电力系统暂态分析题库及答案

艾 欣 电话80795848 13501121641 办公室 教五C416 aixin@ncepu.edu.cn

暂态第1章习题 思考题：

1-1 电力系统的故障类型都有哪些？ 1-2 短路计算的意义是什么？ 1-3 无限大电源的特点是什么？

1-4 无限大电源发生三相短路以后，短路回路电流包括一个周期分量和一个非周期分量，为什么？ 1-5 “空载短路”的含义是什么？

1-6 短路回路的时间常数与非周期分量电流是什么关系？ 1-7 什么是冲击电流？它最大有多大？ 1-8 *什么是电力系统的脆弱性？ 计算题：

1-1 分别用精确计算法和近似计算法计算下图系统的标幺值参数。（P9例1-2）

图1-1

1-2无限大电源供电系统发生空载三相短路，短路时A相电压相角过零，假设短路回路为纯电抗电路，且短路电流周期分量电流幅值是Im，求短路瞬间B、C相非周期分量电流的初始值是多少？

暂态第2章习题

思考题：

2-1 Park变换的数学意义和物理意义是什么？

2-2 写出同步发电机定子、转子绕组正电流产生正磁链的有阻尼绕组发电机d、q、0系统的磁链方程。 2-3 同步发电机在abc坐标系的磁链方程中，指出下列自感、

长沙理工大学电力系统暂态分析

第一章

1、电力系统运行状态的分类

答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。

2、电力系统的干扰指什么？

答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。例如短路故障、电力元件的投入和退出等。

3、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？

答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。

4、为简化计算在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？

答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机内部的机电暂态过程已经结束。 第一章：

1、

第一章 电力系统分析基础知识

1-2-1 对例1-2，取UB2 110kV，SB 30MVA,用准确和近似计算法计算参数标幺值。 解：①准确计算法：

选取第二段为基本段，取UB2 110kV，SB 30MVA，则其余两段的电压基准值分别为：UB1 k1UB2

10.5

110kV 9.5kV 121

UB3

UB2110

6.6kV k2

.6

SB30

1.8kA UB13 9.5SB30

0.16kA UB23 110

电流基准值：

IB1

IB2

各元件的电抗标幺值分别为：

10.5230

发电机：x1 0.26 2 0.32

309.5121230

0.121 变压器T1：x2 0.105

110231.52

输电线路：x3 0.4 80

30

0.079 1102

110230

0.21 变压器T2：x4 0.105 22

15110

62.62 0.4 6.60.3

30

0.14 电缆线路：x6 0.08 2.5 6.6211

1.16 电源电动势标幺值：E 9.5

电抗器：x5 0.05 ②近似算法：

取SB 30MVA，各段电压电流基准值分别为：

UB1 10.5kV，IB1

30

1.65kA

10.530

0.15kA

115

电力系统暂态分析试卷极解析 共9页

长沙理工大学试卷

课程编号 001892 拟题教研室（或老师）签名 马士英 教研室主任签名 课程名称（含档次） 电力系统暂态分析 专业层次（本、专） 本科 专 业 电力工程及其自动化 考试方式（开、闭卷） 闭卷 一、判断题（下述说法是否正确，在你认为正确的题号后打“√”，错误的打“×”，每小题2分， 共20分）

1、当电源内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于15%时，可以视为无限大电源。（ ）

2、由于电力系统中三序分量是相互独立的，所以可以分别计算，然后再将各序分量迭加得到各相的电流和电压。（ ）

3、快速切除故障有利于改善简单电力系统的暂态稳定性。（ ）

4、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，短路电流中有

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电力系统暂态分析试卷（1）

一、（25分）简答

1． 2． 3． 4． 5．

什么是电力系统短路故障？故障的类型有哪些？ 列出电力系统的各电压等级对应的平均额定电压？ 同步发电机三相短路时为什么要进行派克变换？ 分裂电抗的作用是什么？

简述运算曲线法计算三相短路电流的步骤。

二、(15分)下图为一无穷大功率电源供电系统，设在K点发生三相短路，如果设计要求

通过电源的冲击电流不得超过30 KA,问并行敷设的电缆线路最多容许几条？(KM=1.8)

