电力系统暂态分析 ( 第1次 )
电力系统暂态分析试卷及答案5套
电力系统暂态分析试卷（1）一、（25分）简答1． 什么是电力系统短路故障？故障的类型有哪些？ 2． 列出电力系统的各电压等级对应的平均额定电压？ 3． 同步发电机三相短路时为什么要进行派克变换？ 4． 分裂电抗的作用是什么？5．简述运算曲线法计算三相短路电流的步骤。
二、(15分)下图为一无穷大功率电源供电系统，设在K 点发生三相短路，如果设计要求通过电源的冲击电流不得超过30 KA ,问并行敷设的电缆线路最多容许几条？(K M =1.8)三、(15分) 某系统接线及各元件参数如上图所示，设在 f 点发生三相短路。
若选S B =100MV A ，U B =U av ，试计算：(1) 电源G 及系统S 对 f 点的转移电抗x Gf 、x Sf 。
(2) 如果根据运算曲线查得 t = 0.2 秒时电源G 的短路电流标么值为I G 02.''=2.6，则 t = 0.2 秒时短路点总电流的有名值是多少？四、（10分）系统接线如图所示, 当 f 点发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的各序等值网络。
(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)1250mx 1=0.083Ω/km r 1=0.37Ω/kmS=无穷大 6kV , 200A X R %=4 P φ =1.68KW LkX k =0.2ΩR K =0.1ΩS GN1=100MV A X ”d =0.2 S TN1 =20MV A u k %=10100kmX 0=0.4Ω/km P GN2 =40MW cos ф=0.8 X ”d =0.25k10.5KV115KV S TN2 =20MV A u k %=10.510.5KV五、（10分）如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（S B =100MVA ，U B =平均额定电压），用正序等效定则计算以下各种情况短路时，短路点的A 相正序电流有名值，（1）三相短路；（2）A 相接地短路；六、（10分）如图所示系统，求发电机电势E q 和静态稳定储备系数K p ？（注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值S B =100MV A ，U B =平均额定电压）七、（15分）有一简单系统，已知发电机参数2.0='dx ，E΄ =1.2，原动机功率P T =1.5，线路参数如图所示，无穷大电源电压000.1∠=c U ，如果开关K 突然合上，电容电抗Xc=0.3试判断该系统能否保持暂态稳定?G1T 1T 2LfX n1G 2X n210.5KV 115KV X 1=X 2=0.1X 0=0.2X 1=X 2= 0.1 X 0 = 0.3X 1=X n =0.1KX n单回X L =0.6S=无穷大K10.5KV115KVX d =0.1X L =0.4X T =0.25U=1=ConstP 0=1 Q 0=0.8电力系统暂态分析试卷(2)一、简答（25分）1.什么是短路？简述短路的现象和危害？2.什么是短路冲击电流？出现冲击电流的条件是什么？3.为什么同步发电机定、转子绕组的电感系数矩阵中会有零元素？4.变压器中性点接小电阻的作用是什么？简要分析理由。
电力系统暂态分析(第1次)
第1次作业一、单项选择题（本大题共20分，共20 小题，每小题 1 分）1.电力系统中发生概率最多的短路故障是()。
A.三相短路B.两相短路C.两相短路接地D.单相接地短路2.具有阻尼绕组的凸极式同步发电机，机端发生三相短路时，电磁暂态过程中定子绕组中存在()。
A.基频交流分量、倍频分量和非周期分量B.基频交流分量和非周期分量C.非周期分量和倍频分量D.倍频分量和周期分量3.理想同步发电机ABC坐标系下，定子绕组间的互感系数的变化周期()。
A.常数B.πC.2πD.3π4.电力系统暂态分析研究的是（）。
A.电力系统稳态运行B.电磁暂态和机电暂态过程C. 电磁暂态过程和波过程 D. 机电暂态过程和波过程5.理想同步发电机突然发生三相短路瞬间，定子三相绕组的初始磁链（）。
A.增大B.减小C.不变D.不确定6.短路电流最大有效值出现在（）。
A.短路发生后约半个周期时B.短路发生瞬间C.短路发生后约1/4周期时D.短路发生后约一个周期时7.无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，各相短路电流中非周期分量的关系是（）。
A.三相相等B.三相可能相等，也可能不相等C.不相等D.以上均错误8. 小在发电机稳态运行状态中，机械功率C. 相等D. 无关系与电磁功率相比，将() 。
A. 大 B.9.关于同步发电机机端三相短路情况下的短路电流周期分量，下面说法中正确的是（）。
A.负载情况下发生短路与空载情况下发生短路两种情况下，短路电流周期分量的起始有效值相等B.负载情况下发生短路与空载情况下发生短路两种情况下，短路电流周期分量的稳态有效值相等C.负载情况下发生短路与空载情况下发生短路两种情况下，短路电流周期分量的衰减时间常数是相同的D.负载情况下发生短路与空载情况下发生短路两种情况下，短路电流周期分量的衰减时间常数是不相同的10.冲击系数kim的数值变化范围是()。
A.0≤kim≤1B.1≤kim≤2C.0≤kim≤2D.1≤kim≤311.在高压系统中，最恶劣短路情况是指（）。
