罗建暂态分析第二章习题答案
电力系统暂态分析(第二章习题答案)
第2章作业参考答案2-1为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。
因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。
2-2无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。
c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为Ta。
转子电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为Td’。
b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为Ta。
产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。
这些量均为自由分量，最后衰减为0。
2-3有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。
暂态分析部分习题答案
电力系统暂态分析部分习题答案(参考)第一章 电力系统故障分析的基本知识1-2、发电机F1和F2具有相同的容量，它们的额定电压分别为6.3kV 和10.5kV ，若以它们的额定值为基本条件的发电机电抗的标么值是相同的，问这两个发电机电抗的欧姆值的比值是多少？ 解：X G1*(N)＝X G1*S N1/U N12 X G2*(N)＝X G2*S N2/U N22∵X G1*(N)＝X G2*(N) ∴X G1*S N1/U N12＝X G2*S N2/U N22 故：X G1/ X G2＝U N12/ U N22＝6.32/10.52＝0.361-4、求：①准确计算各元件电抗的标么值，基本段取I 段U BI ＝10.5kV 。
②工程近似计算各元件电抗的标么值，S B ＝100MV A 。
解：① 精确计算法U BI ＝10.5kV S B ＝100MV AU BII ＝5.101215.10⨯＝121kVU BIII ＝1106.65.101215.10⨯⨯＝7.26kV 3.05010015.0''*=⨯=d X 175.05.10100605.101005.1022*1=⨯⨯=T X 273.01211001004.02*=⨯⨯=L X 289.0121100301101005.1022*2=⨯⨯=T X ② 近似计算法50MV A 10.5kV X d ’’=0.15 60MV A 10.5kV/121kV U k %=10.5 0.4Ω/km 100km 30MV A 110kV/6.6kV U k %=10.5U B ＝U av S B ＝100MV A3.05010015.0''*=⨯=d X 175.0601001005.10*1=⨯=T X302.01151001004.02*=⨯⨯=L X 35.0301001005.10*2=⨯=T X1-5、某一线路上安装一台Xk%＝5的电抗器，其额定电流为150A ，额定电压为6kV ，若另一台额定电流为300A 、额定电压为10kV 的电抗器来代替它，并要求保持线路的电抗欧姆值不变，问这台电抗器的电抗百分数值应是多少？ 解：∵2221113100%3100%N N R N N R R I UX I U X X ⨯=⨯=∴61503001065%%122112=⨯⨯=⨯⨯=N N N N R R I I U U X X1-12、(1) 若短路前空载，计算短路电流的周期分量及短路电流最大有效值； (2) 若A 相非周期分量电流的初值为零及最大时，计算相应的B 、C 相非周期分量电流的初始值；(3) 若短路前变压器满负荷运行，功率因数为0.9（低压侧），计算最大非周期分量电流的初始值，并与空载时短路比较。
(完整版)电力系统稳态分析习题答案2015
498.49kV
U cr
8.4m1m2 rfna lg
Dm req
8.4 0.851113.8 2.9940 lg 13859 151.1
578.94kV
ucr
8.4m1m2 rfna
lg
Dm req
8.4 0.851111.95 3.9922 lg
13859 214.38
616.72kV
4）、电晕临界电压： 详细过程见《电力系统稳态分析》第三版，陈珩编。 对于单导线线路，其电晕临界电压（相电压）公式为：
Ucr
49.3m1m2
r lg
Dm r
(kV)
采用分裂导线时，由于导线的分裂，减小了电场强度，电晕临界电压改为：
U cr
49.3m1m2
rfnd
lg
Dm req
(kV)
其中
fnd
同理得：
Ucr 2
329.00kV,U
' cr
2
348.74kV,U
'' cr
2
315.84kV
U cr3
348.67kV,U
' cr
3
369.59kV,U
'' cr
3
334.72kV
或： （公式出处不详）
ucr
8.4m1m2 rfna
lg
Dm req
8.4 0.851117.151.8716 lg 13859 92.6
n —相分裂导线分裂数； d —分裂导线根与根之间的距离（单位：厘米）； —每根导体的半径（单位：厘米） 上式仅适用于三相三角排列的导线，导线水平排列时，边相导线的电晕临
界电压较按上式求得的U cr
电力系统暂态分析-部分习题答案汇编
