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1第2章一、简答题1.电力系统暂态过程的分类(1)波过程：与操作和雷击的过电压有关，涉及电流、电压波的传播，过程最短暂。(2)电磁暂态过程：与短路（断线）等故障有关，涉及工频电流、电压幅值随时间的变化，持续时间较波过程长（毫秒~秒）(3)机电暂态过程：与系统振荡、稳定性破坏、异步运行等有关,涉及发电机组功率角、转速、系统频率、电压等随时间的变化，过程持续时间较长（秒~分钟）2.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？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，如果系统参数在某组数值附近作微小的持续变化，我们就认为其运行参量保持平均值不变，即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。3.同步发电机突然三相短路时，定子绕组电流中包含哪些电流分量？转子励磁绕组中包含哪些电流分量？阻尼绕组中包含哪些电流分量？它们的对应关系和变化规律是什么？定子电流中包含基频周期分量、非周期分量和倍频分量。转子励磁绕组中包含强制直流分量、自由非周期分量和基频交流自由分量。d轴阻尼绕组中包含非周期自由分量和基频交流自由分量；q轴阻尼绕组中仅包含基频交流分量。定子绕组中基频周期分量电流与d轴阻尼绕组、励磁绕组中的非周期分量相对应，并随着转子励磁绕组中非周期自由分量和d轴阻尼绕组中非周期分量的衰减而最终达到稳态值（与转子励磁绕组中强制直流分量相对应）；定子绕组中非周期分量和倍频分量与转子励磁绕组、阻尼绕组中的基频交流分量相对应，并随着定子绕组非周期分量和倍频分量衰减到零而衰减到零。4.同步发电机原始磁链方程中哪些电感系数为常数？哪些电感系数是变化的？变化的原因是什么？凸极式同步发电机原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数；定子绕组的自感系数、定子绕组间的互感系数、定子各绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化，变化的原因有二，一是凸极式同步发电机转子在d轴和q轴方向磁路不对称，二是定子绕组和转子绕组之间存在相对运动。隐极式同步发电机原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数、定子绕组的自感系数、定子绕组间的互感系数均为常数；定子各绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的，变化的原因是定子绕组和转子绕组之间存在相对运动。5.什么是派克变换？为什么进行派克变换？派克变换是将空间静止不动定子A、B、C三相绕组用两个随转子同步旋转的绕组和一个零轴绕组来等效替换，两个随转子同步旋转的绕组一个位于转子d轴方向，称为d轴等效绕组；一个位于q轴方向称为q轴等效绕组。派克变换的目的是将原始磁链方程中的变系数变换为常系数，从而使发电机的原始电压方程由变系数微分方程变换为常系数微分方程，以便于分析计算。26.电流的0轴分量不产生随气隙分布的磁动势,Park变换为什么还要加入电流的0轴分量？如果不加入的话，逆变换回去会丢失0序分量7.同步发电机的稳态参数与方程。8.凸极同步发电机模型中引入QE有何意义。相量方程写不成全相量形式，相量图也就画不出，各个分量就得不到,所以加入EQ，进而求出q，d轴方向，从而求得其他参数。二、计算题1、一台额定容量为50MW的同步发电机，额定电压为10.5kV，额定功率因数为0.8，以发电机额定参数为基准值的次暂态电抗''dx为0.135。试计算发电机在额定电压、空载情况下突然三相短路后短路电流交流分量初始幅值''dI及忽略倍频分量后定子电流中的直流分量起始值。33、已知发电机有如下参数：1.0dx，0.6qx，稳态运行条件为：U=1.0，I=1.0，cos=0.85,试求稳态电势，忽略电阻。4、已知发电机有如下参数：1.0dx、0.6qx、'0.3dx、0.21dx、0.31qx，稳态运行条件为：U=1.0，I=1.0，cos=0.85。试求稳态时各暂态电势，忽略电阻。4第6章电力系统稳定性问题和各元件机电特性一、简答题1.稳定分析中做了哪些近似简化。1）略去发电机定子绕组电阻2）设机组转速接近同步转速，ω≈13）不计定子绕组中的电磁暂态过程4）考虑励磁系统的作用，常假设发电机的某个电动势恒定，例如空载电动势或暂态电动势甚至端电压。