运算曲线

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电力系统简答题复习资料(

1.什么是电力系统的电磁暂态过程？变压器、输电线路等元件，不牵涉角位移、角速度等机械量，一般研究电磁暂态过程。

2、什么是电力系统的机电暂态过程？电力系统中同步发电机、异步电动机等转动元件，运动过程由电磁转矩（或功率）和机械转矩（或功率）不平衡决定，称机电暂态过程。

3、电力系统的故障分哪两种？分别又可称为什么故障？电力系统运行常发生故障，大多数是短路故障，少数是断线故障。

4、短路故障有什么类型？短路的主要原因是什么？短路计算的目的是什么？分四种简单故障类型：三相短路、两相短路、单相短路接地和两相短路接地。

根本原因是电气设备载流部分相与相之间或相对地的绝缘受到损坏。

发电厂、变电所及整个电力系统的设计、运行中均以短路计算结果作为依据：选择电气设备（电器、母线、瓷瓶、电缆等）的依据；电力系统继电保护设计和调整基础；比较、选择电力系统接线图的依据；确定限制短路电流的措施。

5、什么是无限大功率电源？无限大功率电源认为是无限多个有限功率电源并联而成，内阻抗为0，电压保持恒定。

1、无限大功率电源的特点是什么？在什么情况下可以将实际电源视为无限大功率电源？答：无限大功率电源的特点是：①电源的电压和频率保持不变；②电源的内阻抗为零。

当实际电源的内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于10％时，就可以将实际电源视为无限大功率电源6、什么是短路冲击电流？其主要用途是什么？空载、│α-φ│=90°时短路电流的最大瞬时值，称短路冲击电流。

短路冲击电流用于检验电气设备和载流导体电动力稳定度。

7、什么是最大有效值电流？其主要用途是什么？任一时刻t 短路电流有效值It 是以t 为中心一个周期内瞬时电流均方根值：最大有效值电流用于检验某些电器的断流能力。

8、定子短路电流中包含哪几个分量？各分量是如何产生的，各以什么时间常数衰减或是什么稳态值？(1)直流分量：i αa ，按定子绕组的时间常数Ta 衰减。

(2)次暂态周期分量：i"pa ，按T"d 衰减。

第二章输电线路故障分析(1)

t Ta
ic I m sin(t 120 ) I m 0 sin( 0 120 ) I m sin( 120 ) e
o 0 0

t Ta
2、讨论
iaa0
ia
iaa
ipa
t
ipa0
1、由上图及公式可见。短路至稳态时，三相中的稳态短路电流为三个幅值相等、相角相差1200 的交流电流，其幅值大小取决于电源电压幅值和短路回路的总阻抗。从短路发生至稳态之间的暂态过程中，每相电流还包含有逐渐衰减的直流电流，它们出现的物理原因是电感中电流在突然短路瞬时的前后不能突变。很明显，三相的直流电流是不相等的。
2、三相短路电流波形
由于有了直流分量，短路电流曲线便不与时间轴对称，
而直流分量曲线本身就是短路电流曲线的对称轴。因此，当已知短路电流曲线时，可以应用这个性质把直流分量从短路电流曲线中分离出来，即将短路电流曲线的两根包络线间的垂直线等分。
3、直流分量起始值越大，短路电流瞬时值越大。 4、三相中直流电流起始值不可能同时最大或同时为零。
由于三相电路对称，只要用（α+120º ）和（α-120º ）代替式中的α就可分别得到b相和c相的电流表达式
ia I m sin(t ) I m 0 sin( 0 ) I m sin( ) e
t Ta
ib I m sin(t 120o ) I m 0 sin( 0 1200 ) I m sin( 1200 ) e
由于使用快速保护和高速断路器后，工程计算在多数情况下，只要求计算短路电流基频交流分量的初始值，即次暂态电流。只要把系统所有的元件都用其次暂态参数代表，次暂态电流的计算就同稳态电流的计算一样了。系统中所有静止元件的次暂态参数都与其稳态参数相同，而旋转电机的次暂态参数则不同于其稳态参数。若需要计算短路后任意时刻的周期电流值，则往往是利用运算曲线法。

电力系统复习题

第一章1 电力系统主要由哪几部分组成？其作用是什么？2 什么是输电网？什么是配电网？它们是如何分类的？3 对电力系统的基本要求是什么？4 什么是额定电压？我国的额定电压分哪几类？5 什么是综合用电负荷？什么是发电负荷？6 架空线路由哪几部分组成，其各部分的作用是什么？7 为什么架空线路多采用钢芯铝绞线？电缆由哪几部分组成？如何分类？8 试标出图示所示电力系统中个变压器的额定电压。

