第章 电路的暂态分析-答案
重庆大学暂态第1章习题答案
第1章习题答案一、暂态作业1、 电力系统中的元件参数和运行参数指什么？答：元件参数由系统元件的物理性质决定，代表元件的特性。
如电阻、电抗、电导、输入阻抗和转移阻抗，变压器变比，时间常数和放大倍数等。
运行参数定量的确定系统的运行状态，包括功率、电压、电流、频率以及电动势相量间的角位移等。
2、 电网发生故障后的暂态过程分为那二个阶段？各自有何特点？电网应该采用何种措施予以应对？答：分为电磁暂态过程和机电暂态过程。
电磁暂态过程是在变压器、输电线等元件中，并不牵涉角位移、角速度等机械量的暂态过程。
机电暂态过程是电力系统中的转动元件由于机械转矩和电磁转矩（或功率）之间的不平衡而引起。
应采用一些合理的假设，忽略一些相互影响的因素，抓住过程中的主要矛盾进行研究。
3、 电力系统电磁暂态分析的主要任务是什么？答：主要任务是分析短路故障后电网中电流，电压的变化。
4、 电力系统短路故障的分类、危害，以及短路计算的目的是什么？答：分类：短路故障分对称短路和不对称短路，其中不对称短路包括两相短路、单相短路接地和两相短路接地。
危害：①短路电流大（热、电动效应）；②故障点附近电压下降；③功率不平衡失去稳定；④不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。
短路计算的目的：短路计算的结果可以作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。
5、 无限大电源的含义是什么？无限大电源供电的三相短路电流包含了几种分量？有何特点？答：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，则称该电源是无限大电源。
无限大电源供电的三相短路电流包含两种分量，即交流（周期）分量和直流（自由、非周期）分量。
交流分量又称稳态短路电流，sin()pa m i I t ωαϕ=+-，m I 为稳态短路电流的幅值，α为短路时电源电压的初相角，ϕ为短路后电回路的阻抗角，其值的大小主要取决于回路阻抗大小（成反比）；直流分量a t T aa i Ce -=，其产生原因是由于短路前后电感电流不能突变，其初值C 为t=0时刻的短路前稳态值与短路后稳态值之差，是不断减小的直流电流，其减小的速度与电路中/L R 值有关。
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。
第章电路的暂态分析-答案
第 3 章 电路的暂态分析练习与思考3.1.1 什么是稳态？什么是暂态？答：稳态是指电路长时间工作于某一状态，电流、 电压为一稳定值。
暂态是指电路从一种稳态向另一种稳态转变的过渡过程。
3.1.2 在图 3-3 所示电路中，当开关S 闭合后，是否会产生暂态过程？为什么？S(t=0)R1++u s R 2u R图 3-3练习与思考 3.1.2 图答：不会产生暂态过程。
因为电阻是一个暂态元件，其瞬间响应仅与瞬间激励有关，与以前的状态无关，所以开关 S 闭合后，电路不会产生暂态过程。
3.1.3 为什么白炽灯接入电源后会立即发光， 而日光灯接入电源后要经过一段时间才发 光？答：白炽灯是电阻性负载，电阻是一个暂态元件，其暂态响应仅与暂态的激励有关，与以前的状态无关； 而日光灯是一个电感性负载， 电感是一个记忆元件， 暂态响应不仅与暂态 激励有关， 还与电感元件以前的工作状态有关， 能量不能发生突变， 所以日光灯要经过一段时间才发光。
3.2.1 任何电路在换路时是否都会产生暂态过程？电路产生暂态的条件是什么？ 答：不是。
只有含有储能元件即电容或电感的电路，在换路时才会产生暂态过程。
电路产生暂态的条件是电路中含有储能元件，并且电路发生换路。
3.2.2 若一个电感元件两端电压为零，其储能是否一定为零？若一个电容元件中的电流为零，其储能是否一定为零？为什么？答：若一个电感元件两端电压为零，其储能不一定为零，因为电感元件电压为零，由u Ldi只能说明电流的变化率为零，实际电流可能不为零，由 W L1 Li2 知电感储能不 dt2为零。
若一个电容元件中的电流为零，其储能不一定为零，因为电容元件电流为零，由i Cdu只能说明电压变化率为零，实际电压可能不为零，由W C (t ) 1 Cu 2 知电容储能dt2不为零。
