《电力系统暂态分析》习题集汇总.docx
《《电力系统暂态分析》习题集汇总.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电力系统暂态分析》习题集汇总.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
《电力系统暂态分析》习题集汇总
《电力系统暂态分析》习题集
上海交通大学
电气工程系
2008年9月1日
1.某同步发电机参数为:
1.7,0.15,1.2,0.05,0.06,0.29,0.2,1.68,0.3,0.dddqd
dqqxxTsTsTsxxxxrσ′′′′′=====′′′′′=====
计算:
（1额定情况（1.0,1.0,cos0.9UIϕϕ==∠−=下的,,,,dqdqq
UUiiE;（2当机端电压|0|1.0U=,出力|0||0|0.8,0.5PQ==时,求,,q
qdEEE′′′′′;（3在上述运行工况下发生三相短路时的,,,ddqIIII∞′′′′′为多少,分别是额定电流的多少倍?
2.由课本P.58（2-116式画出dT′′的等值电路
3.已知一台无阻尼绕组同步发电机有如下参数
1.0,0.6,0.15,0.3,dqd
x
xxxσ′====（1绘制其额定运行（1.0,1.0,cos0.85UIϕ===的向量图;
（2发电机端空载短路时的a相短路电流;（3额定负载下机端短路时的a相短路电流;
（4机端空载短路时20iω与0iω（短路后瞬间的值的比值,为使该值不大于10%,短路点与机端之间的电抗X应为多少?
4.有一台无阻尼绕组的同步发电机具有恒定的励磁电压,现以0δ超前无穷大系
统母线电压时合到母线上。
Dr
Dxδ
无穷大系统母线
01.00sU=∠
求:
（1发电机机端电压与无穷大母线电压幅值相等时的合闸电流（,（,dqitit
（0,0frr==;
（2合闸后正常运行时发电机的端电压向量、空载电势向量、暂态电势向量。
（下图中所有参数（标么值已归算至同一电压基准下。
5.解释课本P.28图2-10的向量图中,为何直轴次暂态电势与交轴次暂态电势的
向量和不等于次暂态电势E′′向量。
6.某同步发电机处于稳定运行状态,其端电压1.0u=,输出功率为0.8+j0.5,发
电机参数为1.8,0.9,0.15,0.05,1dqxxxrσω=====,计算:
（1,,,,,,,,,dqdqdqffqUUiiiEδψψψ;（2计算maxP（忽略r;
（3在qE和u恒定的情况下,欲将发电机有功提高5%,则δ增至多少。
7.解释为何向量|0|qE′与|0|dE′和与|0|
E′不完全一样。
8.如图系统,两电源电势大小相等,计算负荷用恒定阻抗表示时的有功功率特性。
（1不计输电线电阻;（2计及输电线电阻（3比较两种情况,并说明。
1.0,0.60.3dq
d
xxx==′=
001.01.0PQj+=+
01.00sU=∠1
E2
0.1+j1.0
9.某系统参数（p.u.如下图
（1计算无励磁调节时发电机的稳定极限和储备系数;（2计算q
E′恒定时,稳定极限及储备系数;
10.系统情况如下图,写出各发电机的功率方程
11.某双机系统如下图:
设发电机不带VAR,负荷按恒定阻抗处理,试用小干扰
法证明系统保持稳定的条件为:
1
2112212
110JJPPTTδδ∂∂−>∂∂
T1
G1
G2
T2
X=0.1
11.1300.3d
Ex′=∠′=02
0.9500.1d
Ex′=∠′=X=0.1
000.80.4
PjQj+=+01.90.357dqd
dxxxT==′=′′
=
00.1Tx=0.4Lx=
12.某系统如下图,用等面积定则确定极限切除角,用改进Euler法计算摇摆曲线
确定极限切除时间。
13.系统如下图所示,发电机为隐极机,系统与发电机在K处进行并车操作。
（1当||||RVV=时,
并在K点两端A相电压同时过零点合闸,求此瞬时电流值;当||2||gVV=时,并同相位时合闸,此瞬间电流有哪些分量?
其周期电流分量及稳态电流分量是多少?