（1-17）9 电能的生产、输送、分配和使用为什么是同时进行的？第二章1、输电线路中采用分裂导线和扩径导线的目的是什么？2、什么是电晕？电晕是如何产生的？如何防止电晕？3、画出长、短输电线路的等值电路？为什么短线路可以忽略电纳的影响？4、 SFL1-31500/110，变比110/11KV ，计算其参数归算到110KV 侧的参数。

5、在上题中S B =100MV A ，U B =110kV ，计算其标幺值。

6、标么值、基准值和有名值三者的关系是什么？7、有名值、标幺值等值电路的计算。

第三章1 某额定电压为10kV 的线路，首端电压为10.5∠5°kV ，末端电压为10kV ，则线路的电压损耗为________、电压降落________、末端电压偏移________。

2 右图所示是等值电路。

计算首端功率、末端电压。

3 SFL1-31500/110，变比110/11KV ，其归算到110KV 侧的参数：R T =2.32Ω，X T =40.3Ω，G T =2.57×10-6S ，B T =18,。

2×10-6S 。

已知始端电压108KV ，输入功率20＋15MV A ，求输出功率，变压器末端电压和低压侧的实际电压4 判断下列图中功率的流动方向5 图示电网的功率分点为610+6MVA-j0.8MVar -j0.8MVar U 1=115kvU =1 kV U ︒∠=1511527 何谓经济电流密度？它与哪些因素有关？8 试就图示系统分析（a ）、（b ）两种情况下线路的电能损耗∆A ，你的结论是什么？ 9 什么是最大功率损耗时间。

电力系统复习题4

电力系统复习题四一、填空题1.所谓次暂态电流就是短路电流分量的初始值。

2.电力系统具有静态稳定性的实用判据为＿＿＿＿＿＿。

3.所谓冲击电流就是短路电流＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

4.简单电力系统保持暂态稳定的条件为；最大可能的减速面积＿＿于加速面积。

5.两相短路时的复合序网为。

6.电力系统电压稳定性的实用判据为。

7.面积定则是指，则系统具有暂态稳定性。

8.Y ，d11接法的变压器，若Y 形侧︒∠==0121A A I I 。

则Δ形侧的=1a I ， 2a I ＝。

9.单相接地短路时的复合序网为。

10.所谓无限大容量电源，是指在这种电源供电的网络内发生短路时，和在短路时保持恒定不变。

11.电力网的功率损耗由和组成.12.多电源三相短路电流的计算方法有和。

13.三相短路瞬间短路电流周期分量有效值为I Z ，冲击系数为K imp ，则短路电流的最大有效值I imp = ，短路冲击电流i imp = 。

14.极限切除时间是指。

15.短路冲击电流发生在短路后的时。

16.常用的负荷曲线有、和，如果负荷变化较小，则T max 较。

17.时数Tmax= 。

若U N =35kV ，R=15Ω，平均功率因数φ=0.85，则其一年内的电能损耗为。

二、判断题1．为了提高电力系统的暂态稳定性，自动重合闸速度越快越好。

（）2.在提高电力系统静态稳定的各种措施中，即经济又行之有效的办法就是采用自动励磁调节器。

（）3.无限大容量电源的主要特点是容量无限大。

（）4.当采用比例式自动调节励磁装置时，可认为暂态电势Eˊ不变。

（）5．当采用微分式自动调节励磁装置时，可认为暂态电势Eˊ不变。

( )6.离短路点越远，节点的负序和零序电压越高。

( )7.运算曲线的函数关系式为I*t=f(X js*，t)。

（）8.短路冲击电流是指短路电流可能达到的最大周期分量瞬时值。

（）9.变压器零序电抗X0和正序电抗X1的关系为X0>X1。

大学《电力系统分析基础》试题库及答案

单选题短路容量的计算式子为SD＝( )MVA。

收藏A.UAV(kV)ID(kA)B.UAV*ID*C.UAV(kV)ID*D.UAV(KV)ID(kA)回答错误!正确答案： A系统的初始运行条件、故障持续时间均完全相同的情况下，导致系统的暂态稳定性最差的故障应为( )收藏A.两相短路B.三相短路C.单相接地短路D.断相故障回答错误!正确答案： B电力系统运行稳定性主要是指下列哪个元件的运行稳定性( )收藏A.输电线路B.发电机C.电动机D.变压器回答错误!正确答案： B高峰负荷时将中枢点电压升高，低谷负荷时将其下降的调压方式是（）收藏A.逆调压B.顺调压常调压D.无法确定回答错误!正确答案： A等面积定则主要用于分析简单系统的( )收藏A.调压计算B.暂态稳定分析C.潮流计算D.故障计算回答错误!正确答案： B电力系统有功日负荷曲线下所包含的面积代表了负荷的( )。

