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《 電力系統(tǒng)分析(上)》試卷(B答案)——參考
一、 填空題(20分,每空1分)
1. 衡量電能質(zhì)量的基本指標(biāo)是電壓和頻率。
2. 一臺(tái)發(fā)電機(jī)接入 10kV 母線,經(jīng)一臺(tái)升壓變壓器接入220kV網(wǎng)絡(luò),發(fā)電機(jī)額定電壓為 10.5 kV,變壓器一、二次側(cè)額定電壓分別為 10.5 kV、_242____kV。
3. 派克變換相當(dāng)于把觀察者的立場(chǎng)從靜止的定子上轉(zhuǎn)到了轉(zhuǎn)子,定子的三相繞組被兩個(gè)同轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的等效 dd 繞組和 qq 繞組代替。派克變換可
2、以使磁鏈方程的系數(shù) 變?yōu)槌?shù) ,簡(jiǎn)化求解。a、b、c系統(tǒng)中的直流分量和基頻交流分量經(jīng)派克變換分別對(duì)應(yīng)d、q、0系統(tǒng)中的基頻和直流分量。
4. 同步發(fā)電機(jī)縱軸暫態(tài)電抗為 xd’ ,其物理意義是沿縱軸向把同步電機(jī)看做是雙繞組變壓器,當(dāng)副方繞組(即勵(lì)磁繞組)短路時(shí),從原方(即定子繞組)測(cè)得的電抗。
5. 短路是指一切不正常的相與相之間或相與地(對(duì)于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng))發(fā)生通路的情況。在三相系統(tǒng)中,可能發(fā)生的短路有:_三相短路_、 單相短路 、_兩相短路___和_兩相接地短路 幾種類(lèi)型。
二、 簡(jiǎn)答題(35分,每題7分)
1. 分裂導(dǎo)線和導(dǎo)線換位對(duì)線路的參數(shù)分別有什么影響?架空線路
3、的等值電路有哪兩種?當(dāng)線路距離很長(zhǎng)(大于500km)時(shí),應(yīng)如何表示架空線路的等值電路?(7分)
分裂導(dǎo)線相當(dāng)于_增大___了導(dǎo)線的等效半徑,因而能 減小導(dǎo)線的電感。(增大/減小)。架空線路的導(dǎo)線排列不對(duì)稱(chēng)時(shí),可以通過(guò)__導(dǎo)線換位__使三相參數(shù)恢復(fù)對(duì)稱(chēng)。當(dāng)線路距離很長(zhǎng)(大于500km)時(shí),可用多個(gè)等值電路代替。
2. 節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣元素(對(duì)角元和非對(duì)角元)的物理意義分別是什么?(7分)
節(jié)點(diǎn)k的自阻抗的物理意義為:當(dāng)在節(jié)點(diǎn)k單獨(dú)注入電流,而所有其他節(jié)點(diǎn)注入電流都等于零時(shí),在節(jié)點(diǎn)k的電壓同注入電流之比,即等于。
3. 同步發(fā)電機(jī)突然三相短路后,定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組中各有哪些短路電流
4、分量?其對(duì)應(yīng)關(guān)系如何?(7分)
答:同步發(fā)電機(jī)突然短路后,定子電流中包括基頻分量、直流分量和倍頻分量,直流分量和倍頻分量都是為了維持磁鏈初值守恒而出現(xiàn)的,是自由分量,基頻電流的穩(wěn)態(tài)值是強(qiáng)制分量,基頻電流與穩(wěn)態(tài)電流之差也是自由電流。轉(zhuǎn)子各繞組中出現(xiàn)直流和基頻自由電流,直流電流包括勵(lì)磁電流(強(qiáng)制分量)和自由直流。定子電流的基頻自由電流與轉(zhuǎn)子電流的自由直流對(duì)應(yīng),轉(zhuǎn)子的基頻交流與定子的非周期電流和倍頻電流對(duì)應(yīng)。
可畫(huà)圖說(shuō)明。
4. 什么是沖擊電流?什么是沖擊電流系數(shù)?高壓電網(wǎng)的短路回路中沖擊電流的計(jì)算條件是什么?(7分)
短路電流最大可能的瞬時(shí)值稱(chēng)為沖擊電流。沖擊系數(shù)表示沖擊電流為短路
5、電流周期分量幅值的倍數(shù)。
高壓電網(wǎng)的短路回路中,感抗遠(yuǎn)大于電阻,其沖擊電流計(jì)算的條件是,短路前電路處于空載狀態(tài),短路恰好發(fā)生在短路周期電流取幅值的時(shí)刻。
5. 什么是正序等效定則?(7分)