3.2.3 在含有储能元件的电路中，电容和电感什么时候可视为开路？什么时候可视为短路？答：电路达到稳定状态时，电容电压和电感电流为恒定不变的值时，电容可视为开路，电感可视为短路。
第4章 电路的暂态分析-习题解答
4.7 在题 4.7 图所示电路中，开关 S 闭合前电路已处于稳态，试确定 S 闭合后电
4
压 uL 和电流 iL、i1、i2 的初始值和稳态值。 【解】由于 i L (0 ) i L (0 )
uS 6 3A ，则 R1 2
i1 (0 )
R2 4 iL (0 ) 3 2A 24 R1 R2
6
【解】该电容电压的初始值为 20000V，放电的起始瞬间的冲击电流达到最 大值，冲击电流的峰值大小为 流。 这种情况下不会造成触电事故是由于放电时间极短，等效电路的时间常数为
20000 V 200 A ，远远超过了人体允许的致命电 100
RC 100 50 1012 5 109 s 5ns
u c (0 ) u c (0 ) R1i1 (0 ) 6V i1 (0 )
u c (0 ) 1A R1
i2 (0 ) 0 ic (0 ) I S i1 (0 ) 3 1 2A
1
②
） 。
① 立即亮 ③ 由亮逐渐变为不亮
② 逐渐变亮 ④ 由不亮逐渐变亮，再逐渐变为不亮 ① )。
（7）R、C 电路在零状态条件下，时间常数的意义是( ① 响应由零值增长到稳态值的 0.632 倍时所需时间 ② 响应由零值增长到稳态值的 0.368 倍时所需时间 ③ 过渡过程所需的时间 ④ 响应由稳态值下降到零值的 0.632 倍时所需时间 （8）一阶线性电路时间常数的数值取决于( ① 电路的结构形式 ③ )。
因此该电容的初始电压将在 5 25ns 时间内释放完毕，虽然冲击电流很大，但 是作用时间极短，对人体而言最多感觉到颤抖，不会造成致命伤害。
电工学：电路的暂态分析习题与答案
一、单选题1、工程上认为R＝25Ω、L=50mH的串联电路中发生暂态过程时将持续（）。
A.0～2msB.37.5～62.5msC.6～10msD.30～50ms正确答案：C2、在换路瞬间，下列说法中正确的是（）。
A.电感电流不能跃变B.电容电流不能跃变C.电感电压必然跃变D.电容电流必然跃变正确答案：A3、电容元件是（）元件。
A.线性元件B.耗能元件C.储能元件D.以上答案都不对正确答案：C4、关于RL电路的时间常数，下面说法正确的是（）A.与R成反比，与L成正比B.与R、L成正比C.与R成正比，与L成反比D.与R、L成反比正确答案：A5、动态电路工作的全过程是（）。
A.换路—前稳态—过渡过程—后稳态B.换路—前稳态—后稳态—过渡过程C.前稳态—过渡过程—换路—后稳态D.前稳态—换路—过渡过程—后稳态正确答案：D二、判断题1、换路定理指出：电感两端的电压是不能发生跃变的，只能连续变化。
（）正确答案：×2、RC串联电路如果在C两端再并联一个电阻，则时间常数会变大。
（）正确答案：×3、三要素法只能计算全响应，不能计算零输入响应和零状态响应。
（）正确答案：×4、求解时间常数时，一定要使动态电路处于换路之前的状态。
（）正确答案：×5、动态电路在换路时一定产生过渡过程。
（）正确答案：√6、时间常数越小，电路的变化速度越慢。
（）正确答案：×。
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。
(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。
电力系统暂态分析参考答案
电力系统暂态分析参考答案电力系统暂态分析参考答案电力系统暂态分析是电力工程中重要的一部分，它主要研究电力系统在突发故障或者其他异常情况下的动态响应过程。
通过对电力系统暂态分析的研究，可以有效地评估电力系统的稳定性和可靠性，并为系统的设计和运行提供参考。
暂态分析的基本原理是基于电力系统的动态方程和电力设备的特性方程，通过求解这些方程来分析电力系统的暂态响应。
在暂态分析中，常见的故障包括短路故障、断路器故障等。
这些故障会导致电力系统中的电流、电压等参数发生突变，进而影响系统的稳定性和可靠性。
在进行暂态分析时，首先需要建立电力系统的数学模型。
这个模型包括电力系统的拓扑结构、电力设备的参数、负荷特性等。
通过建立准确的数学模型，可以更准确地预测电力系统的暂态响应。
接下来，需要对电力系统的故障进行模拟。
通过模拟故障，可以得到故障时刻电力系统中各个节点的电流、电压等参数。
这些参数是进行暂态分析的基础。
