电力系统分析-暂态复习要点(1)
电力系统暂态分析复习大纲
电力系统暂态分析复习大纲The pony was revised in January 2021电力系统暂态分析复习提纲第一篇电力系统故障分析1.短路的定义、基本类型;短路计算的意义;产生短路故障的原因;短路冲击电流定义及定义式2.无限大功率电源的定义;有无限大功率电源供电的三相电路发生短路时短路电流的特点3.输电系统等值电路参数标幺值计算4.空载情况下短路后定子回路与转子回路各电流分量及相互对应关系5.短路电流交流分量初始值计算6.派克变换物理意义及计算7.计算空载电动势8.电力系统三相短路的实用计算9.运算曲线法计算短路电流(个别变化法及同一变化法)10.对称分量法基本概念及计算(相序分量)11.变压器零序等值电路12.架空输电线零序阻抗13.作零序等值网络图14.不对称短路故障、各相、序电流及电压的推导;作电流电压相量图15.各序电流比较16.正序等效定则17.不同短路形式,变压器两侧电流相量图第二篇电力系统稳定性分析1.电力系统稳定性问题基本概念2.发电机功率角特性推导及特性曲线3.静态稳定概念;静态稳定实用判据;静态稳定极限;整步功率系数;静态稳定储备系数4.小干扰;小干扰法分析系统静态稳定性5.提高系统静态稳定性措施6.暂态稳定概念;影响电力系统暂态稳定的因素7.等面积定则及定义8.提高系统暂态稳定性措施电力系统暂态分析复习思考题及参考答案绪论:1、电力系统运行状态的分类答:电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种,其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。
波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程;电磁过渡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,有时也涉及功率的变化;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、电力系统的干扰指什么?答:电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。
例如短路故障、电力元件的投入和退出等。
电力系统暂态分析要点总结
第一章1。
短路的概念和类型概念:指一切不正常的相与相与地(对于中性点接地的系统)之间发生通路或同一绕组之间的匝间非正常连通的情况。
类型:三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路.2。
电力系统发生短路故障会对系统本身造成什么危害?1)短路故障是短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流,由于短路电流的电动力效应,导体间将产生巨大的机械应力,可能破坏导体和它们的支架。
2)比设备额定电流大许多倍的短路电流通过设备,会使设备发热增加,可能烧毁设备。
3)短路电流在短路点可能产生电弧,引发火灾。
4)短路时系统电压大幅度下降,对用户造成很大影响.严重时会导致系统电压崩溃,造成电网大面积停电.5)短路故障可能造成并列运行的发电机失去同步,破坏系统稳定,造成大面积停电。
这是短路故障的最严重后果。
6)发生不对称短路时,不平衡电流可能产生较大的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势,干扰附近的通信线路和信号系统,危及设备和人身安全。
7)不对称短路产生的负序电流和电压会对发电机造成损坏,破坏发电机的安全,缩短发电机的使用寿命. 3.同步发电机三相短路时为什么进行派克变换?目的是将同步发电机的变系数微分方程式转化为常系数微分方程式,从而为研究同步发电机的运行问题提供了一种简捷、准确的方法。
4。
同步发电机磁链方程的电感系数矩阵中为什么会有变数、常数或零?变数:因为定子绕组的自感系数、互感系数以及定子绕组和转子绕组间的互感系数与定子绕组和转子绕组的相对位置θ角有关,变化周期前两者为π,后者为2π.根本原因是在静止的定子空间有旋转的转子.常数:转子绕组随转子旋转,对于其电流产生的磁通,其此路的磁阻总不便,因此转子各绕组自感系数为常数,同理转子各绕组间的互感系数也为常数,两个直轴绕组互感系数也为常数.零:因为无论转子的位置如何,转子的直轴绕组和交轴绕组永远互相垂直,因此它们之间的互感系数为零.5.同步发电机三相短路后,短路电流包含哪些分量?各按什么时间常数衰减?1)定子短路电流包含二倍频分量、直流分量和交流分量;励磁绕组的包含交流分量和直流分量;D轴阻尼绕组的包含交流分量和直流分量;Q轴阻尼包含交流分量。
电力系统暂态分析总复习
•
•
Uf Uf 0Zff If
•
•
Uf zf I f 0
•
If
•
Uf0
Z ff z f
第四章 电力系统运行稳定性的基本 概念和各元件的机电特性
第一节 电力系统运行稳定性的基本概念
第二节 同步发电机组的机电特性 第三节 发电机励磁系统与原动机系统
数学模型
第一节 电力系统运行稳定性 的基本概念
3
12
12
12
派克变换实现了不同坐标系电流 的等价变换
派克变 换矩阵
idq0 Piabc
iaR uq R
0
id iq
pd pq
11ssqd
u0
R
i0
p0
0
uf
Rf
if
pf
0
0 0
0
RD
RQ
(一)列出系统状态变量偏移量的线性状态方程
dδ dt
ω 1ω0
dω dt
1 TJ
PT
E qU xd
sinδ
0
1
dδ( δ) dt
dδ dt
ωω 0
d( 1ω) dt
dd tωT1J PT
EqUsi xd
nδ(0 δ)
PeE xq dU sin δ0 (δ)E xq dU siδn0ddP δe0δ21!dd2δP 2e0δ2 E xq dU siδn0ddP δe0δP0PePTPe
第二节 同步发电机组的机电特性
重点:
发电机转子运动方程 掌握发电机组的惯性时间常数及物理意义。 推导隐极机以Eq、E’q、E’、UG表示的有功功率表达式 功率极限、暂态磁阻功率的概念 隐极机、凸极机功率极限的区别
电力系统暂态分析学习指导
电力系统暂态分析学习指导第二部分电力系统暂态分析第一章电力系统故障分析的基本知识一、基本要求掌握电力系统故障的类型和电力系统故障的危害性;掌握电力系统各元件参数标幺值的计算和电力系统故障分析的标幺值等值电路;了解无限大电源系统三相短路电流分析;掌握无限大电源系统三相短路电流的周期分量、短路冲击电流、最大有效值电流和短路容量的计算。
二、重点内容1、电力系统故障类型电力系统的故障分为:短路故障和断线故障。
电力系统的短路故障一般称为横向故障,它是相对相或者相对地发生的故障;断线故障称为纵向故障,包括一相断线、两相断线和三相断线故障。
电力系统的故障大多数是短路故障。
我们着重分析短路故障。