电力系统暂态分析第一章作业参考答案
第一章作业参考答案一、简答题1、电力系统的干扰指什么？什么情况下的干扰最大？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。
其中短路造成的干扰最大。
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？答：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，则描述电力系统运行状态的运行参量持续在某一平均值附近做微小的变化，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、为简化计算，在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机内部的机电暂态过程已经结束。
4、简述电力系统的故障类型答：电力系统的故障主要包括短路故障和断线故障。
短路故障（又称横向故障）指相与相或相与地之间的不正常连接，短路故障又分为三相短路、两相短路、单相接地短路和两相短路接地，各种短路又有金属性短路和经过渡阻抗短路两种形式。
三相短路又称为对称短路，其他三种短路称为不对称短路；在继电保护中又把三相短路、两相短路称为相间短路，单相接地短路和两相短路接地称为接地短路。
断线故障（又称纵向故障）指三相中一相断开（一相断线）或两相断开（两相断线）的运行状态。
5、简述电力系统短路故障的危害答：短路的主要危害主要体现在以下方面：1）短路电流大幅度增大引起的导体发热和电动力增大的危害；2）短路时电压大幅度下降引起的危害；3）不对称短路时出现的负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。
6、简述断线的特点及危害答：断线的特点是不会出现大的电流和低电压，但由于三相不对称，将在系统中产生负序和零序电流，所以断线的主要危害是负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。
（完整版）电力系统暂态分析课程试卷1卷答案
（完整版）电⼒系统暂态分析课程试卷1卷答案《电⼒系统暂态分析》课程试卷（1卷）答案⼀、选择题（每⼩题2分，共20分）1、A2、B3、C4、B5、B6、A7、C8、B9、D 10、C⼆、填空题（共20分）11、（3分）理想同步电机由 6 个绕组构成，数学模型共有 18 个未知数。
12、（4分）假定变压器为?/0Y 接法，如果在0Y 侧的中性点与地之间串联电抗n x ，则零序阻抗会增加 n x 3 ，⽽如果在?侧绕组中串联电抗n x ，则零序阻抗会增加n x 31。
13、（2分）短路冲击电流指的是短路电流最⼤可能的瞬时值。
它主要是⽤来校验电⽓设备和载流导体的电动⼒稳定度。
14、（1分）经过派克变换后同步发电机等效的dd 、qq 绕组之间的互感为 0 。
15、（3分）直流分量也称为⾮周期分量，倍频电流和⾮周期电流都是为了维持磁链初值守恒⽽出现的，都属于⾃由分量。
16、（2分）起始次暂态电流指的是短路电流周期分量（指基频分量）的初值。
17、（5分）短路周期电流是许多参数的复杂函数，这些参数包括：（1）发电机的各种电抗和时间常数以及反映短路前运⾏状态的各种电势的处置；（2）说明励磁效果的励磁系统的参数；（3）短路点离机端的距离；（4）时间t 。
三、简答题（共30分）18、（10分）什么是派克变换？试简述派克变换的作⽤和意义。
答：派克变换表⽰为a q d f f f f f f 212121)120sin()120sin(sin )120cos()120cos(cos 320οοοοθθθθθθ…………..(2分)逆变换为： ??+-+----=01)120sin()120cos(1)120sin()120cos(1sin cos f f f f f f q d c b a οοοοθθθθθθ…………..(2分) 派克变化是⼀种线性变换，将定⼦abc 坐标变换到转⼦同步旋转的dqo 坐标。
……………….…………………………………………………………………(2分)在d 、q 、o 坐标系中，磁链⽅程成为常系数⽅程。
(完整版)电力系统暂态分析习题答案
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。
电力系统暂态重点及答案 (1)
单项选择题1、短路电流最大有效值出现在（1）。
A、短路发生后约半个周期时；2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时,应选（2）相作为分析计算的基本相。
B、特殊相3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量，下述说法中正确的是（3）。
C、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外,其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减到其稳态值。
4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路，短路电流中一定存在（2）。