在得到故障时刻的参数后，可以利用数值计算方法求解电力系统的动态方程和设备的特性方程。
常见的数值计算方法包括龙格-库塔法、改进的欧拉法等。
这些方法可以有效地求解电力系统的动态响应。
通过求解动态方程和特性方程，可以得到电力系统的暂态响应。
这个响应包括电流、电压的变化曲线等。
通过观察暂态响应，可以评估电力系统的稳定性和可靠性，并进行相应的优化设计。
除了数值计算方法，还可以利用仿真软件进行暂态分析。
常见的仿真软件包括PSCAD、EMTP等。
这些软件可以通过建立电力系统的模型，模拟电力系统的暂态响应。
通过仿真软件，可以更直观地观察电力系统的暂态响应，并进行相应的优化设计。
电力系统暂态分析在电力工程中具有重要的应用价值。
它可以帮助工程师评估电力系统的稳定性和可靠性，指导电力系统的设计和运行。
同时，电力系统暂态分析也是电力系统保护和控制的基础，可以帮助工程师设计和优化电力系统的保护装置和控制策略。
总之，电力系统暂态分析是电力工程中重要的一部分。
电力系统暂态分析课后答案(整理版)
第一章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 kV6.66.6110110223===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=⨯==3 2.62B I kA ===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 UB 1152=，20.15B I kA ==kV UB 3.63=，3 2.75B I kA ==各元件电抗标幺值：发电机：26.05.1030305.1026.0221=⨯⨯=*x变压器1T ： 2300.1050.131.5x *=⨯= 输电线路： 073.011530804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ： 4300.1050.2115x *=⨯= 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 习题2 解：（1）准确计算：3(110)115B B U U kV ==322220115209.1121B B U U kV k ==⨯= 312122010.51159.1121242B B U U kV k k ==⨯⨯= 各段的电流基准值为：114.0B I kA ===20.6B I kA ===3 1.1B I kA ===各元件的电抗标幺值分别为：发电机：21210.52200.300.292400.89.1x *=⨯⨯=变压器1T ：222210.52200.140.143009.1x *=⨯⨯=输电线路：322200.422300.49209.1x *=⨯⨯= 变压器2T ：24222202200.140.12280209.1x *=⨯⨯= (2) 近似算法：kV UB 5.101=，112.10B I kA ==2231B U kV =，20.55B I kA ==3121B U kV =，3 1.05B I kA ==各元件电抗标幺值：发电机：12200.300.22240/0.8x *=⨯=变压器1T ： 22200.140.10300x *=⨯= 输电线路：322200.422300.40231x *=⨯⨯=变压器2T ： 42200.140.11280x *=⨯= 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》：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。
3.《电工技术基础》复习题-电路的暂态分析
《电工技术基础》复习题电路的暂态分析一、填空题1、图示电路在换路前处于 稳 定 状 态，在 t = 0 瞬 间 将 开 关 S 闭 合，则 i ( 0+ )为 。
F2、R ，C 电 路 外 部 激 励 为 零， 而 由 初 始 储 能 引 起 的 响 应 称 为 响 应。
3、R ，C 电 路 初 始 储 能 为 零，而 由 初 始 时 刻 施 加 于 电 路 的 外 部 激 励 引 起 的响 应 称 为 响 应。
4、在开关S 闭合瞬间，图示电路中的 i R ，i L ，i C 和 i 这 四个量中，发 生 跃 变 的 量 是 。