（2当上述发电机有AVR,并按发电机端电压偏差调节,在正常额定运行时决定静态极限,当失稳时与无AVR有何区别?
（3上述系统L2始端单相接地故障时,负序及零序电流对系统暂态稳定有何影响?
为什么?
14.系统接线示于题图,已知各元件参数如下:
发电机30,10.5,27%NnSMVAVKVx===。
变压器T-1:
31.5,10.5/121,10.5%NTSSMVAkV===。
变压器T-2、T-3:
15,110/6.6,10.5%NTSSMVAkV===。
线路L:
l=100km,x=0.4Ω/km。
电抗器R:
6,1.5,6%NNRVkVIkAx===。
T1
1.2cos0.8
dxϕ==
01.001.0
P=∠=
L1T（1
fT12
0.2311dxT=′′
=001.01.00.2
PQ==T2L1
T2T（1,1f
试作不含磁耦合关系的等值电路并计算其标么值参数。
15.同步电机定子C相开路,A、B相通过电流为cosABNiitω=−=,转子各绕组
开路。
试问,当分别有:
（100α=,（2090α=时,A相绕组的等值电感
/?
AAALiϕ==
16.隐极同步发电机1.5,cos0.85dNXϕ==,发动机额定满载运行
（1.0,1.0GGVI==,试求其电势qE和δ,并画出向量图。
17.同步发电机1.1,0.7,cos0.8dqNxxϕ===发电机额定满载运行
（1.0,1.0GGVI==,试求其电势qE和δ,并作出电流、电压和电势的向量图。
18.供电系统如下图所示,各元件参数如下:
线路L:
长50km,X=0.4Ω/km;
变压器T,100,10.5%,110/11NSTSMVAVk===。
假定供电点电压为106.5kv,并保持恒定。
若空载运行时变压器低压母线发生三相短路,试计算:
（1短路电流周期分量,冲击电流,短路电流最大有效值及短路功率的有名值;（2当A相非周期分量电流有最大或零初始值时,相应的B相及C相非周期电流的初始值。
19.一台有阻尼绕组同步发电机,其参数为:
50,cos0.8nnPMWϕ=
=,15.75nVkv=,
50nfHz=,1.2dx=,0.8qx=,1.0adx=,0.6aqx=,0.005ar=,0.091fσ=,0.0011fr=,0.091Dσ=,0.25Qσ=,0.002Dr=,0.004Qr=
转子参数已归算到定子侧。
试计算发电机的暂态和次暂态电抗及各时间常数。
S
R
20.一台有阻尼绕组同步发电机,已知:
200,cos0.85,15.75,1.962,0.246NNNdqd
PMWVkvxxxϕ′======,20000.146,0.21,0.178,7.4,0.62,1.64dqddqxxxTsTsTs′′′′′′′′======。
发电机在额定电压下负载运行,带有负荷180+j110MVA。
若机端发生三相短路,试求:
（1,,,,qq
qdEEEEE′′′′′′′短路前瞬刻和短路瞬刻的值;（2起始次暂态电流,非周期分量电流的最大初始值,倍频分量电流的初始有效值;
（30.5s基频分量电流的有效值;
21.在下图所示系统中,已知各元件参数如下:
发电机G-1、G-2:
60,0.15nd
SMVAX′′==变压器T-1,T-2:
（12（23（1360,17%,6%,10.5%nsssSMVAVVV−−−====
外部系统S:
300,0.4NsSMVAX′′==。
试分别计算220kv母线1f点和110kv母线2f点发生三相短路时短路点的起始次暂态电流的有名值。
22.系统接线示于下图,已知各元件的参数如下:
发电机G-1、G-2:
60,10.5,0.15NNSMVAVkvx′′===;变压器T-1,T-2:
60,10.5%NsSMVAV==外部系统S:
300,0.5NsSMVAX′′==
系统中所有发电机均装有自动励磁调节器。
若在F点发生三相短路,试按下列
高低
三种情况计算002,II和mI,并对计算结果进行比较分析。