U B1 =10.5kV ，1 B130 3 10.5 = 1.65kAU B 2 =115kV ， I B1 30 3 115=0.15kA第一章电力系统分析基础知识 1-2-1对例1-2，取U B 2 =110kV , S B =30MVA ,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
解：①准确计算法：选取第二段为基本段，取 U B 2 =110kV ，S B =30MVA ，则其余两段的电压基准值分 电流基准值:各元件的电抗标幺值分别为: 发电机： 10.52 30 C"x 1..- 0.262 - 0.32 30 9.52输电线路：x^ =0.4 80 鲨=0.0791102变压器T 2 :211030 c 一 X 4” =0.10522 =0.211521102电抗器：X 5 =0.05 62.62 _ 0.4 6.6 0.330电缆线路： 心.=0.08 2.5 一 =0.146.6 11电源电动势标幺值：E 1.169.5②近似算法：取S B =30MVA ，各段电压电流基准值分别为:别为： 10 5U B 1 - k 1U B2110kV _9.5kV 121k2册"6kV6.6B1B2S B30、3U B1S B一，3U B23 9.5 30、3 110= 1.8kA= 0.16kA变压器T 1 : X 2 =0.105 1212 1102 3031.52= 0.121U B2U B330U B3 = 6.3kV , I BI 2.75kA.3 6.3各元件电抗标幺值：发电机：2…10.5 30 c* x,”=0.26 2=0.2630 10.52变压器T1:121230 x2.. =0.105 20.11115231.5输电线路：30x3=0.4 80 2- 0.073115变压器T2:115230X4 “ = 0.105 20.21115 15电抗器：X5 =0.05 — ----- =0.44—.3 0.330电缆线路：x—=0.08 2.5 —=0.1516.3211电源电动势标幺值：E 1.0510.5发电机：为=0.26 匹色耳=0.3230 9.5变压器T1:121230x2.. =0.105 2厂0.121 2110231.52输电线路：30x3=0.4 80 2=0.079 31102110 30变压器T2 : X4：-0.105 一r—-0.211521102电抗器：x - 0.05 — 2.62 = 0.46.6 0.3电缆线路：冷皿25囂2心411电源电动势标幺值：E 1.169.5 1-3-1在例1-4中，若6.3kV母线的三相电压为: Ua - 2 6.3c o s《t ；：匚)U a = 2 6.3cos( s t ： -120)Ua = 2 6.3cos( it 乜-120)在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时 :.=30 o试计算：（1） 每条电缆中流过的短路电流交流分量幅值； （2） 每条电缆三相短路电流表达式；（3） 三相中哪一相的瞬时电流最大，并计算其近似值； （4） 为多少度时，a 相的最大瞬时电流即为冲击电流。
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电力系统暂态分析李光琦 习题答案 第一章 电力系统分析基础知识1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
解：①准确计算法：选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 1101215.10211=⨯==B B U k U 电流基准值：各元件的电抗标幺值分别为：发电机：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：121.05.3130110121105.02222=⨯⨯=*x 输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x电抗器：4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*x 电源电动势标幺值：16.15.911==*E ②近似算法：取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为：kV U B 5.101=，kA I B 65.15.103301=⨯=kV U B 1152=，kA I B 15.01153301=⨯=kV U B 3.63=，kA I B 75.23.63301=⨯=各元件电抗标幺值：发电机：26.05.1030305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：11.05.3130115121105.0222=⨯⨯=*x 输电线路：073.011530804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01530115115105.0224=⨯⨯=*x电抗器：44.03.075.23.