收藏A.电压水平B.功率大小C.功率因数D.电能损耗回答错误!正确答案： D变压器二次侧连接在500kV的电力线路上，则其二次侧的额定电压为：( ) 收藏A.525kVB.550kVC.510kVD.500kV回答错误!正确答案： B通过改变变压器变比，实质上( )收藏增加了整个电力系统的无功功率容量B.改变了电压损耗的数值C.改变了电力网的无功功率分布D.改变了负荷变化时次级电压的变化幅度回答错误!正确答案： D电压中枢点是指( )收藏A.反映系统电压水平的主要变电所母线B.反映系统电压水平的主要发电厂母线C.电机输出线D.A或B回答错误!正确答案： D计算变压器电阻时需用的技术数据为( ) 收藏A.UK％B.I0％C.△P0D.PK回答错误!正确答案： D可以发出和吸收无功功率的设备是( ) 收藏A.静止补偿器、并联电容器B.并联电抗器、调相机C.调相机、静止补偿器D.发电机、并联电容器回答错误!正确答案： C在丰水季节，电力系统调频厂常选择( )收藏A.高温高压火电厂B.大中型火电厂C.中温中压火电厂D.小水电站回答错误!正确答案： C以下三绕组变压器关于短路电压计算的公式哪个是正确的( ) 收藏A.Uk(1-2)％＝1/2(Uk1％+Uk2％)B.Uk3％＝1/3［Uk(3-1)％+Uk(2-3)％-Uk(1-2)％］C.Uk3％＝1/2［Uk(3-1)％+Uk(2-3)％-Uk(1-2)％］D.Uk (2-3)％＝Uk2％-Uk3％回答错误!正确答案： C潮流方程是( )收藏A.代数方程B.微分方程C.微分方程组D.代数方程组回答错误!正确答案： D简单系统静态稳定判据为（）收藏A.dPE /dδ＝0B.dPE /dδ＜0dPE /dδ ＞0D.都不对回答错误!正确答案： C按物理性质负荷可分为：( )收藏A.有功负荷和发电负荷B.三个级别的负荷C.有功负荷D.有功负荷和无功负荷回答错误!正确答案： D有功功率最优分配的准则是( )收藏A.按消耗量B.按等耗量微增率分配C.按等比耗量D.按效率相同回答错误!正确答案： B电力系统不对称短路包括几种短路类型( ) 收藏A.2B.3C.1D.4回答错误!正确答案： B电力系统短路故障中，最严重的故障是( ) 收藏二相短路B.二相接地C.单相接地D.三相短路回答错误!正确答案： D电气制动是当系统发生故障后迅速地投入( )收藏A.电抗与电容器串联B.电容器C.电抗器D.电阻回答错误!正确答案： D一连接在10kV线路上变压器其一次侧的额定电压为：( ) 收藏A.10.5kVB.10kVC.11kVD.10.25kV回答错误!正确答案： B由发电机调速器参与的频率调整属于( )收藏A.二次调频B.一次调频C.三次调频D.四次调频回答错误!正确答案： C电力系统发生两相接地时，正序增广网络中附加电抗的大小为( ) 收藏A.B.X∑2∥X∑0C.X∑0+X∑1+X∑2D.X∑0+X∑2回答错误!正确答案： B我国6kV的电路的平均额定电压为：( )收藏A.6.15kVB.6.3kVC.6.5kVD.6.6kV回答错误!正确答案： B电压等级中10kV，35kV…等是指电压的( )收藏A.线电压有效值B.线电压幅值C.相电压幅值D.相电压有效值回答错误!正确答案： A减小发电机组的原动机出力将使系统静态稳定性（）收藏A.以上都不对B.提高降低D.不变回答错误!正确答案： D电力系统分析中，所用的无功功率的单位取( )收藏A.MVAB.MWC.MVARD.kV回答错误!正确答案： C计算初步功率分布的目的主要是为了( )收藏A.寻找无功功率分点B.寻找pu 节点C.寻找有功功率分点D.寻找平衡节点回答错误!正确答案： A越靠近电源点负序电压越( )收藏A.低B.无法确定C.高D.不变回答错误!正确答案： A变压器中性点经小电阻接地的主要作用是（）收藏调整电压B.电气制动C.调整频率D.调控潮流回答错误!正确答案： B冲击系数kim的数值变化范围是( )收藏A.1≤kim≤2B.0≤kim≤1C.1≤kim≤3D.0≤kim≤2回答错误!正确答案： A当电力系统正常运行时，发电机的机械功率与电磁功率相比（）收藏A.机械功率与电磁功率基本相等B.机械功率远大于电磁功率C.无法确定D.机械功率远小于电磁功率回答错误!正确答案： A煤耗率单位( )收藏A.g/h.B.g/WC.g/KwD.g/kWh回答错误!正确答案： D分析简简单系统的暂态稳定性可以应用( )收藏A.对称分量法B.等面积定则C.小干扰法D.等耗量微增率准则回答错误!正确答案： B我国规定的平均额定电压等级为( )收藏A.10，35，110，220，330，500kVB.11，38，121，242，363，550kVC.10，38.5，121，220，330，500kVD.10.5，37，115，230，345，525kV回答错误!正确答案： C同步调相机可以向系统中( )收藏A.只能发出感性无功B.发出感性无功C.既可为A，也可为BD.吸收感性无功回答错误!正确答案： C对于无调节励磁的隐极电机，Eq和U恒定时，以下哪个特性是正确的( )。