2、短路故障的类型短路故障的类型分为三相短路、单相短路接地、两相短路和两相短路接地。
其中三相短路时三相回路依旧是对称的,因此称为对称短路;其它三种短路都使得三相回路不对称,故称为不对称短路。
断线故障中,一相断线或者两相断线会使系统出现非全相运行情况,也属于不对称故障。
在电力系统实际运行中,单相短路接地故障发生的几率较高,其次是两相短路接地和两相短路,出现三相短路的几率很少。
需要注意的是:中性点不接地系统发生单相接地故障时,接地电流很小,允许运行1~2小时。
3、 电力系统各元件参数标幺值的计算(近似计算)(1) 发电机NBN B SSX X ⋅=)*()*( ………………………………(7-1)式中 )*(N X —— 发电机额定值为基准值的电抗标幺值;BS —— 基准容量; NS —— 发电机额定容量。
(2) 变压器NBK B SSU X ⋅=100%)*( ………………………………(7-2)式中 %KU ——变压器短路电压百分数。
(3) 电力线路架空线路2)*(4.0BBB USL X ⋅⋅= ………………………(7-3) 电缆线路2)*(08.0BBB USL X ⋅⋅= ……………………… (7-4) 式中 L —— 电力线路长度; BU —— 基准电压。
电力系统暂态分析考点总结
一、绪论1.电力系统的运行状态由运行参量来描述,运行参量包括:功率,电压,电流,频率以及电动势向量间的角位移等。
2.电力系统的运行状态有两种:稳态和暂态。
3.暂态过程分为机电过程和电磁过程。
其中机电过程是由于机械转矩和电磁转矩(或功率)之间的不平衡引起的。
4.电磁暂态过程主要分析短路故障后电网电流,电压的变化;机电过程(稳定问题)主要分析发电机组转子的运动规律。
第一章电力系统故障分析的基本知识1.短路,是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。
2.三相系统中短路的基本类型:三相短路接地;两相短路接地;两相短路;单相短路接地。
3.三相短路时三相回路依旧是对称的,故称为对称短路;其他几种短路均使三相回路不对称,故称为不对称短路。
4.产生短路的主要原因:电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
5.短路对电力系统的危害(电源——线路——负荷)一、短路电流的热效应会引起导体和绝缘的损坏;有短路电流流过时导体会受到很大的冲击力的作用;短路点的电弧可能会烧坏电气设备。
二、短路会引起电网的电压降低,使异步电机(最主要的电力负荷)的电磁转矩降低,电机转速减慢甚至停转,从而造成产品的报废和设备的损坏。
三、系统中发生短路相当于改变了电网结构,会引起系统中功率分布的变化,使发电机的输入输出功率不平衡,引起发电机失去同步,破坏系统的稳定性。
四、对通信系统产生干扰。
6.如何降低短路电流发生的概率一、线路始端添加电抗器二、添加继电保护装置三、添加自动重合闸装置7.短路计算的目的一、电气设备的合理选择二、继电保护装置的计算与整定三、电力系统接线方式的合理选择8.电抗器在电力系统中用来限制短路电流,而不是变换能量。
9.平均额定电压(kV)10.无限大功率电源:电源电压幅值和功率均为恒定的电源。
一、电源功率无限大:外电路发生短路引起的功率改变对于电源来说可以忽略不计。
二、无限大功率电源可以看作是无数个有限大功率电源并联而成,内阻抗为零,电源电压保持恒定。
电力系统暂态分析-第1章 电力系统故障分析的基本知识ppt课件
电力系统暂态分析
第一章 电力系统故障分析的 基本知识
1.1 故障概述 1.2 标幺制 1.3 无限大功率电源供电的三相短路 电流分析
2
电力系统暂态分析
1.1 故障概述
一、电力系统运行状态分类
1、稳态
系统参数不变时,运行参量不变,系统的这种运行 状态称为稳态。
1.1 故障概述 三、断线故障
1、断线故障(纵向故障)的类型 1)一相断线 2)两相断线
2、断线原因
1)采用分相断路器的线路发生单相短路时单相跳闸; 2)线路一相导线断开。 3、断线的影响 造成三相不对称,产生负序和零序分量,而负序和零序 分量对电气设备和通讯有不良影响。
9
电力系统暂态分析
1.2 一、标幺制的概念
短路电流产生很大的电动力,可引起设备机械变形、扭 曲甚至损坏;
短路时系统电压大幅度下降,严重影响电气设备的正常 工作; 严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列,
破坏系统的稳定性。
不对称短路产生的不平衡磁场,会对附近的通讯系统及 弱电设备产生电磁干扰,影响其正常工作 。
8
电力系统暂态分析
U UU / B *
S S / S P j Q / S P j Q * B B * *
11
I* I /IB
电力系统暂态分析
1.2 标幺制 二、电力系统中基准值的选取
对单相电路来说 如果基准选取满足: 电力系统基本公式:
SB U BIB U B Z B I B
值计算表达式?
12
电力系统暂态分析
1.2
对三相电路来说 基准值选择应满足:
考研知识点 电力系统暂态分析
• 当f点发生三相短路时,这个电路即被分成两个 独立的电路,其中左边的一个仍与电源相连接, 而右边的一个则变为没有电源的短接电路。
• 在短接电路中,电流将从它发生短路瞬间的初始 值衰减到零,在这一衰减过程中,该电路磁场中 所储藏的能量将全部转化为电阻中所消耗的热能。
• 在与电源相连的左侧电路中,每相的阻抗已变为 R+jwL,其电流将要由短路前的数值逐渐变化到 由阻抗R+jwL所决定的新稳态值,短路电流计算 主要是对这一电路进行的。
•
arctg L为稳态短路电流和电源电压
间的相角
R
•
短路电流的自由分量电流为:
t
L
iaa ce
R
• 又称为直流分量或非周期分量,它是不断减小的 直流电流。
t
• 则短路的全电流i为a ia iap Im sin(t ) ce
• 则短路的全电流为
t
ia ia iap Im sin(t ) ce
• 二、电力系统三相短路电流的周期分量与非周期 分量
• 上图所示的三相短路,短路发生前,电路处于稳 态,其a 相的电流表达式为
ia Im 0 sin(t 0 )
I
Um
• 式中 m 0
(R R)2 2 (L L)2 为正常回路电
流的幅值
•
0
arctg (L L)
(R R)
正常回路阻抗角
电压,将其他电压级下的电抗有名值归算到基本电压级 下:
• 假设选定第一段作为基本段,其它各段的参数均向这一 段归算,然后选择功率基准值和电压基准值分别为SB , UB1。各元件的电抗标么值计算如下
• (1)发电机。发电机就在基本段,其电抗有名 值不需归算,故有
电力系统暂态分析复习
1,电力系统运行状态由【运行参量】来表述;包括功率,电压,电流,频率,相间角位移2,电力系统运行状态:【稳态】【暂态】3,电力系统的暂态过程可以分为【波过程】【机电过程】【电磁过程】4,电力系统短路故障有【三相短路】【两相短路】【单相短路接地】【两相短路接地】,单相短路占绝大多数;【三相断路】三相回路是对称的,其余都不对称。