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：151.03.6305.208.026=⨯⨯=*x 电源电动势标幺值：05.15.1011==*E 发电机：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：121.05.3130110121105.02222=⨯⨯=*x 输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x电抗器：4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*x 电源电动势标幺值：16.15.911==*E 1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为：在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时 30=α。
电力系统暂态分析(第二、四章习题答案)
答：由于同 步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个 绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1 倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁 链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。因此，通过对同 步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程 变换为常系数微分方程。 2-2 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了 哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁 链守恒原理说明它们是如何产生的？
8、已知电力系统原理接线如下图所示，如果不计各元件对地导纳 支路、各元件电阻以及负荷影响，请画出图中f点发生接地短路时，系 统的正序、负序和零序等值电路。
解：
答：不能。因为对称分量法实际上是迭加原理的应用，而迭加原理不能用于非线性电路 的分析计算，所以对称分量法不能用于非线性三相电力系统的分析计算。
7、什么叫做分析不对称故障的基本相？基本相如何选取？ 答：利用对称分量法分析计算时，以哪一相的序分量为未知数列方程求解，则那一相就 称为分析计算的基本相。基本相通常选择特殊相。
答：架空输电线路正序电抗、负序电抗、零序电抗三者之间的关系是 ； 因为架空输电线路任何一相的磁链都是由本相电流产生的自感磁链和其它两相电流产生 的互感磁链组成，正序和负序情况下，其它两相所产生的互感磁链对自感磁链起去磁作用， 零序情况下互感磁链对自感磁链起助磁作用，所以输电线路的正序电抗与负序电抗相等，而 小于零序电抗。 4、为什么电动机的零序阻抗总可以视为无限大？ 答：因为电力元件的某序阻抗等于在该元件端点施加的该序电压和由它产生的流过元件 端点的该序电流的比值。电动机三相绕组采用三角形接线和中性点不接地的星形接线方式， 当在其端点施加零序电压时，在端口产生的零序电流为零，根据序阻抗的定义其零序阻抗为 无限大。 5、变压器的正序励磁电抗和负序励磁电抗都可以视为无限大，从而用开路代替，变压器的 零序励磁电抗是否也可以视为无限大？在什么情况下，变压器的零序励磁电抗才可以视为无限 大？ 答：变压器的正序励磁电抗和负序励磁电抗之所以都可以视为无限大，是因为不管变压 器采用什么样的铁芯形式，其励磁磁通都是通过铁芯形成回路的，由于铁芯的磁阻很小，所 以与之相对应的励磁电抗非常大，近似计算中可以视为无限大；而变压器的零序励磁磁通通 道与变压器铁芯的结构有关，在三相芯式变压器中，其励磁磁通只能通过铁芯、油箱与铁芯 之间间隙和油箱形成回路，由于间隙的磁阻很大，所以对应的励磁电抗较小，因而不能视为 无限大。只有在变压器的铁芯形式能够使零序励磁磁通通过铁芯形成通道时（如三相变压器 组、三相五柱式变压器、壳式三相变压器等）才可以将其零序励磁电抗视为无限大。另外当 变压器有三角形接线绕组时，由于在零序等值电路中三角形绕组对零序而言相当于短路，其 漏抗与励磁电抗并联连接，由于漏抗远小于励磁电抗，所以此时变压器的零序励磁电抗也可 以视为无限大。 6、对称分量法能否用于非线性三相电力系统的分析计算？为什么？
完整版电力系统稳态分析第二章习题
第二章一、填空题1、手算潮流时，将变电所母线上所联线路对地电纳中 _ 无功 _功率的一半也并入到等值负荷功率中，这一功率称为______ 运算负荷_______ 。
相同天气条件下，某一架空线路单根导线，采取水平架设和三角形架设，两种架设的线间距相同，那么容易起电晕的是：_________ 水平架设_____ ;三相导线排列水平，则进行整体循环换位后三相电抗________ 相等____ 。
三绕组变压器中的高、中、低压绕组，升压变压器的___________ 中压 ___ 绕组最靠近铁芯；高压绕组最在最外侧。
双绕组变压器的分接头在高压_________ 侧。
降压变压器的 _____ 低压—绕组最靠近铁芯。
升压变压器的中压绕组最靠近铁芯; 降压变压器的低压绕组最靠近铁芯。
2、同一型号的架空三相输电线，相间距离增大，其线路对地电容_______ 增大______ 。
和架空输电线相比，同截面电缆的电抗_____ 减小___ 。
同一型号的架空三相输电线，相间距离增大 _，其线路对地电容增大。
