =0.1
K
X n
五、（15分）图示系统， 一并联电抗通过一开关挂在线路的中端，参数已在图中给出，求（1）
开关断开时，发电机的最大出力；（2）假设E ΄=常数，开关闭合时发电机的最大出力为多少，系统的静态稳定性比原来如何？
六、（15分）有一简单系统，已知发电机参数2.0='d
x ，E΄ =1.2，原动机功率5.1=T P ，线
路参数如图所示，无穷大电源电压000.1∠=c U ，如果因为保护误动致使断路器B 突
然跳开，试判断该系统能否保持暂态稳定?
七、（15分）试画出下图中当f 1和f 2点分别发生单相接地短路时的零序等值电路图。

(略去
各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)
E΄未知
X΄d =0.1
j0.2
j0.3
j0.3
P 0=1 Q 0=0.8
U
=1.0
∠00
单回X L =0.4 S=无穷大
B
1
X 0
3 4
7 8
X 0 f 2
2
X m
9
5 6
f 1
电力系统暂态分析试卷（4）
一、简答（18分）
1. 同步发电机出口突然发生三相短路后，定子绕组和转子绕组会产生哪些电
流分量？各按什么时间常数衰减？
2. 说出静态稳定和暂态稳定的区别，并分别说出三种提高静态稳定和暂态稳
定的措施。

3. 比较下列几种情况下输电线路阻抗的大小。

(1). 单回输电线零序阻抗 Z (0)和双回输电线零序阻抗Z (0)(2)。

(2).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)。

(3). 单回输电线零序阻抗 Z (0) 和单回输电线正序阻抗Z (１) 。

二、（13分）
已
知
同
步
发
电
机
的
参
数
为
8.0cos ,2.0,6.0,2.1=='==ϕd
q d x x x 滞后。

试求额定运行时的空载电势E q 、虚构电势E Q 、暂态电势'E q
和'E , 并作电流电压相量图。

三、(13分)
电力系统接线和元件参数如图所示，当K 点发生三相短路时，计算
（1） 电源G1和G2对K 点的转移阻抗 （2） G1和G2对K 的计算阻抗
（3） t=0s 时短路点总电流的标么值及有名值各是多少？ （4） 若依运算曲线查得t=0.2s 电源G1和G2的短路电流标么值
分别为2.44和2.05，求t=0.2s 时短路点总电流的有名值为多少？
S GN1=50MV A X ”d =0.2 S TN1 =50MV A
u k %=10
100km
X 0=0.4Ω/km
P GN2 =50MW
cos ф=0.8 X ”d =0.25 k
10.5KV
115KV
S TN2 =63MV A u k %=10.5
10.5KV
G1
G2
(S B =50MVA ，U B =平均额定电压)。

四、（20分）
如图所示的简单系统，当K 点发生A 相接地短路时，求发电机端各相电流和电压的有名值及经阻抗Xn 接地的变压器中性点电压。

（注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值S B =100MVA ，U B =平均额定电压，设系统短路前空载）
10.5KV
115KV
37KV
X 0= 0.2 X 1=X 2=0.1
X 1=X 2= 0.1 X 0 = 0.3
X 1=0.15 X 1 =0.105
K
X n
X n ＝0.1
五、(16分)
已知计及阻尼功率后发电机转子运动方程（增量形式）为：
d dt d dt T D dP d J E ∆∆∆∆∆δ
ωωωωδδδ=⋅=-⋅+⎛⎝ ⎫⎭⎪⋅⎡⎣⎢⎢⎤⎦⎥
⎥⎧⎨⎪⎪⎩
⎪⎪010 试用小干扰法推导该系统保持静态稳定的条件。

六、（20分）
一简单系统如图所示，已知发电机参数15.0='d
x ，05.0=s x ，'E =1.2，原动机功率5.1=T P ，线路参数如图所示，无穷大电源电压0
00.1∠=c U ，如果在线路末端断路器C 处突然发生三相短路，短路后转子角度增加︒15时，C 跳开，B 在C 跳开后转子角度增加︒15才跳开，试判断该系统能否保持暂态稳定?
单回 X L
=0.4
S= 无穷大
B
C
电力系统暂态分析试卷（5）
一、填空及简答（18分）
1. 选择填空: (供选答案均为 ①变数 ②常数 ③零)
凸极同步发电机定子各相绕组的自感系数是( )；定子各相绕组间的互感系数是( )；转子各绕组的自感系数是( )；励磁绕组与D 轴阻尼绕组间的互感系数是( )；励磁绕组与Q 轴阻尼绕组间的互感系数是( )；定子绕组与转子绕组间的互感系数是( )。

4. 同步发电机出口突然发生三相短路后，定子绕组和转子绕组会产生哪些电流分量？各按什么时间常数衰减？
5. 说出三种提高电力系统静态稳定性的措施。

二、（12分）已知隐极同步发电机的参数为8.0cos ,3.0,0.1=='=ϕd
d
x x 滞后。

试求额定运行时的空载电势E q 、暂态电势'E q
, 并作电流电压相量图 三、(12分)电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，当K 点发生三相短路时，
计算发电机G 1 和G 2对K 点的转移电抗。

四、（13分）
系统接线如图所示, 当 f 点发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的零序等值网络。

(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)
五、（15分）
如图所示的简单系统，当K 点发生BC 两相接地短路时，求故障点各相电流和电压的有名值。

（注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值S B =100MVA ，U B =平均额定电压，设系统短路前空载）
S GN1=100MVA X ”d =0.2
S TN1 =20MVA u k %=10100km
X 0=0.4Ω/km P GN2 =40MW cos ф=0.8X ”d =0.25
k
10.5KV
115KV
S TN2 =20MVA u k %=10.5
10.5KV
10.5KV
115KV
X 0= 0.2
X 1=X 2=0.1X 1=X 2= 0.1
X 0 = 0.3
X 1=0.15
K
六、(15分)
图示系统， 一并联电抗通过一开关挂在线路的中端，求（1）开关断开时的参数已在图中给出，求发电机的最大出力；（2）假设自动调节励磁装置不动作，开关合上后，发电机的最大出力为多少，系统的静态稳定性比原来如何？ 七、（15分）
有一简单系统，已知发电机参数2.0='d x ，'E =1.2，原动机功率5.1=T P ，线
路参数如图所示，无穷大电源电压000.1∠=c
U ，如果在线路始端突然发生三相
短路，短路后转子角度增加︒30时，才切除故障线路，试判断该系统能否保持暂态稳定?
X 1= X 2=0.4
S=无穷大
E '
未知
X d '=0.1
j0.2
j0.3
j0.3
P 0=1 Q 0=0.8
U
=1.0
∠00。