B、正序分量和负序分量；5、在简单电力系统中,如某点的三序阻抗,则在该地点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，应为（2）。
B、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路；6、发电机－变压器单元接线，变压器高压侧母线上短路时,短路电流冲击系数应取（2）。
B、1.8；7、电力系统在事故后运行方式下，对并列运行静态稳定储备系数的要求是（3）。
C、≧10。
8、下述各组中,完全能够提高电力系统并列运行暂态稳定性的一组是（2)。
B、变压器中性点经小电阻接地、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障；9、对于三相三柱式变压器，其正序参数、负序参数和零序参数的关系是（2）。
B、正序参数与负序参数相同，与零序参数不同；10、分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法，就其实质而言都是为了求（1)。
A、曲线1、计算12MW以上机组机端短路冲击电流时，短路电流冲击系数应取（2）。
B、1.9；2、发电机三相电压为：、，,如将短路发生时刻作为时间的起点（),当短路前空载、短路回路阻抗角为800（感性)时，B相短路电流中非周期分量取得最大值的条件是（2）B、；3、具有阻尼绕组的凸极式同步发电机，机端发生三相短路时，电磁暂态过程中定子绕组中存在（1）.A、基频交流分量、倍频分量和非周期分量;4、中性点直接接地系统中发生不对称短路时,故障处短路电流中（3）.C、可能存在，也可能不存在零序分量，应根据不对称短路类型确定.5、在中性点直接接地的电力系统中，如电力系统某点不对称短路时的正序电抗、负序电抗和零序电抗的关系为,则该点发生单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路时，按故障处正序电压从大到小的故障排列顺序是（3）。
电力系统暂态分析第一章作业参考答案
第一章作业参考答案一、简答题1、电力系统得干扰指什么？什么情况下得干扰最大？答:电力系统得干扰指任何可以引起系统参数变化得事件。
例如短路故障、电力元件得投入与退出等。
其中短路造成得干扰最大。
2、为什么说电力系统得稳定运行状态就是一种相对稳定得运行状态？答:由于实际电力系统得参数时时刻刻都在变化,所以电力系统总就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得持续变化,则描述电力系统运行状态得运行参量持续在某一平均值附近做微小得变化,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。
由此可见系统得稳定运行状态实际就是一种相对稳定得工作状态。
3、为简化计算,在电力系统电磁暂态过程分析与机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？答:电磁暂态分析过程中假设系统频率不变,即认为系统机电暂态过程还没有开始;机电暂态过程中假设发电机内部得机电暂态过程已经结束。
4、简述电力系统得故障类型答:电力系统得故障主要包括短路故障与断线故障。
短路故障(又称横向故障)指相与相或相与地之间得不正常连接,短路故障又分为三相短路、两相短路、单相接地短路与两相短路接地,各种短路又有金属性短路与经过渡阻抗短路两种形式。
三相短路又称为对称短路,其她三种短路称为不对称短路;在继电保护中又把三相短路、两相短路称为相间短路,单相接地短路与两相短路接地称为接地短路。
断线故障(又称纵向故障)指三相中一相断开(一相断线)或两相断开(两相断线)得运行状态。
5、简述电力系统短路故障得危害答:短路得主要危害主要体现在以下方面:1)短路电流大幅度增大引起得导体发热与电动力增大得危害;2)短路时电压大幅度下降引起得危害;3)不对称短路时出现得负序电流对旋转电机得影响与零序电流对通讯得干扰。
6、简述断线得特点及危害答:断线得特点就是不会出现大得电流与低电压,但由于三相不对称,将在系统中产生负序与零序电流,所以断线得主要危害就是负序电流对旋转电机得影响与零序电流对通讯得干扰。
电力系统暂态分析第一章 习题
第一章 习题1-1 有一电力网络，各元件参数已在图中注明。
要求：1. 准确计算各元件电抗的标幺值（采用变压器实际变比），基本段取Ⅰ段10.5=B U KV 。
2. 工程近似计算各元件电抗的标幺值（采用变压器平均额定电压比），为统一起见建议100=B S .题1-1图1-2 某一线路上安装一台%5=k X 的电抗器，其额定电流为150A ，额定电压为6KV ，若用另一台额定电流为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数不变，问这台电抗器的电抗百分数值应当是多少？1-3 有一输电线路接在一个无穷大功率系统上，当A 相电压刚好过零时发生三相短路。
已知短路后的稳态短路电流有效值等于5KA ，试在以下两个条件下求短路瞬间三相中各相短路电流中非周期分量的初始值。
1.ϕ（线路阻抗角）90= .2. 0=ϕ 假定短路前线路空载，A 相电压的始相角0=α()=+A m U U sin t ωα(120)=+- B m U U sin t ωα(120)=++ C m U U sin t ωα1-4 下图为一无穷大功率电源供电系统，额定电压为6.3KV ，设在K 点发生了三相短路。