5、在 图 示 电 路 中，开 关 S 在 位 置“1” 的 时 间 常 数 为 τ1，在 位 置“2” 的 时 间 常数 为 τ2 ， τ1 和 τ2 的 关 系 是 。
6、图 示 电 路 在 开 关 S 闭 合 后 的 时 间 常 数 τ 值 为 。
7、图 示 电 路 中，开 关 S 在 t = 0 瞬 间 闭 合，若 u C ()00-=V ，则 i 1 ( 0+) 为 。
C8、在 图 示 电 路 中，开 关 S 在 t = 0 瞬 间 闭 合，若 u C ()00-=V ， 则 u L ()0+= 。
S10 V 1 Ω10 μFu C 1 H 1 ΩU Su Lk k －+－++－9、R ，L 串 联 电 路 与 电 压 为 8 V 的 恒 压 源 接 通，如 图 1 所 示。
在 t = 0 瞬 间 将 开 关S 闭 合，当 电 阻 分 别 为 10 Ω，50 Ω，20 Ω，30 Ω 时 所 得 到 的 4 条 u t L () 曲 线 如 图 2。
其 中 10 Ω 电 阻 所 对 应 的 u t L () 曲 线 是 。
10、图 示 电 路 i 1 (t ) 的 时 间 常 数 为 。
U S 6 Ω3 Ω12 Vi 10.8 H1L－+二、选择题1、 储 能 元 件 的 初 始 储 能 在 电 路 中 产 生 的 响 应 ( 零 输 入 响 应 )( )。
电工第9章暂态电路 (2)
Z ，
US
-jXC
UC
Z
R2
1
(C )2
,
arctan 1
RC
t =0
SR uS
i uC
C
R
XC
1
UC
jXC R jXC
US
jC
R 1
US
1
1
jRC
US
jC
1
U
U
, arctanRC
1 (RC)2
1 (RC)2
uC (t)
2U cos(t ) 1 (RC )2
全解：uC (t ) uC (t ) uC (t )
因为能量的存储和释放需要一个过程， 所以有电感或（和）电容的电路会存在 过渡过程。
思考：该电路存在暂态过程吗？
K t=0
+
U _
R UR
uS(t)
R
5V
+
_ uS(t)
uC
C
0
t (s)
研究暂态过程的意义
电路的暂态过程是一种自然现象，暂态过程的存在有 利有弊。
有利的方面：
在电子技术中常用它来产生各种特定波形的信号或 改善信号波形；比如产生锯齿波、三角波、尖脉冲等， 应用于电子电路。 不利的方面：
图中， 电路处于稳态，t=0 时开关S闭合，求iL(t)。
L
diL dt
iLR
US
L R
diL dt
iL
US R
iL
US R
Ae t
I Aet ，
t
0 时, iL(0 )
US R0
R
I0
L
R
t
时, iL()
电工学课后答案-第2章-电路的瞬态分析习题及答案
然后，根据，由换路后 (S 闭合时) 的电路求得
i1 ( 0 ) i2 (0 ) R2 R 1 R2 R1 R1 R 2 iL (0) iL (0) 6 46 4 46 3 A 1 .8 A 3 A 1 .2 A
iL
R2
6Ω
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
IS
S
i2
R3
7Ω
R1
24 A
R2
3Ω
uL
iL
1 .5 Ω
L
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。
uC U 0 e iC C
30 e U0 R
10
4
C
t
V 3e
10
4
R
t
uC
d uC dt
t
e
A
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第2章 电路的暂态分析
2.3.2在图所示电路原已处于稳态，在 t = 0 时，将开 关 S 闭合，试求响应 uC 和 iC，并说明是什么响应？
100 t
)V
e
15 e
mA
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第2章 电路的暂态分析
电工学第3章电路的暂态分析1
一阶电路的三要素分析法
微分与积分电路的构成及波形变换作用 二阶暂态电路简单介绍
第3章：电路的暂态分析
稳态：在一定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。 暂态：电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。
