電力系統(tǒng)暫態(tài)分析模擬考試試題

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1、 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 判斷題（下述說法是否正確，在你認為正確的題號后打“√”，錯誤的打“”，每小題1分，共10分） 1、分析電力系統(tǒng)并列運行穩(wěn)定性時，不必考慮負序電流分量的影響。（ ） 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)電機中性點經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并列運行的暫態(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，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、三相短路達到穩(wěn)定狀態(tài)時，短路電流中的非周期分量已衰減到零

2、，不對稱短路達到穩(wěn)定狀態(tài)時，短路電流中的負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值稱為短路沖擊電流。（ ） 8、在不計發(fā)電機定子繞組電阻的情況下，機端短路時穩(wěn)態(tài)短路電流為純有功性質。（ ） 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，短路點負序電壓最高，發(fā)電機機端正序電壓最高。（ ） 答案：1、√ 2、 3、 4、 5、 6、 7、√ 8、 9、 10、√ 二、單項選擇題(在每小題的三個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內。每小題2分，共20分) 1、近似計算法中，變壓器的

3、變比應采用（ ）。 A、實際變比； B、額定變比； C、平均額定變比。 2、電力系統(tǒng)一相斷線時的復合序網在形式上與（ ）的復合序網相同。 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)中不同地點同時發(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、下圖所示網絡中，f點發(fā)生三相短路時，關于短路點右側網絡中的電流正確的說法是（ ）

4、。 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)電機直軸電抗三者之間的大小關系為（ ）。 7、不同類型短路對電力系統(tǒng)并列運行暫態(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、對于三個單相變壓器組成的三相變壓器組，不對稱短路分析時，對勵磁電抗的處理方法是（ ）。 A、負序和正序勵磁電抗可以視為無限大，零序勵磁電抗一

5、般不能視為無限大； B、負序、正序和零序勵磁電抗均可以視為無限大。 C、負序、正序和零序勵磁電抗都不可以視為無限大。 9、關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f點（變壓器三角形接線側）發(fā)生A、B兩相短路時，下述說法中正確的是（ ）。 A、變壓器星形側三相導線中都有短路電流流過，其中A相電流最大，為其他兩相

6、電流的兩倍； B、變壓器星形側也只有A、B兩相導線中有短路電流流過，且兩相短路電流相等； C、變壓器星形側三相導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、簡述應用對稱分量法計算不對稱短路故障處短路電流的步驟。 答：應用對稱法計算不對稱短路故障處短路電流的步驟如下： ① 繪制三序等值電路，計算三序等值電路參數； ② 對三序等值電路進行化簡，得到三序等效網絡（或三序電壓平衡方程）； ③ 列故障處邊界條件方程； ④

7、 根據邊界條件方程繪制復合序網，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） ⑤ 利用對稱分量法公式，根據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點的，則f點發(fā)生單相接地短路時的故障相電流大于該點發(fā)生三相短路時的電流，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。因為影響電力系統(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絡確定 故障情況下，發(fā)電機的功角特性 其中

8、三相短路時， 單相接地短路時， 由此可知，盡管單線接地時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點發(fā)生兩相短路接地故障時的邊界條件，并畫出其復合序網。 3、 答：以B、C兩相短路為例，邊界條件為： 復合序網如下圖所示： 4、試比較電力系統(tǒng)發(fā)生各種金屬性短路故障時，正序分量電流的大小關系（n代表短路類型），并簡要說明理由（分析時不計電阻，并假定。 5、快速關機可以提高電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性，試以下圖為例作圖說明其工作原理。 答：下面是無快速關進汽閥門和有快速關進汽閥門兩種情況下的功角特性曲

9、線圖，由圖可見快關進汽閥門增大了最大減速面積（同時也可減小加速面積，但作用不明顯），根據等面積定則可知，快速關進汽閥門可以提高電力系統(tǒng)并列運行的暫態(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點發(fā)生單相接地短路時的零序等值電路。 答： 點發(fā)生接地故障時的零序等值電路如下圖所示。 五、計算題（共35分） 1、用單位電流法計算下圖所示網絡中各電源與短路點之間的轉移阻抗。（圖中各元件參數為標幺值）(10分) 1、解： 在下圖中設電流 ，則 由此可得： 2、已知變壓器變比 ),求變壓器星形側（f點）兩相短路

10、時三角形側的三相電流。（10分） 2、解： 以B、C兩相短路為例，根據對稱分量法求得星形側各序分量，其相量圖如圖（1）所示，由于 ，所以三角形側各序分量電流如下： 其相量圖如圖（2）所示 3、系統(tǒng)接線如下圖所示，設在一回線路始端突然發(fā)生三相短路，當發(fā)電機轉子功角增加30時，A、B兩斷路器同時跳開，將故障線路切除。已知原動機機械功率Pt=1.5,雙回線運行時系統(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，在你認為正確的題號后打“√”，錯誤的打“”， 每小題2分，

11、共20分） 1、當電源內阻抗占短路回路總阻抗的比例小于15%時，可以視為無限大電源?！啊? 2、由于電力系統(tǒng)中三序分量是相互獨立的，所以可以分別計算，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?！啊獭? 4、無限大電源供電情況下突然發(fā)生三相短路時，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? 5、中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生兩相短路接地時流過故障相的電流與同一地點發(fā)生兩相短路時流過故障相的電流大小相等?！啊獭? 6、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? 7、電力