在簡(jiǎn)單不對(duì)稱(chēng)短路的情況下,短路點(diǎn)電流的正序分量,與在短路點(diǎn)每一相中加入附加電抗而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等。這個(gè)概念稱(chēng)為正序等效定則。
三、 一臺(tái)同步發(fā)電機(jī),已知,機(jī)端電壓為V,機(jī)端電流為I,功率因數(shù)為cosφ。畫(huà)出計(jì)算的相量圖,并寫(xiě)出相應(yīng)的相量形式的計(jì)算公式。(10分)
注:紅色兩條線表示要相互垂直
四、 對(duì)圖1所示的電
6、力系統(tǒng),(1)形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。(4分)
(2)當(dāng)節(jié)點(diǎn)2和3用導(dǎo)線(其阻抗忽略不計(jì))短接時(shí),求新的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。(2分)
1:1.1
1
2
3
j0.1
-j2
-j1
j0.2
解:
(1);;
;
(2)
五、 系統(tǒng)接線如圖所示,已知各元件的參數(shù)如下:
發(fā)電機(jī)G-1:,;發(fā)電機(jī)G-2:,;
變壓器T-1:,,;變壓器T-2:,,;
線路L:每回路,;負(fù)荷LD:,。
所有發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電勢(shì)取1.08(標(biāo)幺值),負(fù)荷次暫態(tài)電勢(shì)取0.8(標(biāo)幺值)。選基準(zhǔn)功率為100MVA,基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓。當(dāng)在f點(diǎn)發(fā)生三相短路接地故障時(shí),試作如下
7、計(jì)算:
(1) 作等值電路,并計(jì)算各個(gè)元件的參數(shù)(標(biāo)幺值)。(5分)
(2) 求f點(diǎn)的起始次暫態(tài)電流(有名值)。(5分)
L
G-1
G-2
T-1
T-2
110kV
0.5L
0.5L
LD
f
G
G
10kV
10kV
解:(1);;
;;
f
等值電路
(2)
f
f
f
六、 如圖所示的系統(tǒng)中,在f點(diǎn)發(fā)生B、C兩相短路故障,其參數(shù)如下:
發(fā)電機(jī)G-1、G-2、G-3:,。
變壓器T-1、T-3:,, Y, d11 接法;T-2:,,,, Yn,Yn0,d11 接法。
線路
8、L-1、L-2:,,。
負(fù)荷LD:,,。
接地阻抗:。 (20分)
(1) 計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中各元件序參數(shù)標(biāo)么值(3分)
(2) 制定正、負(fù)、零序網(wǎng)(6分)
(3) 計(jì)算各序網(wǎng)組合電抗及組合電勢(shì)并繪制復(fù)合序網(wǎng)(3分)
(4) 計(jì)算f點(diǎn)發(fā)生B、C兩相短路時(shí)的短路電流;(3分)
(5) 計(jì)算f點(diǎn)發(fā)生B、C兩相短路時(shí)K點(diǎn)的電流。(5分)
解:(1)繪制各序網(wǎng)絡(luò)
T-1,T-3:
T-2: VS1=(+-)=11,
VS2=(+-)=0
VS3=(+-)=10
標(biāo)幺值為X1=0.11×100/100=0.11, 同理X2=0, X3=0.1
;
9、,;
,;
Xn1=50=0.095, Xn2=50=0.378
XLD(1)=1.2 XLD(2)=0.35
正序網(wǎng)絡(luò)的輸入電抗為:
正序網(wǎng)絡(luò)等值電勢(shì)為:
負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的輸入電抗為:
零序網(wǎng)絡(luò)的輸入電抗為:
(2)兩相短路時(shí)有
,;
;
。
(3)由于線路L-4接的變壓器是星三角連接,所以零序電流分量不能在L-4流通
兩相短路時(shí)有
;
短路點(diǎn)正序電流在K點(diǎn)產(chǎn)生的正序電流分量為:
發(fā)電機(jī)G-1在K點(diǎn)產(chǎn)生的正序電流分量為:
發(fā)電機(jī)G-2在K點(diǎn)產(chǎn)生的正序電流分量為:
短路點(diǎn)負(fù)序電流在K點(diǎn)產(chǎn)生的負(fù)序電流分量為:
所以有
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