电力系统暂态分析学习指导教学内容
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 S S X X ⋅=)*()*( ………………………………（7-1） 式中 )*(N X —— 发电机额定值为基准值的电抗标幺值；B S —— 基准容量；N S —— 发电机额定容量。
（2） 变压器 NBK B S S U X ⋅=100%)*( ………………………………（7-2） 式中 %K U ——变压器短路电压百分数。
（3） 电力线路架空线路 2)*(4.0BBB U S L X ⋅⋅= ………………………（7-3） 电缆线路2)*(08.0BBB U S L X ⋅⋅= ……………………… （7-4）式中 L —— 电力线路长度； B U —— 基准电压。
《电力系统暂态分析》课程教学大纲(第一章)
页脚内容1第一章 电力系统故障分析的基本知识第一节 故障概述一、故障的分类在电力系统的运行过程中，不可避免地会出现故障。
凡造成电力系统运行不正常的任何连接或情况均称为电力系统故障。
电力系统故障有多种类型，如短路、断线或它们的组合。
短路又称为横向故障，断线又称为纵向故障。
短路又可分为单相接地短路、两相短路、两相接地短路和三相短路，分别记为)1(f 、)2(f 、)1,1(f 和)3(f 。
三相短路时三相回路仍然是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相回路不对称，因此称为不对称短路。
断线故障又可分为单相断线和两相断线，分别记为）（1O 和）（2O 。
三相断线如同开断一条支路，一般不作为故障处理。
断线又称为非全相运行，也是一种不对称故障。
大多数情况下在电力系统中一次只有一处故障，称为简单故障或单重故障。
但有时可能有两处或两处以上同时发生故障，称为复杂故障或多重故障。
由此，将电力系统故障分类归纳如下：1）从形式上分为：短路故障和断线故障，或简单故障和复杂故障； 2）从分析方法上分为：对称故障和不对称故障；3）从计算方法上分为：并联型故障（复合序网并联的情况）和串联型故障（复合序网串联的情况）。
二、短路故障电力系统中最常发生、危害最严重的是短路故障。
因此故障计算的重点是短路，也常称为短路计算。
1. 短路的定义短路是电力系统最常见、也是最严重故障。
所谓短路，是指电力系统正常运行情况之外的一切相与相或相与地（对于中性点接地的系统）之间的短接。
电力系统正常运行时，相与相及相与地之间是不直接相连的，或者说是相互绝缘的。
如果由于某种原因使绝缘破坏，形成了相互间的通路，就发生了短路。
2. 短路的原因由上述定义可知，导致短路发生的根本原因是电气设备载流体部分相与相之间或相与地之间的绝缘损坏。
引起绝缘破坏的很多，包括客观原因和主观原因。
客观原因有：绝缘材料自然老化、污秽或机械损伤，雷击过电压造成的闪络放电或避雷器动作；污染造成绝缘子在正常工作电压下放电；大风或覆冰引起电杆倒塌或断线，动物跨接，树枝碰线等。
电力系统暂态分析学习计划
电力系统暂态分析学习计划一、学习目标电力系统暂态分析是电力系统工程中非常重要的一部分，它能够帮助工程师了解电力系统在瞬态运行状态下的稳定性和可靠性。
要想熟练掌握电力系统暂态分析的各项知识和技能，需要将学习目标确定为以下四个方面：1. 熟练掌握电力系统暂态运行原理和基本概念；2. 理解电力系统暂态分析的数学模型和方法；3. 掌握电力系统暂态分析软件的使用技巧；4. 能够进行电力系统暂态分析并提出合理的改进方案。
二、学习内容1. 电力系统暂态运行原理和基本概念在学习此部分内容时，需要了解电力系统在发生故障或其他突发事件时的暂态过程，以及各种暂态现象的特点和影响。
对于电力系统的暂态过程有一个全面的了解，对于之后的学习会有很大帮助。
2. 电力系统暂态分析的数学模型和方法电力系统暂态分析需要一定的数学模型和方法来求解。
在此部分需要学习电力系统暂态分析的常用数学工具和方法，例如潮流计算、节点电压稳定分析、系统频率响应等。
3. 电力系统暂态分析软件的使用技巧学习使用电力系统暂态分析软件对于工程师来说是必不可少的，因为软件能够帮助工程师更快速和准确地进行电力系统暂态分析。
在学习此部分内容时，需要掌握如何使用主流的电力系统暂态分析软件，例如PSCAD、EMTP和DIgSILENT等。
4. 电力系统暂态分析的应用与改进在掌握了电力系统暂态分析的基础知识和技能之后，需要学习如何在实际工程中应用电力系统暂态分析的结果，并提出合理的改进方案。
