电力系统暂态分析期末复习题答案
第2章同步发电机突然三相短路
一、简答题
1.电力系统暂态过程的分类
暂态过程分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。

波过程主要研
究与过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁暂态过程主要研究与
各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，功率的变化；机电暂
态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。

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，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，
我们就认为其运行参量是常数（平均值），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交流分量、直流分量和倍频交流分量；转子励磁
绕组中包含强制励磁电流分量、直流分量和基频交流分量；d轴阻尼绕组中包含直流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。

定子绕组中直流分量和倍频分量与转子励磁绕组中的基频交流分量相
对应，两者共同衰减，最后衰减至零；转子回路直流分量与定子基频交流
分量相对应，共同衰减但不会为零
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，转子的自感系数、转子各绕组之
间的互感系数为常数；定子的自感系数、定子绕组间的互感系数可变可不
变，定子与转子间的互感系数是变化，变化的主因是转子旋转，辅因是转
子凸级气息中d，q磁路不对称。

隐极式同步发电机原始磁链方程中，
转子的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数、定子的自感系数、
定子绕组间的互感系数均为常数；定子与转子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。

6.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？
7.同步发电机的稳态参数与方程。

?有何意义。

8.凸极同步发电机模型中引入EQ
凸级同步发电机Xd不等于Xq，故发电机的向量方程写不成全向量形
式，向量图也画不出，各个参数分量无
?，它即位于q轴，又是隐极化的电势，能够帮助将发电机向量方程
写成全向量形式。

法获得。

故构建EQ
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。

在分析稳定问题时，做简化如下：（1）忽略发电机定子绕组电阻（2）设机组转速接近同步转速，ω≈1；
（3）不计定子绕组中的电磁暂态过程；（4）发电机的某个电动势，
例如空载电动势或暂态电动势甚至端电压为恒定。

2.电力系统稳定性的概念及分类。

电力系统的稳定性指当系统在某一正常运行状态下受到某种干扰后，
能够经过一定时间回到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳态运行状
态的能力。

主要分为：电压稳定，频率稳定，功角稳定。

功角稳定又分为
静态，暂态，动态稳定。

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。

Chap.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后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢
复到初始运行状态的能力。

2 线路传输功率和两端电压大小、相位之间
的关系
2P=U1U2
XSIN(δ1?δ2)
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
P176
4 静态稳定储备系数的概念
衡量电力系统静态稳定性的指标。

KP=
5 小干扰法静态稳定分析的步骤1)写出系统状态方程，并在原始运行点附近线性化2)求解特征方程的根，或用劳斯判据，分歧其静态稳定性。

6 对下式在工作点进行线性化，得到状态方程PM?P0P0×100%
d???(??1)?0?dt? ?EqUd?1??(Psin?)T??xd??dtTJ P180
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：恒定电动势和外部阻抗减小，相当于减小
了系统电气距离。

2）减小元件电抗：通过分裂导线，提高电压等级，串
联补偿等，相当于减小了系统电气距离。

3）改善系统结构：增加输电线路数目，直接缩短电气距离。

或者将长距离输电线路中间与既有电力系统
连接，间接缩短电气距离。

4）采用中间补偿设备：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。

Chap.8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。

暂态稳定是指电力系统在某个运行情况下突然受到大的干扰，能否通
过暂态过程达到新的稳态运行状态或者
恢复到原来的状态。

2 暂态稳定分析中发电机的模型。

根据励磁回路磁链守恒原理，故障瞬间交轴暂态电动势是不变的，以
后再衰减。

由于励磁调节器的存在，可以认为交轴暂态电视在暂态过程中
一直是常数。

实际计算中用暂态电势代替之。

3 暂态稳定研究中能否将状态方程线性化？
暂态稳定是研究大干扰的过程,因此不能象研究静稳一样把状态方程线性化
4暂态稳定分析中只计及正序分量的电磁功率
不对称故障时，负序电流产生的磁场和转子绕组电流的磁场形成转矩，主要是以两杯同步频率交变的，平均值接近于零的制动转矩，对暂态过程
影响小。

零序电流在转子空间的合成磁场为零，不产生转矩，可以忽略。

5 等面积定则的基本原理。

P208
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？
一个系统的在某个运行方式和某种干扰下是暂态稳定的，而在另一个
运行方式和另一种干扰下它可能就是不稳定的，因此，分析一个系统的暂
态稳定，首先必须结合系统的实习情况给出系统的初始运行方式。

还要确定系统所受的扰动方式，参见《中国安全稳定导则》。

7单机无穷大系统系统暂态稳定的判断。

1）等面积定则
2）通过求解发电机转子运动方程得到δ?t曲线
8 故障切除时刻对暂态稳定的影响，
故障切除的越快，加速面积越小，减小了电动机失速的危险。

切除过慢有可能导致没有足够的减速面积，从而使系统失去暂态稳定。

9极限切除角的含义？为何还需求解极限切除时间？
极限切除角就是最大可能的减速面积与加速面积大小相等的稳定极限情况下的切除角。

极限切除角便于我们分析理解整个故障切除过程，但是在实际工程设计中，只有极限切除时间可以直观地确定切除的时机，能够解决实际问题。

10如何理解快速切除故障是保证暂态稳定的有效措施
快速切除故障减少了加速面积，增加了减速面积，提高了发电机之间并列运行的稳定性。

另一方面，快速切除故障使负荷中电动机端电压迅速回升，减小电动机失速的危险。

12自动重合闸对暂态稳定的影响
自动重合闸分为两种情况，一是合闸后系统恢复正常，一是故障仍然存在，断路器再次跳闸。

对于前者，自动重合闸增加了减速面积。

对于后者，自动重合闸减少了加速面积。