Đề thi cuối học kỳ môn Ổn định hệ thống điện năm 2013 - Nguyễn Văn Liêm

Đề thi cuối học kỳ
Môn Ổn định Hệ thống điện
Ngày thi 05/06/2013, Giờ thi:12g30
Thời gian làm bài : 90’
Khoa Điện-Điện tử
Bộ môn Hệ thống điện
---0---
Bài thi gồm 04 câu hỏi, mỗi câu 2,5 điểm
Được tham khảo tài liệu
Câu 1: Máy phát điện có các thông số cơ bản trong hệ đvtđ định mức như sau:
Ll = 0,15; Lad = 1,3861; Laq = 1,3443; Lfd = 0,165; L1d = 0,1713; L1q = 0,7252; L2q = 0,125; 
Ra = 0,003; Rfd = 0,0006; R1d = 0,0284; R1q = 0,00619; R2q = 0,02368; 
Lfkd = Lad.
Xác định các thông số tiêu chuẩn: Ld, Lq, L’d, L’q, L’’d, L’’q. [1 điểm] 
Máy phát làm việc ở chế độ có các thông số vận hành trong hệ đvtđ định mức: Công suất tác dụng P = 0,85; công suất phản kháng Q = 0,5268; biên độ điện áp đầu cực Et = 1. Sử dụng mạch tương đương của máy phát ở chế độ xác lập, trong đó bỏ qua ảnh hưởng của cực lồi, xác định các đại lượng sau đây của máy phát ở chế độ xác lập trong hệ đvtđ định mức: δi, ed, eq, id, iq, ψfd, ψ1d, ψ1q, ψ2q.	[1,5 điểm]
Câu 2: Phương trình chuyển động của hệ thống điện đơn giản trong hệ đvtđ được tuyến tính hóa có dạng như sau:
pΔωr = 0,143ΔTm – 0,118Δδ – 0,143KDΔωr 
 pΔδ = 314,16Δωr
Thành lập phương trình đặc trưng [1,5 điểm].
Khảo sát khả năng ổn định tín hiệu bé của hệ thống khi KD có giá trị bằng – 20 và 20. 
[1 điểm]
Câu 3: Cho hệ thống gồm nhà máy điện nối với thanh góp vô cùng lớn thông qua 1 máy biến áp và 2 đường dây truyền tải song song như sơ đồ sau:
Nhà máy điện
Máy biến áp
Đường dây truyền tải
Thanh góp VCL
ĐD1
ĐD2
MBA
Et
P +jQ
V
Bỏ qua điện trở và dung dẫn, điện kháng trong hệ đvtđ của MBA, ĐD1 và ĐD2 lần lượt là: 0,15; 0,4 và 0,6. Giả thiết nhà máy điện được biểu diễn bởi mô hình cổ điển (nguồn điện áp quá độ không đổi đặt sau điện kháng quá độ) có các thông số: X’d = 0.3 đvtđ; H = 3.5 MW.s/MVA; Bỏ qua KD.
Chế độ làm việc ban đầu của hệ thống được xác định bởi các thông số đầu cực máy phát trong hệ đvtđ như sau: P = 0,9; Q = 0.4; Et = 1.05Ð 0o.
Thành lập sơ đồ thay thế của hệ thống, từ đó xác định dòng điện qua MBA, điện áp E’q của máy phát, điện áp V của thanh góp VCL, và góc lệch pha giữa 2 điện áp này. [1 điểm]
Giả thiết ĐD2 bị sự cố ngắn mạch ba pha chạm đất trực tiếp tại đầu đường dây (phía MBA) và sự cố được cắt bằng cách cắt đường dây này. Xác định và vẽ đồ thị các đường đặc tính công suất-góc trước sự cố, khi sự cố, và sau sự cố; từ đó tính góc cắt sự cố tới hạn (bằng phương pháp cân bằng diện tích) sao cho hệ thống có ổn định quá độ. [1,5 điểm] 
Câu 4: Phụ tải tổng hợp có công suất định mức là Sn = 160 + j120 MVA và điện áp định mức là Vn = 110 kV được cung cấp từ hệ thống thông qua đường dây truyền tải và máy biến áp theo sơ đồ sau đây:
Hệ thống
Máy biến áp
Đường dây truyền tải
PL+jQL
110 kV
220 kV
Hệ thống được thay thế bởi nguồn áp có biên độ điện áp và điện kháng lần lượt là VS = 251 kV và xS = 13 Ω. Đường dây dài 130 km, điện áp định mức 220 kV và điện kháng trên đơn vị chiều dài là 0,4 Ω/km, bỏ qua điện trở. Máy biến áp có công suất định mức là 250 MVA và điện kháng trong hệ đơn vị tương đối định mức là 0,12 đvtđ. Tải tổng hợp có các đặc tính PL = ξ0,682V và QL = ξ(0,0122V 2– 4,318V + 460). Trong đó, V tính bằng kV (quy về phía sơ cấp của máy biến áp), PL tính bằng MW và QL tính bằng MVAr.
Thành lập sơ đồ thay thế của hệ thống điện. [1 điểm]
Xác định hệ số tăng tải tới hạn ξcr và điện áp tới hạn Vcr. [1,5 điểm] 
Duyệt của Bộ môn	Người ra đề
TS. Nguyễn Văn Liêm