近端短路的一台发电机馈电的三相短路电流初始值I″k的计算

三、近端短路的一台发电机馈电的三相短路电流初始值I″k的计算1.按公式计算靠近发电机端或有限电源容量的网络发生短路的主要特点是：电源母线上的电压在短路发生后的整个过渡过程不能维持恒定，短路电流交流分量随之变化，见图4-1 (b)，电源的内阻抗不能忽略不计。

图4-1 短路电流波形图(a)远端短路时的电流波形图;(b)近端短路的电流波形图I″k—对称短路电流初始值; ip—短路电流峰值; Ik—稳态短路电流iDC—短路电流直流分量; A—直流分量iDC的初始值短路电流的变化与发电机的电参数及电压自动调整装置的特性有关。

工程设计中常采用运算曲线法计算短路过程某一时刻的短路电流交流分量。

因为同步电机的转子绕组(等效阻尼绕组及励磁绕组)的磁链在突然短路瞬间不能突变，与转子绕组的磁链成正比的超瞬态电动势E″，在突然短路瞬间仍保持短路前的数值，因此短路电流交流分量的起始值，即超瞬态短路电流有效值I″k可利用公式直接计算对于汽轮发电机(4-17)或(4-18)对于水轮发电机(4-19)式中Ij——基准电流，kA;E″——发电机超瞬态电动势，工程计算中可以认为E″≈UrG，kV;UrG——发电机额定电压，kV，UrG＝1.05Un;Un——系统标称电压，kV;X″d——发电机超瞬态电抗，Ω;Xw——自发电机出口至短路点间的短路电路电抗，Ω;X″*d、X*w——以发电机额定总容量SnΣ为基准容量的X″d和Xw的标幺值;K——考虑到水轮发电机的超瞬态电抗X″d值比较大而引入的计算系数，见表4-14。

表4-14 水轮发电机的计算系数K值2.按发电机运算曲线计算用运算曲线(图4-4～图4-12) 或查相对应的发电机运算曲线数字表(表4-15～表4 -18)计算交流分量是十分简便的。

由于在制定运算曲线时计及了同步电机的过渡过程和负荷对交流分量的影响，因而也是比较准确的。

用运算曲线计算交流分量的步骤如下：图4-4 汽轮发电机运算曲线(一) (Xc＝0.12～0.5，t=0～1s)图4-5 汽轮发电机运算曲线(二) (Xc＝0.12～0.5，t=1～4s)图4-6 汽轮发电机运算曲线(三) (Xc＝0.5～3.45，t=0～0.2s)图4-7 汽轮发电机运算曲线(四) (Xc＝0.5～3.45，t=0.2、0.6s)图4-8 汽轮发电机运算曲线(五) (Xc＝0.5～3.45，t=0.6～4s)图4-9 水轮发电机运算曲线(一) (Xc＝0.5～3.5，t=0、0.1s)图4-10 水轮发电机运算曲线(二) (Xc＝0.18～0.56，t=0～0.4s)图4-11 水轮发电机运算曲线(三) (Xc＝0.18～0.56，t=0.4～4s)图4-12 水轮发电机运算曲线(四)(Xc＝0.5～3.5，t=0.1～4s)(1) 网络简化。

