【电力系统分析试题详解】
1. 派克变换是电力系统分析中的一种重要变换方法,它将静止的abc三相坐标系转换为与转子一起旋转的垂直坐标系,通常用于分析交流电机和电力系统的动态性能。经过派克变换后,自感和互感系数会变为常数,使得问题简化。
2. 同步发电机的主要参数中,Eq"代表交轴次暂态电势,xq是交轴同步电抗,EQ是虚拟电势,x'd是直轴暂态电抗,Ta是定子绕阻时间常数。这些参数在发电机稳定运行和故障分析中起到关键作用。
3. 功率角δ是定子电势èq与磁通ù的相位差,同时它也是等值机转轴与同步发电机转轴之间的相对位置角。在电力系统稳定性分析中,功率角是非常重要的参数。
4. 等面积定则是分析电力系统暂态稳定性的一个准则,它指出在系统发生故障后,加速面积(发电机转子速度减小的区域)应等于减速面积(发电机转子速度增大的区域),以确保系统能够恢复到稳定运行状态。
5. 超导同步发电机在三相短路时,定子绕阻中的电流包括基频交流、自由基频交流、直流增量和二倍同步频率交流。这些电流成分在故障分析和保护设计中具有重要意义。
二、简述题
1. 绘制同步发电机正常运行的相量图时,需要考虑电压U、电流I和功率因数CosΦ的关系。忽略电阻r,U与I的夹角即为功率因数角,可以确定q轴,然后根据E=U+jIXq确定d轴,d轴滞后于q轴90°。
2. 电流分布系数Ci表示第i相电流Ii与总短路电流Ik的比值,转移电抗Zik是当第i相短路时,其他相电流通过该相转移到短路点的阻抗。Zik与Ci的关系是Zik=Zk∑/Ci,其中Zk∑是所有相的转移电抗之和。
3. 正序等效定则是在不对称短路分析中,用正序电流等效电路代替实际电路,通过加入一个附加阻抗来模拟不对称效应,简化计算。
4. 复合序等值网络K(1)、K(1.1)、K(2)分别代表单相接地、两相接地和两相短路的等值网络,它们描述了不同类型的短路条件下系统的电气特性。
5. 电力系统的电压和频率静态稳定性取决于发电机的调节能力与负荷的特性。保证电压和频率稳定的条件通常包括合理的无功功率补偿、适当的发电机调压和调速机制,以及有效的负荷管理。
6. 提高电力系统暂态稳定性的措施包括快速切除故障、自动重合闸、强行励磁、电气制动、变压器中性点经小电阻接地、采用单元接线方式、连锁切机和切除部分负荷、系统解列、异步运行和再同步等。
三、计算题
这部分题目涉及三相三绕组自耦变压器的零序电流计算,以及三相短路电流的计算。解题过程中需要应用变压器的归算原则和三相电路的欧姆定律,具体计算过程较复杂,涉及到变压器的等效电路和各绕组之间的相互作用。
四、计算题
这道题目涉及电力系统发生三相短路时的电流分布系数和转移阻抗的计算。需要分析电力系统标幺值等值电路,利用基尔霍夫电压定律和电流定律来解决问题。电流分布系数描述了短路点各电源提供的短路电流比例,而转移阻抗则反映了电源对短路点的影响。
总结来说,这些试题涵盖了电力系统分析的核心内容,包括但不限于电力系统稳定性分析、派克变换、同步发电机参数、短路电流计算、电流分布和转移阻抗等重要知识点。解决这些问题需要深入理解电力系统的基本原理,并具备扎实的数学和工程计算能力。