电力系统思考题(考试问答题必考的题库)

第六章 思考题

1、什么是电力系统的电磁暂态过程？

变压器、输电线路等元件，不牵涉角位移、角速度等机械量，一般研究电磁暂态过程。

2、什么是电力系统的机电暂态过程？

电力系统中同步发电机、异步电动机等转动元件，运动过程由电磁转矩（或功率）和机械转矩（或功率）不平衡决定，称机电暂态过程。

3、电力系统的故障分哪两种？分别又可称为什么故障？

电力系统运行常发生故障，大多数是短路故障，少数是断线故障。

短路故障又称横向故障。断线故障又称纵向故障。

4、短路故障有什么类型？短路的主要原因是什么？短路计算的目的是什么？

短路的类型：三相短路、两相短路、单相短路接地和两相短路接地。

短路根本原因：电气设备载流部分相与相之间或相对地的绝缘受到损坏。

短路计算目的：

1）短路电流计算是电力技术方面基本问题之一。

2）发电厂、变电所及整个电力系统的设计、运行中均以短路计算结果作为依据：

5、什么是无限大功率电源？

1）电压和频率保持恒定；

2）内阻抗为零。

6、什么是短路冲击电流？其主要用途是什么？

空载、│α-φ│=90°时短路电流的最大瞬时值，称短路冲击电流。

短路冲击电流用于检验电气设备和载流导体电动力稳定度。

7、什么是最大有效值电流？其主要用途是什么？

最大有效值电流也发生在短路后的半个周期：

22 22I M =I m /2+i α=I /2+(i -I ) (t =0. 01S ) m M m

2 2(K M -1)2=I m +2K M -12(6-13) =I m /+I m 2

任一时刻t 短路电流有效值It 是以t 为中心一个周期内瞬时电流均方根值：

T t +1t +T 12222⎛I m ⎫I t =i dt =(i +i ) dt T T pt αt I =1. 52 ⎪M T t -2T t -2⎝2⎭ KM=1.8时

最大有效值电流用于检验某些电器的断流能力

8、定子短路电流中包含哪几个分量？各分量是如何产生的，各以什么时间常数衰减或是什么稳态值？(期中)

1. 定子绕组中的电流分量

(1)直流分量：i αa ，按定子绕组的时间常数Ta 衰减。

(2)次暂态周期分量：i"pa ，按T"d 衰减。

(3)暂态周期分量：i'pa ，按T'd 衰减。

(4)稳态周期分量：ipa ，不衰减。 9、励磁电流中包含哪几个分量？各分量是如何产生的，各以什么时间常数衰减或是什么稳态值？

2. 转子励磁绕组中的电流分量

(1)空载励磁电流分量：if(0)，励磁调节器不动作时为定值。 ⎰⎰

(2)非周期分量：i αf ，按T"d 、T'd 衰减。

(3)周期分量：iwf ，按Ta 衰减。

10、用什么基本原理分析短路电流物理概念？

发电机定子端空载三相短路物理过程

11、短路电流基频交流电流幅值变化根本原因是什么？

定子绕组短路电流周期分量幅值变化根本原因是转子绕组由于磁链守恒使电枢反应磁通改变了磁路，定子绕组等值电抗由X"d 变为X'd ，最后变为Xd 。 （待定）

12、稳态、暂态、次暂态电抗的对应数值有什么关系？

X"d

Xd ≥Xq>X'd>X"d≈X"q

13、短路电流初始值的计算有哪些近似？

（1）发电机等值电抗为X"d(或X'd) ，等值电势为次暂态电势E"|0|(或暂态电势E'|0|)，近似认为短路前后不突变：

" "

d 000

' ' d 000 变压器忽略电阻和励磁支路 Z (=r 2+x 2) 忽略线路和变压器电阻和接地支路，等值网络元件均为电抗。

（3）负荷电流较短路电流小，近似计算不计负荷电流，认为短路前后系统没有负荷。对远离短路点支路电流可引起较大误差。需计及负荷时，用恒定阻抗代替负荷。

（4）短路点附近大容量电动机，短路后瞬时由于惯性作用，会送短路电流。

（5）异步电动机X" 与启动电抗等值电路完全相同。

X" 标幺值为启动电流标幺值(约为5) 的倒数，即X" ≈0.2。当X"=0.2

时，E"|0|≈0.9，电动机端点短路的交流电流起始值约为额定电流4.5倍。

14、运算曲线的计算步骤是什么？

（1）作应用运算曲线时等值网络；

（2）网络化简，得各电源对短路点转移阻抗Xif

（3）求各电源计算电抗：将各转移阻抗按各发电机额定容量归算

i . N i . js if B

（4）由电源类型查运算曲线，得时刻t 各电源的短路电流标幺值Ii.f 。若电源是无限大容量，则不用查曲线，直接用式(6-120)计算短路电流的标幺值；

15、怎样进行合并电源工作？影响短路电流变化规律的主要因素有哪两个？

可把短路电流变化规律大体相同的发电机合并成等值机。

影响短路电流变化规律的主要因素有两个：一是发电机特性(类型，参数) ；另一个是发电机对短路点电气距离。在离短路点甚近情况下，不能将不同类发电机合并。一般接在同一母线(非短路点) 的发电机可合并成一台等值发电机。

=U +j I X E =U +j I X E X S =X S

第七章思考题

1、为什么电力系统计算中要用对称分量法，什么问题需要用？

当电力系统中发生不对称故障时, 破坏了三相系统运行状态的对称性, 采用对称分量法，将三相系统的电气量分解为正序、负序和零序三组对称分量，仍用单相等值电路求解，然后应用叠加原理求解三相系统不对称的电气量。