电力系统第八章电力系统故障的分析与实用计算解析

(8-8)
式中，称为非周期分量电流的衰减系数。
式（8-8）中的、、、都与回路中元件参数有关，对某一具体回路，它们的值是固定的。式中的则与故障时刻有关，不同时刻短路，的值不同，从而非周期分量电流也不同。而且，由于三相电压的合闸相角不可能相同，每相中的非周期分量电流也不相同。
将式（8-8）代入式（8-4）中，便得a相电流的完整表达式
(MVA) （8-15）
式中，为短路处网络的额定电压（kV）；为短路电流的有效值（kA）。
用标幺值表示是，若取 ,则
(8-16)
这就是说，短路功率的标幺值和短路电流的标幺值相等。利用这一关系短路功率很容易求得
(MVA)(8-17)
短路功率主要用来校验断路器的切断能力。把短路功率定义为短路电流和网络额定电压的乘积，这是因为：一方面断路器要能切断短路电流，另一方面，在断路器断流时，其触头应该经受住额定电压的作用。在有名制的短路实用计算中，网络额定电压一般可用平均额定电压，即；短路电流的有效值，一般只计短路电流周期分量的有效值，即。则式（8-15）变为
电力系统发生三相短路时，主要由同步发电机供出短路电流，它仍包含不同时间常数衰减的周期分量和非周期分量。由于短路发生在有很多发电机和很多支路的系统中，要准确地求取短路电流各分量大小和变化规律是相当困难的。不过在某些情况下，产生电流的电源电动势在短路的暂态过程中，可以近似的看作是不变的，这样分析起来就大为简单了。由无限大容量电源供电的电路就属于这种情况，于是就引出了无限大容量电源的概念。
总之，电源的端电压及频率在短路后的暂态过程中保持不变，是无限大容量电源供电电路的重要特性。这样，在分析此种电路的短路暂态过程中，就可以不考虑电源内部的暂态过程。因此，问题也就简单多了。

短路电流计算曲线的概念

（6-25）
1
二、计算曲线的制作条件根据我国的实际情况，制作曲线时选用所示的接线。
在短路过程中，负荷用恒定阻抗表示，即
2 V Z (cos jsin ) LD S LD
（6-26）
1 , cos 0 . 9 式中，取 V
2
x" d
xT
xL
f
xjs
xjs=x"d+xT+xL
Is* 1 /x s*
有名值
I I I I / x s s B s * *B
3 V IB S IB av B x s * Is 3 V Is S S av
短路功率
S S S B/ X ff *
xG E∑ xT xL C Xs﹡ Is S=∞
21
三、求IS、SS

根据断路器的断流容量
计算曲线只作到 xjs 3.45 为止。当 xjs 3.45 时，近似地认为短路周期电流的幅值已不随时间而变，直接按下式计算即可
Ip* 1/ xjs
（6-27）
3
4
5
三、计算曲线的应用（一）网络的化简与电源合并 1、网络化简忽略负荷（xjs与LD无关）化简成完全网形电路（含电源点和短路点）略去电源点之间的转移阻抗
xG E∑ SG
BK
xT
xL
C
Xs﹡ S=∞
SNBK
S S S S NB K G
母线c左侧的G向f点提供的短路功率
S S B B x s * S S S S NB K G
归算到基准功率SB 的标幺值电抗
22
SB SG x f
已知系统对短路点的转移电抗

