电力系统试题(配答案)

10.5/121kV 110/11kV
60km
STN1 =15 MVA UK %=10.5
x1 =0.4 / km
STN2 =15 MVA UK %=10.5
10kV 0.3kA X R %=4
3
解
取U B U av 则有 X T1 U K % SB 15 0.105 0.105 100 S T 15 SB 15 0.4 60 0.027 2 UB 115 2
2. 若在极限切除角时切除故障，则在摇摆过程中的最大角为图中的哪个角，为 什么。
P
PIM
PIIIM
a
b
P0
PIIM
0 a
cr 90 h b

（摇摆过程中最大角为 k 。原因如果在极限切除角时切除故障，加速面积是最 大的，必须使减速面积等于加速面积，如果摇摆角大于 k ，系统会失去稳定性， 故 k 为摇摆过程中最大角。 ）
STN2 =25 MVA UK %=10.5
10kV 0.3kA XR %=4
解：
取U B U av 则有 XG X T1 X G % SB 100 0.125 0.417 100 S GN 30 U K % SB 100 0.105 0.333 100 ST 31.5 SB 100 0.4 100 0.302 2 UB 115 2
X L1 X L2 X XR
XR % U N S 6 100 B 0.1 1.455 2 2 100 3I N U B 3 0.6 6.3
XL/2
进 Y 变换有：
X T1R X T2R X T1T2
X T1 X R 2.333 1.455 0.555 X T1 X T2 X R 2.333 2.333 1.455 X T2 X R 2.333 1.455 0.555 X T1 X T2 X R 2.333 2.333 1.455 X T1 X T2 2.333 2.333 0.889 X T1 X T2 X R 2.333 2.333 1.455
3. 在图示的简单系统中，己知发电机暂态电势 E 与无限大系统母线之间电抗及
发电机向无限大系统输送功率，试计算 E 恒定时，此系统的静态稳定储备系数。 (12 分）
E
1.5 U 1 xd
P0 0.71 Q0 0.14
解：
5
E q (U PM E qU Xd
2
3. 推导单相短路的序边界条件，并给出复合序网图。 （
短路点边界条件为： U fa I fa Z f , I fb I fc 0 转换成序分量有： U f1 U f2 U f0 （I f 1 I f 2 I f 0）Z f I f1 I f 2 I f 0
XT1R
XL/2 0.15
XT1T2 0.889
0.555 0.555 XT2R
0.833 0.833
0.302 0.889 1.04 2 如图 X 2 0.555 0.833 1.388 令X 3 X T2R 0.555 X1 X 4 X G 0.833
7
X1
(X1 X 23 )//X 24 X 34 (1.04 0.278)//0. 417 0.137 0.454
''