如果设计要求通过电源的冲击电流不得超过30KA ，问并行敷设的电缆线路最多容许几条？已知电抗器和电缆的参数如下：电抗器：6KV ，200A ，4%=X ，额定有功功率损耗为每相1.68KW 。
电缆：长1250m ，0.083/=ΩX KM ，0.37/=Ωr KM 。
题1-4图1-5 一台变压器接在无限大功率电源上，以其额定条件为基准的电抗、电阻标幺值分别为0.1=T X ，0.01=T r 。
当在变压器的副边发生三相短路。
（1） 短路前变压器空载，求短路电流的周期分量及冲击电流。
（2） 短路前变压器满载，cos 0.8=ϕ（低压侧），当A 相电压合闸相角，30=α时发生短路，写出暂态过程中A 相电流非周期分量表达式。
暂态分析部分习题答案
2 3
cos cos cos120
Im
sin
sin
cos120
0
cos Im sin
0
cost 0
Im sint 0
0
2-11、水轮发电机参数如下： xd 1.0, xq 0.65, r 0,U 1.0, I 1.0,cos 0.85,求：id ,iq ,U d,Uq , Eq。
100
100 1212
0.273
XT 2*
10.5 1102 100 30
100 1212
0.289
② 近似计算法
UB＝Uav SB＝100MVA
X
'' d
*
0.15 100 50
0.3
X T 1*
10.5 100
100 60
0.175
X L*
0.4
100
100 1152
0.302
XT 2*
cos t
120
2
2 2 I 233csoisntt
3 2
0
注： t 0
cost 2I sint
0
cos2t 0 2I sin2t 0
0
2-9、已知：
ia 1
id
ib
Im
0.5
，试计算经派克变换后的
iq
。
ic 0.5
i0
cos
解：设U
1.00
,
则：I
1.0
31.8
q轴
EQ U j I xq 1.0 j0.65 1.0 31.8
1.34 j0.55 1.4522.3
22.3o 31.8o
jIxq U 参考轴
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。
西南交大网络教育学院电力系统分析第次作业
电力系统分析第1次作业一、主观题共8道小题主观题请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩.在线只需提交客观题答案.1.电能质量最主要的两个指标是什么答：电压和频率2.简述电力系统、电力网和动力系统的联系与区别答：电力线路和变压器组成的网络称为电力网；电力网+发电机+负荷=电力系统；电力系统+动力部分=动力系统.3.电力系统运行的特点和要求分别是什么答：特点1电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、分配和使用必须同时进行；2过渡过程十分短暂：要求自动化控制程度高；3对社会生活、政治和国民经济影响巨大.要求,1保证安全可靠持续供电,2保证必要的电能质量；3保证电力系统运行的经济性.4.我国的电压等级有哪些简述对用电设备、发电及和变压器额定电压的规定.答：有3kV,6kV,10kV,35kV,60kV,110kV,154kV,220kV,330kV,500kV等电压等级.用电设备额定电压与电力系统额定电压相同.考虑电网中有电压损耗,为了尽量使用电设备在额定电压下工作,发电机比电力系统额定电压高5%.变压器一次侧相当于用电设备,规定其额定电压与电力系统额定电压相同,二次侧相当于发电设备,考虑到变压器漏阻抗很大,其额定电压一般比电力系统额定电压高10%.5.电力系统中性点接地方式有哪些各有什么特点答：1小电流接地方式：单相短路接地时故障相对地电压降为零；非故障相对地电压升高为线电压,三相之间的线电压仍然对称,用户的三相用电设备仍能照常运行,但允许继续运行的时间不能超过2h.2大电流接地方式：发生单相接地故障即引起断路器跳闸,中断供电；因此,供电可靠性不如小电路接地方式.发生单相接地故障时,非故障相对地电压仍为相电压,电气设备的绝缘水平只相电压考虑,可以降低工程造价.6.电力系统的构成答：由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统.它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能,再经输电、变电和配电将电能供应到各用户.7.当变压器带有一定负荷时,在其中要产生哪些功率损耗空载时有无损耗为什么答：有功功率损耗和无功功率损耗.空载时有损耗,因为空载时变压器励磁支路仍消耗有功功率和无功功率.8.标出图1所示系统各设备的额定电压.G：10.5kVT1:10.5/121kVT2:110/38.5/11kVT3:35/6.6kVT4:10kV/420VM：6kV电力系统分析第2次作业计完成题目数一、主观题共6道小题主观题请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩.在线只需提交客观题答案.1.电力系统等值网络中,有名制和标么制分别表示什么含义答：有名制：系统所有参数和变量都以有名单位表示.标幺制：系统所有参数和变量都以与它们同名基准值相对的标幺值表示,因此没有单位.2.采用标么值计算有什么优点答：1易于比较各元件的特性与参数；2方便评估电压质量,判断计算的正确性；3能够简化计算公式3.