K
K R
+ _E
R
+ _E
uC
C
电阻是耗能元件 产生暂态过程的必要条件： ，其上电流 I 随 (1) 电路发生换路 (外因) (2) 电路中含有储能元件 (内因) 电压U成比例变 t 1 t 1 2 2 化，不存在过渡 W C u idt Cu W L ui dt Li 0 0 2 2 过程。 因为能量的存储和释放需要一个过程，所以 有电感或（和）电容的电路存在过渡过程。
a) 电路发生换路； b) 电路中有储能元件C ； c) 电路有储能元件的能量发生变化。 R2 US + R1 C
答案： ( C )
3、下图所示电路在达到稳定状态后减小增加R1， 则该电路（ ）。
a) 因为发生换路，要产生过渡过程 b) 因为C的储能值不变，不产生过渡过程 c) 因为有储能元件且发生换路，要发生过渡过程 R2
(2)若 i L (0 ) I 0 0 , 电感元件用恒流源代替 ， 其值等于I0 ,若i L (0 ) 0 电感元件视为开路。 ,
3.2 一阶电路的暂态响应 用一阶微分方程来描述的电路。电 一阶电路： 路中只含有一个动态元件。 输入为零时，由初始状态产生的 零输入响应： 响应，仅与初始状态有关，而与激励无关。 初始状态为零时，由激励产生的 零状态响应： 响应，仅与激励有关，而与初始状态无关。 由外加输入和储能元件初始储能共同 全响应： 作用在电路中产生的响应。
电工技术第三章 电路的暂态分析习题解答
第三章 电路的暂态分析含有电感或电容储能元件的电路，在换路时会出现暂态过程。
本章研究了暂态过程中电压与电流的变化规律。
主要内容：1．暂态过程的基本概念。
2．换路定则：在换路瞬间，电容电流和电感电压为有限值的情况下，电容电压 和电感电流在换路前后的瞬间保持不变。
3．RC 电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
4．RL 电路的零输入响应、零状态响应和全响应。
5．一阶线性电路暂态分析的三要素法：一阶线性电路在直流激励下的全响应零、 输入响应和零状态响应都可以用三要素法τte f f f t f -+∞-+∞=)]()0([)()(来求出。
6．暂态过程的应用：对于RC 串联电路，当输入矩形脉冲，若适当的选择参数 和输出，可构成微分电路或积分电路。
[练习与思考]解答3-1-1什么是稳态？什么是暂态？解：当电路的结构、元件参数及激励一定时，电路的工作状态也就一定，且电流和电压为某一稳定的值，此时电路所处的工作状态就称为稳定状态，简称为稳态。
在含有储能元件的电路中，当电路的发生换路时，由于储能元件储的能量的变化，电路将从原来的稳定状态经历一定时间变换到新的稳定状态，这一变换过程称为过渡过程，电路的过渡过程通常是很短的，所以又称暂态过程。
3-1-2什么是暂态过程？产生暂态过程的原因是什么？解：含有储能元件的电路从一个稳态转变到另一个稳态的所需的中间过程称为电路的暂态过程（过渡过程）。
暂态过程产生的内因是电路中含有储能元件，外因是电路发生换路。
3-2-1 初始值和稳态值分别是暂态过程的什么时刻的值？解：初始值是暂态过程的+=0t 时刻的值，稳态值是暂态过程的∞=t 时刻的值。
3-2-2 如何求暂态过程的初始值？解：求暂态过程初始值的步骤为:⑴首先画出换路前-=0t 的等效电路，求出-=0t 时刻电容电压)0(-C u 和电感电流)0(-L i 的值。
对直流电路，如果换路前电路处于稳态，则电容相当于开路，电感相当于短路。
(完整版)电力系统暂态分析重点及答案
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021∑∑∑==Z Z Z ，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(%)P K 的要求是(3）.C 、(%)P K ≧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 、t -δ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：)sin(αω+=t U u m a 、)120sin(0-+=αωt U u m b ，)120sin(0++=αωt U u m c ，如将短路发生时刻作为时间的起点（0=t ),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 、0110=α；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）。