和架空输电线相比，同截面电缆的电抗____________ 减小。
架空线路中，LGJQ表现为何种导线轻型钢芯铝绞线。
架空线路换位是为了减少____ 参数 ___的不平衡。
线路换位分为：_____ 滚式 ____ 换位和______ 换位杆塔 _____ 换位。
线路换位的目的是为了消除线路_____ 参数_____ 的不平衡；换位后的三相线路参数均 _____ 相等—。
3、交流输电线路采用导线分裂技术的目的是减少__________ 电抗____ 和减少线路 ________ 电晕_____ 。
分裂导线每根导线分成若干根，相互之间保持一定距离线路电抗_____ 减小____ ，于此同时电容将增大。
分裂导线每根导线分成若干根，相互之间保持一定距离线路电抗减小，于此同时电容将_____ 增大_____ 。
400-500 mm，减小了电晕, 400-500 mm，减小了电晕,4、已知架空线路模型中，P、S、S B及P B，用其中已知量表示标么值PS B ________________ 。
2-2电力系统稳态分析习题(2)-答案
Zl2 = R2
jX 2
220 10.5
2
= 0.85
j0.385
220 10.5
2
373.1+j169
（2）参数用标幺值表示
选取 220kV 电压级的基准值为：SB=100MVA，UB（220）=220kV。则根据（1）的 计算结果，元件的标幺值参数为
Zl1*
=Zl1
U
SB
XT1
UK %U 2N 100SN
14* 2422 27.33 300 *100
X T 1*
XT1SB U 2B
27.33* 220 2092
0.138
Xl
1 *0.42*230 2
48.3
Xl*
X l SB U 2B
48.3 * 220 2092
0.243
XT 2
UK %U 2N 100SN
出等值电路。
r20
S
31.5 150
0.21 / kM
,
r40 r20[1(t 20)] 0.21[1 0.0036(40 20)] 0.2251 / km
Dm 3 4*4*4*2 5.04m 5040mm
x1 0.1445lg Dm 0.0157 0.4094 / kM
,
r
Zl1
Yl1/2
Yl1/2
ZT YT
Zl2 SL
题解图
5、电力系统参数如图所示，取基准值 SB=220MVA，UB 线路=209kV，试求其标么 值等值电路。
l
240MW
10.5kV cosφ=0.8
xd=0.3
300MVA 10.5/242kV
Uk%=14
230km x=0.42Ω/km
电力系统暂态分析电力系统（2）（第三版）习题解答汇总
电力系统暂态分析电力系统（2）（第三版）习题解答汇总电力系统暂态分析(第三版李光琦习题解答第一章电力系统分析基础知识1-2-1 对例1-2,取kV 1102=B U ,MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
解:①准确计算法:选取第二段为基本段,取kV 1102=B U ,MVA S B 30=,则其余两段的电压基准值分别为:9.5kV kV 1101215.10211=?==B B U k UkV 6.66.6110110223===k U U B B电流基准值:kA U S I B B B 8.15.9330311=?==kA U S I B B B 16.0110 330322=?==各元件的电抗标幺值分别为: 发电机:32.05.930305.1026.0221=?=*x变压器1T :121.05.3130110121105.02222=?=*x输电线路:079.0110 30804.023=?=*x变压器2T :21.01103015110105.02224=?=*x电抗器:4.03.062.26.6605.05=?=*x电缆线路:14.06.6305.208.026=??=*x 电源电动势标幺值:16.15.911==*E②近似算法:取MVA S B 30=,各段电压电流基准值分别为: kV U B 5.101=,kA I B 65.15 .103301=?=kV U B 1152=,kA I B 15.01153301=?= kV U B 3.63=,kA I B 75.23.63301=?=各元件电抗标幺值: 发电机:26.05.1030305.1026.0221=?=*x变压器1T :11.05.3130115121105.0222=?=*x输电线路:073.0115 30804.023=?=*x变压器2T :21.015 30115115105.0224=?=*x电抗器:44.03.075.23.6605.05=?=*x 电缆线路:151.03.6305.208.026=??=*x电源电动势标幺值:05.15 .1011==*E发电机:32.05.930305.1026.0221=?=*x变压器1T :121.05 .3130110 121105.02 222=?=*x输电线路:079.0110 30804.023=?=*x变压器2T :21.01103015110105.02224=?=*x电抗器:4.03.062.26.6605.05=?=*x电缆线路:14.06.6305.208.026=??=*x 电源电动势标幺值:16.15 .911==*E1-3-1 在例1-4中,若 6.3kV 母线的三相电压为: c o s (3.62αω+?=t U s a120cos(3.62-+?=αωt U s a 120cos(3.62 ++?=αωt U s a在空载情况下f 点突然三相短路,设突然三相短路时30=α。
