华中科技大学电气12级电力系统分析(上)复习题.

1、图示电力系统，各级电网的额定电压已标明图1中，试求： （1）发电机、电动机及变压器各绕组的额定电压。

（2）若变压器1T 工作于＋2.5%抽头，2T 工作于主抽头，3T 工作于－5%抽头。各变压器的实际变比。

T

2、 图中已标明各级电网的电压等级，1）试标出图中各变压器的额定电压；2）如T3高压

侧工作于+5%抽头，试计算各变压器的实际变比。

3、试作出单位长架空输电线路的等值电路，并请说明等值电路中各参数分别反映了什么样的物理现象。

4、abc 坐标系统中的直流、正序基频和负序倍频电流分量转换到dq0坐标中分别对应何种

性质的电流。 0r

j L ω

5、试说明：（1）凸极同步发电机定转子各绕组的自感系数及其相互之间的互感系数，哪些是常数，哪些随时间变化；（2）电感系数变化的原因是什么？

6、输电线路采用图示一相等值电路，试说明当系统中切除一条输电线路时，应如何修改节点导纳矩阵。

7、已知无阻尼绕组同步发电机正常运行时的机端电流[0]I 和机端电压[0]V ，以及功率因数

角[0]ϕ，试写出暂态电势q

E '和E '的计算过程，并画出相量图。 （1）计算等值隐极机电势及发电机功角

Q E =

[0][0][0][0][0](cos )sin )q q arctg x I V x I δϕϕ=+

d V q V q

I d I

Q

E

V

I

d

d I '

Re

d

jx I '

q

E '

E '

jx I

q d I

δ ϕ

（2）计算暂态电势q

E ' [0][0]()cos()q

Q d q E E x x I δϕ''=+-+

（3）计算暂态电抗后的暂态电势E ' E '

[0][0][0][0][0](cos )(sin )d

d arctg x I V x I δϕϕ'''=+

8、无阻尼绕组同步电机机端突然三相短路时，定子绕组中包含哪些电流分量，其中哪些是强制分量，哪些是自由分量？假定不调节励磁，试写出这种情况下短路电流周期分量的起始值和稳态值的计算式。 （1）

（2）

（3）

不调节励磁，短路电流周期分量的起始值d i '和稳态值d i ∞计算式分别为 [0][0],q q d

d d d

E E

i i x x ∞''=='

9、图示系统，母线上F 处发生单相接地短路故障，忽略设备的电阻，试制定零序等值网络。

(0)f V

(0)f I

14

10、如图所示，系统输电线路为平行双回线，现假设线路中点f 处发生了不对称接地短路，线路N 侧断路器BK 首先跳开，试绘出正序和零序等值电路。

11、如图1所示系统，10kV 母线短路功率（不计负荷作用）为800MVA ，若f 点发生三相短路，欲使得出口断路器DL 上流过的短路电流不超过11kA ，试计算： （1）限流电抗器X R 的最小欧姆值（系统等效电势为1）。

（2）当X R 采用（1）中的取值时，若考虑负荷作用比不考虑负荷作用时的冲击电流增加不超过10%，则负荷容量的上限为多少（负荷为综合负荷，系统冲击系数取1.6）。

解：1）计算限流电抗器X

设S B =200MV A ，V B = V av . 不考虑负荷作用，10kV 母线的短路功率全部来自系统，则系统短路电抗为

200

0.25800

s X =

= 限流电抗器后的短路电流不大于11kA ，则

1111110.750.25R R s R R S X X X X =

⇒⇒≥++

则限流电抗器电抗的最小欧姆值为22

min 10.50.750.750.413200

B R B V X S =⨯=⨯=Ω 2） 计算负荷容量的上限。

不计负荷作用时，冲击电流全部由系统提供，大小为

1

1.6 1.60.250.75

im im im s R E I K I X X ''=

⨯⇒=⨯=++

计及负荷影响后，短路点左侧提供的冲击电流不变，右侧负荷提供的冲击电流分量为

图1

)

3(X S

os

ΦN=0.85X d =X q =1.0

X ’d =0.460MVA

10KV

60MVA

110kV

Us%=10%

3

(f

''0.8

0.35LD imLD

im imLD B

LD

LD

E I K I S X S =⨯⇒=

⨯ 由题意，可知

0.810%0.16140.35200

LD

imLD imS imLD LD S I I I S MVA ≤⨯⇒=

≤⇒≤⨯

负荷容量不能超过14MV A 。

12、如图2所示系统，归算到统一基准值下的各元件标幺值已标明图中（电缆为单根导线参数）。变压器均采用11/-∆Y 接法。母线M 、N 之间有n 根电缆并列运行，不考虑线间零序互感。设母线M 发生A 相接地短路。

(1)欲使得变压器T2中性线上流过的电流不超过其中一根电缆中流过零序电流的3倍，试求电缆数量的取值范围。

(2) 当n 取最小值时，求空载母线的三相电压，并画出其相量图。

图2

X 1=0.2

1)

1(空载

''X d

'E