電力系統(tǒng)暫態(tài)分析模擬考試試題

電力系統(tǒng)暫態(tài)分析判斷題（下述說法是否正確，在你認(rèn)為正確的題號后打“”，錯(cuò)誤的打“”，每小題1分，共10分）1、分析電力系統(tǒng)并列運(yùn)行穩(wěn)定性時(shí)，不必考慮負(fù)序電流分量的影響。（ ）2、任何不對稱短路情況下，短路電流中都包含有零序分量。（ ）3、發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地可以提高和改善電力系統(tǒng)兩相短路和三相短路時(shí)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。（ ）4、無限大電源供電情況下突然發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流中的周期分量不衰減，非周期分量也不衰減。（ ）5、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生幾率最多且危害最大的是單相接地短路。（ ）6、三相短路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，短路電流中的非周期分量已衰減到零，不對稱短路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，短路電流中的負(fù)序和零序分量也將衰減到零。（ ）7、短路電流在最惡劣短路情況下的最大瞬時(shí)值稱為短路沖擊電流。（ ）8、在不計(jì)發(fā)電機(jī)定子繞組電阻的情況下，機(jī)端短路時(shí)穩(wěn)態(tài)短路電流為純有功性質(zhì)。（ ）9、三相系統(tǒng)中的基頻交流分量變換到 系統(tǒng)中仍為基頻交流分量。（ ）10、不對稱短路時(shí)，短路點(diǎn)負(fù)序電壓最高，發(fā)電機(jī)機(jī)端正序電壓最高。（ ）答案：1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 10、二、單項(xiàng)選擇題(在每小題的三個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題2分，共20分)1、近似計(jì)算法中，變壓器的變比應(yīng)采用（ ）。A、實(shí)際變比； B、額定變比； C、平均額定變比。2、電力系統(tǒng)一相斷線時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)在形式上與（ ）的復(fù)合序網(wǎng)相同。A、單相接地短路； B、兩相短路接地； C、兩相短路。3、電力系統(tǒng)的復(fù)雜故障是指（ ）。A、橫向故障； B、縱向故障； C、電力系統(tǒng)中不同地點(diǎn)同時(shí)發(fā)生不對稱故障。4、如三相短路瞬間A相非周期電流起始值為最大值，則B、C兩相非周期分量電流起始值（ ）。A、大小相等，均等于A相非周期分量的一半； B、大小相等，均等于零； C、大小不相等。5、下圖所示網(wǎng)絡(luò)中，f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，關(guān)于短路點(diǎn)右側(cè)網(wǎng)絡(luò)中的電流正確的說法是（ ）。A、不存在電流； B、過渡過程中存在電流； C、電流始終存在。6、同步發(fā)電機(jī)直軸電抗三者之間的大小關(guān)系為（ ）。7、不同類型短路對電力系統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的影響也不一樣，下述說法中正確的是（ ）。A、三相短路影響最大，以下依次是兩相短路、單相接地短路、兩相短路接地；B、三相短路影響最大，以下依次是兩相短路接地，兩相短路、單相接地短路；C、單相接地短路影響最大，以下依次是兩相短路、兩相短路接地、三相短路。8、對于三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器組，不對稱短路分析時(shí)，對勵磁電抗的處理方法是（ ）。A、負(fù)序和正序勵磁電抗可以視為無限大，零序勵磁電抗一般不能視為無限大；B、負(fù)序、正序和零序勵磁電抗均可以視為無限大。C、負(fù)序、正序和零序勵磁電抗都不可以視為無限大。9、關(guān)于同桿雙回架空輸電線路，下面說法中正確的是（ ）。A、一般情況下可以忽略雙回路對正序和負(fù)序電抗的影響，但對零序電抗的影響卻不能忽略；B、一般情況下雙回路對正序、負(fù)序和零序電抗的影響都可以忽略；C、一般情況下雙回路對正序、負(fù)序和零序電抗的影響都不可以忽略。10、在下圖所示電力系統(tǒng)中，當(dāng)f點(diǎn)（變壓器三角形接線側(cè)）發(fā)生A、B兩相短路時(shí)，下述說法中正確的是（ ）。A、變壓器星形側(cè)三相導(dǎo)線中都有短路電流流過，其中A相電流最大，為其他兩相電流的兩倍；B、變壓器星形側(cè)也只有A、B兩相導(dǎo)線中有短路電流流過，且兩相短路電流相等；C、變壓器星形側(cè)三相導(dǎo)線中都有短路電流流過，其中B相電流最大，為其他兩相電流的兩倍；答案：1、C ； 2、B； 3、C； 4、A； 5、B； 6、A； 7、B； 8、B; 9、A；10、C三、問答題（每小題5分 共25分）1、簡述應(yīng)用對稱分量法計(jì)算不對稱短路故障處短路電流的步驟。