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第2章作业参考答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。
因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。
2-2 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。
c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a。
转子电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。
产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。
这些量均为自由分量，最后衰减为0。
2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。
第2章电路的暂态分析习题答案
+
IS
u(t)
R1
−
S
t=0
C
R2
题图 2.7
2
e4 )
=
22(1 −
e−7.5 )
= 22 (1 − 0.000553 ) = 21 .9878 A
− 15 ×2
i2 = 5.5e 4 = 5.5 × 0.000553 = 0.00304 A
第二个暂态 i1(0 + ) = i1(0− ) = 21 .9878 ≈ 22 A i2 (0 + ) = −i1 (0 + ) = −22 A
第 2 章 电路的暂态分析
学 习 目标
了解电路产生过渡过程的原因和研究过渡过程的意义。 掌握换路定律及电路初始值、稳态值的计算方法。 理解电路中激励和响应的概念，理解时间常数的物理意义。 了解一阶 RC 电路零输入响应、零状态响应和全响应的物理意义和一般求 法。 了解微分电路、积分电路的电路形式、条件和电压波形。 了解一阶 RL 电路零输入响应、零状态响应和全响应的一般分析方法。 掌握利用三要素法分析一阶 RC、RL 电路过渡过程的方法。
t1 = 5 × 0.693 = 3.475 S (4) i (3τ ) = 9 × 10 −5 × e −3τ /τ = 9 × 10 −5 × e −3 = 4 .48 μA i(5τ ) = 9 × 10 −5 × e −5 = 0 .6 μA 可以看出经过 5τ后，暂态过程基本结束。
电力系统暂态分析课后答案(整理版)最新
第一章1-2-1对例1-2，取U B2110kV，S B30MVA,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
解：①准确计算法：选取第二段为基本段，取 U B2110kV，S B30MVA，则其余两段的电压基准值分别为：UB1 kU 10.5110kV9.5kV 1B2121U B3U B2110k26.6kV1106.6 电流基准值：I B1 S B301.8kA 3U B1 3 9.5I B2 S B300.16kA 3U B23110I B3 S B302.62kA 3U B33 6.6各元件的电抗标幺值分别为：发电机：x10.26 10.52 30 0.3230 9.52变压器T1：x20.105 121230 0.1211102 31.52输电线路：x30.480300.079 1102变压器T2：x40.105 110230 0.211521102电抗器：x50.05 6 2.620.4 6.6 0.3电缆线路：x60.08 2.5300.14 6.6211电源电动势标幺值：E1.169.5②近似算法：取S B 30MVA ，各段电压电流基准值分别为：U B110.5kV ，I B1 301.65kA3 10.5 U B2115kV ，IU B36.3kV ，IB2B 3 303 0.15kA115 303 2.75kA6.3各元件电抗标幺值：发电机：x 1 0.2610.5230 0.2630 10.52变压器T 1： x 2300.10.10531.5 输电线路： x 3 0.4 300.073801152变压器T 2： x 4 300.21 0.10515电抗器： x 5 0.05 6 2.750.446.3 0.3电缆线路： x 6 0.08 2.5 300.1516.3211电源电动势标幺值：E1.0510.5习题2解：（1）准确计算：UB3 UB(110)115kVU UB2kB 3 2220 115 209.1kV 121U B1 U B3 11522010.5 9.1kVk2k1121 242各段的电流基准值为：I B1S B 22014.0kA 3U B1 3 9.1I B2 S B2200.6kA 3U B23209.1S B2201.1kAI B33 1153U B3各元件的电抗标幺值分别为：发电机：x10.30 10.522200.292400.8 9.12变压器T1：x20.1410.52220 0.1430029.12输电线路：x30.42 2302200.49 209.12变压器T2：x40.14 2202220 0.122802209.12(2)近似算法：U B1 10.5kV，IB122012.10kA 3 10.5UB2 231kV，I B22200.55kA 3 231U B3 121kV，IB32201.05kA 3 121各元件电抗标幺值：发电机：x10.30 2200.22240/0.8变压器T1：x20.14 220 0.10300220输电线路：x30.42 230 0.402312变压器T2：x40.14 220 0.11280习题3要点：以下摘自《国家电网公司电力系统安全稳定计算规定》：2.4.1暂态稳定是指电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力，通常指保持第一、第二摇摆不失步的功角稳定，是电力系统功角稳定的一种形式。