短路电流标幺值为 I *
1 X

1 2.204 0.454
100 3 6.3 20.2(kA)
一、填空题：(每空 1 分) 1.发生短路的主要原因是电气设备载流部分的 损坏， 短路引起短路回路的
急剧增加。 （相与相之间或相与地之间的绝缘、电流）
t / T 2.己知三相短路 a 相电流为 ia I m sin(t ) [ I m|0| sin( |0| ) I m sin( )]e
50km
110kV 20km
T
10kV
1000 MVA X S 1.2
30km
f
250 MVA U K %=10.5
250 MVA 0.12 Xd
解：取U B U av 则有 XT U K % SB 250 0.105 0.105 100 S T 250 SB 250 0.4 50 0.378 2 UB 115 2 SB 250 0.4 20 0.151 2 UB 115 2 SB 250 0.4 30 0.227 2 UB 115 2
SB=100MVA）(14 分）
T1
G1
50km
T2
无限大系统
0.4/km
2 15MVA G 2 f 0.125 xd
6kV 0.6kA xR %=10
2 7.5MVA 121/6.6 U K %=10.5
6
解：取U B U av 则有 X G1 X G2 X T1 X T2 X G % SB 100 0.125 0.833 100 S GN 15 U K % SB 100 0.105 2.333 100 ST 7.5 SB 100 0.4 100 0.302 2 UB 115 2
复合序网图如图
uf0 z1 zf
z2
zf
z0
zf
） 4. 提高系统静态稳定性和暂态稳定性措施的基本出发点有何不同，并各给出三 个主要措施。 （电力系统静态稳定性是指电力系统收到小干扰后， 不发生自发振荡或非周 期失步，自动回复到起始运行状态的能力。提高静态稳定性措施有：采用 自动调节励磁装置，减少元件电抗，改善系统结构和采用中间补偿设备。 暂态稳定性是指电力系统在运行中受到大干扰后能否回复到起始状态的能 力。提高暂态稳定性措施：快速切除故障；采用自 动重合闸；装设强行励 磁装置；电气制动。 ） 三、计算题 1.电力网的元件参数如图，不计变压器及线路的并联支路，请用近似计算法求各 元件标幺值并建立网络的标么值等值电路。 （SB=15MVA） 。(12 分）
10. 对称分量法可以把不对称的 a、 b、 c 三相量， 分解为对称的 三序量。 （正序分量、负序分量、零序分量）
1
11.同步发电机三相突然短路后，定子绕组中有 后者的衰减时间常数取决于
和倍频分量、励磁）
和
、
回路的电阻和等值电抗。 （基频分量、直流分量
12.发电机中励磁电流产生的主磁通穿过空气隙与 只匝链 。 （定子绕组、励磁绕组）
a
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
则 ib =
+[
]e-t/Ta。
2 2 2 （ ib I m sin(t ) [ I m|0| sin( |0| ) I m sin( )]et /Ta ） 3 3 3 3. 短路冲击电流是短路电流最大的 值，它出现在短路发生后约 周 期时。 （瞬时、半个）
1 1 1.885 , 0.657 2.758
''
冲击电流 iM 2.55I * 2.55 1.855 4.73 , I B
250 3 110
1.312
所以有
I ' ' 1.885 1.312 2.47(kA) i M 4.73 1.312 6.21(kA)
13. 在两相短路中， 零序等值阻抗为
匝链，漏磁通 。
， 其复合序网为
（正序网和负序网并联） 14.短路容量的定义为
的乘积、短路电流的标幺值）
，其标幺值等于
。 （短路电流与故障前电压
二、简答题(每题 5 分，)
1、 1. 简述短路电流计算的目的是什么？ （短路电流计算的主要目的是应用这些计算结果，进行继电保护设计和整定值计算，开关 电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计，制定限制短路电流的措施和稳定性分 析。 ）
X2
X3
再进行 Y 变化有
右侧发电机转移阻抗X 23 X 2 X 2 左侧发电机转移阻抗X13 X1 X 3
期电流有效值 I *
''
X2X3 0..376 0.227 0.376 0.227 0.657 X1 1.578 X1X 3 1.578 0.227 1.578 0.227 2.758 X2 0.376
QX d U
)2 (
PX d
) 2 (1 0.14 1.5 ) 2 ( 0.71 1.5 ) 2 1.612 U 1 1
P P0 1.075 0.71 P0 M 100% 51.3% P0 0.71
1.612 1 1.075 1.5
X2
X3
再进行 Y 变化有
X4
X 23 X 24 X 34
X
X2 X3 1.388 0.555 0.278 X 2 X 3 X 4 1.388 0.555 0.833 X2 X4 1.388 0.833 0.417 X 2 X 3 X 4 1.388 0.555 0.833 X4 X3 0.833 0.555 0.137 X 2 X 3 X 4 1.388 0.555 0.833
4.短路电流的最大有效值主要用于检验 的能力。 （开关电器、短路电流） 5.无限大功率电源供电的系统发生三相短路后， 含有电源回路的短路电流有两个 分量，其中 分量在暂态过程中其幅值保持不变， 分量随时间而 逐步衰减到零。 （周期分量、非周期分量） 6.发电机组的惯性时间常数 TJ 的物理意义为：在主轴上施加一单位转矩，机组 转速从 * 0 升高到 * =
XL X X T2 XR