4.5在简单电力系统中,如某点的三序阻抗相等,发生不同类型短路故障时,按对发电机并列运行暂态稳定性影响从大到小排序:三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路5,减少短路电流对电力系统危害的措施为:用【电抗器】限制短路电流的数值,用【继电保护装置】限制短路电流存在的时间。
【重合闸】临时性会自然恢复的短路;6,短路故障又称【横向故障】,断线故障【纵向故障】7,各元件参数标幺值计算法:准确计算法电抗有名值不归算;近似计算法归算;8,无穷大电力系统是指电源的【幅值】【频率】在故障过程中能维持不变。
9,短路后全电流由周期分量和非周期分量组成,两部分中属于交流分量的是【周期】分量,属于直流分量的是【非周期】分量10,短路冲击电流ia在短路发生经过【半个周期】(f为50HZ时时间为0.01s)出现,主要用于【检验电气设备,载流导体的动稳定度】;短路电流有效值It检验开关断流能力。
11,电动机容量大于12MW,所以发电机短路电流冲击系数取1.8;电动机冲击系数取1.912,短路电流计算法有【准确计算法】【准确计算法】,准确计算法按变压器【实际变比】计算;准确计算法按变压器【额定电压的平均值之比】计算1. 何为派克变换,实质是什么?研究同步发电机基本方程式时,为什么要进行派克变换?答: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。
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第七章同步发电机基本方程1、为什么从a、b、c变到d、q、0绝标系?定转子相对运动,磁链变化,导致电感随时间变化,从而磁链方程系统随时间变化,不易求解, 派克变换将6b,c坐标系统的量转换为另一个坐标系统上的量,将变系数变换成常系数,解决系数随时间变化的问题2、解决系数矩阵不对称问题?通过选择适当的基准值,建立了同步电机基本方程的标幺制形式,解决了派克方程互感系数不可易的问题。
3、同步发电机稳态运行电压方程及向量图①隐极机(xd = xq);②凸极机(xdHxq)\u q=E q-ji d x d^>E(/=U + ji d X d + jiqXq =E Q + j(X d - X q)I dE Q=lj^jix q第八章三相短路暂态过程1、人扰动引起暂态过程(人扰动冇哪些?短路&断线;横向故障&纵向故障)短路:相相,相地绝缘破坏而引起短接引起的通路横向故障断线:相或者两相断开纵向故障2、短路类型(f(l)> f(2). f(l,l). f(3)),短路儿个基本概念(对称、不对称、金属、非金属、发生概率人小、危害程度),短路危害。
f⑴单相接地短路、f(2)两相短路、fdj)两相接地短路、f⑶三相短路。
三相短路为对称故障其余都为非对称故障发生概率人到小:单相接地短路,两相短路,两相接地短路,三相短路。
危害程度与发生概率相反。
危害:短路电流使设备电动力稳定破坏;短路电流使设备热效应稳定破坏,严璽者因其火灾;影响用户正常生产、设置损坏用户设备;引起电力系统稳定性破坏,甚至造成系统瓦解、大而积停电;负序电流引起同步发电机等设备损坏;零序电流干扰电力线路周围的通讯线路3、无穷大系统三相短路计算(对有源网络列电压方程,解非齐次微分方程,获得通解和特解, 即为短路全电流),短路冲击电流、短路全电流冇效值、短路功率的计算和计算忖的4、发电机突然三相短路的电流分量与衰减规律① 电流分量:定子:基频分最,肓流分量,倍频分最;转了:直流分量,基频分量;② 衰减规律:定子电流基频分量8转子总流分量;时间常数取决于转子绕组;定了非周期分量及借频分量9转了基频分虽,时间常数取决于定了绕组5、发电机暂态与次暂态等值电路① 暂态等值电路一一不计阻尼绕组② 次暂态等值电路一一计及阻尼(D, 第九章三相短路电流计算1、 起始次暂态电流(交流分量初始有效值)、冲击电流计算① 将系统中所有设备用次暂态参数表示,并将其在统一基准容量下标幺化;② 网络化简,得到如路点电流标幺值(可根据如路点基准电压、棊准容虽:得到有名值) ③ 各发电机的起始次暂态电流:二发电机电势/发电机与短路点直接相连的电抗④ 计算短路点冲击电流:二电流幅值*冲击系数二 逅*各发电机给短路点贡献电流冇名值*冲击系 数 2、 要计算短路电流任意时刻的冇效值?采样计算曲线方法(弄清楚什么是转移电抗、什么是计 算电抗)转移电抗:发电机与短路点的连接电抗,归算到系统基准容量下的;定义为如果除电动势E 以外,其他电动势都为0,则E 与此点F 点的电流的比值即为 该电源与短路点间的转移阻抗。
电力系统分析基础-暂态(第一章)
电力系统分析基础-暂态(第一章)North China Electric Power University电力工程系Department of Electrical Engineering胡永强电力系统故障分析的主要内容在电专业课中——电力系统故障分析三相短路电流分析与计算同步发电机突然三相短路分析电力系统三相短路的实用计算对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路不对称故障的分析与计算复故障的分析与计算故障的原因、类型和危害65%d /f 第一章电力系统故障分析的基本知识二、产生的原因三、产生的危害三、措施设备选择第二节标幺值一、标幺值(标么值)定义:标幺值=有名值(欧、西、千伏、千安、兆伏安)基准值(与对应有名值的量刚相同)标幺值—没有单位的相对值参数三相与单相公式一致结果清晰易于判断结果对否简化计算无量纲,概念不清第二节标幺制二、基准值的选取1)基准值的单位与对应有名值的单位相同2)各种量的基准值之间应符合电路的基本关系YZZIU I U S BBBBBBB B133===3)五个量中任选两个,其余三个派生,一般取S B ,U B ,S B —总功率或某发、变额定功率,U B —基本级电压4)幺值相同三相功率和单相功率标相同线电压和相电压标幺值 I U S Z I U ******==第二节标幺制三、电力系统的标幺值等值电路的制定多电压等级系统仍存在归算问题,有两种求法1)归算有名值指定基本级,将其它级有名值归算到基本级?指定一套基本级下的基准值?用标幺值定义求2)归算基准值(就地归算)将基准值归算到各电压级,形成相应基值?在基本级下指定一套基准值各电压级参数除以本级下的基值给出元件的额定标幺值,须换算为统一基准值下的标幺值222***NN B B NBNNBNNBBXXXXU S S S XXX SZZUUU ==?