这需要理论与实际相结合，通过案例分析和工程实践来提高自己的应用能力。
三、学习计划为了能够熟练掌握电力系统暂态分析的各项知识和技能，我制定了如下学习计划：1. 第一阶段：电力系统暂态运行原理和基本概念学习内容：电力系统暂态现象的特点和影响、电力系统暂态过程中的基本概念、暂态稳定性和可靠性分析。
学习时间：2周学习方法：自学教材、查阅相关文献、参加网络课程。
2. 第二阶段：电力系统暂态分析的数学模型和方法学习内容：电力系统暂态分析的基本方程与物理背景、电力系统潮流计算、节点电压稳定分析、系统频率响应等。
20电力系统暂态分析教学大纲.doc
《电力系统暂态分析》课程教学大纲大纲执笔人：马士英大纲审核人：课程编号：电力系统暂态分析英文名称：Transient- state Analysis of Power system学分：3.5总学时：56 。
其中，讲授52学时，实验4学时。
适用专业: 电气工程及其自动化先修课程：电路，电机学，电力系统稳态分析，积分变换一、课程性质与教学目的电力系统暂态分析是电气工程及其自动化专业的主要专业课，必修课程。
该课程以电路理论和电机学为基础，以研究电力系统暂态情况下电力系统的建模方法、电磁暂态过程分析计算方法和电力系统稳定性的分析计算方法为主要内容。
通过本课程的学习，使建立电力系统暂态过程的概念；掌握电力系统故障的分析计算和电力系统稳定性的分析方法；了解提高电力系统稳定的方法措施。
结合实验等实践性教学环节，进行电气工程技术人员所需的基本专业技能训练。
为学生进一步学习后续专业课程和日后从事电力工程工作打下基础。
同时，培养学生的辨证思维能力，树立理论联系实际的科学观点；提高学生分析和解决工程实际问题的能力。
二、基本要求（一）了解电力系统稳定性的概念及分类方法；电力系统故障的分类、危害及故障原因；同步发电机三相短路的内部物理过程；发电机的基本方程及其应用；自动调节励磁系统对静态稳定性和暂态稳定性的影响；多机系统静态稳定性的近似分析方法；复杂电力系统暂态稳定计算方法。
（二）掌握无限大功率电源供电情况下三相短路电流的特点及分析计算方法；发电机的等值电路和三相短路电流周期分量初始有效值和稳态值的计算；短路电流实用计算的内容及计算方法；电力元件和电力系统的的序等值电路及参数计算；电力系统不对称故障时故障处和非故障处电流和电压的计算方法；电力系统元件的机电特性；电力系统静态稳定性概念、实用判据、小干扰法及提高电力系统静态稳定性的措施；电力系统暂态稳定性、等面积定则、暂态稳定性分析计算方法及提高电力系统暂态稳定性的措施。
电力系统暂态分析课程教案
《电力系统暂态分析》课程教案《电力系统暂态分析》课程教案（1）一、讲授题目同步发电机突然三相短路分析二、教学目的了解同步发电机突然三相短路的物理过程，掌握使用同步发电机的基本方程分析电力系统突然三相短路的方法。
三、重点与难点教学重点：1．掌握同步发电机突然三相短路的物理过程；2．掌握同步发电机的基本方程、参数和等值电路；3．应用同步发电机的基本方程分析电力系统突然三相短路；4．掌握同步发电机基本方程的拉氏运算形式。
难点：1．同步发电机基本方程的建立；2．有（无）阻尼绕组的同步发电机等值电路阻抗参数的推导；3．同步发电机定、转子侧各暂态量的对应关系分析；4．同步发电机各暂态量衰减时间常数的推导；5．同步发电机基本方程的拉氏运算形式及应用。
四、教学手段课堂讲授时辅以多媒体教学，尽量形象、具体地描述同步发电机突然三相短路的物理过程以及同步发电机定、转子侧各暂态量的对应关系。
六、试验(无)七、习题习题集8-6、8-10、8-12。
八、备注《电力系统暂态分析》课程教案（2）一、讲授题目电力系统故障的计算机计算二、教学目的掌握使用计算机计算电力系统故障的方法。
三、重点与难点教学重点：1．掌握电力系统故障计算使用的等值网络；2．掌握电力系统故障计算的各序网络电压方程式；3．掌握简单不对称故障的计算通式和通用复合序网；4．了解分析复杂故障的一般方法和N重故障的通用方程式。
难点：1．导纳型节点方程和阻抗型节点方程的形成；2．简单不对称故障的通用复合序网的形成；3．N重故障通用方程式的推导；四、教学手段课堂讲授时辅以多媒体教学，描述复合序网的构成。
并结合后续的上机训练，掌握用计算机计算电力系统故障的方法。
五、教学过程、时间分配六、试验(无)七、习题习题集中有关故障的计算机计算方法的习题。