电工学第2章习题及答案
2.4.1 图所示电路原 已稳定。在 t = 0 时将开关 S 从 a 端换接到 b 端。试 求换路后的响应 iL 和 uL。24 V
2Ω
US
R2
6Ω
uL
iL L
1H
返 回
第2章 电路的暂态分析
2.4.2 图所示电路原 已处于稳态。试求 S 闭合 后的 i2 、iL 和 uL，并画出 其变化曲线。
i1
S
IS
R1
24 A
i2
1.5 Ω 3Ω
7Ω
R3
R2
iL L uL 0.4 H
a
S
b
R1
3Ω
2.4.3 图所示电路 原已处于稳态。在 t = 0 时将开关 S 从 a 端改合 到 b 端。试求换路后的 iL 和 uL，并说明是什么 响应。
U S1
6V
US2
6V 6Ω
3Ω
R3
iL L
R2 6 i1 (0) i L ( 0) 3 A 1.8 A R1 R2 46 R1 4 i 2 ( 0) i L ( 0) 3 A 1.2 A R1 R2 46
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U S 12 uL (0) A 3A R1 4
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第2章 电路的暂态分析
2.3.3 图所示电路原已稳定，求开关 S 闭合后的响应 uC 和 i1、 i2 ，并画出其变化曲线。
S
R1
i1
20 V
4kΩ
R3 iC
R2
1.6kΩ
US
uC
iC
C 2.5F
6kΩ
电力系统暂态分析(第三版)习题答案(完整资料).doc
【最新整理，下载后即可编辑】第一章 电力系统分析基础知识1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
解：①准确计算法：选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 1101215.10211=⨯==B B U k UkV 6.66.6110110223===k U U B B 电流基准值：kA U S I B B B 8.15.9330311=⨯== kA U S I B B B 16.0110330322=⨯== 各元件的电抗标幺值分别为：发电机：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：121.05.3130110121105.02222=⨯⨯=*x 输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x电抗器：4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*x电源电动势标幺值：16.15.911==*E②近似算法：取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为：kV U B 5.101=，kA I B 65.15.103301=⨯=kV U B 1152=，kA I B 15.01153301=⨯=kV U B 3.63=，kA I B 75.23.63301=⨯=各元件电抗标幺值：发电机：26.05.1030305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：11.05.3130115121105.0222=⨯⨯=*x 输电线路：073.011530804.023=⨯⨯=*x变压器2T ：21.01530115115105.0224=⨯⨯=*x电抗器：44.03.075.23.6605.05=⨯⨯=*x电缆线路：151.03.6305.208.026=⨯⨯=*x电源电动势标幺值：05.15.1011==*E发电机：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：121.05.3130110121105.02222=⨯⨯=*x 输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x电抗器：4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*x电源电动势标幺值：16.15.911==*E1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为： )cos(3.62αω+⨯=t U s a )120cos(3.62 -+⨯=αωt U s a)120cos(3.62 ++⨯=αωt U s a在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时 30=α。
