电力系统暂态分析试卷(1)
一、(25分)简答
1. 2. 3. 4. 5.
什么是电力系统短路故障?故障的类型有哪些? 列出电力系统的各电压等级对应的平均额定电压? 同步发电机三相短路时为什么要进行派克变换? 分裂电抗的作用是什么?
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?(KM=1.8)
L k 6kV, 200A 1250m XR%=4 x1=0.083Ω/km Pφ =1.68KW r1=0.37Ω/km S=无穷大 Xk=0.2Ω RK=0.1Ω 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SB=100
MVA,UB=Uav,试计算:
(1) 电源G及系统S对 f 点的转移电抗xGf、xSf。
(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IG0.2则 t = 0.2 秒时短路点总电流的有名值是多少?
2.6,
10.5KV k 115KV 10.5KV SGN1=100MVA STN1 =20MVA X”d=0.2 uk%=10
100km X0=0.4Ω/km STN2 =20MVA uk%=10.5 PGN2 =40MW cosф=0.8 X”d=0.25 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)
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G1 T2 G2 T1 L f X n2 X n1
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(SB=100MVA,UB=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;
10.5KV 115KV X1=X2= 0.1 X0 = 0.3 K X1=X2=0.1 X0=0.2
Xn X1=Xn=0.1 六、(10分)如图所示系统,求发电机电势Eq和静态稳定储备系数Kp?(注:图中参
数为归算到统一基准值下的标么值SB=100MVA,UB=平均额定电压)
10.5KV 115KV U=1=Const Xd=0.1
XT=0.25 XL=0.4 P0=1 Q0=0.8 七、(15分)有一简单系统,已知发电机参数xd参数如图所示,无穷大电源电压Uc试判断该系统能否保持暂态稳定?
0.2,E΄ =1.2,原动机功率PT=1.5,线路
1.000,如果开关K突然合上,电容电抗Xc=0.3
K 单回XL=0.6
S=无穷大 2 / 10word.
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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(SB=50MVA,UB=平均额定电压)。 10.5KV 115KV 10.5KV SGN1=50MVA STN1 =50MVA X”d=0.2 uk%=10 L=100km X0=0.4Ω/km STN2 =20MVA PGN2 =40MW cosф=0.8 uk%=10.5 ”Xd=0.25 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Sd不大于100MVA,试求线路允许的电抗有名值(SB=100MVA,UB=平均额定电压)?
10.5KV 115KV K SGN1=50MVA STN1 =50MVA X”d=0.1 uk%=10 XL=?
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(SB=100MVA,UB=
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。
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10.5KV 115KV X1=X2= 0.1 X0 = 0.3 K X1=X2=0.1 X0=0.2 Xn X1=Xn=0.1
五、(15分)试用物理方法分析系统保持静态稳定的条件是 dPEd0。 六、(15分)一简单系统如图所示,已知发电机参数xd =0.2,E΄ =1.2,原动机功率PT
=1.5,线路参数如图所示,无穷大电源电压Uc =1.00,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?
B K C S=无穷大 单回XL=0.4 Uc 七、(10分)试画出下图中当f2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)
2 5 6 7 8 1 X0 3 4 f2 9 Xm X0 4 / 10word.
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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Xd=1.0, Xq=0.6, Xd΄=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EQ、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: (SB=100MVA,UB=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XGf。
S 110KV k 10.5KV 100km X0=0.4Ω/km STN2 =20MVA UK%=10.5 PGN2 =40MW cosф=0.8 X”d=0.25 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(SB=100MVA,UB=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。
10.5KV 115KV X1=X2= 0.1 X0 = 0.3 K X1=X2=0.1 X0=0.2
Xn X1=Xn=0.1 5 / 10word.
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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?
j0.2 j0.3 P0=1 Q0=0.8 E΄未知 X΄d=0.1 j0.3 U=1.000 六、(15分)有一简单系统,已知发电机参数xd路参数如图所示,无穷大电源电压Uc然跳开,试判断该系统能否保持暂态稳定?
0.2,E΄ =1.2,原动机功率PT1.5,线
1.000,如果因为保护误动致使断路器B突
B 单回XL=0.4 S=无穷大
七、(15分)试画出下图中当f1和f2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)
3 4 1 f1 Xm X0 X0 f2 9 2 5 6 7 8
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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) 。Z(0) 。
(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
(w)
(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
0.2,cos0.8滞后。试求额定运行xd1.2,xq0.6,xd和E, 并作电流电时的空载电势Eq、虚构电势EQ、暂态电势Eq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
G1 10.5KV k 115KV 10.5KV G2 SGN1=50MVA STN1 =50MVA X”d=0.2 uk%=10 100km X0=0.4Ω/km STN2 =63MVA PGN2 =50MW cosф=0.8 uk%=10.5 ”Xd=0.25 (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?
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(SB=50MVA,UB=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SB=100MVA,UB=平均额定电压,设系统短路前空载)
10.5KV 115KV 37KV K X0= 0.2 X1=X2=0.1 X1=0.15 Xn=0.1 Xn X1=X2= 0.1 X0 = 0.3 X1 =0.105
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:
ddt0d 1dPEDdtTdJ0试用小干扰法推导该系统保持静态稳定的条件。
六、(20分)
0.15,xs0.05,E=1.2,一简单系统如图所示,已知发电机参数xd原动机功率PT1.5,线路参数如图所示,无穷大电源电压Uc1.00,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?
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0 B C S=无 穷大 X =0.4 单回 L 第 9 页 共 10 页
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xd0.3,cos0.8滞1.0,xd, 并作电流电压相量图 后。试求额定运行时的空载电势Eq、暂态电势Eq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G1 和G2对K点的转移电抗。
10.5KVk115KV10.5KVSGN1=100MVAX”d=0.2STN1 =20MVA uk%=10100kmX0=0.4Ω/kmSTN2 =20MVA uk%=10.5PGN2 =40MWcosф=0.8X”d=0.25 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SB=100MVA,UB=平均额定电压,设系统短路前空载)
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10.5KV115KVK X0= 0.2X1=X2= 0.1X1=0.15X0 = 0.3 X1=X2=0.1
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)
E未知Xd'=0.1 j0.3' j0.2 j0.3P0=1 Q0=0.8U=1.000
有一简单系统,已知发电机参数xd0.2,E=1.2,原动机功率PT1.5,线
1.000,如果在线路始端突然发生三相
路参数如图所示,无穷大电源电压Uc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?
X1= X2=0.4S=无穷大
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