2.电力系统稳定性的概念及分类。概念：一个系统处于一个平衡的状态。如果受到外来作用的影响时，系统经过一个过渡过程仍然能够回到原来的平衡状态，我们称这个系统就是稳定的，否则称系统不稳定。分类：电压稳定性：主要表现为系统中某些节点电压的持续降低，致使负荷中的感应电动机堵转或引起其它保护装置的动作，这类稳定性问题常称为电压稳定性频率稳定性：主要取决于系统的有功功率的平衡。负荷增大时系统的有功功率不足，系统频率下降，反之亦然。功角稳定性：主要表现为发电机之间失去同步，造成发电机转子之间角度的单调增加或增幅振荡。由于发电机的转子角度习惯上称为功角，这类稳定性问题常称为功角稳定性功角稳定性分为静态稳定性，暂态稳定性，动态稳定性3.不计发电机内部电磁过渡过程及自动励磁调节装置的作用,给出同步发电机转子运动方程5Chap.7电力系统的静态稳定一、简答题：1电力系统的静态稳定基本概念电力系统受到小的干扰（这里的小干扰是指一般指正常的负荷和参数变动），不发生非周期的失步，自动恢复到起始运行状态的能力。2线路传输功率和两端电压大小、相位之间的关系3应用物理概念分析单机无穷大系统的电力系统的静态稳定物理概念是个鸟？分析啥？4静态稳定储备系数的概念5小干扰法静态稳定分析的步骤(1)列出系统状态变量偏移量的线性状态方程(2)根据特征根或罗斯判据判断系统稳定性6对下式在工作点进行线性化，得到状态方程→→→→6→→7提高系统静态稳定性的方法及其原理(1)采用自动调节励磁装置采用自动励磁调节器时，恒定的电动势和外部的阻抗减小，相当于减小了系统的电气距离，从而提高了静态稳定性。(2)减小元件的电抗分裂导线,提高电压等级,串联补偿相当于减小了系统的电气距离,从而提高了静态稳定性(3)改善系统的结构和采用中间补偿设备1)改善系统结构增加输电线路数目——直接缩短电气距离；将长距离输电线路中间与既有电力系统连接——中间电压得到维持，将输电线路分为两段，相当于缩短电气距离；2)采用中间补偿设备能够缩短电气距离——中间电压得到维持，将输电线路分为两段，相当于缩短电气距离；二、计算题78Chap.7电力系统的暂态稳定一、简答题：1电力系统的暂态稳定基本概念。电力系统受到大的干扰后，各发电机保持同步运行，并过渡到新的稳态运行方式或恢复到原来稳态运行方式的能力。2暂态稳定分析中发电机的模型。由于发电机阻尼绕组中自由直流电流衰减很快，可以不计阻尼绕组的作用。由于励磁调节器的存在，可近似认为Eq’在暂态过程中一直保持常数。实用计算中Eq’和E’在数值上差别不大，因而发电机的简化模型为发电机等值电势和电抗E’和Xd’。3暂态稳定研究中能否将状态方程线性化？暂态稳定研究的是电力系统受到大扰动后的过程，故不能像研究静态稳定时一样将状态方程线性化。4暂态稳定分析中只计及正序分量的电磁功率当故障为不对称故障时，发电机定子回路中将流过负序电流。负序电流产生的磁场和转子绕组电流的磁场形成的转矩，主要是以两倍同步频率交变的，平均值接近于零的制动转矩。因此对系统的机电暂态过程影响较小；9若有零序电流流过发电机，由于零序电流在转子空间的合成磁场为零，它不产生转矩，完全可略去。5等面积定则的基本原理。转子在相对运动中动能的增加对应于过剩转矩对相对角位移所做的功，即加速面积；故障解除后，转子在制动过程动能的减少对应于制动转矩所做的功，即减速面积6如何理解暂态稳定和系统原来的运行方式和干扰的方式有关？正常运行情况决定PT和E’的大小，干扰方式包括故障类型以及切除时间，这些因素会直接影响到加速面积和减速面积，从而影响暂态稳定7单机无穷大系统系统暂态稳定的判断。8故障切除时刻对暂态稳定的影响越早切除越稳定。切除时间大于极限切除时间，系统失稳；切除时间小于极限切除时间，系统稳定9极限切除角的含义？为何还需求解极限切除时间？知道极限切除角的实际意义不大，实际需要知道的是为保证系统稳定必须在多少时间之内切除故障线路10如何理解快速切除故障是保证暂态稳定的有效措施(1)减小加速面积，增大减速面积；(2)非故障线路中电动机负荷端电压回升，减小电动机失速危险。12自动重合闸对暂态稳定的影响电力系统中瞬时性短路故障比例很大，重合闸成功率可达90%以上。因此，采用重合闸措施，可显著提高系统的供电可靠性和暂态稳定性。重合闸动作越快对系统稳定越有利。二、计算题1011课后习题8-2-18-2-2在例8-1中若扰动是突然断开一回线路，是判断系统能否保持暂态稳定。128-2-313整理人：11电气4班康铭2014年12月28日