电力系统分析思考题复习资料

第三章

1、什么是理想化同步电机？

答：符合下述理想化条件的电机称作理想化同步电机

（1）导磁系数为常数假设：忽略磁路饱和、磁滞、涡流等的影响,假定电机铁心部分导磁系数为常数；

（2）纵轴（见图d轴）和横轴（见图q轴）分别对称假设；

（3）结构对称假设：a，b，c三定子绕组空间互差120度电角度，结构相同，其电流在气隙中产生正弦分布的磁动势；

(4）定子空载电势是时间的正弦函数假设：转子恒速旋转时，转子绕组的磁动势在定子绕组所感应的空载电势是时间的正弦函数；

(5）电机的定子和转子表面光滑假设：定子和转子的槽和通风沟不影响定子和转子的电感。

2、转子角是如何定义的？同步电机那些绕组的自感和彼此间的互感系数同转子的位置角有关？

答：转子角是转子d轴与定子a轴间的夹角。定子绕组的自感系数，定子与定子间互感系数；定子与转子间的互感系数与转子的位置角有关。

4为什么采用d、q、0坐标系可以解决定子、转子磁链方程中的变系数问题？

答：因为采用d 、q 、0坐标系，定子三相绕组已被假想的等效绕组dd 和qq 所代替，这两个绕组的轴线总是分别与d 轴和q 轴一致的，而d 轴向和q 轴向的磁导与转子位置无关，因此磁链与电流的关系（电感系数）自然亦与转子角α无关。

5、d 、q 、0坐标系下的直流分量和基频分量分别和a 、b 、c 坐标系下的什么分量相对应？

答：d 、q 、0坐标系下的直流分量和基频分量分别和a 、b 、c 坐标系下的基频分量和直流分量相对应。

7、在d 、q 、0坐标系的定子电势方程中定子电势由哪些分量组成？这些电势分量是怎样产生的？

答：在d 、q 、0坐标系的定子电势方程中定子电势分别由变压器电势和发电机电势构成；变压器电势是由d 、q 、0假想绕组磁链变化产生的，发电机电势是由d 、q 假想绕组导线分别切割q 、和d 轴向磁场磁力线产生的。

8、在同步电机标幺值基本方程中，定转子有关变量的基准值是怎样选择的？

定子：B N v =

，B N i =

，3

32

B N N B B S V I v i === 转子：以励磁绕组为例B 3

3

22

f B B f w i i ki w ==，式中w 为定子绕组的匝数，wf 励磁绕组的匝数该

式假定“由基本方程转子基准电流ifB 产生的磁势应同幅值为iB 的

定子三相对称电流产生的磁势相等”B B B 32

f f f B B B v i S S v i ===该式假定转子各绕组基准功率与

定子基准功率相同

由该式可导出B B

312f B

f B B B f w i v v v v i w k

==

=

9、同步电机基本方程的实用化中采用了哪些实用化假设？其实用化范围是什么？ 基本方程的实用化中采用了以下实用化假设 （1）转子转速不变并等于额定转速。

（2）电机纵轴向三个绕组只有一个公共磁通，而不存在只同两个绕组交链的漏磁通。为了便于实际应用，还可根据所研究问题的特点，对基本方程作进一步的简化。

（3）略去定子电势方程中的变压器电势，即认为0d q ψψ==&&，这条假设适用于不计定

子回路电磁暂态过程或者对定子电流中的非周期分量另行考虑的场合。

（4）定子回路的电阻只在计算定子电流非周期分量衰减时予以计及，在其他计算中则略去不计。

上述四项假设主要用于一般的短路计算和电力系统的对称运行分析。 10、试写出同步电机的基本实用化方程。

电势方程：00d d q d q q d q

f f f f

D D D Q Q Q

v ri v ri v r i r i r i ψωψψωψψψψ+-+-+++&&&&&＝＝-＝＝+＝+磁链方程：d d d ad f ad D q q q aq Q

f ad d f f ad D D ad d ad f D D Q aq q Q Q

x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i ψψψψψ＝-++＝+＝-++＝-++＝+

11、试说明d x 、q x 、ad x 和aq x 的名称：

d x ：同步电机纵轴同步电抗；q x ：同步电机横轴同步电抗； ad x ：同步电机纵轴电枢反应电抗；和aq x 同步电机横轴电枢反应电抗

12、同步电机的假想电势E Q 是怎样计算的?计算E Q 有何用处？

在实际计算中往往是已知发电机的端电压和电流（或功率），要确定空载电势Eq 。这种

情况下利用方程式上式确定E Q 的大小和方向是极为方便的。通过E Q 的计算也就确定了q 轴的方向。 第5章思考题

1、电力系统发生短路的原因:（1）元件损坏（2）气象条件恶化破坏（3）违规操作（4）其他

2、电力系统发生短路的类型：

按形式分：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路

按类型分：对称短路与不对称短路

3、电力系统发生短路的后果：

（1）短路故障使导体间将产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。（2）短路电流使设备发热增加，设备可能过热以致损坏。

（3）短路时系统电压大幅度下降。异步电动机当电压大幅度下降时，电动机甚至可能停转，造成产品报废，设备损坏等严重后果。

（4）当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电厂可能失去同步，破坏系统稳定，造成大片地区停电。这是短路故障的最严重后果。

（5）发生不对称短路时，不平衡电流能产生电磁干扰对于架设在高压电力线路附近的通讯线路或铁道讯号系统等会产生严重的影响。

4、电力系统短路计算的目的：

（1）以短路计算作为依据选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备。

（2）合理地配置各种继电保护和自动装置并正确整定其参数。