八、备注《电力系统暂态分析》课程教案（3）一、讲授题目同步发电机及系统主要元件的机电特性二、教学目的了解电力系统功角稳定性的基本概念，掌握电力系统稳定性分析中使用的同步发电机组模型及系统其它主要元件的模型。
电力系统暂态分析大纲
《电力系统暂态分析》课程教学大纲授课专业：电气工程及其自动化学时数：54 学分：3一、课程的性质和目的本课程是电类专业本科生电气工程及其自动化和农业电气化与自动化的专业基础课程。
本课程的任务主要是：使学生对电力系统的故障分析和稳定运行有一般性的全面了解；使学生深入了解电力系统各主要元件的特性、数学模型和相互之间的关系，为进一步掌握和研究电力系统分析和运行问题提供良好的基础；使学生学会电力系统暂态分析的基本原理和方法，并使学生在电力系统方面的工程计算能力及分析和解决问题的能力得到训练和培养；使学生对应用电子计算机进行电力系统分析和计算有一定程度的掌握。
关于电力系统暂态更深入的分析则属选修内容。
二、本课程教学内容第一章电力系统故障分析的基本知识（ 4 学时）要求深刻理解与熟练掌握的重点内容有：1 . 电力系统短路故障的类型、短路故障的影响和短路计算的目的。
2.确定电力系统电气参数的精确法和近似法。
3 。
三相短路的冲击电流、最大有效值电流。
难点：短路电流的周期分量、非周期分量，冲击电流，最大有效值电流第二章同步发电机突然三相短路分析（10学时）要求深刻理解和熟练掌握的重点内容有：1、同步发电机突然三相短路中的物理过程。
2、定子绕组、转子绕组中各电流分量的对应关系和衰减时间常数。
3、同步发电机方程Park变换的物理意义。
4、短路过程中同步发电机的电抗、时间常数和电势。
5、同步发电机的基本方程和等值电路。
6、同步发电机暂态、次暂态电势的物理意义。
要求一般理解和掌握的内容有：1、同步发电机的稳态方程、暂态方程、次暂态方程。
2、励磁绕组方程。
难点：Park变换的物理意义第三章电力系统三相短路的实用算法(6学时)要求深刻理解和熟练掌握的重点内容有：1、短路电流实用计算的基本假设。
2、三相短路计算的运算曲线法。
3、三相短路计算的叠加法。
4、网络化简的星网变换法。
5 、利用节点阻抗矩阵求短路电流的计算机算法原理。
电力系统暂态分析课件 (一)
电力系统暂态分析课件 (一)电力系统暂态分析是电力系统最常用的计算方法之一，主要是用来解决系统中的瞬态问题。
电力系统暂态分析课件是这门课程必备的教学资料，本文将对电力系统暂态分析课件进行详细介绍。
一、课件结构电力系统暂态分析课件通常包括以下内容：电缆模型、线路模型、母线模型、发电机模型、输电线路故障分析、暂态稳定性分析、阻燃电缆故障（以地故障为例）等。
二、课件内容1.电缆模型电缆模型包括绝缘电缆、挤包电缆和油浸电缆等模型。
其中，绝缘电缆通常用于高压电缆，挤包电缆用于低压电缆，而油浸电缆主要应用于高压变压器中。
2.线路模型线路模型主要用于分析输电线路的瞬态过程，以确定瞬态稳定性。
线路模型包括单线图、振荡频率、内电流的幅值、相位和方向以及线路阻抗等。
3.母线模型母线模型用于分析电力系统中的母线瞬态问题。
母线模型包括母线接地故障、短路故障和断路故障等。
4.发电机模型发电机模型用于分析电力系统中的发电机瞬态问题。
发电机模型包括稳态模型和暂态模型。
5.输电线路故障分析输电线路故障分析主要用于分析输电线路故障引起的瞬态问题。
输电线路故障分析主要包括过电压试验、故障距离计算和线路故障的类型等。
6.暂态稳定性分析暂态稳定性分析主要用于分析电力系统是否能够从瞬态过程中恢复稳态。
暂态稳定性分析涉及到短路电流和短路电阻等。
7.阻燃电缆故障阻燃电缆故障是电缆故障中最常见的问题之一。
这种故障通常在电缆内部发生，由于内部各种原因而引起故障，如通电时间过长、电压过高等。
三、使用方法电力系统暂态分析课件的使用一般需要安装类似于Matlab等软件。
学生需要根据课程大纲下达的任务，结合教材和课件进行学习。
课件中包含了大量的算例，可以让学生熟悉系统暂态分析的具体操作过程。
四、总结电力系统暂态分析课件是电力系统暂态分析课程必备的教学资料。
其结构清晰、内容全面，能够帮助学生更好地掌握系统暂态分析的基础知识和实际操作技能。
通过对电力系统暂态分析课件的学习，学生可以更好地理解电力系统的暂态问题，为今后的工作提供指导。
《电力系统分析》课程学习指导及复习资料
《电力系统分析》课程学习指导及复习资料第一部分课程学习目的及总体要求一、课程的学习目的电力系统是一个由大量元件组成的复杂系统。