三相短路电流的计算

技
业的贡献，有必要从专业、技能、经验、学历以及年龄等多方面进行考
术
量。
方
面
➢ 软件技术领域最好根据研发人员所擅长的技术能力来划分不同的专业技
术组。
➢ 培养研发人员对新技术的学习掌握，并创新应用。
5.1.2 软件生产函数
提高软件生产率的主要举措有：
➢ 建立良好的人才激励机制，通过物质、精神奖励以及职务晋升制度提高
X *ca
X *dK
S N Sd
（4.4.11）
南京师范大学电气工程系
有限容量电源系统三相短路电流的计算
注意：
通过运算曲线法求得的I*pt 是以向短路点直接提供短路电流的发电机总容量为基准功率所对应的三相短路电流周期分量在t时刻的有效值的标幺值。因此，所求短路后t时刻的短路电流周期分量有效值为
③生产函数具有非负性，总产出必须是正值，且总产量是生产要素组合的结果，单一要素的投入是不能获得产出的
5.1.1 生产函数
3. 规模报酬规模报酬又称为规模经济，主要研究所有要素都同比例增加时，产量时如何发生变化的。
通常在规模较小时，增加投入可以促进规模报酬递增，而当规模达到一定程度时，则会出现规模报酬递减的情况。
Ip
U av 3X K
无穷大电源系统三相短路电流的计算
2.短路电流冲击值
由式（4.2.9）和（4.2.10）可求得短路电流冲击值和短路冲击电流有效值
ish 2Ksh I I sh I 1 2(Ksh 1)2
（4.4.6）（4.4.7）
无穷大电源系统三相短路电流的计算
3.三相短路功率
4.4 三相短路电流的计算
无穷大容量电源系统的三相短路电流计算有限容量电源系统的三相短路电流计算

第三章电力系统三相短路电流的实用计算

第三章电力系统三相短路电流的实用计算上一章讨论了一台发电机的三相短路电流，其阐发过程已经相当复杂，并且还不是完全严格的。

那么，对于包含有许多台发电机的实际电力系统，在进行短路电流的工程实际计算时，不成能也没有必要作如此复杂的阐发。

实际上工程计算时，只要求计算短路电流基频交流分量的初始值I ''即可。

1、I ''假设取 1.8M K =2.551.52M ch M ch i i I I I I ''==''==2、求I ''的方法：〔1〕手算〔2〕计算机计算〔3〕运算曲线法：不单可以求0t =时刻的I '，还可以求任意时刻t 的t I 值。

§3－1I ''的计算〔I ''－周期分量起始有效值〕一、计算I ''的条件和近似1、电源参数的取用〔1〕发电机：以101E ''和d X ''等值〔且认为d q X X ''''=，即都是隐极机〕 101101101d E U jI X ''''=+ 〔3－1〕101E ''在0t =时刻不突变。

〔2〕调相机：与发电机一样，以101E ''和d X ''等值但应注意：当调相机短路前为欠激运行时，∵101101E U ''< ∴不提供§3－2应用运算曲线法求任意时刻周期分量有效值tI由上章的阐发可知，即使是一台发电机，要计算其任意时刻的短路电流，也是较繁的。

首先必需知道各时间常数、电抗、电势参数，然后进行指数计算。

这对工程上的实用计算显然不适合的。

50年代以来，我国电力部分持久采用畴前苏联引进的一种运算曲线法来计算的。

此刻试行据我国的机组参数绘制的运算曲线，下面介绍这种曲线的制定和应用。

《电力系统基础》课程标准

《电力系统基础》课程标准一、课程说明二、课程定位《电力系统基础》是机电大类与自动化大类专业的专业基础课程。

在本专业的职业能力培养中所起着承前启后的作用，既是前期理论课的延续，又是学习其他专业课的前提。

本课程的前期课程主要有《电工基础》、《电机学》《电子技术》等，后续的专业课程主要有《电气设备》《继电保护》《配网自动化》等。

通过本课程的学习，学生具有表述电力系统的基本概念的能力；具有进行潮流分析与计算的能力；具有进行故障分析与计算的能力；具有进行电力系统频率与电压的调整的能力；具有提出提高电力系统稳定性的措施的能力。

三、设计思路通过对电力系统自动化所对应的工作岗位的分析，并针对高职学生理论基础相对较好，理论学习能力相对较高的特点，确定了本课程的思路为：以职业教育特点出发，以项目教学方法开展教学。

在组织教学过程中，从电力系统的角度出发，坚持理论联系实际，着眼于提高学生对电力系统的分析能力，计算能力的目的来实施教学。

四、课程培养目标完成本课程学习后能够获得的理论知识、专业能力、方法能力、社会能力。

1.专业能力（1）通过《电力系统基础》课程的学习，学生具有描述电力系统的基本框架的能力。

（2）通过《电力系统基础》课程的学习，学生具有计算、绘制电力系统的发电机、变压器、电力线路、负荷各的参数及等值电路、电力系统的等值电路的能力。

（3）通过《电力系统基础》课程的学习，学生具有进行电力系统潮流计算能力。

（4）通过《电力系统基础》课程的学习，学生具有进行频率调整和电压调整的能力。

（5）通过《电力系统基础》课程的学习，学生具有表述电力系统负荷的分类及特点的能力，具有进行电能损耗的计算；并掌握降低电力网电能损耗的措施，能进行导线截面的选择的能力。