===第二节标幺制例如:1、变压器:给定额定电压、额定功率和短路电压百分数其中短路电压百分数和电抗标幺值的关系:N s T T *(N )2N3(%)=*100%=*100%=*100%N T N I X SU X X U U 则转换为统一基准值后为:2N BT *(B )2B %=100sNU U S X U S 第二节标幺制例如:2、电抗器:给定额定电压、额定电流和电抗百分数其中电抗百分数和电抗标幺值的关系:R R *(N )3(%)=*100%=*100%N RNI X X X U 则转换为统一基准值后为:N BR *(B)B %=100R NU X I X U I 第二节标幺制四变压器联系的不同电压等级电网中各元件参数标幺值计算1 准确计算法:变压器的变比取实际变比:2 近似计算法:变压器变比取平均额定变比(电压不必归算,直接取平均额定电压,变压器和发电机参数只需按照容量归算)P9 例1-2第三节无限大容量电源供电系统三相短路过渡过程分析一、暂态过程分析无限大电源——电压的幅值和频率均为恒定(内阻=0)?短路不影响电源的U ,f (Z=0,U=C ,S=∞)?实际内阻<短路回路总阻抗10%,即无限个有限源组成R L R’L’U aR L R’L’U b RLR’L’U cd (3)三相短路是对称故障,可用一相分析短路前)t sin(U u α+ω=一阶常系数线性微分方程?如何确定A (楞次定律)()sin(I sin I A t dzm m 00φ?α?φ?α==+?∵二、产生最大短路全电流的条件使暂态分量最大(无载,一相过零)m =0=π/2,纯电感电路三、短路冲击电流i 和冲击系数k四、短路全电流最大有效值I ch Σd Z 3补充:一、计算短路电流的基本假设1、以电网的平均电压取代元件的额定电压同一电压级中各元件的额定电压可能不一样线路首端,升压变压器二次侧高出10%线路末端,降压变压器一次侧=U B 发电机高出5%简化计算——同一电压级中各元件的额定电压相同,数值上=平均电压,U pj =(1.1U B +U B )/2=1.05U B 2、高压电网只计及电抗,当R dΣ< X dΣ/3时,忽略R dΣ%15X 3U I d pj d 计算误差不超过故ΣΣ=二、各元件统一基准值电抗标幺值计算N三、具有变压器的多电压级网络标幺值等值电路的建立(近似法)为基本级2、变压器2统一基准值U UU 四、短路回路总电抗标幺值X 计算2、短路计算点和系统运行方式确定44.0154.037U XX222=××==3、绘制等值电路图任一短路点对应等值电路中,只要求表示该点短路时,短G1G24、等值电路图归并与简化3d 第三节无限大容量电源供电系统三相短路电流计算一、基本概念1.那种故障短路电流最大中性点接地:三相或单相中性点不接地:三相2.短路电流计算值I —次暂态短路电流:周期分量起始(t=0)的有效值用途:保护整定计算及校验断路器的额定断流容量I ch —短路全电流的最大有效值用途:校验电气设备的动稳定和断路器的额定断流量i ch —三相短路冲击电流用途:校验电气设备的动稳定I ∞—三相短路电流稳态有效值用途:校验电气设备和载流体的热稳定性I df 经0.2s衰减完毕,I I ∞=20I I I Idz===∞20在无限大容量,二、有名制法各元件的阻抗用变压器的近似变比归算到基本级,求出Σd dzpj d I U S 3=三、标幺值法**∑∑d d 四、例题如图所示电路发生三相短路,试分别用有名制法和标幺U pj =10.5KVU *=1()Ω=+=+=623.0289.0334.02/X X X )))第三章电力系统三相短路的实用计算由于多电源复杂系统中,不能将所有电源均视为无限大功率电源,精确计算出三相短路电流比较困难,故工程上采用一些简化计算。
电力系统暂态分析(自己总结的)
电力系统暂态分析(自己总结的)电力系统暂态分析过程(复习提纲)第一篇电力系统电磁暂态过程分析(电力系统故障分析)1 第一章电力系统故障分析的基本知识1.1故障概述1.2标幺制1.2.1标幺值1.2.2基准值的选取1.2.3基准值改变时标幺值的换算1.2.4变压器联系的不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算一、准确计算法二、近似计算法1.3无限大功率电源供电的三相短路电流分析1.3.1暂态过程分析1.3.2短路冲击电流和短路电流有效值一、短路冲击电流二、短路电流有效值习题2 第二章同步发电机突然三相短路分析2.1同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形及其分析2.2同步发电机空载下三相短路后内部物理过程以及短路电流分析2.2.1短路后各绕组的此联及电流分量一、定子绕组磁链和短路电流分量1、励磁主磁通交链定子三相绕组的磁链2、短路瞬间三相绕组磁链的瞬时值3、磁链守恒原理的作用4、三相短路电流产生的磁链5、对应的i 的三相短路电流二、励磁绕组磁链和电流分量1、强制励磁电流产生的磁链2、电子三相交流电流的电枢反应3、定子直流电流的磁场对励磁绕组产生的磁链4、按照磁链守恒原理励磁回路感生的电流和磁链三、等效阻尼绕组的电流四、定子和转子回路(励磁和阻尼回路的统称)电流分量的对应关系和衰减2.2.2短路电流极基频交流分量的初始和稳态有效值一、稳态值二、初始值1、不计阻尼回路时基频交流分量初始值2、计及阻尼回路作用的初始值2.2.3 短路电流的近似表达式一、基频交流分量的近似表达式二、全电流的近似表达式2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值2.3.1 正常稳态运行时的相量图和电压平衡关系2.3.2 不计阻尼回路时的初始值'I 和暂态电动势'q|0|E 、'|0|E一、交轴方向二、直轴方向2.3.3 计及阻尼回路的''I 和次暂态电动势''|0|E一、交轴方向二、直轴方向2.4 同步发电机的基本方程2.4.1 同步发电机的基本方程和坐标转换一、发电机回路电压方程和磁链方程二、派克变换及d 、q 、0、坐标系统的发电机基本方程1、磁链方程的坐标变换2、电压平衡方程的坐标变换2.4.2 基本方程的拉氏运算形式和运算电抗一、不计阻尼绕组时基本方程的拉氏运算形式,运算电抗和暂态电抗二、计及阻尼绕组时基本方程的拉氏运算形式,运算电抗和暂态电抗2.5 应用同步发电机基本方程分析突然三相短路电流2.5.1 不计阻尼绕组时的短路电流一、忽略所有绕组的电阻以分析d i 、q i 各电流分量的初始值二、dq i 的稳态值三、计及电阻后的dq i 各分量的衰减1、d i 直流分量的衰减时间常数2、dq i 中基频交流分量的衰减时间常数3、计及各分量衰减的dq i四、定子三相短路电流五、交轴暂态电动势2.5.2 计及阻尼绕组时的短路电流一、dq i 各分量的初始值二、dq i 的稳态直流三、计及电阻后的dq i 各分量的衰减1、d i 直流分量的衰减2、q i 直流分量的衰减3、dq i 中基频交流分量的衰减时间常数四、定子三相短路电流五、次暂态电动势1、交轴次暂态电动势''Eq 2、直轴次暂态电动势''Ed2.6自动调节励磁装置对短路电流的影响3 