暂态分析练习题

一、概念题 1．

简述短路的概念和类型？

2． 电力系统发生短路故障会对系统本身造成什么危害？ 3． 同步发电机三相短路时为什么要进行派克变换？

4． 同步发电机磁链方程的电感系数矩阵中为什么会有变数、常数或零？

'''5． 试从发电机短路后磁路的变化方面和表达式方面分析说明电抗xd,xd的大小。 ,xd6．

试比较Eq Eq′ Eq〞及Xd Xd′ Xd〞Xσ的大小。

7． 同步发电机三相短路后，短路电流包含哪些分量？各按什么时间常数衰减？

8． 额定转速（电角速度）同为3000转/分的汽轮发电机和水轮发电机，哪一个启动比较快？ 9． 为什么采用分裂导线可以提高系统静态稳定性？简要叙述理由。 10． 什么是电力系统稳定问题？静态稳定和暂态稳定有什么区别？ 11． 12．

什么是摇摆曲线，有什么用途？

利用等面积定则分析采用三相重合闸提高系统暂态稳定性的原理？

13． 试列出三种提高暂态稳定的措施，并简要说明其原理。 14． 15． 16．

为什么减小元件电抗可以提高系统的静态稳定性？说出三种减小电抗的措施。 简述电气制动提高系统暂态稳定性的原理？

为什么变压器中性点加小电阻可以提高电力系统的暂态稳定性？

17． 电力系统某处装设了“三相短路故障联锁切机” 安全自动装置，请用等面积定则说明该装置对

提高稳定性的作用。 18． 19． 20．

用等面积定则简要分析为什么快速切除故障可以提高电力系统的暂态稳定性？ 电力系统采用分裂导线的作用？简述原理。 电力系统采用串联电容的作用？简述原理。

二、已知同步发电机的参数为xd?1.0,xq?0.6,xd??0.3,cos??0.85滞后。试求额定

?和E?, 并作电流电压相量图 运行时的空载电势Eq、虚构电势EQ、暂态电势Eq三、已知隐极同步发电机的参数为xd??0.3,cos??0.8滞后。试求额定运行时的空?1.0,xd?????, 并作电流电压相量图 载电势Eq、暂态电势Eq四、已知发电机的暂态电抗x?0.2,xq?1.0,负载的电压U?1.0?30电流I?0.8??15。试计算暂态电

?'d势Eq，并作电流电压相量图。

'五、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 k 115KV 10.5KV SGN1=50MVA STN1 =50MVA X”d=0.2 uk%=10 100km X0=0.4Ω/km STN2 =20MVA PGN2 =40MW cosф=0.8 uk%=10.5 ”Xd=0.25 六、试用物理方法分析静态稳定的判据。

七、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

八、如图所示系统，求静态稳定极限和静态稳定储备系数？（注:SB=50MVA，UB=平均额定电压）

10.5KV 115KV U=1=Const P0=1, Q0=0.1 PN=80MW cosΦ=0.8 Xd=0.4 50MVA Uk%=10% XL=0.4Ω/km L=100km

九、不考虑励磁调节的简单电力系统中发电机电磁功率可表示为

PE?EqUxd?sin?

试从物理和数学两方面证明，系统保持静态稳定的条件是 dPEd??0。 十、试比较凸极同步发电机以下两组参数的大小，并简要说明理由：

(1)

x?、xd、xd?、xd?? (2) Eq、Eq?、Eq??

'?表示，电势用虚构暂态电势E表示时，电磁功率的表达式为： 十一、试证明当发电机的电抗用xdE'UPE'?'sin?'

xd?

十二、如图所示系统，从静态稳定的角度看，为保证有Kp=15%的储备系数，输电线的电抗允许多大？（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）

10.5KV115KV37KV U=1=Const Xd=0.1 Eq=1.15 十三、

XT1=0.25XL=? P0=1XT2=0.25

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，求（1）开关断开时的给出，求发电机的最大出力；（2）假设E′不变，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？

十四、已知计及阻尼功率后发电机转子运动方程（增量形式）为：

E'未知 Xd'=0.1 j0.3 j0.2 j0.3 P0=1 Q0=0.8 ?00 U=1.0?d???dt?????0??d??? 1??dPE?????D???????????dtTJ?d???0?????试用小干扰法推导该系统保持静态稳定的条件。并说明D〉0的作用。

十五、某简单电力系统等值网络如右图所示。发电机无励磁调节器，试求系统的有功功率极限和静态稳定储备系数各为多少？

Ex1= 1.0U0= 10x2= 0.5U = 1 = CP0= 1x3= 4.0

十六、如图所示的单机-无穷大系统，求在小扰动时转子的自然振荡频率，忽略阻尼及调节器的作用。（1）当

发电机输出功率是极限功率的50%时；（2）当发电机输出功率是极限功率的80%时。f?12??0?dP????0 TJ?d?? Xd=1.2 Eq=1.25 TJ=7秒

XT=0.1 每回输电线 XL=0.7 U=1=常数 十七、有一简单系统，线路参数如图所示,设断路器CB2处三相短路，短路后转子角度增加20时断路

器CB2断开，转子角度又增加10时断路器CB1断开，试判断该系统能否保持暂态稳定?

Xd’= 0.2 E’=2 X1= X2=0.4 XL=0.6 U=1, P0=1 CB2 CB1 0

0

十八、如图所示电力系统，如果在一回输电线的中点发生三相短路，经过一段时间后，DL三相重合

闸成功，系统保持稳定，根据功角特性曲线说明发电机转子功角与转速变化的物理过程？

无穷大母线 ~ DL

十九、系统接线如右图所示，设在一回线路始端突然发生三相短路，当发电机转子角度增加30

断路器同时跳开，将故障线路切除。已知原动机机械功率PT?时，A、B两

?1.5，双回线运行时系统的功角特性为

PI?3sin?，切除一回线后系统的功角特性为PIII?2sin?。试判断该系统是否能保持暂态稳定?

GTAfLBU=常数S=~

二十、有一简单系统，已知发电机参数

图所示，无穷大电源电压Uc??0.2，E?=1.2，原动机功率PT?1.5，线路参数如xd?1.0?00，如果在线路始端突然发生三相短路，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

二十一、简要叙述判断电力系统暂态稳定的方法及提高暂态稳定的措施。

?二十二、如图所示简单系统，已知发电机参数xd?0.2，E? =1.2，变压器电抗XT =0.2，单回输电线路电抗XL

=0.4, 原动机功率PT?1，无穷大电源电压Uc?1.0?00，如果因为保护误动致使双回线的其中一条突

然断开，试判断该系统能否保持暂态稳定?(注：所有参数已归算到统一基准值)

G T L S=无穷大

二十三、某简单系统的功—角特性方程为PE?PMsin?，已知正常运行条件为?0?30?。如果原动机机

?0.2，E? =1.2，原动机功率PT?1.5，线路参数如图所示，无

械功率PT 突然增加了41.4%，试判断该系统能否保持暂态稳定?

?二十四、有一简单系统，已知发电机参数xd穷大电源电压Uc定?

?1.0?00，如果因为保护误动致使断路器B突然跳开，试判断该系统能否保持暂态稳

B 单回XL=0.4 S=无穷大

?二十五、一简单系统如图所示，已知发电机参数xd图所示，无穷大电源电压Uc?0.2，E?=1.2，原动机功率PT?1.5，线路参数如

?1.0?00，如果在线路始端突然发生三相短路，短路后转子角度增加20?