什么是传播常数、衰减常数、相位常数、波阻抗、波长、相位速度答：传播常数,其中,为衰减常数,为相位常数,波阻抗为,波长为km,速度与光速相同4.什么是自然功率当远距离交流输电线路输送自然功率时,会有什么有趣的现象答：自然功率为忽略电力线路电阻和对地电导时,末端接阻抗大小等于波阻抗时电力线路传输的功率.当远距离交流输电线路输送自然功率时,有以下特点：1电力线路各点电压和电流同相位；2电力线路各点电压大小相等,电力线路各点电流大小相等.5.一台向10kV网络供电的SFL1-31500/110型降压变压器,其技术参数为：电压110kV/11kV,Ps=180kW,P0=31 kW,Us%=10.5%,I0%=0.8.试计算归算到高压侧的参数.6.输电线路单位长电阻r1=0.03Ω/km,正序电抗x1=0.4Ω/km,正序电纳b1=2.84×10-6S/km,线路长度为300km,试计算电路参数.解：电力系统分析第3次作业计完成题目数一、主观题共5道小题主观题请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩.在线只需提交客观题答案.1.什么是电力系统潮流计算电力系统潮流计算的目的是什么答：求解电力系统中各节点电压、各支路的有功、无功功率的稳态分布的计算即为潮流计算.目的：服务于电力系统的运行与规划设计；分析和评价电网运行的安全性和经济性.2.试分别说明电压损耗和电压降落的概念.答：电压损耗是两节点的电压大小之差.电压降落是两节点的电压相量之差.两者概念不同3.电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么电力线路始、末端的电容功率表达式是什么上述表达式均是以单相形式推导的,是否适合于三相形式为什么答：电力线路阻抗中的功率损耗MVA电力线路始、末端的电容功率MVA适合于三相形式,只需功率代入三相功率,电压代入线电压.这是因为4.电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么其电压降落的计算公式是以相电压推导的,是否适合于线电压为什么答：电压降落的纵分量横分量计算公式适合于线电压,这是因为5.有一回电压等级为110kV,长为100km的输电线路,电阻r1=0.21Ω/km,电抗x1=0.415Ω/km,电纳b1=2.84×10-6S/km,末端接一台容量为31.5MVA 的降压变压器,变比为110/11kV.如图2所示.变压器参数为Pk＝190kW,Uk%=10.5,P0＝31.05kW,I0％＝0.7.当A点实际电压为115kV时,求A、C二点间的电压损耗及B点和C点的实际电压.解：1求等值电路2计算C点电压设节点B、C为额定电压,则Z的功率损耗为T所以有C点实际电压为电力系统分析第4次作业计完成题目数一、主观题共7道小题主观题请按照题目,离线完成,完成后纸质上交学习中心,记录成绩.在线只需提交客观题答案.1.什么是短路故障不对称故障有哪些种类答：短路故障：电力系统中正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间发生通路的情况.不对称故障有两相接地短路、单相接地短路、两相短路3种2.短路故障的原因是什么答：1雷击等各种形式的过电压以及绝缘材料的自然老化,或遭受机械损伤,致使载流导体的绝缘被损坏；2不可预计的自然损坏,例如架空线路因大风或导线履冰引起电杆倒塌等,或因鸟兽跨接裸露导体等；3自然的污秽加重降低绝缘能力；4运行人员违反安全操作规程而误操作,例如线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等.3.短路故障的后果是什么答：1短路将产生从电源到短路故障点巨大的短路电流,可达正常负荷电流的几倍到几十倍.短路电流在电气设备的导体间产生很大的电动力,将导致导体变形、扭曲或损坏.短路电流通过导体产生的热量而使其温度急剧上升,将导致设备因发热而损坏.2短路将引起系统电压的突然大幅度下降.系统中异步电动机将因转矩下降而减速或停转.3短路将引起系统中功率分布的突然变化.导致并列运行的发电厂失去同步,破坏系统稳定性4不对称短路电流产生不平衡交变磁场.对周围的通信网络、信号系统、晶闸管触发系统及自动控制系统产生干扰.4.短路计算的目的是什么答：1为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据；2为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据；3为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据.5.什么情况下可认为系统为无限大功率系统它的特点是什么答：当电源内阻抗不超过短路回路总阻抗的10%时,就可以近似认为此电源为无限大功率电源.无限大功率电源的内阻抗为零,端电压保持恒定.6.系统如图所示.d点发生三相短路,变压器T2空载.求：1求用标幺值表示的等值网络；2短路处起始次暂态电流和短路容量；3计算短路冲击电流；4若电源容量为无限大,试计算短路冲击电流.解：1用标幺值表示的等值网络取,用平均额定电压进行计算,把以自身容量为基准的标么值化为以全网络统一容量基准的标么值回路总电抗为2起始次暂态电流有名值为短路容量为3短路冲击电流,取4若电源容量为无限大,则有名值为7.进行不对称故障分析的步骤是什么答：1根据短路类型列写边界条件方程；2将边界条件方程中各相分量用相应的序分量代替,并简化；3根据简化后的边界条件方程组成复合序网；4根据复合序网求解电压电流的各序分量；5：将电压电流的各序分量进行合成即可得到电压电流的各相分量.