电力系统暂态分析课后答案
电力系统暂态分析课后答案【篇一：电力系统暂态分析部分习题答案】ss=txt>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：xg1*(n)＝xg1*sn1/un12 xg2*(n)＝xg2*sn2/un22∵xg1*(n)＝xg2*(n) ∴xg1*sn1/un12＝xg2*sn2/un22 故：xg1/ xg2＝un12/ un22＝6.32/10.52＝0.36 1-4、50mva 10.5kvxd’’=0.1530mva110kv/6.6kv uk%=10.5求：①准确计算各元件电抗的标么值，基本段取i段ubi＝10.5kv。
②工程近似计算各元件电抗的标么值，sb＝100mva。
解：①精确计算法ubi＝10.5kv sb＝100mva ubii＝10.5?12110.512110.5＝10.5kv6.6110ubiii＝10.5??＝7.26kvxd*?0.15?10050?0.3xt1*?10.5100?10.5602?10010.52?0.175xl*?0.4?100?1001212?0.273xt2*?10.5100?110302?1001212?0.289②近似计算法ub＝uav sb＝100mvaxd*?0.15?1005010060?0.3xt1*?10.5100??0.175xl*?0.4?100?1001152?0.302xt2*?10.5100?10030?0.351-5、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？xr1%100un13in1xr2%100un23in2解：∵xr????∴xr2%?xr1%?un1un2?in2in1?5?610?300150?6u|0|=115 kv50km1-12、10mva110kv/11kv uk%=10.5(3)(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。
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第3章 电路的暂态分析练习与思考3.1.1 什么是稳态？什么是暂态？答：稳态是指电路长时间工作于某一状态，电流、电压为一稳定值。
暂态是指电路从一种稳态向另一种稳态转变的过渡过程。
3.1.2 在图3-3所示电路中，当开关S 闭合后，是否会产生暂态过程？为什么？图3-3 练习与思考3.1.2图答：不会产生暂态过程。
因为电阻是一个暂态元件，其瞬间响应仅与瞬间激励有关，与以前的状态无关，所以开关S 闭合后，电路不会产生暂态过程。
3.1.3 为什么白炽灯接入电源后会立即发光，而日光灯接入电源后要经过一段时间才发光？答：白炽灯是电阻性负载，电阻是一个暂态元件，其暂态响应仅与暂态的激励有关，与以前的状态无关；而日光灯是一个电感性负载，电感是一个记忆元件，暂态响应不仅与暂态激励有关，还与电感元件以前的工作状态有关，能量不能发生突变，所以日光灯要经过一段时间才发光。
3.2.1任何电路在换路时是否都会产生暂态过程？电路产生暂态的条件是什么？答：不是。
只有含有储能元件即电容或电感的电路，在换路时才会产生暂态过程。
电路产生暂态的条件是电路中含有储能元件，并且电路发生换路。
3.2.2若一个电感元件两端电压为零，其储能是否一定为零？若一个电容元件中的电流为零，其储能是否一定为零？为什么？答：若一个电感元件两端电压为零，其储能不一定为零，因为电感元件电压为零，由dt di Lu =只能说明电流的变化率为零，实际电流可能不为零，由221Li W L =知电感储能不为零。
若一个电容元件中的电流为零，其储能不一定为零，因为电容元件电流为零，由dt du Ci =只能说明电压变化率为零，实际电压可能不为零，由221)(Cu t W C =知电容储能不为零。
3.2.3在含有储能元件的电路中，电容和电感什么时候可视为开路？什么时候可视为短路？答：电路达到稳定状态时，电容电压和电感电流为恒定不变的值时，电容可视为开路，电感可视为短路。