（1发电机G-1,G-2及外部系统S各用一台等值机代表;（2发电机G-1和外部系统S合并为一台等值机;（3发电机G-1,G-2及外部系统S合并成一台等值机。
23.简单电力系统如图所示,各元件参数如下;
发电机G:
250,cos0.85,10.5,1.7,0.25,8NNNdqdjPMWVkvxxxTsϕ′=======变压器T-1:
300,15%,10.5/242NSTSMVAVK===变压器T-2:
300,15%,220/121NSTSMVAVK===
线路L:
250,220,0.42/NllkmVkvxkm===Ω,运行初始状态:
000115,220,cos0.98VkvPMWϕ===。
发电机无励磁调节,0qqEE==常数。
试
求功率特性（EqPδ、功率极限EqmP、以及,q
EE′′和GV随功角δ变化的曲线。
24.电力系统如下图所示。
已知各元件参数的标么值为:
发电机G:
20.29,0.23,11dSxxTs′===。
变压器T-1:
x=0.13,变压器T-2:
x=0.11。
L:
双回1010.29,3LLLxxx==。
运行初始状态:
0001.0,1.0,0.2VPQ===。
若在输电线路首端1f点发生两相短路接地,试用等面积定则确定极限切除角。
00
0,cosPϕ
25.系统及计算条件仍如题23。
若故障切除时间为0.15s,试用分段计算法计算发
电机的摇摆曲线,并用它判断系统的暂态稳定性（注:
NW取36018000Nf=
26.在23题系统中,如果变压器T-1中性点接地线异常断开,此时在1f点发生单
相接地短路。
试问,能否确定极限切除角,为什么?
27.简单电力系统如下图所示。
已知各元件的标么值为:
发电机G;1.62,0.24,10dqd
jxxxTs′====;变压器电抗:
120.14,0.11TTxx==;线路L:
双回0.293Lx=;
初始运行状态为001.0,1.00.2VSj==+。
发电机无励磁调节器。
（注:
50Nf=试求:
（1运行初态下发电机受小扰动后的自由振荡频率;
（2若增加原动机功率,使运行角增到080时的自由振荡频率。
28.简述提高静态稳定性的3种措施。
29.简述提高电力系统动态稳定性的3种措施
30.无限大功率系统供电的三相短路电流分析与有线达（发电机系统供电的三相
短路电流分析的实质区别在何处?
31.分析不对称短路的常用方法是什么?
简述单相接地短路时故障点故障相短路
电流的计算过程。
32.简述分析电力系统静态稳定性的小干扰法步骤。
33.简述分析电力系统暂态稳定性的等面积定则原理。
0S
34.在同步发电机中0,,,,,qq
qddEEEEEE′′′′′分别称为什么电势,它们的大小关系如何?
35.同步发电机中xσ称为什么电抗,dx称为什么电抗,d
x′称为什么电抗,dx′′又称为什么电抗,它们的大小关系如何?
36.同步发电机定子侧三相短路时,其自动调节励磁装置的动作会使短路电流的周
期分量增大还是减小?
或者不变?
37.对于隐极式同步发电机,qE恒定时,功率极限值出现在功角δ的什么范围?
q
E′恒定时,功率极限值出现在功角δ的什么范围ie?
对于凸极式同步发电机又如何?
38.在单机-无穷大容量系统中,
EqS为发电机的正步功率系数,D为阻尼功率系数,jT为发电机的惯性时间常数,0ω为同步电角速度,若EqS〉0,则当D满足什么条件时,系统受到小扰动后,运行点可以不振荡的回到原始运行点?
39.在简单电力系统中,当阻尼功率系数D〉0时,系统衰减振荡的特征是运行点
在Pδ−平面上如何移动?
当D〈0时,系统自发振荡的特征是运行点在Pδ−平面上如何移动?
当D=0时,运行点在Pδ−平面上以原始运行点为中心作什么运动?
40.在两机系统中,设11K,22K分别为两台发电机功-角特性曲线上运行点处的斜
率,1112,TT分别为两台发电机的惯性时间常数。
该两机系统的静态稳定判据为什么?
41.设发电机自动调节励磁系统的等值放大倍数为eK,则当eK值怎样时,系统将
振荡失去稳定或非周期地失去稳定?
升级会员 