本次作业是本门课程本学期的第5次作业,注释如下：一、单项选择题只有一个选项正确,共20道小题1. 构成电力网的主要设备有A变压器,用户B变压器,电力线路C电缆,架空线D电阻,电容你选择的答案：正确正确答案：B解答参考：2. 电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的A可靠性要求B经济性要求C灵活性要求D优质性要求你选择的答案：正确正确答案：A解答参考：3. 电力系统分析中,视在功率的单位常采用AMWBMVarCMVADVar你选择的答案：C正确正确答案：C解答参考：4. 在电力系统的有名制中,电压、电流、功率的关系表达式为你选择的答案：正确正确答案：A解答参考：5. 有备用电源接线方式的优缺点是A可靠性高、电压高B可靠性高、造价高C供电可靠性和电压质量高、造价高、调度复杂D供电可靠性高、调度方便、造价高你选择的答案：正确正确答案：B解答参考：6. 负荷的峰谷差是指日负荷曲线的 .A最大负荷值B最大负荷与平均负荷之差C最大负荷与最小负荷之差D平均负荷与最小负荷之差你选择的答案：正确正确答案：C解答参考：7. 一台将220kV电压降为35kV的降压变压器连接两个网络,两侧均与线路相连,这台变压器的额定变比为A不接地B直接接地C经电抗接地D经电阻接地你选择的答案：B正确正确答案：B解答参考：8. 中性点不接地系统发生单相金属性接地故障,中性点对地电位升高为你选择的答案：B正确正确答案：B解答参考：9. 电力线路中,电纳参数B主要反映电流流过线路产生的A热效应B电场效应C磁场效应D电晕损耗你选择的答案：A正确正确答案：A解答参考：10. 采用分裂导线,与相同截面的普通架空三相输电线相比,可使其线路对地电容 .A增大B减小C不变D无法确定你选择的答案：A正确正确答案：A解答参考：11. 输电线路的额定电压为UN=110kV,则它表示的是你选择的答案：C正确正确答案：C解答参考：12. 一般双绕组变压器的分接头A高、低压侧均没有B位于低压侧C高、低压侧均有D位于高压侧你选择的答案：D正确正确答案：D解答参考：13. 一般三绕组变压器的分接头A只位于高压侧B只位于中压侧C只位于低压侧D位于高、中压侧你选择的答案：B正确正确答案：B解答参考：14. 若三绕组变压器高中低三侧容量比为100/100/50,则变压器高低侧短路有功损耗的归算公式为：ΔPk1-3= .ΔP′k1-3为未归算值A2ΔP′k1-3B0.5ΔP′k1-3C4ΔP′k1-3D0.25ΔP′k1-3你选择的答案：C正确正确答案：C解答参考：15. 一台升压变压器用作降压变压器后,其二次侧电压会A升高B降低C不变D不一定你选择的答案：正确正确答案：B解答参考：16. 减小输电线路有功损耗可通过实现A增大线路有功功率B增大线路无功功率C提高线路两端电压D增大输电线路电阻你选择的答案：C正确正确答案：C解答参考：17. 无功功率分点是指该节点无功功率 .A注入为0B由两侧线路流进该节点C由该节点流向两侧线路D最大你选择的答案：B正确正确答案：B解答参考：18. 系统中无功功率不足,会造成 .A频率上升B频率下降C电压上升D电压下降你选择的答案：前面作业中已经做正确正确正确答案：D解答参考：19. 电力网某条线路额定电压为UN=110KV,则它表示的是你选择的答案：C正确正确答案：C解答参考：20. 线电压是相电压的你选择的答案：C正确正确答案：C解答参考：。
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：
电力系统暂态能量函数法暂态稳定分析1
暂态能量函数法－数学描述
求曲线
的解， 判定
是否稳定。
(1)若 ① 在域 内(有) 实数 0
② 使得在初始状态（初态） X0
③ 扰动的运动轨迹不超出 ( )
就认为这个系统是稳定的。
( )
2) 在 ( )内出发的运动，在 t 不能限 定在 内，则不稳定。
3)在( )内出发的运动，t 无限接近坐 标原点，称之为渐近稳定。
临界能量 V：cr
设小球所在壁高为 （H以S.E.P为参数点），当小球位于壁沿
上且速度为零时（即处于不稳定平衡状态），相应的势能为 ，
称此m位g置H为不稳定平衡点（Unstable Equilibrium Point ，
U.E.P），相应的势能为系统临界能量 。
Vcr mgH
Vcr
暂态能量函数法－基本原理
所以等面积法则的表达形式为：
A1 A2
(1-20) (1-21)
(1-22)
多机系统的特殊问题
对于一个n机系统，第i台机有：
Mi
d
2 i
dt 2
Di
d i
dt
Pmi Pgi
Pi
Pei
(1-23)
其中
Pi Pmi Ei 2 Gii
(1-24)
n
Pei Cij sin i j Dij cos i j
i n i n
(1-35) (1-36)
②求出引力域（稳定域）─临界能量
取 us, 1 代入（1-14）
③如果 V , V us,1 ，系统是稳定的。
三、能量函数法与等面积法则的关系
等面积法则：
A1
cr
0 (P P2 sin )d
电力系统暂态分析第一章
自我介绍
目前承担科研项目包括：国家自然科学 基金重大项目“随机-确定性耦合电力系统稳 定机理及分析方法”，国家863计划“适应大 规模间歇式电源接入的电网保护控制技术”， 国家科技支撑计划“风光水气多种能源发电 联合运行控制关键技术及示范”，国网公司 重大项目课题“多形态电源大规模、集中接 入条件下的大电网规划理论与方法研究”， 等。