3.2.4 在图3-13所示电路中，白炽灯分别和R 、L 、C 串联。
当开关S 闭合后，白炽灯1立即正常发光，白炽灯2瞬间闪光后熄灭不再亮，白炽灯3逐渐从暗到亮，最后达到最亮。
请分析产生这种现象的原因。
图3-13 练习与思考3.2.4图答：R 为电阻元件，电压随开关闭合瞬间接通，所以白炽灯1立即发光；C 为电容元件，电容初始电压为零，开关闭合瞬间，电源电压全部加在白炽灯上，所以白炽灯2瞬间闪光，开关闭合后，电源对电容充电直到电源电压，白炽灯上的电压不断降低为零，所以白炽灯2闪光后熄灭不再亮；L 为电感元件，电感初始电流为零，开关闭合瞬间，白炽灯3上电流为零，所以R3开始不发光，开关闭合后，回路中电流逐渐增加到稳态值，白炽灯3亮度逐渐增大到最亮。
3.3.1 一电容元件通过电阻放电，R=2Ω,C=4pF ，求电容电压下降为初始电压的63.2%所需要的时间？答：电容电压为610600()tt C u t U eU eτ--==，则6106000.632t U U e-=，所以 2.75t us =。
3.3.2 一线圈的电感L=0.1H ，通有直流I=5A ，将线圈短路，经过0.01S 后，线圈中的电流减小到初始值的36.8%。
求线圈的电阻R 。
答：电感电流为0.100()tRt L i t I eI eτ--==，则100.01000.368R I I e -⨯=，所以10R =Ω。
3.4.1 某电感突然与直流电压源接通，接通瞬间电流是否跃变？电感换成电容，结论是否相同？答：某电感突然与直流电压源接通，接通瞬间电流不会发生跃变，根据换路定则知道电感电流不能跃变；如果电感换成电容，接通瞬间的电流可能会发生跃变，与实际电路有关。
3.4.2某电感突然与直流电流源接通，接通瞬间电流是否跃变？电感换成电容，结论是否相同？答：某电感突然与直流电流源接通，接通瞬间电流不会发生跃变，根据换路定则知道电感电流不能跃变；如果电感换成电容，接通瞬间的电流可能会发生跃变，与实际电路有关。
3.5.1 已知V et u tC 10)205(20)(--+=，或者V eet u t t C )1(205)(1010---+=。
试分析出该全响应中的稳态分量、暂态分量、零输入响应、零状态响应。
答：该全响应中的稳态分量为20V ，暂态分量为1015t e V --、零输入响应分量为105t e V -、零状态响应分量为1020(1)teV --。
3.5.2 在一阶电路全响应中，由于零输入响应仅由元件初始储能产生，所以零输入响应就是暂态响应。
而零状态响应是由外界激励引起的，所以零状态响应就是稳态响应。
这种说法对么？答：这种说法是错误的。
零状态响应也是暂态响应。
3.5.3 一阶电路的时间常数是由电路的结构形式决定的，对么？答：这种说法不正确。
一阶电路的时间常数是由电路的结构和元件参数共同决定的。
3.5.4 在RC 串联电路中，欲使暂态过程的速度不变，而使初始电流减小，应采取什么方法？在RL 串联电路中，欲使暂态过程的速度不变，而使稳态电流减小，应采取什么方法？答：在RC 串联电路中，欲使暂态过程的速度不变，而使初始电流减小，可以通过改变换路前电源参数来改变，也就是使电容初始电压减小；在RL 串联电路中，欲使暂态过程的速度不变，而使稳态电流减小，可以通过改变换路前电源参数来改变，也就是使电感初始电流减小。
3.5.5 常用万用表“R*1000”挡来检查电容器（电容量应比较大）的质量。
如果检查时发现下列现象，试解释并说明电容器的好坏。
（1）指针满偏转；（2）指针不动；（3）指针很快偏转后又返回原刻度∞处；（4）指针偏转后不能返回原刻度处；（5）指针偏转后返回速度很慢。
答：（1）指针满偏转，说明电容器漏电电流很大，可能内部绝缘已损坏，造成电容器被短路所致。
但如果稍后指针能返回原处，则只是因为电容量大，充电电流太大而已。
（2）指针不动说明充电电流为0，电容器端线了。
（3）开始充电电流大，然后逐渐减小，充电结束后电流为0，所以返回原刻度，说明电容器是好的。
（4）指针不能返回原处说明存在漏电流，电容器质量不好，漏电电流较小，尚可使用，否则应报废。
（5）指针返回速度很慢说明电容量很大，充电时间时间常熟大，电流减小慢。
只要经过一定的时间，指针能返回原处，电容就是好的。
3.6.1 电路中含有多个电阻时，时间常数τ中电阻R 等于多少？答：电路中含有多个电阻时，时间常数τ中电阻R 等于换路后电感或电容元件两端的等效电阻。