12、系統(tǒng)橫向故障指各種類型的短路故障“√” 8、運算曲線的編制過程中已近似考慮了負荷對短路電流的影響，所以在應用運算曲線法計算短路電流時，可以不再考慮負荷的影響?！啊獭? 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? 10、對于12MW以上發(fā)電機組，計算其機端短路沖擊電流時，沖擊系數應取2。“” 二、單項選擇題(在每小題的三個備選答案中，選出一個正確答案，并將正確答案的序號填在題干的括號內。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，各相短路電流中非周期分量的關系是（ ）。 A、

13、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)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性采用的是（ ）。 A、小干擾法； B、分段計算法； C、對稱分量法。 3、不計短路回路電阻時，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)生在電壓瞬時值過零時； B、短路前帶有負載，短路發(fā)生在電壓瞬時值過零時； C、短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時值最大時。 4、電力系統(tǒng)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性是指（ ）。 A、正常運行的電力系統(tǒng)受到小干擾作用后，恢復原運行狀態(tài)的能力； B

14、、正常運行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，保持同步運行的能力； C、正常運行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，恢復原運行狀態(tài)的能力。 5、中性點直接接地系統(tǒng)中發(fā)生單相金屬性接地短路時，流過故障相的短路電流大小與同一地點發(fā)生三相金屬性短路時的短路電流大小相比較，其關系為（ ）。 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系，還需要考慮其它條件。 6、對于旋轉電力元件（如發(fā)電機、電動機等），其正序參數、負序參數和零序參數的特點是（ ） A、正序參數、負序參數和

15、零序參數均相同； B、正序參數與負序參數相同，與零序參數不同； C、正序參數、負序參數、零序參數各不相同。 7、繪制電力系統(tǒng)的三序單相等值電路時，對普通變壓器中性點所接阻抗的處理方法是（ ）。 A、中性點阻抗僅以出現(xiàn)在零序等值電路中； B、中性點阻抗以3出現(xiàn)在零序等值電路中； C、中性點阻抗以出現(xiàn)三序等值電路中。 8、單相接地短路時，故障處故障相短路電流與正序分量電流的關系是（ ）。 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

16、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，兩側正序分量電壓和負序分量電壓的相位關系為（ ） A、正序分量三角形側電壓與星形側相位相同，負序分量三角形側電壓與星形側相位也相同； B、正序分量三角形側電壓較星形側落后，負序分量三角形側電壓較星形側超前； C、正序分量三角形側電壓較星形側超前，負序分量三角形側電壓較星形側落后。 10、在中性點不接地系統(tǒng)中，在不計電阻影響并認為的情況下，發(fā)生兩相短路金屬性接地時，故障處非故障相對地電壓的大小為（ ） A、0

17、 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)并列運行暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。（假定發(fā)電機空載電動勢保持不變） 答： 作出正常運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于正常運行情況、對應于故障情況、對應于故障切除后的情況，對應于故障切除較慢的情況，對

18、 共5頁第1頁 應故障切除速度較快的情況，顯然切除故障較快時，加速面積減小了，而最大減速面積增大了，根據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)并列運行的暫態(tài)穩(wěn)定性。(2分) (3分) 2、隱極式同步發(fā)電機原始磁鏈方程中，都有那些電感系數為常數，那些電感系數是隨著轉子的旋轉而變化的？變化的原因是什么？ 答：隱極式同步發(fā)電機原始磁鏈方程中，轉子繞組的自感系數、轉子繞組之

19、間的互感系數、定子三相繞組的自感系數以及定子三相繞組之間的互感系數為常數（2分）；轉子繞組與定子繞組之間的互感系數是隨著轉子的旋轉而變化的（1分），變化的原因是轉子旋轉時，轉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的邊界條件方程，并繪制其復合序網。 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合序網分別如下圖1、2、3所示。（2分）

20、 共5頁第2頁 4、分析發(fā)電機的短路電流時，常采用迭加原理進行分析，這種分析方法是以什么假設條件為前提的？ 答：是以發(fā)電機磁路不飽和，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)受擾運動的狀態(tài)方程的特征方程為 請問系統(tǒng)在原始運行點的運行是靜態(tài)穩(wěn)定的還是靜態(tài)不穩(wěn)定的？如果靜態(tài)

21、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 10 3 6 2 10 －9 10 根據勞斯判據，可知系統(tǒng)在原始運行點的運行是靜態(tài)不穩(wěn)定的。由于勞斯陣列的第一列的倒數第二個元素為負值，特征方程有一對實部為正的共扼復根，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點發(fā)生單相接地短路時的零序等值電路。 答：零序等值電路如下： (畫出任何一個都可得分) 五、計算題（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)電機額定容量為基準的各

22、元件的電抗和系統(tǒng)電壓標幺值為： ，假定發(fā)電機為隱極機，且空載電動勢。計算正常運行和切除一回線路后的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數？并說明其是否符合要求。 共5頁第3頁 解： 1、根據正常運行狀態(tài)計算發(fā)電機的空載電動勢（3分） 因為 將 、U=1.0、代入上式得： 2、計算正常運行時的靜

23、態(tài)穩(wěn)定儲備系數（3分） >(15~20)滿足要求。 3、計算切除一回線路時的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數（3分） >(10)滿足要求。 2、簡單電力系統(tǒng)的接線如下圖所示，各電力元件的有關參數已標于圖中，請計算空載情況下K點發(fā)生三相短路時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、變壓器和線路的電抗標幺值如下：、、。（3分） 由于短路前空載所以發(fā)電機的空載電勢等于其額定電壓，即，三相短路時的單相等值電路如下圖所示：（2分） 由圖可得： （1分） 短路點電流有名值為： （1分） 短路點沖擊電流為： （1分） 短路點最大有效值電流為：。 （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，若有不當之處，請指正，謝謝!）