第三章电力系统三相短路电流的实用计算3.1短路电流交流分量初始值计算3.1.1计算的条件和近似3.1.2简单系统''I计算3.1.3复杂系统计算3.2计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理3.2.1等值网络3.2.2用节点阻抗矩阵的计算方法3.2.3用节点导纳矩阵的计算方法一、应用节点导纳矩阵计算短路电流的原理二、三角分解法求导纳型节点方程3.2.4短路点在线路上任意处的计算公式3.3其他时刻短路电流交流分量有效值的计算3.3.1运算曲线法一、方法的基本原理二、运算曲线的制定三、应用运算曲线计算的步骤四、合并电源简化计算五、转移阻抗3.3.2应用计算系数计算一、无限大功率电源二、发电机和异步电动机4 第四章对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路4.1对称分量法4.2对称分量法在不对称故障分析中的应用4.3同步发电机的负序和零序电抗4.3.1同步电机不对称短路时的高次谐波电流4.3.2同步发电机的负序电抗4.3.3同步发电机的零序电抗4.4异步电动机的负序和零序电抗4.5变压器的零序电抗和等值电路4.5.1双绕组变压器一、YNd接线变压器二、YNy接线变压器三、YNyn接线变压器4.5.2三绕组变压器4.5.3自耦变压器4.6输电线路的零序阻抗和电纳4.6.1输电线路的零序阻抗一、单根导线——大地回路的自阻抗二、双回路架空输电线路的零序阻抗三、架空地线的影响四、电缆线路的零序阻抗4.6.2架空线路的零序电容(电纳)一、分析导线电容的基本公式二、单回线路的零序电容三、同杆双回路的零序电容4.7零序网络的构成5 第五章不对称故障的分析计算5.1各种不对称短路时故障处的短路电流和电压5.1.1单相接地短路[(1)f]5.1.2两相短路[(2)f]5.1.3两相接地短路[(11)f,]5.1.4正序增广网络的应用一、正序增广网络二、应用运算曲线求故障处正序短路电流5.2非故障处电流、电压的计算5.2.1计算各序网中任意处各序电流、电压5.2.2对称分量经变压器后的相位变化5.3非全相运行的分析计算5.3.1三序网络及其电压方程5.3.2一相断线5.3.3两相断线5.4计算机计算程序原理框图第二篇电力系统机电暂态过程分析(电力系统的稳定性)6 第六章电力系统稳定性问题概述和各元件机电特征6.1概述6.2同步发电机组的机电特性6.2.1同步发电机组转子运动方程6.2.2发电机的电磁转矩和功率一、简单系统中发电机的功率二、隐极同步发电机的功-角特性三、凸极式发电机的功-角特性四、发电机功率的一般近似表达式6.2.3电动势变化过程的方程式6.3自动调节励磁系统的作用原理和数学模型6.3.1主励磁系统一、直流励磁机励磁二、交流励磁机励磁三、他励直流励磁机的方程和框图6.3.2自动调节励磁装置及其框图6.3.3自动调节励磁系统的简化模型6.4负荷特性6.4.1恒定阻抗(导纳)6.4.2异步电动机的机电特性——变化阻抗一、异步电动机转子运动方程二、异步电动机转差率的变化——等值阻抗的变化6.5柔性输电装置特性6.5.1静止无功补偿器(SVC)一、晶闸管控制的电抗器二、晶闸管投切的电容器三、SVC的静态特性和动态模型6.5.2晶闸管控制的串联电容器(TCSC)一、基本原理二、导通阶段三、关断阶段7 第七章电力系统静态稳定7.1简单电力系统的静态稳定7.2小干扰法分析简单系统表态稳定7.2.1小干扰法分析简单系统的静态稳定一、列出系统状态变量偏移量的线性状态方程二、根据特征值判断系统的稳定性7.2.2阻尼作用对静态稳定的影响7.3自动调节励磁系统对静态稳定的影响7.3.1按电压偏差比例调节励磁一、列出系统状态方程二、稳态判据的分析三、计及T时系统的状态方程和稳定判据e7.3.2励磁调节器的改进一、电力系统稳定器及强力式调节器二、调节励磁对静态稳定影响的综述7.4多机系统的静态稳定近似分析7.5提高系统静态稳定性的措施7.5.1采用自动调节励磁装置7.5.2减小元件的电抗一、采用分裂导线二、提高线路额定电压等级三、采用串联电容补偿7.5.3改善系统的结构和采用中间补偿设备一、改善系统的结构二、采用中间补偿设备8 第八章电力系统暂态稳定8.1电力系统暂态稳定概述8.2简单系统的暂态稳定性8.2.1物理过程分析一、功率特性的变化二、系统在扰动前的运行方式和扰动后发电机转子的运动情况8.2.2等面积定则8.2.3发电机转子运动方程的求解一、一般过程二、改进欧拉法8.3发电机组自动调节系统对暂态稳定的影响8.3.1自动调节系统对暂态稳定的影响一、自动调节励磁系统的作用二、自动调节系统的作用8.3.2计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定分析8.4复杂电力系统的暂态稳定计算8.4.1假设发电机暂态电动势和机械功率均为常数,负荷为恒定阻抗的近似计算法一、发电机作为电压源时的计算步骤二、发电机作为电流源时的计算步骤8.4.2假设发电机交轴暂态电动势和机械功率为常数一、坐标变换二、发电机电流源与网络方程求解8.4.3等值发电机8.5提高暂态稳定性的措施8.5.1故障的快速切除和自动重合闸装置的应用8.5.2提高发电机输出的电磁功率一、对发电机实行强行励磁二、电气制动三、变压器中性点经小电阻接地8.5.3减少原动机输出的机械功率8.5.4系统失去稳定后的措施一、设置解析点二、短期异步运行和再同步的可能性。
电力系统暂态分析复习提纲
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。
电力系统暂态分析:第一章 电力系统故障分析(1)
1.1 基本概念
(5)不对称接地短路,引起不平衡电流产生不平衡磁通, 引起电磁干扰,造成通讯中断;
(6)过大的短路电流使得断路器难以熄弧,以对电网的安 全稳定运行带来重大隐患。
➢ 短路电流计算是电力技术方面的基本问题之一。选择合理的 电气结线、选配电气设备和断路器、整定继电保护定值以及 选择限制短路电流措施等,都必须以短路电流计算结果为依 据。
1.1 基本概念
➢ 短路的基本类型:三相短路、两相短路、单相接地短路、两 相短路接地;
➢ 短路的危害: (1)短路电流值大大增加,短路点的电弧有可能烧坏电气 设备,短路电流通过电气设备中的导体时,其热效应会引起 导体或其绝缘的损坏; (2)短路电流产生强大的电动力冲击,致使导体变形,甚至 损坏;
(3)短路还会引起电网中电压降低,特别是靠近短路点处 的电压下降得最多,结果可能使部分用户的供电受到破坏;
于绕组电感与电流的乘积, n Li
➢ 电感正比于磁通,磁通反比于磁阻,磁阻正比于气隙宽度;
➢ 气隙宽度小,磁阻小,电感系数大; 气隙宽度大,磁阻大 ,电感系数小。
➢ 随着发电机转子的旋转,定子绕组的磁路在不断发生变化, 磁阻也不断变化,使得定子绕组的自感与互感均随转子而周 期性变化,这给磁链计算带来了困难。