2、在静止元件和旋转元件中，正序、负序和零序阻抗有什么关系？

静止元件：如线路、变压器等，正、负序阻抗相等，改变相序并不改变相间互感。 旋转元件：如发电机、调相机、电动机等，正、负序阻抗一般不等。

不论是静止还是旋转元件，零序阻抗与正、负序阻抗有明显区别。

3、变压器零序等值电路是如何作出的？零序励磁电抗如何考虑？

零序励磁电抗Xm0：

(一) 双绕组变压器

变压器励磁电抗与主磁通路径有关，变压器内流通正序、负序电流时，励磁磁通在铁芯内形成回路，磁阻小，正、负序励磁电抗很大，近似计算时认为是无限大。但零序励磁电抗与变压器结构有很大关系。

三台单相变压器组成变压器组，正序和负序磁通在本身铁芯磁路中形成回路，励磁电抗相等且数值很大，近似认为Xm0=∞。

三相五柱式和铁壳式变压器，零序磁通可通过没有绕组铁芯部分形成回路，零序励磁电抗也相当大，也可近似认为Xm0=∞。

三相三柱式变压器，三相零序磁通大小相等、相位相同，只能经绝缘介质和油箱壁形成回路。遇到很大磁阻，零序励磁电抗比正序励磁电抗小得多，用实验方法测定。标幺值约0.3-1.0。

综上所述:

变压器接线为YN,d 时，等值电路中励磁电抗Xm0与二次绕组漏电抗X Ⅱ并联， Xm0比X Ⅱ大，实用计算近似认为Xm0 =∞。

变压器为YN,y 、YN,yn 接线时，非三相三柱式变压器Xm0 =∞，三相三柱式变压器Xm0需计入具体数值。

三种接线单相零序等值电路中，只有两种三相三柱式变压器需计零序励磁电抗Xm0影响，其它情况都认为Xm0 =∞，相当于开路。

变压器接地星形侧中性点经阻抗Zn 接地时，变压器通过三相正序和负序电流之和为零，不会在中性线中流通，中性点阻抗不反映在正序和负序网络中。

变压器中通过三相零序电流时，中性线中有三倍零序电流。中性点阻抗Zn 中流过3I0零序电流，中性点电位为3I0Zn ，中性点阻抗必须反映在零序等值电路中。

（二）三绕组变压器

电力系统为消除三次谐波，三绕组变压器有一个绕组接三角形以提供三次谐波通路。 可分析接线形式为YN,d,y(Y0/Δ/Y)、YN,d,yn(Y0/Y/Y0)和YN,d,d(Y0/Δ/Δ) 等。

三绕组变压器有一个绕组是三角形接线，可不计入Xm0。（图7-12在下页）

一次侧绕组施加零序电压时，另两个绕组感应零序电势，分析方法与双绕组相同。

应指出：三绕组变压器零序等值电路中电抗X Ⅰ、X Ⅱ、X Ⅲ和正序一样，不是各绕组漏抗，而是等值电抗。

4、变压器中性点的阻抗在正序、负序和零序网络中如何反映？

变压器接地星形侧中性点经阻抗Zn 接地时，变压器通过三相正序和负序电流之和为零，不

会在中性线中流通，中性点阻抗不反映在正序和负序网络中。

变压器中通过三相零序电流时，中性线中有三倍零序电流。中性点阻抗Zn 中流过3I0零序电流，中性点电位为3I0Zn ，中性点阻抗必须反映在零序等值电路中。

5、零序电流以什么为回路？ 以大地为回路

6、正序、负序和零序网络的结构是否相同？ 不相同

7、各种不对称短路故障的计算用边界条件是什么？为什么用a 相作特殊相？单相短路接地时边界条件：

单相短路接地时边界条件：

+U +U =0; I =I =I U (7-27) f 1f 2f 0f 1f 2f 0

U f 0 =I =I =I (7-28) f 1f 2f 0Z +Z +Z ∑1∑2∑0

8、两相短路与其他两种短路相比有什么特点？

9、各种不对称故障是经过一个阻抗短路时，如何处理？

单相短路接地:

接地电阻以1倍的值分别接在正; 负; 零序网络中.

两相经阻抗短路:

接地阻抗以1/2的值分别接在正序和负序网络中.

两相短路经阻抗接地:

接地阻抗中只有3倍零序短路流过，仅在零序网络。

10、非故障处是否满足边界条件？其三相电压、电流如何计算?

不满足, 首先求故障处正、负和零序短路电流和电压分量，分别在每个序网求待求支路各序电流或各序电压分量，最后合成得待求支路三相电流或待求节点三相电压。

11、正序、负序和零序的电压和电流分量，经过各种接线组别的变压器时如何变化？

1、什么是稳定性问题？其状态变量是什么？

2、什么是静态稳定，什么是暂态稳定？

3、什么是小干扰，什么是大干扰？分析时有何区别？

4、转子运动方程如何表示，各种方程中每一个变量的含义是什么？

5、如何求取用不同的电势和电抗表示的功角特性曲线(表达式) ？

6、自动调节励磁系统起什么作用？

7、简单电力系统的静态稳定判据是什么？还可说明什么问题？

8、什么是电力系统的静态稳定储备系数？

9、什么是静态稳定极限，什么是功率极限？

10、阻尼作用对电力系统静态稳定有什么影响？

11、提高电力系统静态稳定性的措施主要从什么方面入手？什么是优先考虑的措施？主要措施有哪些？