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第2章作业参考答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压方程组及磁链方程组进行派克变换？答：由于同步发电机的定子、转子之间存在相对运动，定转子各个绕组的磁路会发生周期性的变化，故其电感系数（自感和互感）或为1倍或为2倍转子角θ的周期函数（θ本身是时间的三角周期函数），故磁链电压方程是一组变系数的微分方程，求解非常困难。
因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链方程组进行派克变换，可把变系数微分方程变换为常系数微分方程。
2-2 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试用磁链守恒原理说明它们是如何产生的？答：无阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和自由分量)，基频自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）直流分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。
c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，无此量），其衰减时间常数为T a。
转子电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和自由分量)，自由分量的衰减时间常数为T d’。
b）基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a。
产生原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定子回路阻抗减小，定子电流突然增大，电枢反应使得转子f绕组中磁链突然增大，f绕组为保持磁链守恒，将增加一个自由直流分量，并在定子回路中感应基频交流，最后定子基频分量与转子直流分量达到相对平衡（其中的自由分量要衰减为0）.2)同样，定子绕组为保持磁链守恒，将产生一脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转子中感应出基频交流分量。
这些量均为自由分量，最后衰减为0。
2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子和转子电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定子电流和转子电流中出现的分量与无阻尼绕组的情况相同。
衰减时间常数如下： a)定子基频自由分量的衰减时间常数有3个：'d T 、"d T 、"q T ，分别对应于f绕组、D 绕组和Q 绕组。
b)定子直流分量和倍频分量（自由分量），其衰减时间常数均为Ta 。
c ） 转子自由直流分量的衰减时间常数为"d T 、'd T 。
d ） 转子基频分量（自由分量），其衰减时间常数为T a 。
产生原因说明：f 绕组与无阻尼绕组的情况相同。
另外增加了D 绕组和Q 绕组，这两个绕组中与f 绕组类似，同样要产生直流分量和基频交流分量（f 绕组与D 绕组间要相互感应自由直流分量），但全部为自由分量，最后衰减为0。
定子绕组中也有相应分量与之对应。
2-4 为什么要引入暂态电势E q ’ 、E q ” 、E d ” 、E ” ？答：不计阻尼回路时，E q ’为暂态电动势，它与励磁绕组磁链Ψf 有关，故在扰动前后瞬间不变，可用来计算短路后瞬间的基频交流分量。
当计及阻尼回路时，E q ”为q 轴次暂态电动势，由于其正比于f 绕组磁链和D 绕组磁链的线性组合，可用来计算短路后瞬间基频d 轴次暂态电流初始值，E d ”为d 轴次暂态电动势，用来计算基频q 轴次暂态电流初始值，2"2""dq E E E +=。
解： cos 0.8ϕ=； 036.87ϕ= 0001136.870.80.610.8(0.80.6) 1.480.64 1.6124523.38523.385()Q q q Q d d q U I j E U j I X j j i E E j I x x δ==∠=-=+=+-=+=∠==+-2 5 : 1.2, 0.8, '0.29, "0.25, "0.35 1,1, cos 0.8'"""d q d d q Q q q q d x x x x x U I E E E E E E ϕ-========已知同步发电机的参数为。
发电机在额定运行时，。
试计算额定运行状态下同步发电机的、、、、和的值。