iQ 产生的沿 a轴的磁通为: aQ nQiQ Pq sin
dQ
q qQ FqQ aQ
Q
iQ 产生的 a 相绕组磁链为:
aQ M aQiQ naQ nnQiQ Pq cos
1.2.1 abc电压方程和磁链方程
故阻尼Q绕组与定子 a 绕组间的互感为: M aQ nnQPq cos mQ cos
分量为:
电力系统暂态分析要点与分析
电力系统电磁暂态分析Ch11.电力系统暂态指电力系统受突然的扰动后,运行参数发生较大的变化即引起电磁暂态、机电暂态过程。
电磁暂态是电压电流等电气运行参数的快速变化过程。
机电暂态是角速度等机械运行参数的慢速变化。
电力系统电磁暂态分析是研究交流电力系统发生短路(断线)后电压电流的变化。
2.元件参数指发电机、变压器、线路的属性参数,运行参数指反映电力系统运行状态的电气、机械参数。
3.故障类型:短路(三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地)、断线(一相断线、两相断线)。
对称故障(三相短路)、不对称故障(不对称短路、断线故障)。
短路故障(横向故障)、断线故障(纵向故障、非全相运行)。
简单故障:指电力系统中仅有一处发生短路或断线故障,复杂故障:指电力系统中有多处同时发生不对称故障。
4.短路危害:短路电流大使设备过热并产生一定的电动力、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。
短路计算目的:电气设备选型、继电保护整定、确定限制短路电流措施、电气接线方式的选择。
短路解决措施:继电保护快速隔离、自动重合闸、串联电抗器。
5.无限大功率电源指短路点距离电源的电气距离较远时,短路导致电源输出功率的变化量远小于电源所具有的功率的电源。
6.无限大功率电源的三相突然短路电流:1.短路电流含有二种分量:基频稳态分量、直流暂态分量。
2.基频稳态分量比短路前电流大,其大小受短路后回路的阻抗值决定。
3.直流暂态分量其大小由短路前电流和短路后电流的交流稳态值决定,并按短路后回路的时间常数Ta 衰减为0(出现原因:短路前后电感电流不能突变)。
7.最大短路电流条件:短路前线路空载、短路后回路阻抗角90°、电压初始角为0°或180°。
出现时间:在短路后0.01秒时刻出现。
短路冲击电流:指在短路时可能达到的最大短路电流瞬时值。
三相电流中那相的直流分量起始值越大,则其短路电流越大。
暂态分析知识点总结
暂态分析知识点总结一、暂态分析概述暂态分析是电路分析中的一种重要方法,用于分析电路在瞬态过程中的运行情况。
在电路中,当电源或负载发生瞬时变化时,电路中各个元件的电压和电流也会发生瞬时变化,这种瞬时变化的过程称为暂态过程。
暂态分析可以有效地帮助工程师分析电路在瞬时过程中的稳定性和性能。
二、暂态分析的基本方法1. 微分方程方法微分方程方法是一种基本的暂态分析方法,它利用电路中各个元件的电压和电流之间的关系,建立描述电路暂态过程的微分方程。
然后通过求解微分方程,得到电路在瞬时过程中的运行情况。
2. 状态方程方法状态方程方法是一种较为高级的暂态分析方法,它结合了电路中各个元件的动态特性,通过建立电路的状态方程,对电路进行深入的暂态分析。
状态方程方法可以较为精确地描述电路的暂态过程,适用于复杂的电路系统。
3. 时域分析方法时域分析方法是一种通用的暂态分析方法,它以时间为自变量,通过不同的计算方法对电路的暂态过程进行分析。
时域分析方法可以对电路进行直观的描绘,是工程师常用的暂态分析工具。
三、暂态分析的应用领域1. 电力系统中的暂态分析在电力系统中,暂态分析是一项非常重要的工作。
电力系统中存在着大量的负载变化,例如开关操作、电源故障等,这些都会引起电力系统的暂态过程。
通过对电力系统进行暂态分析,可以有效地评估系统的稳定性和安全性。
2. 电子电路中的暂态分析在电子电路中,暂态过程也是一个重要的问题。
例如,数字电路中的时序问题、模拟电路中的信号变化等都需要进行暂态分析。
通过对电子电路进行暂态分析,可以更好地理解电子元件的运行特性,为电路设计和优化提供参考。
3. 控制系统中的暂态分析在控制系统中,暂态分析是评估系统动态响应特性的重要方法。
对于控制系统中的各个元件,如传感器、执行器等,通过进行暂态分析,可以更好地评估系统在干扰或控制命令变化时的响应情况。
四、暂态分析的注意事项1. 选择合适的分析方法在进行暂态分析时,需要根据电路的特性和分析的要求选择合适的分析方法。
电力系统暂态分析复习题1-5
1-1 无限大容量电源的含义是什么?由这样电源供电的系统三相短路时,短路电流包括几种分量?有什么特点?1-2 冲击电流指的是什么?它出现的条件和时刻如何?冲击系数K M 的大小与什么有关? 2-1 同步发电机三相短路电流计算的基本步骤?2-2 同步发电机正常稳态运行时的等效电路和相量图的形式如何?虚构电势有何意义? 2-3 为什么要引入暂态电势E ′和次暂态电势E ″? 2-4 试比较同步电机各电动势、电抗的大小?2-5 一台无阻尼绕组同步发电机,已知:P N =150MW ,cos φN =0.85,U N =15.75kV , x d =1.04,x q =0.69, x d ′=0.31。
发电机额定满载运行,试计算电动势 E Q 、E q 、E q ′、E ′,并画出相量图。
2-6 已知同步发电机的参数为x d =1.2,x q =0.8,x d ′=0.29,x d ″=0.25,x q ″=0.35,额定运行时U =1.0,I =1.0,cos φ =0.8,试计算在额定运行状态下同步发电机的E Q 、E q 、E q ′、E d ″、E q ″、E ″之值,并绘制出该同步发电机在额定运行状态下的等效电路。
3-1 系统接线如图所示,已知各元件参数如下:发电机G S N =60MV ·A ,x d ″=0.14;变压器T S N =30MV ·A, U k %=8;线路L l =50km,, x 1=0.38Ω/k m ;发电机的次暂态电动势取E =1.08''。
试求k 点三相短路时的起始次暂态电流、冲击电流、短路电流最大有效值及短路容量的有名值。
3-2电力系统接线如图所示,其中发电机G 1 S NG1=250MV ·A ,x d ″=0.4; G 2 S NG2=60MV ·A ,x d ″=0.125。
变压器T 1 S NT1=250MV·A ,U k %=10.5; T 2 S NT2=60MV·A ,U k %=10.5; 线路L 1 50km ,x 1=0.4Ω/k m ; L 2 40km,, x 1=0.4Ω/km ;L 3 30km,, x 1=0.4Ω/k m ,当在k 点发生三相短路时,求电源E 1、E 2 对短路点的转移阻抗。
(完整版)电力系统暂态分析期末复习重点
1、无限大功率电源的特点是什么?无限大功率电源供电情况下,发生三相短路时,短路电流中包含有哪些电流分量,这些电流分量的变化规律是什么? 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。
