电力系统暂态分析试卷(B卷)

长沙理工大学拟题纸

课程编号 003023 拟题教研室（或老师）签名 马士英 教研室主任签名 课程名称（含档次） 电力系统暂态分析（B 卷） 专业层次（本、专） 本科 专 业 电气工程及其自动化 考试方式（开、闭卷） 闭卷 一、判断题（下述说法是否正确，在你认为正确的题号后打“√”，错误的打“×”，每小题2分， 共20分）

1、从严格的意义上讲，电力系统总是处于暂态过程之中。 （ ）

2、无限大电源的频率保持不变，而电压却随着负荷的变化而变化，负荷越大，电源的端电压越低。 （ ）

3、不管同步发电机的类型如何，定子绕组与转子绕组之间互感系数都是变化的。 （ ）

4、对称分量法只能用于线性电力系统不对称故障的分析计算。 （ ）

5、派克变换前后，发电机气隙中的磁场保持不变。 （ ）

6、具有架空地线的输电线路，架空地线的导电性能越强，输电线路的零序阻抗越大。（ ）

7、不对称短路时，发电机机端的零序电压最高。 （ ）

8、同步发电机转子的惯性时间常数J T 反映了转子惯性的大小。 （ ） 9、短路计算时的计算电抗是以发电机的额定容量为基准的电抗标幺值。 （ ） 10、切除部分负荷是在电力系统静态稳定性有被破坏的危机情况下，采取的临时措施。（ ） 二、单项选择题(在每小题的三个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题3分，共30分)

1、短路电流最大有效值出现在（ ）。

A 、短路发生后约半个周期时；

B 、短路发生瞬间；

C 、短路发生后约1/4周期时。

2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时，应选（ ）相作为分析计算的基本相。 A 、故障相； B 、特殊相； C 、A 相。

3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量，下述说法中正确的是（ ）。 A 、短路电流中除正序分量外，其它分量都将逐渐衰减到零；

B 、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都不会衰减；

C 、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减到其稳态值。

4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路，短路电流中一定存在（ ）。

A 、正序分量、负序分量和零序分量；

B 、正序分量和负序分量；

C 、零序分量。

5、在简单电力系统中，如某点的三序阻抗021∑∑∑==Z Z Z ,则在该地点发生不同类型短路故障时，按对发电机并列运行暂态稳定性影响从大到小排序，应为（ ）。

A 、单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路；

B 、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路；

C 、两相短路、两相短路接地、单相接地短路、三相短路。

6、发电机－变压器单元接线，变压器高压侧母线上短路时，短路电流冲击系数应取（ ）。 A 、2； B 、1.8； C 、1.9。

7、电力系统在事故后运行方式下，对并列运行静态稳定储备系数(%)P K 的要求是（ ）。 A 、(%)P K >30； B 、(%)P K ≧15~20； C 、(%)P K ≧10。

8、下述各组中，完全能够提高电力系统并列运行暂态稳定性的一组是（ ）。 A 、装设有载调压变压器、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障；

B 、变压器中性点经小电阻接地、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障；

C 、线路两端并联电抗器、快速切除线路故障、线路装设重合闸装置。

9、对于三相三柱式变压器，其正序参数、负序参数和零序参数的关系是（ ）。 A 、正序参数、负序参数和零序参数均相同； B 、正序参数与负序参数相同，与零序参数不同； C 、正序参数、负序参数、零序参数各不相同。 10、分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法，就其实质而言都是为了求（ ）。

A 、t -δ曲线；

B 、t P -曲线；

C 、故障切除极限时间。 三、问答题（每小题5分，共25分）

1、写出正序增广网络中，短路点串入的附加阻抗?X 在各种金属性短路故障情况下的表达式。

2、提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些？（具体要求写出4种以上）

3、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么？

4、写出电力系统中f 点发生B 相金属性接地的边界条件方程，并画出其复合序网。

5、采用重合闸可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性，以下图所示的简单电力系统中f 点发生单相接地短路为例，作图说明其工作原理。

四、作图题（9分）

画出下图所示电力系统f 点发生金属性接地短路时的零序等值电路。

五、计算题（每小题8分，共16分）

1、用单位电流法计算下图所示网络中各电源与短路点之间的转移阻抗。（图中各元件参数为标幺值）

2、系统接线如下图所示，设在一回线路始端突然发生三相短路，已知原动机机械功率5.1=T P ,双回线运行时系统的功角特性为δsin 3=I P ，切除一回线路后系统的功角特性为δsin 2=III P 。试求极限切除角m c .δ？（15分）