它的规划、设计、建设、运行和管理是一项庞大的系统工程。
《电力系统分析》便是这项系统工程的理论基础;是电气工程及自动化专业的必修课；是从技术理论课、基础理论课走向专业课学习和工程应用研究的纽带，具有承上启下的作用。
本课程在整个专业教学和培养高质量学生计划中占有十分重要的地位。
该课程充分考虑了电气工程及自动化专业涵盖电力系统及其自动化、继电保护及自动远动、电机与电气，以及工业自动化等专业方向的特点，教学内容的组织力图满足各专业方向的共同需要，为学生进一步学习相关领域的理论和从事相关领域的工作奠定坚实的基础。
通过该课程的学习，既可让学生获得有关电力系统规划、设计、建设、运行和管理的一些具体知识，为后续专业课程及相关专题的学习打下基础，又培养学生综合运用基础知识解决工程实际问题的能力。
该课程主要内容有电力系统的运行状态和特性及其基本要求；电力系统元件模型及其参数计算；电力系统的稳态分析及运行与调整；电力系统三相短路和简单不对称故障的分析计算；电力系统稳定性的分析计算。
通过该课程的学习要求学生全面掌握电力系统分析计算的基本理论和方法，其中主要内容有：电力系统各元件的基本模型及其参数的计算；电力系统稳态运行分析计算，即电力系统电压和功率分布的计算理论和方法；电力系统稳态运行的电压调整和频率调整；电力系统三相短路和简单不对称故障的分析计算;电力系统暂态稳定和静态稳定的分析计算。
第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章电力系统的基本概念1、学习要求（1）应熟悉的内容电力系统的组成：电力系统的额定电压和额定频率：电力系统的运行要求；电力系统的接线方式等。
（2）应掌握的内容电力系统的组成和运行要求；电力系统的额定电压和额定频率；电力系统的接线方式。
（3）应熟练掌握的内容重点要求熟练掌握电力系统的额定电压，特别是如何确定各元件的额定电压。
《电力系统暂态分析》课程教学大纲(第七章)
第七章电力系统暂态稳定第一节概述暂态稳定是指电力系统在某个正常运行方式下，突然受到某种大的干扰后，经过一段暂态过程，所有发电机能否恢复到相同速度下运行，能恢复则称系统在这种运行方式下是暂态稳定的。
暂态稳定与运行方式和扰动量有关。
因此不能够泛泛地说电力系统是暂态稳定或不稳定的，只能说在某种运行方式和某种干扰下系统是暂态稳定或不稳定的。
在某种运行方式下和某种扰动下是稳定的，在另一种运行方式和另一种扰动下可能就是不稳定的。
所谓的运行方式，对系统而言，就是系统的负荷功率的大小，或发电功率的大小；对输电线路而言，就是输送功率的大小。
功率越大，暂态稳定性问题越严重。
所谓大干扰一般指短路故障、切除大容量发电机、切除输变电设备、切除或投入大负荷。
一般短路最为严重，多数情况研究短路故障干扰。
短路故障扰动量的大小与短路地点、短路类型、短路切除时间有关。
短路可能发生在输电线路上，也可能发生在母线或变压器上。
一般发生在母线上较为严重。
短路发生在输电线路上，一般靠近电源侧的较为严重。
短路分为单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路。
一般三相短路较为严重，次之两相接地短路，单相接地短路最轻。
这里所说的短路是单重故障，如果有多种故障，一般多重故障较为严重。
发生短路后，借助断路器断开，将故障的线路、或母线或变压器隔离，保证非故障部分继续运行。
短路切除时间越短，对暂态稳定越有利。
短路切除时间包括继电保护装置和断路器动作的时间。
装有自动重合闸的输电线路，被隔离的输电线路会重新投入运行，如果是瞬时性故障，重合就成功，电网恢复原有状态；如果是永久性故障，重合不成功，故障线路再次被隔离。
重合成功对暂态稳定有利，重合不成功对暂态稳定更不利。
一般用短路故障来检验系统是否暂态稳定。
我国颁布的《电力系统安全稳定导则》规定：①发生单相接地故障时，要保证电力系统安全稳定运行，不允许失负荷；②发生三相短路故障时，要保证电力系统稳定运行，允许损失少量负荷；③发生严重故障时，系统可能失稳，允许损失负荷，但不允许系统瓦解和大面积停电，应尽快恢复正常运行。
《电力系统暂态分析》课程教学大纲(第三章)
第三章 电力系统三相短路电流的实用计算前述短路电流计算复杂却仍非严格，但得出的概念和结论却十分有益，可用来指导三相短路电流的实用计算，也可用来指导后续的不对称故障计算和稳定计算。
在某些事故需精确计算系统电压、电流变化情况时，可用该方法或数值计算法。