2、中性点直接接地电力系统,发生概率最高的是那种短路?中性点直接接地电力系统发生概率最高的是单相接地短路;对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是三相短路。
3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳纵向故障纵向故障指电力系统断线故障(非全相运行),它包括一相断线和两相断线两种形式。
2、负序分量 是三相同频不对称正弦量的分量之一其特点是三相辐值相等频率相同、相位依次相差1200、相序为C -B -A -C 。
4、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。
5、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。
6、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。
8、在隐极式发电机的原始磁链方程中,那些电感系数是常数?哪些是变化的?变化的原因是什么? 答:在隐极式发电机的原始磁链方程中,转子各绕组的自感系数、转子绕组之间的互感系数、定子绕组的自感系数、定子各绕组之间的互感系数均为常数;定子三相绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的,变化的原因是转子旋转时,定子绕组和转子绕组之间存在相对位置的周期性改变。
9、提高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? 答:提高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”,具体的措施有: 1)采用分裂导线2)线路串联电力电容器;3)采用先进的励磁调节装置;4)提高输电线路的电压等级; 5)改善系统结构和选择适当的系统运行方式;10、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么? 简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。
电力系统暂态分析期末复习重点
1、无限大功率电源的特点是什么无限大功率电源供电情况下,发生三相短路时,短路电流中包含有哪些电流分量,这些电流分量的变化规律是什么答: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。
2、中性点直接接地电力系统,发生概率最高的是那种短路中性点直接接地电力系统发生概率最高的是单相接地短路;对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是三相短路。
3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳纵向故障纵向故障指电力系统断线故障(非全相运行),它包括一相断线和两相断线两种形式。
2、负序分量是三相同频不对称正弦量的分量之一其特点是三相辐值相等频率相同、相位依次相差1200、相序为C-B-A-C。
4、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。
5、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。
6、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。
8、在隐极式发电机的原始磁链方程中,那些电感系数是常数哪些是变化的变化的原因是什么答:在隐极式发电机的原始磁链方程中,转子各绕组的自感系数、转子绕组之间的互感系数、定子绕组的自感系数、定子各绕组之间的互感系数均为常数;定子三相绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的,变化的原因是转子旋转时,定子绕组和转子绕组之间存在相对位置的周期性改变。
9、提高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答:提高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”,具体的措施有: 1)采用分裂导线2)线路串联电力电容器;3)采用先进的励磁调节装置;4)提高输电线路的电压等级; 5)改善系统结构和选择适当的系统运行方式;10、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。
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第七章 同步发电机基本方程1、为什么从a 、b 、c 变到d 、q 、0坐标系?定转子相对运动,磁链变化,导致电感随时间变化,从而磁链方程系统随时间变化,不易求解, 派克变换将a,b,c 坐标系统的量转换为另一个坐标系统上的量,将变系数变换成常系数,解决系数随时间变化的问题2、解决系数矩阵不对称问题?通过选择适当的基准值,建立了同步电机基本方程的标幺制形式,解决了派克方程互感系数不可易的问题。
3、同步发电机稳态运行电压方程及向量图 ①隐极机(xd = xq ); ②凸极机(xd ≠ xq )第八章 三相短路暂态过程1、大扰动引起暂态过程(大扰动有哪些?短路&断线;横向故障&纵向故障) 短路:相相,相地绝缘破坏而引起短接引起的通路 横向故障 断线:相或者两相断开 纵向故障2、短路类型(f (1)、f (2)、f (1,1)、f (3)),短路几个基本概念(对称、不对称、金属、非金属、发生概率大小、危害程度),短路危害。
f (1)单相接地短路、f (2)两相短路、f (1,1)两相接地短路、f (3)三相短路。
三相短路为对称故障 其余都为非对称故障发生概率大到小:单相接地短路,两相短路,两相接地短路,三相短路。
危害程度与发生概率相反。