（6）通过《电力系统基础》课程的学习，学生具有进行无限大容量供电系统的三相短路计算的能力。

（7）通过《电力系统基础》课程的学习，学生具有进行电力系统不对称故障的分析计算的能力。

第三章：电力系统三相短路实用计算

E ＿
''
＋
1
x '' d1
xL1
E ＿
''
＋
2
xd'' 2
+ xL2
U f |0|
x '' d1 xL1
xd'' 2
xL2 U f |0|
正常分量
故障分量
采用
E'' |0|
1
和忽略负荷的近似后
I
'' f

1
x '' d1

xL1

1
x'' d2

x '' L2
或者应用叠加原理，直接由故障分量求的
G
G
S LD1
L1 L2
S LD 2
f (3)
K
S LD 3
SLD1 SLD 2 SLD 3 为负荷
短路发生在 K 点
发生三相短路后的等效电路图
_
+ E1''
x '' d1
_
+ E2''
xd'' 2
xL1
零点电势等效为
xL2
U f |0|
U f |0|
上图可以等效故障后网络=正常分量＋故障分量
SB
30 103

1650A
3U B 3 10.5
k (3) 115kV
50km
xd
xd
U S
2 N
N
U
2 B
xd 0.2

用运算曲线求任意时刻短路点的短路电流

I 3
x4
I 4
x5
I 5
f
第三节转移阻抗及其求取方法

①计算网络的演变合并电流
x1
E
x2
E E E E 1 2 3 x4
x5
f
x3
第三节转移阻抗及其求取方法

将电流电势同时倒向（运算关系不变）
x1 x2
I 1 I 2
I 3
x4
x3
I 4
第四节

计算机计算三相短路的初始值
一、等值网络根据叠加原理：短路分量=正常运行分量+故障分量正常运行分量可由潮流计算得；
I
f
U
f 0
第四节

计算机计算三相短路的初始值

二、用节点阻抗矩阵计算节点故障电流周期分量（一）网络方程 U ZI １、通用方程 U—节点电压 I—注入电流 Z—阻抗矩阵
E Z if i I
if
E E E I f 1 2 i Z1 f Z 2 f Zif
E i
f
I i
Z if
第三节转移阻抗及其求取方法

２、影响因素１）各电源到短路点的公共阻抗，形成相互影响（互感）
E1 Z1 Z2 E2

当除ｉ节点外所有其他节点注入的电流均为０时，ｊ节点电压与ｉ节点电流之比 Z Z U
j ij ji
I i
第四节

计算机计算三相短路的初始值
２、f点短路后的故障分量方程
G1
1 xG
2 xG
G2

U 已知 U f f 0

6.4 电力系统三相短路的实用计算

6.4 电力系统三相短路的实用计算6.4.1 短路电流实用计算的基本假设与基本任务电力系统短路计算可分为实用的“手算”计算和计算机算法。

大型电力系统的短路计算一般均采用计算机算法进行计算。

在现场实用中为简化计算，常采用一定假设条件下的“手算”近似计算方法，短路电流实用计算所作的基本假设如下：①短路过程中发电机之间不发生摇摆，系统中所有发电机的电势同相位。

采用该假设后，计算出的短路电流值偏大。

②短路前电力系统是对称三相系统。

③不计磁路饱和。

这样，使系统各元件参数恒定，电力网络可看作线性网络，能应用叠加原理。

④忽略高压架空输电线路的电阻和对地电容，忽略变压器的励磁支路和绕组电阻，每个元件都用纯电抗表示。

采用该假设后，简化部分复数计算为代数计算。

⑤对负荷只作近似估计。

一般情况下，认为负荷电流比同一处的短路电流小得多，可以忽略不计。

计算短路电流时仅需考虑接在短路点附近的大容量电动机对短路电流的影响。

⑥短路是金属性短路，即短路点相与相或相与地间发生短接时，它们之间的阻抗是零。

在前面已介绍了在突然短路的暂态过程中，定子电流包含有同步频率周期分量、直流分量和二倍频率分量。

由于实际的同步发电机具有阻尼绕组或等效阻尼绕组，减小了、轴的不对称，使二倍频率分量的幅值很小，工程上通常可以忽略不计；定子直流分量衰减的时间常数很小，它很快按指数规律衰减到零。