长沙理工大学标准答案纸

课程名称： 电力系统暂态分析 专业、班级：电力本科

一、判断题（下述说法是否正确，在你认为正确的题号后打“√”，错误的打“×”，每小题2分， 共20分）

1、从严格的意义上讲，电力系统总是处于暂态过程之中。 （√）

2、无限大电源的频率保持不变，而电压却随着负荷的变化而变化，负荷越大，电源的端电压越低。 （×）

3、不管同步发电机的类型如何，定子绕组与转子绕组之间互感系数都是变化的。 （√）

4、对称分量法只能用于线性电力系统不对称故障的分析计算。 （√）

5、派克变换前后，发电机气隙中的磁场保持不变。 （√）

6、具有架空地线的输电线路，架空地线的导电性能越强，输电线路的零序阻抗越大。（×）

7、不对称短路时，发电机机端的零序电压最高。 （×）

8、同步发电机转子的惯性时间常数J T 反映了转子惯性的大小。 （√） 9、短路计算时的计算电抗是以发电机的额定容量为基准的电抗标幺值。 （√） 10、切除部分负荷是在电力系统静态稳定性有被破坏的危机情况下，采取的临时措施。（√） 二、单项选择题(在每小题的三个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题3分，共30分)

1、A ；

2、B ；

3、C ；

4、B ；

5、B ；

6、B ；

7、C ；

8、B ；

9、B ；10、A 。 三、问答题（每小题5分，共25分）

1、写出正序增广网络中，短路点串入的附加阻抗?X 在各种金属性短路故障情况下的表达式。 答：

三相短路：?X =0；单相接地短路：)0()2(∑∑?+=X X X ；两相短路：)2(∑?=X X ；两相短路接地：)

0()2()0()2(∑∑∑∑?+=

X X X X X 。（答对一项得1分，全部答对得5分）

2、提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些？（具体要求写出4

种以上） 答：

提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短“电气距离”。 具体的措施有： 1）采用分裂导线

2）线路串联电力电容器； 3）采用先进的励磁调节装置； 4）提高输电线路的电压等级；

5）改善系统结构和选择适当的系统运行方式；（答对一项得1分，答对4项以上得5分） 3、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么？

答：

简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。

4、写出电力系统中f 点发生B 相金属性接地的边界条件方程，并画出其复合序网。 答：

1)电力系统中f 点发生B 相金属性接地的边界条件方程为：

0)0()2()1(=++fb fb fb U U U 、)0()2()1(fb fb fb I I I == （2分）

2)复合序网如下：

（3分）

5、采用重合闸可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性，以下图所示的简单电力系统中f 点发生单相接地短路为例，作图说明其工作原理。

答：

正常运行、单相接地短路、故障线路切除后和重合闸成功后发电机的功角特性分别如下图中曲线I 、II 、III 和Ⅳ所示。无重合闸时的情况如图A ；有重合闸时的情况如图B 。

(4分)

由图可以看到有重合闸与无重合闸相比最大减速面积增大了h h fg S '?，根据电力系统暂态稳定的条件可知，采用重合闸装置可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性。 （1分） 五、计算题（每小题8分，共16分）

1、用单位电流法计算下图所示网络中各电源与短路点之间的转移阻抗。（图中各元件参数为标幺值）

解：

在下图中设电流11

=I ，则 85

.04311325.01342142===+=?+==+====j U I j j j j I U U I I I j U I j U b a b a a 、、、、5.95.545.01143j j j j I U E I I I f

b f f =+=?+==+= 、 由此可得： 5.915.911j j I E x f f

=== 、75.425.922j j I E x f f === 、1875.18

5.933j j I E x f

f ===

2、系统接线如下图所示，设在一回线路始端突然发生三相短路，已知原动机机械功率5.1=T P ,双回线运行时系统的功角特性为δsin 3=I P ，切除一回线路后系统的功角特性为δsin 2=III P 。试求极限切除角m c .δ？（15分）

解：

作出正常运行、故障时和故障线路切除后的功角特性曲线如下： （4分）

由正常运行状态求得：弧度）

(5233.0303

5

.1sin sin sin

01.1.01

0=====---M I T M I P P P P δ（3分）

共4页第3页

根据故障切除后的功角特性曲线可得：

2922.24.1312

5

.1sin 180sin 180010.1

0==-=-=--M III T h P P δ (弧度) （3分）

则极限切除角

M

II M III M II h M III h T m c P P P P P ..0

..01

.cos cos )(cos --+-=-δδδδδ

001

29.480

20

4.131cos 2)5233.02922.2(

5.1cos =--+-?=- （5分）

共4页第4页