电力系统暂态分析考试

答：无限大功率电源的特点是频率恒定、端电压恒定；短路电流中包含有基频交流分量（周期分量）和非周期分量；

周期分量不衰减，而非周期分量从短路开始的起始值逐渐衰减到零。 转移阻抗

转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后，所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。 同步发电机并列运行的暂态稳定性 答：同步发电机并列运行的暂态稳定性指受到大干扰作用后，发电机保持同步运行的能力，能则称为暂态稳定，不能则称为暂态不稳定。 等面积定则

答：在暂态稳定的前提下，必有加速面积等于减速面积，这一定则称为等面积定则。输电线路

装设重合闸装置可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性的原因是它增大了受扰运动过程中的最大减速面积。 4、提高和改善电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些（列出三种以上）？

答：提高和改善电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短电气距离；具体措施有输电线路采用分裂导线、输电线路串联电容器、改善电网结构、发电机装设先进的励磁调节装置、提高电力网的运行电压或电压等级等。 转移电抗与计算电抗有何异同？

答：相同点是：转移电抗和计算电抗都是网络经化简消去除电源点和短路点之外的所有节点后，连接短路点与

电源点的电抗标幺值。不同的是：转移电抗是以统一的功率基准值SB为基准的电抗标幺值；计算电抗是以电源的额定容量SN为基准的电抗标幺值。

为什么小干扰法不能用来分析电力系统的暂态稳定性？

小干扰法分析电力系统稳定性的原理是将描述电力系统受扰运动的非线性微分方程在原始运行点按泰勒级数展开，并略去其中状态变量增量的平方项以上的高次项，将描述电力系统受扰运动的非线性微分方程简化为关于状态变量增量的线性微分方程，然后通过求解该线性微分方程，确定状态变量的变化规律（即确定电力系统的稳定性）。 从上面所述小干扰法分析电力系统稳定性的原理可知，只有电力系统所受干扰比较小，反映电力系统运行状态的状

态变量的变化比较小时，略去展开式中含有状态变量增量高次项的项才不会产生太大的误差。如果电力系统所受的干扰比较大，则反映电力系统运行状态的状态变量的增量也比较大，此时略去展开式中状态变量增量的高次项将造成很大的计算误差，甚至得出错误的结果。所以小干扰法只能用于分析电力系统受到小干扰作用时，电力系统状态变量的变化问题——即电力系统的静态稳定性问题，而不能用于分析电力系统受到大干扰时，电力系统状态变量的变化问题——即电力系统的暂态稳定性问题。

1、简述应用对称分量法计算不对称短路故障处短路电流的步骤。 答：应用对称法计算不对称短路故障处短路电流的步骤如下：

① 绘制三序等值电路，计算三序等值电路参数； ② 对三序等值电路进行化简，得到三序等效网络（或三序电压平衡方程）； ③ 列故障处边界条件方程； ④ 根据边界条件方程绘制复合序网，求取故障处基本相的三序电流分量（或利用三序电压方程和边界条件方程求解故障处基本相三序电流分量） ⑤ 利用对称分量法公式，根据故障处

基本相三序电流分量求故障处各相电流

直流分量也称为非周期分量，倍频电流和非周期电流都是为了维持磁链初值守恒而出现的，都属于自由分量。

18、（10分）什么是派克变换？试简述派克变换的作用和意义。 答：派克变换表示为

fdcosf2sinq31f02cos(120)fa …………..(2分)

sin(120)sin(120)fb11fc22cos(120)cossin1fdfacosf…………..(2分) f(120)sin(120)1逆变换为： bq(120)sin(120)1fccosf0派克变化是一种线性变换，将定子abc坐标变换到转子同步旋转的dqo坐

标。 ……………….…………………………………………………………………(2分)

在d、q、o坐标系中，磁链方程成为常系数方程。从而使得同步电机的数学模型成为常系数方程，或者说将abc坐标下“理想电机”的时变数学模型转化为非时变数学模型。 …….……………………………………………………………(2分)

派克变换是电机模型取得的一次巨大的突破。 ………………………(2分) 19、（10分）利用单机无穷大系统解释等面积定则。

…………(2分)

单机无穷大系统中各种功率特性曲线

答： 等面积定则是判断单机无穷大系统暂态稳定性的一种定量方法。如上图所示，单机无穷大系统发生大扰动后有三个阶段即大扰动发生前，此时系统的功角特性为PⅠ，大扰动（故障）发生过程中，此时系统的功角特性为PⅡ，扰动清除后，此时系统的功角特性为PⅢ。等面积定则将发电机功角

特性曲线与原动机输出功率曲线之间所包含的面积与发电机转子所获得或释放的能量联系起来，从而得到发电机转子角摇摆的最大值并可据此判断发电机的暂态稳定性。…(2分)

具体解释如下：对于单机无穷大系统，在大扰动发生后，发电机发出的电磁功率小于发电机的原动机功率，因此转子加速，转子在此过程中获得的动能为abcd所包含的面积称为加速面积即：

C12SabcdS加速(P0P)TJC …………(2分) Ⅱ02扰动消除后，发电机发出的电磁功率大于原动机功率，因此转子减速，转子在此过程中失去的动能为defg所包含的面积称为减速面积即

f12SdefgS减速(PⅢP0)TJC …………(2分)

C2因转子在b点、f点转速均为1，转子在减速过程中动能的减少正好等于其加速过程中动能的增加。由能量守恒，S减速S加速，即

C0(P0PⅡ)(PⅢP0)

Cf 上式即为等面积法则，当发电机的减速面积等于加速面积时，转子角速度能够恢复到同步速度，

转子角达到其极值并开始减小，即单机无穷大系统在此干扰下能够保持暂态稳定，否则系统失去稳定。 …………(2分) 20、（4分）正序等效定则的含义。

答：在简单不对称故障情况下，故障点正序电流与在故障点每一相中接入附加阻抗，并在其后发生的三相短路时的电流相等。

切除双回输电线路中的一回，对电力系统的影响是（2）。

B、既会降低电力系统并列运行的静态稳定性，也会降低电力系统并列运行的暂态稳定性；

系统接线如下图所示，设在一回线路始端突然发生三相短路，已知原动机机械功率PT1.5,双回线运行时系统的功角特性为

PI3sin，切除一回线路后系统的功角特性为PIII2sin。试求极限切除角c.m？（15分）

解：

作出正常运行、故障时和故障线路切除后的功角特性曲线如下：（4分）

由正常运行状态求得：0sin1P0P1.5sin1Tsin13000.5233(弧度）（3分） PI.MPI.M3根据故障切除后的功角特性曲线可得：

h1800sin1则极限切除角c.mPT1.51800sin1131.402.2922 (弧度) （3分）

PIII.M2PT(h0)PIII.McoshPII.Mcos0PIII.MPII.M1cos1

1.5(2.29220.5233)2cos131.400cos48.290（5分）

20