电气工程及其自动化专业
电力系统暂态分析
North China Electric Power University
自我介绍
李庚银，河北人，1964年5月生。于1984、 1987、1996年毕业于华北电力大学电力系统 及其自动化专业，分获学士、硕士和博士学位。 现为电气与电子工程学院常务副院长、教授、 博导。兼任电力节能教育部工程研究中心主任、 能源行业电力应急技术标准化技术委员会 （NEA/TC25）委员，中国电机工程学会高级 会员，IEEE会员。
a 0 0 cos0
b 0 0 cos 0 120
c 0 0 cos 0 120
32
第二节 同步发电机突然三相短路 后的物理过程及短路电流近似分析
短路后定子产生短路电流，短路电流产生相应磁链
ai bi ci
ai bi
a0 b0
a0 b0
ci
19
第一节 短路的一般概念
短路类型 三相短路 两相接地短路 两相短路 单相接地短路
示意图
符号
f 3
f 1,1
f 2
f 1
20
第一节 短路的一般概念
后果：
（1）短路电流产生的电动力损坏导体和电气设备 （2）短路电流发热烧毁设备 （3）短路电流产生电弧，引发火灾 （4）短路引起电压下降，影响用户供电，严重时发生电压崩溃 （5）短路会破坏电力系统稳定运行，造成大面积停电 （6）不对称短路产生零序电流，干扰通讯线路 （7）不对称短路产生的负序电流损害电机
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第1次作业
一、单项选择题（本大题共40分，共 20 小题，每小题 2 分）
1. 短路电流运算曲线编制时，计算电抗仅编制到3.5，其原因是（）。
A. 于计算电抗大于3.5的电源可以视为无限大功率电源，其任意时刻的短路电流周期分量有效值，就是短路瞬间短路电流周期分量的起始有效值
B. 实际工程上不存在计算电抗大于3.5的情况
C. 由于计算电抗大于3.5的电源，其向短路点提供的短路电流很小，实际计算时可以忽略
D. 以上均错误
2. 短路冲击电流是指短路电流的（）。
A. 有效值 B. 平均值 C. 方均根值 D. 最大可能瞬时值
3. 当系统中发生A相接地短路时，故障处的B相短路电流为( )。
A. 0
B.
C.
D.
4. 电力系统在事故后运行方式下，对并列运行静态稳定储备系数的要求是（）。
A. B. C. D.
5. ABC坐标系下，理想同步发电机的磁链方程中的互感系数MQf等于
（）。
A. 0 B. 1 C. 0.5 D. 1.5
6. 输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要( )。
A. 大 B. 小 C. 相等
D. 都不是
7. 绘制电力系统的三序单相等值电路时，对普通变压器中性点所接阻抗的处理方法是（） A. 中性点阻抗仅以出现在零序等值电路中 B. 中性点阻
抗以3出现在零序等值电路中 C. 中性点阻抗以出现三序等值电路中 D. 中性点阻抗不出现在等值电路中
8. 下列故障形式中对称的短路故障为（）。
A. 单相接地短路
B. 两相短路
C. 三相短路
D. 两相接地短路
9. 分析简单系统的暂态稳定性，确定系统的极限切除角依据的原则是
（）。
A. 正序等效定则 B. 等耗量微增率准则 C. 等力矩原则 D. 等面积定则
10. 系统发生短路故障后，越靠近短路点，正序电压( )。
A. 越低
B. 越高
C. 不变
D. 不确定
11. 具有阻尼绕组的凸极式同步发电机，机端发生三相短路时，电磁暂态过程
中定子绕组中存在( )。
A. 基频交流分量、倍频分量和非周期分量 B. 基频交流分量和非周期分量 C. 非周期分量和倍频分量 D. 倍频分量和周期分量
12. 大扰动后，减少原动机出力的主要目的是为了提高系统的( )。
A. 暂态稳定 B. 静态稳定 C. 电压稳定 D. 经济性
13. 电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到( )作用时的稳定性。
A. 小干扰
B. 大干扰
C. 大干扰或小干扰
D. 以上均错误
14. 分析不对称短路的方法是（）。
A. 对称分量法 B. 叠加原理 C. 运算曲线法 D. 节点电压法
15. 小干扰法适用于简单电力系统的( )。
A. 静态稳定分析 B. 暂态稳定分析
C. 大扰动分析
D. 潮流分析
16. 无限大功率电源的内部电抗为( )。
A. ∝
B. 0
C. 0.3～1.0
D. 1.0～10
17. 理想同步发电机ABC坐标系下，定子绕组间的互感系数的变化周期( )。
A. 常数 B. π C. 2π D. 3π
18. 电力系统暂态分析研究的是（）。
A. 电力系统稳态运行 B. 电磁暂态和机电暂态过程 C. 电磁暂态过程和波过程 D. 机电暂态过程和波过程
19. 当电力系统发生故障后投入制动电阻，可增加（）。
A. 有功功率差额 B. 电磁功率 C. 无功功率差额 D. 电抗大小
20. 为简化同步发电机三相短路的分析计算，采用了一些假设条件，下面各组
条件中属于同步发电机三相短路分析假设条件的一组是（） A. 发电机绕组阻抗为零、发电机频率保持不变 B. 发电机磁路不饱和、发电机频率保持不变 C. 发电机绕组阻抗为零、发电机磁路不饱和 D. 发电机绕组电阻为零，发电机磁