一般工程计算不可能也无须采用那么复杂的计算。
而用另一类方法，即实用计算法。
正如在无限大功率电源三相短路电流计算中已指出的，实用计算法的核心是抓住短路电流中的关键量，即短路电流周期分量的初始值，即0=t 时的次暂态电流I ''。
求出它，冲击电流、最大有效值电流和短路容量均可方便得到。
有时需要计算0≠t 时的电流，可用运算曲线查找求得。
第一节 短路电流周期分量初始值的计算由于q dX X ''≈''，取q d X X ''=''，则由式（2-163）和式（2-165）可知，定子短路电流周期分量的初始值为d0d0q 0dq0d d0q qd j j j j j X E X E E X E X E I I I ''''=''''+''=''''-''''=''+''=''由此可见，在求短路电流周期分量初始值时，发电机可用次暂态电势E'' 和次暂态电抗dX ''来等值，等值电路如图3-1所示。
这样，短路电流周期分量初始值得计算实质上是一个稳态交流电路的计算问题。
也正因为这样，有时文献叙述时将“初始值”三字省略了。
d''E'' Gj Q +图3-1 实用计算中的发电机等值电路图一、较精确计算 （一）计算步骤（1）根据电网运行接线图，绘制等值电路图。
电力系统分析课程学习指导资料
电力系统分析课程学习指导资料电力系统分析课程是电力工程专业的核心课程，它主要是介绍电力系统的基础理论和应用知识，培养学生分析和解决电力系统问题的能力。
对于学习本门课程，特别是初学者而言，需要一份有效的学习指导资料，帮助他们掌握知识和提高学习效果。
本文将就电力系统分析课程学习的若干注意事项进行探讨。
一、课程简介电力系统是由发电机、变压器、输电线路、变电所和用电负荷等组成的复杂系统。
电力系统分析课程是在电力系统中运行的各种电气设备和电路等系统的数学和物理建模和分析方法的基础上对电力系统负荷特性、功率流计算、电气设备选型和运行以及保护等方面进行研究。
本课程主要内容包括电力系统模型、功率平衡、潮流计算、短路计算、稳定性分析、保护及继电器选型等。
二、学习指导资料学习电力系统分析课程需要准备的学习指导资料主要有以下几个方面：1.课程教材：典型的课程教材有《电力系统分析及控制》、《电力系统分析导论》、《电力系统分析法》等，这些教材都对电力系统分析的基本理论、方法进行了详细的讲解，建议同学们在选购教材的时候首先考虑教材的知名度和权威性。
2.学习笔记：学习笔记是学习的重要资料之一，同学们在听课的过程中应当结合自己的理解，尽可能详细地记录下每节课的重点知识点，这样不仅有利于及时复习，也可以矫正自己的理解和错误。
3.实践练习：课程的理论知识学习过程中，同学们还需要通过实践练习巩固所学内容。
实践练习可以包括课程教材上的习题，还可以自己设定一些练习题目进行练习。
同时，实践练习还可以通过使用一些电力系统仿真软件进行，这些软件可以帮助同学们更加形象地理解所学内容。
4.教师讲义：一些教师会将课上讲解的内容整理成相应的讲义，供同学们参考。
这些讲义主要是突出课程的亮点和难点，帮助同学们更好地理解相应的内容。
三、学习注意事项学习电力系统分析课程需要注意以下几个方面：1.掌握基础知识：一些基础知识是电力系统分析的重要基础，例如电路分析、矩阵计算、对称分量等。
电力系统暂态分析讲义
电力系统暂态分析讲义第八章电力系统暂态稳定第一节暂态稳定概述暂态稳定分析：不宜作线性化的干扰分析，例如短路、断线、机组切除（负荷突增）、甩负荷（负荷突减）等。
能保持暂态稳定：扰动后，系统能达到稳态运行。
分析暂态稳定的时间段：起始：0~1，保护、自动装置动作，但调节系统作用不明显，发电机采用、PT恒定模型；中间：1~5，AVR、PT的变化明显，须计及励磁、调速系统各环节；后期：5~min，各种设备的影响显著，描述系统的方程多。
本书中重点讨论起始阶段。
基本假定：⑴网络中，ω=ω0（网络等值电路同稳态分析）⑵只计及正序基波分量，短路故障用正序增广网络表示一．物理过程分析~发电机采用E’模型。
故障前：电源电势节点到系统的直接电抗故障中，j某Δ故障切除后：PPIPⅢfeaPT=P0kdacbPⅡ功角特性曲线为：δhδmδ0δcδ●故障发生后的过程为：运行点变化原因结果a→b短路发生PT>PE,加速，ω上升，δ增大b→cω上升，δ增大ω>ω0,动能增加c→e故障切除PT<PE,开始减速，但ω>ω0，δ继续增大e→f动能释放减速，当ωf=ω0，动能释放完毕，δm角达最大f→kPT<PE,减速δ，减小经振荡后稳定于平衡点k结论：①若最大摇摆角，系统可经衰减的振荡后停止于稳定平衡点ｋ，系统保持暂态稳定，反之，系统不能保持暂态稳定。
