电力工程四五章练习题

1. 无限大容量电源的含义是什么?有这样电源供电的系统三相短路时,短路电流包括几种分量?有什么特点?
答:无限大容量电源的含义是指容量相对很大、内阻抗相对很小和端电压恒定的等效电源或等效系统。

由这样电源供电的系统三相短路时，短路电流包括周期分量、非周期分量和倍频分量，最大特点是周期分量不随时间而变化。

2. 为什么要引入暂态电动势'
q E 和暂态电抗'd x ？它们具有怎样的物理意义？ 答：引入暂态电动势'
q E 和暂态电抗'd x 是为了暂态分析中计算的方便。

暂态电动势'q E 在发电机运行状态突变瞬间数值保持不变，可以把突变前后的状态联
系起来。

它们的的物理意义为：暂态电动势'q E 可看成无阻尼绕组发电机暂态
过程中虚构的气隙电动势，暂态电抗'd x 是无阻尼绕组发电机在暂态开始瞬间
的定子纵轴漏抗。

3. 什么是对称分量法？abc 分量与正序、负序、零序分量具有怎样的关系? 答：对称分量法实际上是将abc 三相不对称的电压或电流变换成三相分别对称的正序、负序、零序分量。

abc 分量与正序、负序、零序分量的关系如下矩阵所示：
⎥⎥⎥⎥⎥
⎦
⎤
⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦
⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡•••••
•0212
2a 11111a a a c b F F F a a a a F F F ， 式中， a =e j1200。

4. 简单电力系统的静态稳定性的基本概念是怎样的?提高电力系统静态稳定性
的措施主要有哪些？（答案见课本）
5. 电力系统暂态稳定性的基本概念如何？提高电力系统暂态稳定性的措施主要有哪些？（答案见课本）
6. 试述等面积定则的基本含义? 答：正常运行情况下，发电机的输出电功率与原动机输入机械功率保持平衡，发生短路时，机械功率不变，输出电功率变小，使转子加速，开始大于同步转速。

切除故障后，输出电功率变大，转子减速，当功角达到最大时，转子转速重新达到同步转速。

在加速期间积蓄的动能增量全部耗尽，即加速面积和减速面积大小相等，此即等面积定则。

7. 有一台发电机在机端发生三相短路，求短路瞬间的起始次暂态电流及冲击电流的有名值。

已知发电机短路前满载运行，以本身额定值为基准的标幺值参
数为U (0)=1、I (0)=1、cos φ(0)=0.8、X d ′′
=0.125，取K M =1.9（冲击系数）。

发电机的额定电流为3.44kA 。

解：由cos φ(0)=0.8，从而知sin φ(0)=0.6
E (0)′′=U (0)+I (0)X d ′′
sinφ(0)=1+1×0.125×0.6=1.075
I ∗
′′=
E (0)′′X d
′′=1.075
0.125=8.6
有名值 I ′′=I ∗′′
∙I B =8.6×3.44=29.584 （kA ）
冲击电流 i M =K M ∙√2I ′′=1.9×√2×29.584=79.492 （kA ）
8. 一个无限大容量系统通过一条100km 的110kV 输电线向变电所供电线路和变压器的参数标于图一中，试用标幺值计算线路末端K 1点和变电所出线上K 2点发生三相短路时，短路电流周期分量有效值和短路冲击电流。

（取K M =1.8，S B =100MVA,U B =U av ）
S=∞X S =0
U K %=10.5
解：X l =0.4×100=40 (Ω) X l∗=40×100
1152=0.303 X T∗=X T1∗=X T2∗=10.5100
∙
10045
=0.2333
(1) K 1点短路时
I ∗
′′
=1X l∗
=1
0.303=3.3
I K1=I ∗′′
∙I B =3.3×
√3×115
=1.657（KA ）
i M =√2K M I K1=√2×1.8×1.657=4.217 (KA)
(2) K 2点短路时
X ⅀∗=X l∗+
x T∗2=0.303+0.303
2
=0.4197 I K2=I K2∗′′∙I B =1
0.4197×
√3×10.5
=13.102 (KA)
i M =√2K M I K2=√2×1.8×13.102=33.346 (KA)。