3.6.２电路中含有多个电容或者电感元件时，时间常数τ中的电容或电感等于多少？ 答：电路中含有多个电容或者电感元件时，时间常数τ中的电容或电感等于换路后的电容或电感元件参数。
3.6.3 分析例3-18和例3-19全响应中的稳态分量、暂态分量和零输入响应分量、零状态响应分量。
答：3-18中V e et u t tc 50050024)42(4)(---=-+=，则稳态分量为4V 、暂态分量为5002t e V --、零输入响应分量为5002t e V -、零状态响应分量为5004(1)t e V --。
3-19中3331031051551()()123121212t t L i t e e A -⨯-⨯=+-=-，则稳态分量为512A 、暂态分量为3310112t e A -⨯-、零输入响应分量为331013t e A -⨯、零状态响应分量为33105(1)12te A -⨯-。
3.7.1 RC 串联电路中，改变R 的大小时，将如何改变微分电路和积分电路的输出波形？ 答：RC 串联电路中，如果从电阻R 两端输出波形，减小R 使p t τ<<，将得到尖脉冲电压；如果从电容C 两端输出波形，增加R 使p t τ>>，则将得到三角波。
3.7.2 用RL 串联电路，如何构成微分电路和积分电路？答：RL 串联电路，从电阻两端输出电压波形，可以得到积分电路；从电感两端输出电压波形，可以得到微分电路。
习题3-1 图3-45电路中，开关闭合后的电感初始电流(0)i +Ｌ等于多少？解：换路前电感相当于短路8(0)213i -==+ＬＡＡ 由换路定律可得(0)2i +=ＬＡ3-2 图3-46电路中，电路原处于稳态，0t =时开关从1掷向2，试求(0)u +Ｌ等于多少？图3-46 习题3-2图解：换路前电感相当于短路10(0)155i -==+ＬＡＡ 由换路定律可得(0)1i +=ＬＡ则此时(0)5u V +=-Ｌ3-3 图3-47电路中，开关闭合后，电容稳态电压()u ∞Ｃ等于多少？+ －5Ω+ u L －1Ω + 8V-图3-47 习题3-3图解：换路后达到稳态时，电容相当于开路，则12()1015u V ∞=⨯=+C 5V 3-4 图3-48电路中，开关闭合后，电感的稳态电流()i ∞Ｌ等于多少？图3-48 习题3-4图解：换路后达到稳态时，电感相当于短路，则12()121i A A ∞==L 3-5 图3-49电路中，开关原来在1处，电路已达稳态。
在t=0时刻，开关S 掷到2处。
求(0)i +Ｌ。
L (t) L (t)图3-49 习题3-5图解：换路前电感相当于短路10(0)25i -=-=-ＬＡＡ 由换路定律可得(0)2i +=-ＬＡ3-6 图3-50电路中，开关原来在1处，电路已达稳态。
在t=0时刻，开关S 掷到2处。
求+(0)u Ｃ。
5Ω + 12V－u c (t ) ＋ —图3-50 习题3-6图解：换路前电容相当于开路(0)5u V -=C由换路定律可得(0)5u V+=C3-7 图3-51电路原处于稳定状态， 0t =时刻开关S 从1掷到2处。
求换路后的()u tＣ。
9V1 4 Ω图3-51 习题3-7图解：换路前电容相当于开路，由换路定则可得2(0)(0)9612u u +-==⨯=+ＣＣＶＶ 换路后的暂态过程为RC 零输入响应，此时电阻R=5Ω，时间常数为5RC τ==ｓ则15()(0)6tt u t u τ--+==ＣＣｅｅＶ3-8 图3-52电路原处于稳定状态，0t =时刻开关S 从1掷向2。
求换路后的电感电流()i t Ｌ。
10V 1+_u图3-52 习题3-8图解：换路前电感相当于短路，由换路定律可得10(0)(0)214i i +-===+ＬＬＡＡ 换路后的暂态过程为RL 零输入响应，此时电阻R =8Ω，时间常数为18L R τ==ｓ 则8()(0)2tti t i τ--+==ＬＬｅｅ Ａ3-9图3-53电路原处于稳定状态，0t =时刻开关S 闭合。
求换路后的电感电流()i t Ｌ。
图3-53 习题3-9图解：换路前，电路处于稳定状态，电感无储能，由换路定律可得(0)(0)0i i +-==ＬＬＡ换路后，为RL 电路的零状态响应，电路达到稳态时的电流为20()210i ∞==ＬＡＡ 此时电阻R =5Ω，时间常数为0.50.15τ==ｓ 则10()2(1)ti t -=-ＬｅＡ3-10图3-54电路原处于稳定状态，开关S 在0t =时刻闭合。