②暂态稳定分析与初始运行方式、故障点条件、故障切除时间、故障后状态有关。
③电力系统暂态稳定分析是计算电力系统故障及恢复期间内各发电机组的功率角的变化情况（即δ–ｔ曲线），然后根据角有无趋向恒定（稳定）数值，来判断系统能否保持稳定，求解方法是非线性微分方程的数值求解。
P二．等面积定则ｄaPT=P0PI●故障中，机组输入的机械功率>发电机输出的电磁功率，发电机加速，cbPⅡδδ0δcP积分得：左侧＝转子在相对运动中动能的增量；右侧＝过剩转矩对相对位移所做的功――线下方的阴影面积――称为加速面积；●故障切除后PⅢfdaPT=P0PⅡδcδcδm∵时，，∴右侧＝制动转矩对相对角位移所做的功＝线上方的阴影面积（称为减速面积）●因减速过程中，转速恢复同步转速（即加速过程中的动能释放完毕）时δ角达最大，所以加速面积＝减速面积――等面积定则。
电力系统暂态分析讲义
电⼒系统暂态分析讲义第⼀次课教学内容：绪论；电⼒系统故障分析概述教学⽬的：通过本节的教学使学⽣了解电⼒系统运⾏状态的分类和本课程研究的内容；了解电⼒系统故障的类型。
教学步骤：绪论⼀、复习电⼒系统的概念1、电⼒系统由发电机、变压器、线路和负荷组成的⽹络。
它包括通过电⽓的或机械的⽅式连接在⽹络中的设备。
2、电⼒系统的设备分类电⼒元件：⽤于电能的⽣产、变换、输送、分配和消费的设备；控制元件：⽤来改变系统的运⾏状态的设备和装置。
如以后要讲的ZTL、ZTS 和继电保护装置等。
⼆、电⼒系统运⾏状态的描述电⼒系统的运⾏状态⽤运⾏参量来描述。
运⾏参量指反映电⼒系统运⾏状态的物理量，具体有功率、电压、电流、频率、发电机电势相量之间的⾓位移等。
运⾏参量直接由系统参数决定。
系统参数指代表系统元件特性的参数。
如电阻、电抗、电导、电纳、输⼊阻抗、变压器变⽐、时间常数、放⼤倍数等。
系统参数由系统元件的物理性质决定，例如输电线路的电抗取决于导线的截⾯、长度、⼏何均距等。
三、电⼒系统运⾏状态的分类电⼒系统的运⾏状态分为暂态和稳态两种。
1、稳态系统参数保持不变时，描述电⼒系统运⾏状态的运⾏参量亦为常数，电⼒系统的这种运⾏状态称为稳态。
事实上，系统参数是时刻变化的，例如负荷阻抗时刻都在改变，因⽽各运⾏参量亦不能保持常数。
但如果各运⾏参量只在某⼀平均值附近做微⼩的变化，我们就可以认为运⾏参量为常数，即系统的运⾏状态为稳态。
换句话说，电⼒系统的稳态实际上是⼀种相对稳定的运⾏状态。
2、暂态1）暂态的概念系统运⾏参量的⼤⼩由系统参数决定，当系统参数变化后，运⾏参量就会从原来的⼀组数值变为⼀组新的数值，也就是电⼒系统从⼀种稳定运⾏状态变为另⼀种稳定运⾏状态。
由于电⼒系统中惯性元件（电抗、电容、发电机的转⼦等）的作⽤，电⼒系统从⼀种运⾏状态变为另⼀种运⾏状态需要⼀定的过渡过程，这个过渡过程中的电⼒系统运⾏状态称为电⼒系统暂态运⾏。
事实上电⼒系统的参数时刻都在改变，因⽽电⼒系统总是处于暂态过程中。
电力系统暂态分析课程教(学)案
《电力系统暂态分析》课程教案《电力系统暂态分析》课程教案（1）一、讲授题目同步发电机突然三相短路分析二、教学目的了解同步发电机突然三相短路的物理过程，掌握使用同步发电机的基本方程分析电力系统突然三相短路的方法。
三、重点与难点教学重点：1．掌握同步发电机突然三相短路的物理过程；2．掌握同步发电机的基本方程、参数和等值电路；3．应用同步发电机的基本方程分析电力系统突然三相短路；4．掌握同步发电机基本方程的拉氏运算形式。
难点：1．同步发电机基本方程的建立；2．有（无）阻尼绕组的同步发电机等值电路阻抗参数的推导；3．同步发电机定、转子侧各暂态量的对应关系分析；4．同步发电机各暂态量衰减时间常数的推导；5．同步发电机基本方程的拉氏运算形式及应用。
四、教学手段课堂讲授时辅以多媒体教学，尽量形象、具体地描述同步发电机突然三相短路的物理过程以及同步发电机定、转子侧各暂态量的对应关系。
六、试验(无)七、习题习题集8-6、8-10、8-12。
八、备注《电力系统暂态分析》课程教案（2）一、讲授题目电力系统故障的计算机计算二、教学目的掌握使用计算机计算电力系统故障的方法。
三、重点与难点教学重点：1．掌握电力系统故障计算使用的等值网络；2．掌握电力系统故障计算的各序网络电压方程式；3．掌握简单不对称故障的计算通式和通用复合序网；4．了解分析复杂故障的一般方法和N重故障的通用方程式。