答：應(yīng)用對稱法計(jì)算不對稱短路故障處短路電流的步驟如下： 繪制三序等值電路，計(jì)算三序等值電路參數(shù)； 對三序等值電路進(jìn)行化簡，得到三序等效網(wǎng)絡(luò)（或三序電壓平衡方程）； 列故障處邊界條件方程； 根據(jù)邊界條件方程繪制復(fù)合序網(wǎng)，求取故障處基本相的三序電流分量（或利用三序電壓方程和邊界條件方程求解故障處基本相三序電流分量） 利用對稱分量法公式，根據(jù)故障處基本相三序電流分量求故障處各相電流。2、在下圖所示的簡單電力系統(tǒng)中，如果f點(diǎn)的，則f點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)的故障相電流大于該點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的電流，這是否意味著單相短路對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響也大于三相短路？為什么？答：并不意味著單相短路對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響大于三相短路。因?yàn)橛绊戨娏ο到y(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的是正序電流，而非短路電流，而正序電流由下面正序增廣網(wǎng)絡(luò)確定故障情況下，發(fā)電機(jī)的功角特性其中三相短路時(shí)，單相接地短路時(shí)，由此可知，盡管單線接地時(shí)故障處故障相電流大于三相短路電流，但對電力系統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的影響卻小于三相短路。3、寫出電力系統(tǒng)中f點(diǎn)發(fā)生兩相短路接地故障時(shí)的邊界條件，并畫出其復(fù)合序網(wǎng)。3、答：以B、C兩相短路為例，邊界條件為：復(fù)合序網(wǎng)如下圖所示：4、試比較電力系統(tǒng)發(fā)生各種金屬性短路故障時(shí)，正序分量電流的大小關(guān)系（n代表短路類型），并簡要說明理由（分析時(shí)不計(jì)電阻，并假定。5、快速關(guān)機(jī)可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性，試以下圖為例作圖說明其工作原理。答：下面是無快速關(guān)進(jìn)汽閥門和有快速關(guān)進(jìn)汽閥門兩種情況下的功角特性曲線圖，由圖可見快關(guān)進(jìn)汽閥門增大了最大減速面積（同時(shí)也可減小加速面積，但作用不明顯），根據(jù)等面積定則可知，快速關(guān)進(jìn)汽閥門可以提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。四、作圖題（每小題10分，共10分）1、畫出下圖所示電力系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)的零序等值電路。答： 點(diǎn)發(fā)生接地故障時(shí)的零序等值電路如下圖所示。五、計(jì)算題（共35分）1、用單位電流法計(jì)算下圖所示網(wǎng)絡(luò)中各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移阻抗。（圖中各元件參數(shù)為標(biāo)幺值）(10分)1、解：在下圖中設(shè)電流 ，則由此可得：2、已知變壓器變比 ),求變壓器星形側(cè)（f點(diǎn)）兩相短路時(shí)三角形側(cè)的三相電流。（10分）2、解：以B、C兩相短路為例，根據(jù)對稱分量法求得星形側(cè)各序分量，其相量圖如圖（1）所示，由于 ，所以三角形側(cè)各序分量電流如下：其相量圖如圖（2）所示3、系統(tǒng)接線如下圖所示，設(shè)在一回線路始端突然發(fā)生三相短路，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子功角增加30時(shí)，A、B兩斷路器同時(shí)跳開，將故障線路切除。已知原動機(jī)機(jī)械功率Pt=1.5,雙回線運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的功角特性為，切除一回線路后系統(tǒng)的功角特性為。試判斷該系統(tǒng)是否能保持暫態(tài)穩(wěn)定？（15分）3、解：一、判斷題（下述說法是否正確，在你認(rèn)為正確的題號后打“”，錯(cuò)誤的打“”，每小題2分，共20分）1、當(dāng)電源內(nèi)阻抗占短路回路總阻抗的比例小于15%時(shí)，可以視為無限大電源。“”2、由于電力系統(tǒng)中三序分量是相互獨(dú)立的，所以可以分別計(jì)算，然后再將各序分量迭加得到各相的電流和電壓。“”3、快速切除故障有利于改善簡單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性?！啊?、無限大電源供電情況下突然發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流中有基頻交流、倍頻交流和非周期三種電流分量?！啊?、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路接地時(shí)流過故障相的電流與同一地點(diǎn)發(fā)生兩相短路時(shí)流過故障相的電流大小相等?！啊?、任何情況下變壓器的零序勵磁電抗都可以視為無限大，即任何情況下變壓器的勵磁電抗都可以用開路表示?！啊?