华南理工大学期末考试《 电力系统分析》试卷1A.doc
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姓名学号学院专业座位号
（密封线内不答题）
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…
诚信应考,考试作弊将带来严重后果！
华南理工大学期末考试
《电力系统分析（上）》试卷
注意事项：
1.考前请将密封线内各项信息填写清楚；
2.所有答案请直接答在试卷上（或答题纸上）；
3．考试形式：
开（闭）卷；
4.本试卷共大题，满分100分， 考试时间120分钟。
题号
一
二
三
四
五
六
总分
得分
评卷人
一、填空题（20分，每空1分）
1.一台发电机接入6kV母线，经一台升压变压器接入110kV网络，发电机额定电压为6.3kV，变压器一、二次侧额定电压分别为6.3kV、_121____kV。
2.分裂导线相当于_增大___了导线的等效半径，因而能减小导线的电感。
（增大/减小）。
架空线路的导线排列不对称时，可以通过__导线换位__使三相参数恢复对称。
3.常用的架空线路等值电路有T型和π型两种，实际计算中大多采用后者代表输电线。
4.节点k的自阻抗的物理意义为：
当在节点k单独注入电流，而所有其他节点注入电流都等于零时，在节点k的电压同注入电流之比，即等于。
5.短路是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。
在三相系统中，可能发生的短路有：
_三相短路_、单相短路、_两相短路___和_两相接地短路几种类型。
6.短路电流最大可能的瞬时值称为冲击电流。
冲击系数表示冲击电流为短路电流周期分量幅值的倍数。
7.高压电网的短路回路中，感抗远大于电阻，其冲击电流计算的条件是，短路前电路处于空载状态，短路恰好发生在短路周期电流取幅值的时刻。
二、简答题（共5小题，总分34分）
1.对电力系统运行的基本要求是什么？
衡量电能质量的基本指标是什么？
（7分）
答：
对电力系统运行的基本要求是：
1）保证安全可靠的供电；2）要有合乎要求的电能质量；3）要有良好的经济性；4）尽可能减小对生态环境的有害影响。
衡量电能质量的两个基本指标是电压和频率。
2.什么是派克变换？
为什么要进行派克变换？
（7分）
答：
派克变换就是从abc坐标系到dq0坐标系的变换，其物理意义是把观察者从静止的定子上转移到转子上。
经过变换，定子的静止三相绕组被两个同转子一起旋转的等效绕组所代替，并且三相对称交流变成了直流。
通过派克变换，同步方程磁链方程中随时间变化的自感系数和互感系数将变成常数，微分方程变为常系数微分方程。
3.简述和的物理意义。
（7分）
答：
同步发电机纵轴暂态电抗为xd’，其物理意义是沿纵轴向把同步电机看做是双绕组变压器，当副方绕组（即励磁绕组）短路时，从原方（即定子绕组）测得的电抗。
同步发电机纵轴次暂态电抗为xd”，其物理意义是沿纵轴向把同步电机看做是三绕组变压器，当两个副方绕组（即励磁绕组和纵轴阻尼绕组）都短路时，从原方（即定子绕组侧）测得的电抗。
4.同步发电机突然三相短路后，定子绕组和转子绕组中各有哪些短路电流分量？
其对应关系如何？
（8分）
答：
同步发电机突然短路后，定子电流中包括基频分量、直流分量和倍频分量，直流分量和倍频分量都是为了维持磁链初值守恒而出现的，是自由分量，基频电流的稳态值是强制分量，基频电流与稳态电流之差也是自由电流。
转子各绕组中出现直流和基频自由电流，直流电流包括励磁电流（强制分量）和自由直流。
定子电流的基频自由电流与转子电流的自由直流对应，转子的基频交流与定子的非周期电流和倍频电流对应。
可画图说明。
5.什么是正序等效定则？
（5分）
在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量，与在短路点每一相中加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。
这个概念称为正序等效定则。
《电力系统分析（上）》试卷第10页共10页
三、一台同步发电机，已知，机端电压为V，机端电流为I，功率因数为cosφ。
画出计算的相量图，并写出相应的相量形式的计算公式。
（10分）
注：
红色两条线表示要相互垂直
四、对图1所示的电力系统，
（1）形成节点导纳矩阵。
（4分）
（2）当节点3发生三相短路接地时，求新的节点导纳矩阵。
（2分）
1:
1.1
1
2
3
j0.1
-j2
-j1
j0.2
（1）；；
；
（2）
五、系统接线如图所示，已知各元件的参数如下：
发电机G-1：
，；发电机G-2：
，；
变压器T-1：
，，；变压器T-2：
，，；
线路L：
每回路，；负荷LD：
，。
所有发电机次暂态电势取1.08（标幺值），负荷次暂态电势取0.8（标幺值）。
选基准功率为100MVA，基准电压为平均额定电压。
当在f点发生三相短路接地故障时，试作如下计算：
（1）作等值电路，并计算各个元件的参数（标幺值）。
（5分）
（2）求f点的起始次暂态电流（有名值）。
（5分）
L
G-1
G-2
T-1
T-2
110kV
0.5L
0.5L
LD
f
G
G
10kV
10kV
解：
（1）；；
；；
f
等值电路
（2）
f
f
f
六、如图所示的系统中，在f点发生单相短路故障，其参数如下：
发电机G-1、G-2、G-3：
，。
变压器T-1、T-3：
，,Y,d11接法；T-2：
，，，，Yn,Yn0,d11接法。
线路L-1、L-2：
，，。
负荷LD：
，，。
接地阻抗：
。
（20分）
（1）计算网络中各元件序参数标么值（3分）
（2）制定正、负、零序网（6分）
（3）计算各序网组合电抗及组合电势并绘制复合序网（3分）
（4）计算f点发生A相短路时的短路电流；（3分）
（5）计算f点发生A相短路时K点的电流。
（5分）
（1）求各序网络
A正序网络
B负序网络
C零序网络
T-1,T-3:
T-2:
VS1=（+-）=11,
VS2=（+-）=0
VS3=（+-）=10
标幺值为X1=0.11×100/100=0.11,同理X2=0,X3=0.1
；
，；
，；
Xn1=50=0.095,Xn2=50=0.378
XLD
（1）=1.2XLD
（2）=0.35
正序网络的输入电抗为：
正序网络等值电势为：
负序网络的输入电抗为：
零序网络的输入电抗为：
（2）单相短路时有
，；
；
。
（3）由于线路L-4接的变压器是星三角连接，所以零序电流分量不能在L-4流通
单相短路时有
；
短路点正序电流在K点产生的正序电流分量为：
发电机G-1在K点产生的正序电流分量为：
发电机G-2在K点产生的正序电流分量为：
短路点负序电流在K点产生的负序电流分量为：
所以有
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