难点：1．导纳型节点方程和阻抗型节点方程的形成；2．简单不对称故障的通用复合序网的形成；3．N重故障通用方程式的推导；四、教学手段课堂讲授时辅以多媒体教学，描述复合序网的构成。
并结合后续的上机训练，掌握用计算机计算电力系统故障的方法。
五、教学过程、时间分配六、试验(无)七、习题习题集中有关故障的计算机计算方法的习题。
八、备注《电力系统暂态分析》课程教案（3）一、讲授题目同步发电机及系统主要元件的机电特性二、教学目的了解电力系统功角稳定性的基本概念，掌握电力系统稳定性分析中使用的同步发电机组模型及系统其它主要元件的模型。
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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 S S X X ⋅=)*()*( ………………………………（7-1） 式中 )*(N X —— 发电机额定值为基准值的电抗标幺值；B S —— 基准容量；N S —— 发电机额定容量。
（2） 变压器 NBK B S S U X ⋅=100%)*( ………………………………（7-2） 式中 %K U ——变压器短路电压百分数。
（3） 电力线路架空线路 2)*(4.0BBB U S L X ⋅⋅= ………………………（7-3） 电缆线路2)*(08.0BBB U S L X ⋅⋅= ……………………… （7-4）式中 L —— 电力线路长度； B U —— 基准电压。
（4） 电抗器 2)(*3100%BB N N R B U SI U X X ⋅⋅=………………………（7-5） 式中 %R X —— 电抗器电抗百分数； B I 、B U —— 基准电流、电压；N I 、N U —— 电抗器额定电流、电压。
4、无限大功率电源系统三相短路分析（1）系统电源功率为无限大时，外电路发生故障引起的功率变化远远小于电源功率，因而电源的电压和频率均为恒定的系统，称为无限大功率电源系统。
（2）无限大功率电源系统发生三相短路时，短路电流包含两个分量：一个是幅值恒定的交流分量（周期分量）；一个是衰减的直流分量（非周期分量）。
短路的全电流为：aT tm a Cet I i -+-+=)sin(φαω………………………（7-6）式中 m I —— 短路电流周期分量的幅值； C —— 积分常数；a T —— 短路电流非周期分量衰减时间常数。
（3）短路冲击电流、最大有效值电流、短路容量 冲击电流： ⎪⎩⎪⎨⎧=''=''=''==9.169.28.155.22M M M m M MK I K I I K I K i ……………（7-7）最大有效值电流：⎪⎩⎪⎨⎧=''=''=-+=9.162.18.152.1)1(2122M M Mm M K I K I K I I ……………（7-8）短路容量：d d S U I =⋅ ……………（7-9）式中 d I —— 短路电流周期分量的有效值。
三、例题分析例7-1： 电力网络接线如图所示，计算网络各元件参数标幺值，并画出网络等值电路。
3fG30MVA10.5kV x =0.2631.5MVA 10.5/12110.515MVA 110/6.610.56kV 0.3kA x (%)=580kmkm/4.0Ω 2.5kmkm/08.0Ω解：采用近似计算。
选取MVA S B 100=，B U 选取各段的平均电压，则各元件的电抗标幺值为：10.51156.3BI BII BIII U kVU kV U kV===122 5.50.59.2B B B I kA I kAI kA =========1．发电机87.03010026.0*=⨯=⋅=N B N G S S X X 2．变压器T-1 33.05.31100105.0100%1=⨯=⋅=N B K T S S U X 3．架空线路L-1 1221000.40.4800.24115B L B S X L U =⋅=⨯⨯= 4．变压器T-2 7.015100105.0100%2=⨯=⋅=N B K T S S U X 5．电抗器22100%0.05 1.46100 6.3B DK B S X X U === 6．电缆线路L-2 2221000.080.08 2.50.5046.3B L B S X L U =⋅=⨯⨯= 画出等值电路为：0.870.330.240.71.460.504E()3f 4.1X ∑=124536''110.244.1I X *∑=== ''''30.249.2 2.2B I I I kA *===⨯= ''2.55 2.55 2.2 5.2M I I kA ==⨯= ''1.52 1.52 2.2 3.38M I I kA ==⨯=''456()0.24(0.7 1.460.504)0.62A U I X X X **=++=++=20.6211573.6A A B U U U kV *=⋅=⨯=例7-2： 电力网络接线如图所示，计算网络各元件参数标幺值，并画出网络等值电路。