危害:短路电流 使设备电动力稳定破坏;短路电流 使设备热效应稳定破坏,严重者因其火灾; 影响用户正常生产、设置损坏用户设备;引起电力系统稳定性破坏,甚至造成系统瓦解、大面积停电; 负序电流引起同步发电机等设备损坏; 零序电流干扰电力线路周围的通讯线路3、无穷大系统三相短路计算(对有源网络列电压方程,解非齐次微分方程,获得通解和特解,即为短路全电流),短路冲击电流、短路全电流有效值、短路功率的计算和计算目的U()d q q q q d d q d d q q Q d q dQ q U jI x U E jI x E U jI x jI x E j x x I E U jIx ⎧=-⎪⎨=-⎪⎩⇒=++=+-=+4、发电机突然三相短路的电流分量与衰减规律 ①电流分量:定子:基频分量,直流分量,倍频分量; 转子:直流分量,基频分量; ②衰减规律:定子电流基频分量 ≌ 转子直流分量;时间常数取决于转子绕组;定子非周期分量及倍频分量 ≌ 转子基频分量,时间常数取决于定子绕组5、发电机暂态与次暂态等值电路 ①暂态等值电路——不计阻尼绕组 ②次暂态等值电路——计及阻尼(D ,Q 轴)绕组6、发电机各类电抗的大小比较和电动势大小比较第九章 三相短路电流计算1、起始次暂态电流(交流分量初始有效值)、冲击电流计算 ①将系统中所有设备用次暂态参数表示,并将其在统一基准容量下标幺化; ②网络化简,得到短路点电流标幺值(可根据短路点基准电压、基准容量得到有名值) ③各发电机的起始次暂态电流:=发电机电势/发电机与短路点直接相连的电抗④计算短路点冲击电流:=电流幅值*冲击系数=各发电机给短路点贡献电流有名值*冲击系数2、要计算短路电流任意时刻的有效值?采样计算曲线方法(弄清楚什么是转移电抗、什么是计算电抗)转移电抗:发电机与短路点的连接电抗,归算到系统基准容量下的;定义为如果除电动势E以外,其他电动势都为0,则E与此点F点的电流的比值即为该电源与短路点间的转移阻抗。
计算电抗:将转移电抗归算到对应发电机额定容量下的(查表)。
()()q qd d d q q q d d q q dq d q q d q U E jx I U jx I E U jx I jx I U jx I j x x I E j x x I ''⎧=-⎪⎨=-⎪⎩''→=++''=++-''=+-()()q q d d d d q q q d d d q q d d q q d q d q E u x i E u x i U E E jx I jx I E jx I jx I E jx I j x x I ''''=+⎧⎪⎨''''=-⎪⎩''''''''=+--''''''=--''''''''=---2=+//=+////ad d q d ad f d dad f D f q Q q q x x x x x x x x x x x x x x E E E E σσσσσ'''>>->='''>>>第十章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路1、对称分量法——将一组(3个)不对称的相量分解成三组对称的相量;2、电力系统的序网络(在短路点加入各序电压,看各序电流流过哪些设备,等值电流就包括这些设备)①正序(含电源,有源网) ②负序(静止元件:Z1=Z2)③零序(主要考察变压器接线形式,变压器的开关电路、中性点阻抗)3、架空线的零序阻抗大于正序阻抗(相间的助磁作用),架空地线可降低线路零序阻抗。
第十一章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路1、简单不对称故障(f (1)、f (2)、f (1,1))分析 ①解方程方法——解析法 ②序网络方法——复合序网法根据序网可列3个电压方程(通用),再根据边界条件(特定),又可得三个方程——构建序网络的连接关系。
③可求解特殊相(a 相)的正序、负序、零序电压和电流,从而求解故障相的故障电流和非故障相的电压。
2、正序等效定则指在简单不对称短路的情况下,短路点电流的正序分量与在短路点各相接入附加电抗而发生三相短路时的电流相等.所有的短路类型的电流正序分量求解式可以写成三相短路形式,只是在分母上加了一个附加电抗,这个电抗与短路类型有关。
3、非故障处电流和电压 P209求出故障处电压电流,再通过网络连接关系得到非故障处的电压和电流。
涉及到电压和电流1、2、0分量在变压器流过后相位的变化。
E∑I(1)a (1)(1)(1)a a Z U E I∑∑-=(2)(2)(2)a a Z U I ∑-=I(2)a (0)(0)(0)a a Z U I ∑-=I(0)a1、同步发电机转子运动方程2、单机(隐极机、凸极机)无穷大系统的功角特性①空载电动势与同步电抗表示;②暂态电动势与暂态电抗表示;3、网络参数和参数对发电机功角特性的影响①串、并电阻;②串、并电抗;第十三章电力系统稳定性概述1、定性分析静态系统小扰动后静态稳定性(从稳定平衡点和不稳定平衡点),获得判据(图形重要)运行点a:当系统受到小扰动后能够自动恢复到原来的平衡状态。
——a是静态稳定的运行点b:受到干扰后, 系统转移至运行点a,或者非周期的失去同步。
——b点是不稳定的:系统本身无能力维持在b点运行2、定性分析电力系统的电压稳定性当δ<90︒时,dP E/dδ >0,稳定当δ>90︒时,dP E/dδ <0,不稳定当δ=90︒时,dP E/dδ =0,分界点3、了解小干扰法(有、无阻尼两种情况)状态方程线性化——根据特征值判断系统的稳定性,特征值为:当(dPE/dd )d0 < 0,l1,2为实根,Dd、Dw单调增,发电机非同期失步;当(dPE/dd )d0 > 0,l1,2为一对虚根,Dd、Dw等幅振荡,发电机在阻尼的作用下减幅振荡。
振荡频率:4、理解自动调节励磁系统提高系统静态稳定性;若想提高电力系统的静态稳点性,最更本的措施是缩短“电气距离”,装设自动励磁调节系统,减小原件电抗,提高线路电压,采用串联电容补偿及改善系统的结构。
5、提高静态稳定性的措施根据式子理解sinqedE UPXδ∑=1,2λ=f=1、暂稳分析的图形(故障前、故障·中、故障后);故障前 故障中故障后 2、根据等面积定则求极限切除角;等面积定则:转子在减速过程中动能的减少正好等于加速过程中动能的增加, 即:加速面积 = 减速面积。
判据1 δc ≤ δcm 极限切除角 ,系统稳定,否则不稳定。
判据2 加速面积≤允许的减速面积,系统稳定,否则不稳定。
判据3 简单系统中, δ不越过δh ,系统稳定,否则不稳定。
3、切除过晚分析——异步运行;1.异步运行引起的振动和转子的过热均可能造成发电机本身的损伤2.异步运行的发电机从系统吸收无功功率,如果系统无功储备不充分,势必降低系统的电压水平,甚至引起电压崩溃3.异步运行时,系统有些地方电压极低(振荡中心),在这些地方将丧失大量负荷4.系统异步运行时,电流。
电压变化复杂,可引起保护装置的误动而使事故进一步扩大。
4、提高暂态稳定性的措施;原则——减小不平衡功率,增大减速面积,减小加速面积 1. 快速切除故障和自动重合闸 2. 提高发电机输出的电磁功率 3. 减少原动机输出的机械功率4. 串联电容器的强行补偿和设置中间开关站5、电网解列和再同步的含义。
电网解列含义——将系统从解列点处分解为几个独立的、各自同步运转的部分;目的——防止事故的扩大;场合——系统振荡不能抑制,虽然釆取了必要措施; 方式——手动或自动方式再同步:如果系统无功充足, 异步运行的发电机组能够提供相当的平均异步功率,机组和系统能承受短期的异步运行,可以利用短时的异步状态将机组再拉入同步()()c m a c T II III T p p d p p d δδδδδδ-=-⎰⎰。