L k 6kV, 200A 1250m XR%=4 x1=0.083Ω/km Pφ =1.68KW r1=0.37Ω/km S=无穷大 Xk=0.2Ω RK=0.1Ω 三、(15分) 某系统接线及各元件参数如上图所示，设在 f 点发生三相短路。若选SB=100

MVA，UB=Uav，试计算：

(1) 电源G及系统S对 f 点的转移电抗xGf、xSf。

(2) 如果根据运算曲线查得 t = 0.2 秒时电源G的短路电流标么值为IG0.2??则 t = 0.2 秒时短路点总电流的有名值是多少？

?2.6，

10.5KV k 115KV 10.5KV SGN1=100MVA STN1

电力系统分析题库

一、选择题

1、中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（ A ） A、线电压 B、1.5倍相电压 C、1.5倍线电压 D、 根号2倍相电压 2、目前我国电能输送的主要方式是（ C ）。

A、直流 B、单相交流 C、三相交流 D、交直流并重 3、系统发生两相接地短路故障时，复合序网的连接方式为（ A ） A、正序、负序、零序并联 B、正序、负序并联、零序网开路 C、正序、零序并联、负序开路 D、零序、负序并联，正序开路 4、输电线路采用分裂导线的目的是（ A ）。

A、减小电抗 B、减小电阻 C、增大电抗 D、减小电纳 5、系统备用容量中，哪种可能不需要专门配置？（ A ）

A、负荷备用 B、国民经济备用 C、事故备用 D、检修备用 6、电力系统潮流计算中，功率指（ C ）。

A、一相功率 B、两相功率 C、三相功率 D、四相功率 7

第3次作业

一、单项选择题（本大题共20分，共 10 小题，每小题 2 分）

1. 分析简单电力系统并列运行的暂态稳定性采用的是（ ）。 A. 小干扰法 B. 等面积定则 C. 对称分量法 D. 以上均错误

2. 分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法，就其实质而言都是为了求（ ）。 A.

B. C. 故障切除极限时间 D. f—t曲线

3. 应用小干扰法分析系统静态稳定，计及阻尼系数作用时，系统稳定的条件是（ ）。 A. D<0，SEq>0 B. D<0，SEq<0 C. D>0，SEq<0 D. D>0，SEq>0 4. 不同类型短路对电力系统并列运行暂态稳定性的影响也不一样，下述说法中正确的是( )。 A. 三相短路影响最大，以下依次是两相短路、单相接地短路、两相短路接地 B. 三相短路影响最大，以下依次是两相短路接地、两相短路、单相接地短路 C. 单相接地短路影响最大，以下依次是两相短路、两相短路接地、三相短路 D. 单相相接地短路影响最大，以下依次是三相短路、两相短路接地、两相短路

5. P-δ曲线被称为( )。 A. 耗量特性曲线 B. 负荷曲线 C. 正弦电压曲线 D. 功角曲线

6. 系统发生短路故障，当切除故障时对应的实

电力系统暂态稳定实验

一、实验目的

1．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。

2．学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。

二、实验原理与说明

电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为： P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3；

对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。

同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增

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1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺

值。

解：①准确计算法：

选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为： 9.5kV kV 110121

5.10211=?==B B U k U kV

6.66

.6110110223===

k U U B B 电流基准值： kA U S I B B B 8.15.9330311=?== kA U S I B B B 16.0110330322=?==

3 2.62B I kA ===

各元件的电抗标幺值分别为：

发电机： 32.05

.930305.1026.0221=??=*x 变压器1T ： 121.05.3130110121105.02

222=??=*x 输电线路：

079.011030804.023=??=*x 变压器2T ：

21.01103015110105.02224=??=*x 电抗器：

4.03.062.26.660

5.05=??=*x 电缆线路：

14.06.6305.208.026=??=*x

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电力系统暂态稳定实验

一、实验目的

1．通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。 2．学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施 3．用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的非周期分量波形图，并进行分析。

二、原理与说明

电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为：P1＝（Eo×Uo）×sinδ1/X1； 短路运行时发电机功率特性为：P2＝（Eo×Uo）×sinδ2/X2； 故障切除发电机功率特性为： P3＝（Eo×Uo）×sinδ3/X3；

对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，δmax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。

同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使δmax增加