《电力系统暂态分析》习题集汇总.docx

1、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.d d d q d d q q x x T s T s T s x x x x r c计算：(1 额定情况(1.0, 1.0,cos 0.9U I?=Z -=下的,d q d q qU U i i E ; (2 当机端电压 |0| 1.0U =，出力 |0|0|0.8,0.5P Q =寸，求,q为多少;q d E E E 在上述运行工况下发生三相短路时的,d d q I I I I 分别是额定电流

2、的多少倍？2.由课本P.58(2-116式画出d T的等值电路屯S 耳S匸 1 k 、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,d q dc=绘制其额定运行(1.0, 1.0,cos 0.85U I?=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20i与0i c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0湄前无穷大系统母线电压时合到母线上。 1 I D x S无穷大系统母线01.00s U =Z求：(1

3、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 (,(,d q i t i t(0,0f r r =;(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 1.8,0.9,0.15,0.05,1d q x x x r o计算=”,d q d q d q f f qU U i i i E 计算max P （忽略r;（3在q E

4、和u恒定的情况下，欲将发电机有功提高5%,则S增至多少。7.解释为何向量|0|q E与|0|d E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。1.0,0.60.3d qdx x x =，二00 1.0 1.0P Q j +=+01.00s U =Z 10.1+j1.09.某系统参数（p.u.如下图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V AR ,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：2112212110J J P P

5、 T T S3 ?-?T1G1G2T2X=0.11 1.1300.3dE x 厶=020.9500.1dE x 厶=X=0.1000.80.4P jQ j +=+0 1.90.357d q dd x x x T = ，=，00.1T x =0.4L x =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 |R V V =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|g V V =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

6、少 ？(2当上述发电机有A VR ,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A VR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%N n S MVA VKV x = o变压器 T-1: 31.5,10.5/121,10.5%N T S S MVA k V =。变压器 T-2、T-3:15,110/6.6,10.5%N T S S MVA k V =。 线路 L :l =100km,x=0.4?/km 。电抗器 R :6, 1.5,6%N N R V

7、 kV I kA x =。T11.2cos 0.8d x ?=0 1.001.0P =z =L 1T (1f T120.2311d x T =00 1.01.00.2P Q = T2L 1T 2T (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cos A B N i i t 转子各绕开路。试问，当分别有:(100 a =,(2 090时x,A相绕组的等值电感/?A A A L i ?=16.隐极同步发电机1.5,cos 0.85d N X?=,发动机额定满载运行(1.0, 1.0G G V I =,试求其电势q E和S并画出向量图。17

8、.同步发电机1.1,0.7,cos 0.8d q N x x?=发电机额定满载运行(1.0, 1.0G G V I =,试求其电势q E和S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=0.4?/km ;变压器 T ,100,10.5%,110/11N S T S MVA V k =。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。H

9、3D-19.一台有阻尼绕组同步发电机，其参数为:50,cos 0.8n n P MW ?=,15.75 n V kv =,(T=,0.0011f50n f Hz =, 1.2d x =,0.8q x =, 1.0ad x =,0.6aq x =,0.005a r =,0.091f=,0.091D (T =,0.25Q (T =,0.002D r =,0.004Q r =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。SR20.一台有阻尼绕组同步发电机，已知：200,cos 0.85,15.75, 1.962,0.246N N N d q dP MW V kv x x x ?

10、 =, 20000.146,0.21,0.178,7.4,0.62, 1.64d q d d q x x x T sT s T s 。发电机在额定:电压下负载运行，带有负荷180+j110MV A。若机端发生三相短路，试求：(1 ,q qq d E E E E E 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；(3 0.5s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-2:60,0.15n dS MVA X变压器 T-1,T-2:(12(23(1360,17%,6%,10.5% n s s s S M

11、VA V V V外部系统S :300,0.4N s S MVA X 。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-2:60,10.5,0.15NN S MVA V kv x 短短 变压器 T-1,T-2:60,10.5%N s S MVA V =外部系统S :300,0.5N s S MVA X 短 =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002,1 I和m I，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

12、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,cos 0.85,10.5, 1.7,0.25,8N N N d q d j P MW V kv x x x T sV =变压器 T-1:300,15%,10.5/242N S T S MVA V K =变压器 T-2:300,15%,220/121N S T S MVA V K =线路 L :250,220,0.42/N II km V kv x km = 运行初始状态：000115,220,cos 0.98V

13、kv P MW ?=。发电机无励磁调节,0q q E E =常数。试求功率特性（Eq P、功率极限Eqm P、以及,qE E和G V随功角S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 :20.29,0.23,11d S x x T s 。变压器 T-1:x=0.13，变压器 T-2:x=0.11。L :双回 1010.29,3L L L x x x =。运行初始状态:0001.0, 1.0,0.2V P Q =。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。00O,cos P?25.系统及计算条件仍如题23。若故障切除时间为0.15s试用

14、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:N W取36018000N f =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; 1.62,0.24,10d q dj x x x T s 变压器电抗:120.14,0.11T T x x =;线路 L :双回 0.293L x =;初始运行状态为001.0,1.00.2V S j =+。发电机无励磁调节器。（注:50N f =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

15、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。OS34.在同步发电机中0,q qq d d E E E E E E 分别称为什么电势，它们的大小关系如何？35.同步发电机中x（称为什么电抗,d x称为什么电抗,dx称为什么电

16、抗,d x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,q E恒定时,功率极限值出现在功角S的什么范围?qE恒定时，功率极限值出现在功角S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,Eq S为发电机的正步功率系数，D为阻尼功率系数,j T为发电机的惯性时间常 数,0 3为同步电角速度，若Eq S0,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P S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 P S平面上如何移动？当D=0时，运行点在P S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,T T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 e K，则当e K值怎样时,系统将振荡失去稳定或非周期地失去稳定？