=1.61245sin()(1.20.8) 1.61245sin(23.38536.87)0.4I δϕ++-=++⨯=1.9597cos cos 23.3850.868240.29 1.1696q q d d d d E U I x u I x δ'''=+=+=+⨯= cos 23.3850.868240.25 1.13492q q d d E U I x ''''=+=+⨯=sin 23.385cos(23.38536.87)0.350.22325d q q q E U I x ''''=-=-+⨯=1.15667E ''==解：1）200,cos 0.85N N P MW ϕ==200235.294()cos 0.85N N N P S MVA ϕ=== 180110;S j =+ 0110()31.43180arctg ϕ== 00*210.9531.430.896531.43235.294S ∠==∠8.6252()N I KA ==7.733()I KA === 07.7330.89731.438.6252I ==∠-31.43ϕ= 0010.89731.430.96210.86299031.43Q q E U j I x j =+=+∠-⋅=+∠-=1.450.7363 1.626226.92o j +=∠ 026.92δ=() 1.6262q Q d d q q E E I x x E =+-== （有名值 25.61KV ）cos cos 26.920.8970.246sin(26.9231.43)q q d d d d E U I x u I x δ'''=+=+=+⨯⨯+2 6 :200,cos 0.85,15.75, 0.962, '0.246, "0.146, "0.21180110), 1'""" 2 N N N d q d d q q q q d P MW U kV x x x x x j MV A E E E E E ϕ-========+⋅一台有阻尼同步发电机，已知。
发电机在额定电压下运行，带负荷（机端突然发生三相短路，试求：（）、、、和在短路前瞬间和短路后瞬间的值。
（）起始次暂态电流。
=1.07948 （有名值 17KV ）cos 26.920.8970.146sin(26.9231.43)q q d d E U I x ''''=+=+⨯⨯+=1.0031234 （有名值5.574KV ）sin 26.920.8970.21cos(26.9231.43)0.3539d q q q E U I x ''''=-=-⨯⨯+=（有名值5.574KV ）1.0637E ''== （有名值 16.75KV ） 短路后瞬间：q E ''、d E ''、E ''保持不变，q E '和q E 发生变化 用公式 q q d dE U I x =+ q q d d E U I x ''=+因为 0q U = ，所以 q d d E I x ''=，q d d E I x ''''= 而短路瞬间的 1.00312346.687070.146q d d E I x ''''===''6.87070.9626.q E =⨯= （有名值104.1KV ） 6.87070.244 1.6902q E '=⨯= （有名值 26.62KV ）2）0.35391.68520.21d q q E I x ''''===''有：7.0743I ''==有名值为 7.07430.62526I ''=⨯=（KA ）27 : 1.20.8, '0.35, "0.2, "0.250.15,1,1,cos 0.8 1 2 d q d d q T x x x x x X U I ϕ-=========同步发电机参数，，变压器参数运行状态为高压侧。
试求：（）当变压器高压侧三相短路时流过发电机定子绕组的次暂态电流、暂态电流、稳态电流。
（）当发电机端三相短路时流过发电机定子绕组的次暂态电流、暂态电流、稳态电流。
解：087.368.0cos =→=ϕϕ01∠=∙U 087.3611-∠=-∠=∙ϕI0086.257437.176066.056925.1)8007.0599.0(95.0187.3690)15.08.0(1)(∠=+=+⨯+=-∠++=++=∙∙∙j j X X I j U E T q ϕ8888.073.62sin )87.3686.25sin()sin(,86.250000==+=+==ϕδδI I d 则即45818.0)c o s (=+=ϕδI I q 099.2)8.02.1(8888.07437.1)(=-+=-+=q d d Q q X X I E E//0()cos 0.8888(0.350.15)cos 25.860.88880.51.34426q q d d T E U I X X U δ=++=+⨯+=+⨯=////()0.89980.8888(0.20.15)1.21088q q d d T E U I X X =++=+⨯+=////()sin 25.86 0.45818(0.250.15) 0.2529d d q q T E U I X X =-+=⨯+=－1.237E ''== 1) 经过变压器短路时：1.34426I 2.688520.350.15q dT E x x ''==='++d 1.21088I 3.4596570.20.15q d T E x x ''''===+''+q 0.25289I 0.6322250.250.15d q TE x x ''''===+''+3.5169I ''==2.099I 1.55481.20.15q d TE x x ∞===++2) 机端短路时：1.34426I 3.84070.35q dE x ''===' d 1.21088I 6.05440.2q d E x ''''==='' q 0.25289I 1.011560.25d q E x ''''===''6.138I ''==2.099I 1.7491.2q dE x ∞===。