因此，在工程实际问题中，主要是对短路电流同步频率周期分量进行计算，只有在某些情况下，如冲击电流和短路初期全电流有效值的计算中，才考虑直流分量的影响。

短路电流同步频率周期分量的计算，包括周期分量起始值的计算和任意时刻周期分量电流的计算。

周期分量起始值的计算并不困难，只需将各同步发电机用其次暂态电动势(或暂态电动势)和次暂态电抗(或暂态电抗)作为等值电势和电抗，短路点作为零电位，然后将网络作为稳态交流电路进行计算即可；而任意时刻周期分量电流要准确计算非常复杂，工程上常常采用的是运算曲线法，运算曲线是按照典型电路得到的的关系曲线，根据各等值电源与短路点的计算电抗和时刻t，即可由运算曲线查得。

电力系统短路电流计算及标幺值算法

第七章短路电流计算Short Circuit Current Calculation§7-1 概述 General Description一、短路的原因、类型及后果The cause, type and sequence of short circuit1、短路：是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生通路的情况。

2、短路的原因：⑴元件损坏如绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良等所造成的设备缺陷发展成短路.⑵气象条件恶化如雷击造成的闪络放电或避雷器动作；大风造成架空线断线或导线覆冰引起电杆倒塌等.⑶违规操作如运行人员带负荷拉刀闸；线路或设备检修后未拆除接地线就加电压.⑷其他原因如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等.3、三相系统中短路的类型：⑴基本形式: )3(k—三相短路；)2(k—两相短路；)1(k—单相接地短路；)1,1(k—两相接地短路；⑵对称短路：短路后，各相电流、电压仍对称,如三相短路；不对称短路：短路后，各相电流、电压不对称;如两相短路、单相短路和两相接地短路.注:单相短路占绝大多数；三相短路的机会较少,但后果较严重。

4、短路的危害后果随着短路类型、发生地点和持续时间的不同，短路的后果可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。

短路的危险后果一般有以下几个方面。

（1）电动力效应短路点附近支路中出现比正常值大许多倍的电流，在导体间产生很大的机械应力，可能使导体和它们的支架遭到破坏。

（2）发热短路电流使设备发热增加，短路持续时间较长时，设备可能过热以致损坏。

（3）故障点往往有电弧产生，可能烧坏故障元件，也可能殃及周围设备. （4）电压大幅下降，对用户影响很大. （5）如果短路发生地点离电源不远而又持续时间较长，则可能使并列运行的发电厂失去同步，破坏系统的稳定，造成大片停电。

这是短路故障的最严重后果。

（6）不对称短路会对附近的通讯系统产生影响。

发电厂电气部分课后题部分答案

第一章电力系统概述1．何谓电力系统、动力系统及电力网?答：电力系统是指由发电机、输配电线路、变配电所以及各种用户用电设备连接起来所构成的有机整体。

动力系统由电力系统再加上发电厂的动力部分（火电厂的锅炉、汽轮机、热力管网等；水电厂的水库、水轮机、压力管道等）构成。

电力网指在电力系统中，由各种不同电压等级的电力线路和变配电所构成的网络，简称电网。

2．联合成电力系统并不断扩大有什么优越性?答：联合成电力系统并不断扩大的优越性有：（1）提高供电的可靠性；（2）减少系统中总备用容量的比重；（3）减少总用电负荷的峰值；（4）可以安装高效率的大容量机组；（5）可以水火互济节约能源改善电网调节性能；（6）可以提高电能质量。

3．何谓电力系统额定电压?我国电网和用电设备的额定电压有哪些等级?答：额定电压指某一受电器（电动机、电灯等）、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益的电压。

我国电网和用电设备的额定电压等级有220V、380V、3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、154 kV、220 kV、330 kV、500 kV、750 kV、1000 kV。

4．电能的质量指标有哪几项?简要说明其内容。

答：电能的质量指标主要是频率、电压和波形三项。

（1）频率：对大型电力系统，频率的允许范围为50Hz±0.2Hz，对中小电力系统，频率的允许范围是50Hz±0.5Hz。

（2）我国规定用户处的电压容许变化范围是：1）由35kV及以上电压供电的用户：±5％；2）由10kV及以下电压供电的高压用户和低压电力用户：±7％；3）低压照明用户：-10％～+5％。

（3）波形：电力系统供电电压或电流的标准波形是正弦波。

5．电力系统中性点有哪几种运行方式?各有什么优缺点?我国大体上用怎样的电压等级范围?答：（1）电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式有中性点不接地、直接接地、经电阻接地和经消弧线圈接地运行方式。