路已饱和
二、多项选择题（本大题共30分，共 10 小题，每小题 3 分）
1. 转移电抗的计算方法有（）。
A. 网络化简法
B. 单位电流法
C. 牛顿法
D. 利用转移电抗的定义利用节点导纳矩阵计算
2. 关于对称分量法的描述，哪些是正确的（）。
A. 对称分量法将一组三相
不对称正弦量分解为三组对称分量 B. 对称分量法可以计算非线性三相电力系
统 C. 对称分量法中三序列分量不独立 D. 常用于电力系统不对称故障的分析
计算
3. 下面所列各项措施中，可以提高简单电力系统发电机并列运行暂态稳定性的有（）。
A. 架空输电线路架设避雷线 B. 电力系统中性点经小电阻接地 C.
架空输电线路采用分裂导线 D. 线路串联电容器 E. 电力系统系统中性点直接接地
4. 下列哪些是最恶劣短路的条件（）。
A. 短路前空载
B. 短路前负载最大
C. 短路发生在电压瞬时值过零时
D. 短路发生在电压瞬时值最大
5. 下列说法正确的是（）。
A. 装设重合闸装置对电力系统稳定性没影响
B. 改善电网结构能提高系统静态稳定性
C. 及时切除短路故障，能提高系统暂态稳定性
D. 用小干扰法可进行暂态稳定判断
6. 电力系统的暂态稳定性所指的干扰包括下面的（）。
A. 大容量发电机突然退出运行
B. 风吹导线导致的架空线路参数的改变
C. 三相短路
D. 两相短路
7. 下列故障形式中非对称的短路故障为（）
A. 单相接地短路
B. 两相短路
C. 三相短路
D. 两相接地短路
8. 下列哪些是理想同步发电机的假设条件？（） A. 绕组对称性 B. 磁势呈正弦分布 C. 电压不变 D. 磁路不饱和
9. 电力系统干扰分小干扰和大干扰，其中下面属于大干扰的是（）。
A. 短路故障 B. 发电机组的投入 C. 单个电灯的开关 D. 发电机功率的波动
10. 关于电力系统发生不对称短路时的负序电流，下述说法中正确的是（）。
A. 只要发生不对称短路，短路电流中就一定包含负序电流
B. 只有在中性点直接接地电网中，发生接地短路才会有负序电流出现
C. 不管电力网中性点采用何种运行方式，只要发生不对称短路就会有负序电流出现
D. 发生接地短路时，短路电流中不会有负序电流出现
E. 只有三相短路情况下，短路电流中才会出现负序电流
三、填空题（本大题共10分，共 5 小题，每小题 2 分）
1. 线路串联电容器可以提高电力系统并列运行的 ______ 稳定性。
2. 一般在工程实用计算中为了简便，通常用 ______ 替代交轴暂态电动势
3. 当接地短路点位于变压器三角形或不接地星形绕组侧时，变压器的零序电抗为 ______ 。
4. 通常，同步发电机和异步电动机定子绕组通常是 ______ 接线，其零序电抗为 ______ 。
5. 功角随时间的变化曲线被称为 ______ 曲线。
四、作图题（本大题共20分，共 2 小题，每小题 10 分）
1. 如图1中所示发生接地短路的系统，绘制其零序网络。
2. 已知电力系统接线如下图所示，请绘出图中点发生单相接地短路时的零序等值电路。
答案：
一、单项选择题（40分，共 20 题，每小题 2 分）
1. A
2. D
3. A
4. C
5. A
6. C
7. B
8. C
9. D 10. A 11. A 12. A 13. B 14. A 15. A 16. B 17. B 18. B 19. B 20. B
二、多项选择题（30分，共 10 题，每小题 3 分）
1. ABD
2. AD
3. BCD
4. BC
5. BC
6. ACD
7. ABD
8. ABD
9. AB 10. AC
三、填空题（10分，共 5 题，每小题 2 分）
1.
参考答案：
静态
解题方案：
评分标准：
2.
参考答案：
暂态电动势
解题方案：
强化交轴暂态电动势和暂态电动势的区别。
评分标准：
3.
参考答案：
无穷大
解题方案：
零序电流无通路。
评分标准：
4.
参考答案：
不接地星形或三角形；无穷大
解题方案：
零序电流无通路。
评分标准：
5.
参考答案：
摇摆。
解题方案：
摇摆曲线的概念。
评分标准：
四、作图题（20分，共 2 题，每小题 10 分）
1.
参考答案：
零序等值电路图2所示。
解题方案：
注意变压器的零序等值电路。
评分标准：
2.
参考答案：
点发生单相接地短路时的零序等值电路如下：
解题方案：
评分标准：。