电力系统分析上试卷

《电力系统分析（上）》试卷(B答案)——参考

一、填空题（20分，每空1分）

1.衡量电能质量的基本指标是电压和频率。

2.一台发电机接入 10kV 母线，经一台升压变压器接入220kV网络，发电机额定电压为 10.5 kV，变压器

一、二次侧额定电压分别为 10.5 kV、_242____kV。

3.派克变换相当于把观察者的立场从静止的定子上转到了转子，定子的三相绕组被两个同转子一起旋转的等效

dd 绕组和qq 绕组代替。派克变换可以使磁链方程的系数变为常数，简化求解。a、b、c系统中的直流分量和基频交流分量经派克变换分别对应d、q、0系统中的基频和直流分量。

4.同步发电机纵轴暂态电抗为 xd’，其物理意义是沿纵轴向把同步电机看做是双绕组变压器，当副方绕组

（即励磁绕组）短路时，从原方（即定子绕组）测得的电抗。

5.短路是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。在三相系统中，可

能发生的短路有：_三相短路_、单相短路、_两相短路___和_两相接地短路几种类型。

二、简答题（35分，每题7分）

1.分裂导线和导线换位对线路的参数分别有什么影响？架空线路的等值电路有哪两种？当线路距离很长（大于

500km）时，应如何表示架空线路的等值电路？（7分）

分裂导线相当于_增大___了导线的等效半径，因而能减小导线的电感。（增大/减小）。架空线路的导线排列不对称时，可以通过__导线换位__使三相参数恢复对称。当线路距离很长（大于500km）时，可用多个等值电路代替。

2.节点阻抗矩阵元素（对角元和非对角元）的物理意义分别是什么？（7分）

节点k的自阻抗的物理意义为：当在节点k单独注入电流，而所有其他节点注入电流都等于零时，在节点k的电压同z。

注入电流之比，即等于

kk

3.同步发电机突然三相短路后，定子绕组和转子绕组中各有哪些短路电流分量？其对应关系如何？（7分）

答：同步发电机突然短路后，定子电流中包括基频分量、直流分量和倍频分量，直流分量和倍频分量都是为了维持磁链初值守恒而出现的，是自由分量，基频电流的稳态值是强制分量，基频电流与稳态电流之差也是自由电流。转子各绕组中出现直流和基频自由电流，直流电流包括励磁电流（强制分量）和自由直流。定子电流的基频自由电流与转子电流的自由直流对应，转子的基频交流与定子的非周期电流和倍频电

流对应。 可画图说明。

4. 什么是冲击电流？什么是冲击电流系数？高压电网的短路回路中冲击电流的计算条件是什么？（7分）

短路电流最大可能的瞬时值称为冲击电流。冲击系数表示冲击电流为短路电流周期分量幅值的倍数。

高压电网的短路回路中，感抗远大于电阻，其冲击电流计算的条件是，短路前电路处于空载状态，短路恰好发生在短路周期电流取幅值的时刻。

5. 什么是正序等效定则？（7分）

在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量，与在短路点每一相中加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。这个概念称为正序等效定则。

三、 一台同步发电机，已知,,,,d q d

d q x x x x x '''''，机端电压为V ，机端电流为I ，功率因数为cos φ。画出计算,,,q q d q E E E E '''''的相量图，并写出相应的相量形式的计算公式。（10分）

注：红色两条线表示要相互垂直

四、 对图1所示的电力系统，（1）形成节点导纳矩阵。（4分）

（2）当节点2和3用导线（其阻抗忽略不计）短接时，求新的节点导纳矩阵。（2分）

d V ∙I d

I ∙V ∙

Q

E q ∙d d I jx '

∙d

q I jx

d V ∙I d I ∙V ∙Q E ∙''q E ∙d

解： （1）11150.2Y j j =

=-；12211 4.551.10.2Y Y j j ==-=⨯；13310Y Y == 2221118.6320.21.10.2Y j j j j =++=--⨯；2332

1

50.2Y Y j j ==-= 3311

40.21

Y j j j =

+=-- 5

4.5504.558.635054j j j j j j j -⎡⎤⎢⎥=-⎢⎥⎢⎥-⎣⎦

Y （2）22

2111

2.6321

1.10.2Y j j j j '=++=---⨯

5

4.554.55 2.63j j j j -⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦

Y

五、 系统接线如图所示，已知各元件的参数如下：

发电机G-1：60N S MVA =，0.15d

x ''=；发电机G-2：150N S MVA =，0.2d x ''=； 变压器T-1：60N S MVA =，%12s V =，110.5/121T k =；变压器T-2：90N S MVA =，%12s V =，210.5/121T k =；

线路L ：每回路80l km =，0.4/x km =Ω；负荷LD ：120LD S MVA =，0.35LD

x ''=。 所有发电机次暂态电势取1.08（标幺值），负荷次暂态电势取0.8（标幺值）。选基准功率为100MV A ，基准电压为

平均额定电压。当在f 点发生三相短路接地故障时，试作如下计算： （1） 作等值电路，并计算各个元件的参数（标幺值）。（5分） （2） 求f 点的起始次暂态电流（有名值）。（5分）

110kV

LD

-j1

1:1.1