10.5kV x =0.210.5/121U k %= 10.5110/6.6U k %=10.5100km km/4.0Ω6kV 1.5kA x = 8解：采用近似计算。
选取MVA S B 100=，B U 选取各段的平均电压，则各元件的电抗标幺值为： 1．发电机0.1201002.0*=⨯=⋅=N B N G S S X X 2．变压器T-1 525.020100105.0100%1=⨯=⋅=N B K T S S U X 3．架空线路L 2210010.40.50.41000.1512115B L B S X L U =⋅⋅⋅=⨯⨯⨯= 4．变压器T-27.015100105.0100%2=⨯=⋅=N B K T S S U X 5．电抗器 22100%0.080.465100 6.3B DK B S X X U === 等值电路为：第二章 同步发电机突然三相短路分析一、基本要求了解同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流的近似分析；掌握发电机的暂态和次暂态参数；了解其等值电路以及同步发电机稳态运行方程。
二、重点内容1、同步发电机突然三相短路时，短路电流的分析定子回路电流：稳定的交流、衰减的交流、衰减的直流、衰减的二倍频率交流。
转子回路电流：稳定的直流、衰减的直流、衰减的交流。
2、同步发电机突然三相短路时，短路电流周期分量初始值计算 （1）不计阻尼绕组短路前定子的电压方程： d d q q x I j U E '+='000&&& ……………………………（8-1） 式中 0q E '&——发电机交轴暂态电势； 0q U &—— 短路前端电压的交轴分量； 0d I &—— 短路前电流的直轴分量；d x '—— 发电机直轴暂态电抗。
暂态电势0q E '&在短路前后瞬间是不变的，因此可以由短路前运行方式求得的0q E '&来计算短路电流周期分量的起始值，即暂态电流I'&： ⎪⎭⎪⎬⎫''='''='d qd q x E I x j E I //00&& ………………………………（8-2）工程计算中为了简便计算，虚构暂态电势0E'&代替0q E '&： dx I j U E '+='000&&& ……………………………（8-3） 则暂态电流近似计算公式为：d x E I ''='/0 ………………………………（8-4） （2）计及阻尼绕组短路前定子的电压方程： dd q q x I j U E ''+=''000&&& ………………………………（8-5） qq d d x I j U E ''+=''000&&& ………………………………（8-6） 式中 0q E ''&、0d E ''&——发电机交轴、直轴次暂态电势；0q U &、0d U &——短路前端电压的交轴、直轴分量；0d I &、0q I &——短路前电流的直轴、交轴分量；d x ''、q x ''——发电机直轴、交轴次暂态电抗。
次暂态电势0q E ''&和0d E ''&在短路前后瞬间是不变的，因此可以由短路前运行方式求得的次暂态电势来计算次暂态电流：⎪⎭⎪⎬⎫''''=''''''=''q d q d q d x j E I x j E I //00&&&& ……………………………（8-7）式中 d I ''&、q I ''&——直轴、交轴次暂态电流。
工程计算中为了简便计算，虚构次暂态电势0E''&： dx I j U E ''+=''000&&& ……………………………（8-8） 则次暂态电流计算公式为：d x E I ''''=''/0……………………………（8-9） 3、发电机的同步电抗、暂态电抗、次暂态电抗发电机直轴同步电抗 ad d x x x +=σ ……………………………（8-10） 式中 σx ——发电机定子漏抗；ad x ——发电机直轴主磁路电抗。