、電力系統(tǒng)橫向故障指各種類型的短路故障“”8、運(yùn)算曲線的編制過程中已近似考慮了負(fù)荷對短路電流的影響，所以在應(yīng)用運(yùn)算曲線法計(jì)算短路電流時(shí)，可以不再考慮負(fù)荷的影響。“”9、小干擾法既可以用于分析電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性，也可以用于分析電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性?！啊?0、對于12MW以上發(fā)電機(jī)組，計(jì)算其機(jī)端短路沖擊電流時(shí)，沖擊系數(shù)應(yīng)取2?！啊倍?、單項(xiàng)選擇題(在每小題的三個(gè)備選答案中，選出一個(gè)正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內(nèi)。每小題3分，共30分) 1、無限大電源供電情況下突然發(fā)生三相短路時(shí)，各相短路電流中非周期分量的關(guān)系是（ ）。 A、三相相等； B、三相可能相等，也可能不相等； C、不相等。2、分析簡單電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性采用的是（ ）。 A、小干擾法； B、分段計(jì)算法； C、對稱分量法。 3、不計(jì)短路回路電阻時(shí)，短路沖擊電流取得最大值的條件是（ ）。A、短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時(shí)值過零時(shí)； B、短路前帶有負(fù)載，短路發(fā)生在電壓瞬時(shí)值過零時(shí)； C、短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時(shí)值最大時(shí)。4、電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性是指（ ）。A、正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)受到小干擾作用后，恢復(fù)原運(yùn)行狀態(tài)的能力；B、正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，保持同步運(yùn)行的能力；C、正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，恢復(fù)原運(yùn)行狀態(tài)的能力。5、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相金屬性接地短路時(shí)，流過故障相的短路電流大小與同一地點(diǎn)發(fā)生三相金屬性短路時(shí)的短路電流大小相比較，其關(guān)系為（ ）。 A、三相短路電流大于單相短路電流； B、三相短路電流小于單相短路電流； C、不能簡單地確定二者的大小關(guān)系，還需要考慮其它條件。6、對于旋轉(zhuǎn)電力元件（如發(fā)電機(jī)、電動機(jī)等），其正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)和零序參數(shù)的特點(diǎn)是（ ） A、正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)和零序參數(shù)均相同； B、正序參數(shù)與負(fù)序參數(shù)相同，與零序參數(shù)不同； C、正序參數(shù)、負(fù)序參數(shù)、零序參數(shù)各不相同。 7、繪制電力系統(tǒng)的三序單相等值電路時(shí)，對普通變壓器中性點(diǎn)所接阻抗的處理方法是（ ）。 A、中性點(diǎn)阻抗僅以出現(xiàn)在零序等值電路中； B、中性點(diǎn)阻抗以3出現(xiàn)在零序等值電路中； C、中性點(diǎn)阻抗以出現(xiàn)三序等值電路中。 8、單相接地短路時(shí)，故障處故障相短路電流與正序分量電流的關(guān)系是（ ）。 A、故障相短路電流為正序分量電流的3倍； B、故障相短路電流為正序分量電流的倍； . C、故障相電流等于正序分量電流。 9、對于接線變壓器，兩側(cè)正序分量電壓和負(fù)序分量電壓的相位關(guān)系為（ ） A、正序分量三角形側(cè)電壓與星形側(cè)相位相同，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓與星形側(cè)相位也相同； B、正序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)落后，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)超前； C、正序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)超前，負(fù)序分量三角形側(cè)電壓較星形側(cè)落后。 10、在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，在不計(jì)電阻影響并認(rèn)為的情況下，發(fā)生兩相短路金屬性接地時(shí)，故障處非故障相對地電壓的大小為（ ） A、0 B、 C、答案：1、C；2、B；3、A；4、B；5、C；6、C；7、B；8、A；9、C；10、C。三、問答題（每小題5分 共25分） 1、以下圖所示簡單電力系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生三相短路為例，作圖說明快速切除故障對電力系統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。（假定發(fā)電機(jī)空載電動勢保持不變）答：作出正常運(yùn)行和故障以及故障切除后的功角特性曲線如下，其中功角特性曲線對應(yīng)于正常運(yùn)行情況、對應(yīng)于故障情況、對應(yīng)于故障切除后的情況，對應(yīng)于故障切除較慢的情況，對 共5頁第1頁應(yīng)故障切除速度較快的情況，顯然切除故障較快時(shí)，加速面積減小了，而最大減速面積增大了，根據(jù)等面積定則可知快速切除故障可以改善或提高簡單電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。(2分)(3分)2、隱極式同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中，都有那些電感系數(shù)為常數(shù)，那些電感系數(shù)是隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而變化的？變化的原因是什么？答：隱極式同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中，轉(zhuǎn)子繞組的自感系數(shù)、轉(zhuǎn)子繞組之間的互感系數(shù)、定子三相繞組的自感系數(shù)以及定子三相繞組之間的互感系數(shù)為常數(shù)（2分）；轉(zhuǎn)子繞組與定子繞組之間的互感系數(shù)是隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)而變化的（1分），變化的原因是轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子各繞組與定子繞組之間存在著相對位置的改變（2分）。3、寫出單相金屬性接地短路、 兩相金屬性短路接地和兩相金屬性短路時(shí)的邊界條件方程，并繪制其復(fù)合序網(wǎng)。答：各種情況下的邊界條件如下：1、單相接地短路（以A相為例）（1分）2、兩相短路接地（以B、C兩相短路接地為例）（1分）3、兩相短路（以B、C短路為例）（1分）三種短路情況下的復(fù)合序網(wǎng)分別如下圖1、2、3所示。（2分） 共5頁第2頁4、分析發(fā)電機(jī)的短路電流時(shí)，常采用迭加原理進(jìn)行分析，這種分析方法是以什么假設(shè)條件為前提的？答：是以發(fā)電機(jī)磁路不飽和，其等值電路為線性等值電路為前提的。（5分） 5、已知描述電力系統(tǒng)受擾運(yùn)動的狀態(tài)方程的特征方程為請問系統(tǒng)在原始運(yùn)行點(diǎn)的運(yùn)行是靜態(tài)穩(wěn)定的還是靜態(tài)不穩(wěn)定的？如果靜態(tài)不穩(wěn)定，則以什么樣的方式失去穩(wěn)定？答：作勞斯陣列如下：（2分）1 4 103 62 109 10 根據(jù)勞斯判據(jù)，可知系統(tǒng)在原始運(yùn)行點(diǎn)的運(yùn)行是靜態(tài)不穩(wěn)定的。由于勞斯陣列的第一列的倒數(shù)第二個(gè)元素為負(fù)值，特征方程有一對實(shí)部為正的共扼復(fù)根，系統(tǒng)將周期性失去穩(wěn)定（3分）。四、作圖題（7分）畫出下圖所示電力系統(tǒng)在f點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)的零序等值電路。答：零序等值電路如下： (畫出任何一個(gè)都可得分)五、計(jì)算題（每小題9分，共18分） 1、在下圖所示的電力系統(tǒng)中，已知以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的各元件的電抗和系統(tǒng)電壓標(biāo)幺值為： ，假定發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)，且空載電動勢。計(jì)算正常運(yùn)行和切除一回線路后的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)？并說明其是否符合要求。 共5頁第3頁解：1、根據(jù)正常運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算發(fā)電機(jī)的空載電動勢（3分）因?yàn)?將 、U=1.0、代入上式得：2、計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)（3分） >(1520)滿足要求。3、計(jì)算切除一回線路時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)（3分）>(10)滿足要求。2、簡單電力系統(tǒng)的接線如下圖所示，各電力元件的有關(guān)參數(shù)已標(biāo)于圖中，請計(jì)算空載情況下K點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的短路電流周期分量起始有效值、短路沖擊電流和最大有效值電流。（9分）解：取則發(fā)電機(jī)、變壓器和線路的電抗標(biāo)幺值如下：、。（3分）由于短路前空載所以發(fā)電機(jī)的空載電勢等于其額定電壓，即，三相短路時(shí)的單相等值電路如下圖所示：（2分）由圖可得： （1分）短路點(diǎn)電流有名值為： （1分） 短路點(diǎn)沖擊電流為： （1分） 短路點(diǎn)最大有效值電流為：。 （1分）答：起始短路電流有名值為，沖擊電流為，最大有效值電流為。 （注：可編輯下載，若有不當(dāng)之處，請指正，謝謝!）