电力系统暂态分析参考资料
电力系统暂态分析
Eq U jxc I
基本电磁关系
▪ 凸极发电机气隙不均匀，需要把电枢反应磁势分解为两个磁势，一个作用 在纵轴上，叫纵轴电枢反应磁势；另一个作用在横轴上，叫横轴电枢反应 磁势。
Fa Fad Faq
▪ 这样，虽然气隙不均匀，所产生的磁密波 不是正弦形，但由于磁路对称性，纵轴和 横轴电枢反应磁势所产生磁密的基波幅值 仍然分别在纵轴和横轴上，与磁势同相位。
PMU实 测 功 率 实测负荷建模功率 295电 动 机 模 型 ＋ 50%恒 阻 抗 模 型 仿 真 功 率 40%恒 阻 抗 ＋ 60%恒 功 率 模 型
1
2
3
4
5
6
7
8
时间（秒）
暂态过程
▪ 电磁暂态：与短路等故障有关，涉及工 频电流、电压幅值随时间的变化，持续 时间较短（毫秒～秒）
▪ 机电暂态：与系统振荡、稳定性破坏等 有关，涉及发电机功角、转速等随时间 的变化，持续时间较长（秒-分钟）
基本电磁关系
▪ 磁势
▪ 电势
Ff Fa F F F f Fad Faq F F Eq Ead Eaq E U
Eq jxad Id jxaq Iq jx I U
Eq U jxd Id jxq Iq
基本电磁关系
▪直轴电枢反应电抗 xad
▪ 交轴电枢反应电抗 xaq
▪ 短路计算：为保护提供定值，选择电气设备，数学模型是线性微分方程组， 仅需要分析典型时刻短路电流时可用代数方程。
▪ 稳定计算：研究系统在各种干扰下的稳定性，主要是发电机的同步运行稳定 性，需要考虑转子运动方程，数学模型是非线性微分方程组。
基本电磁关系
▪ 磁动势
F Ni Hl
电力系统分析电力系统暂态实验报告
电力系统分析电力系统暂态实验报告备注：序号（一）、（二）、（三）为实验预习填写项v+-voutv +-vin Continuous pow erguii +-iline Vin1PI Section LineCurrentBreakerclose at 0.02 sec.2.572e5 v60 Hz10 ohms图6-14 Powergui模块参数设置（2）Ac Voltage Source模块：电源电压2.57kV，60Hz，参考实验一，参数设置如图6-15所示。
图6-15 AC Voltage Source模块参数设置（3）电阻：参考实验一，参数设置10欧姆。
（4）Breaker模块：断路器，设置内阻0.001欧姆，0.02秒闭合。
（a）（b）图6-16 Breaker模块参数设置（5）输电线П模型模块（Pi Section Line）：100公里，60Hz,串联电阻0.2568Ω串联感抗2mH ，并联容抗8.6nF 。
（a）(b)图6-17 Pi Section Line（输电线П模型）模块参数设置（6）其余量测元件参考实验一【参考波形】U1与U2电压：图6-18 U1与U2电压波形图输电线电流I line电流响应与局部放大响应：（a）（b）图6-19 输电线电流I line电流响应与局部放大响应五、程序调试及实验总结程序调试：在实验过程中，电阻模块没有注意看实验二电阻值的设定值，把设置成了实验一的电阻值，导致输出波形图跟实验指导给出参考的波形图相差甚大。
后面问了同学更改过来后能输出正确的波形了。
实验总结：通过这一次的实验，让我加深对于电力系统暂态稳定内容的理解，使得我能把课堂理论教学的知识与实践相结合起来，进而提高我对电力系统暂态表现的认识。
也让我通过进行实际操作的过程中，从实验中观察到系统暂态响应发生时的现象和掌握正确处理的措施，并使用用MATLAB/Simulink来观测输出的波形图，并进行分析。
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。
电力系统暂态分析第三版
本节在实测的短路电流波形的基础上，应用同步发电机的双反应原理和超导回路的磁链守恒原理，对短路后的物理过程和短路电流的表达式作近似分析。
一、空载情况下三相短路的电流波形
实测波形： 同步发电机在转子有励磁而定子回路开路即空载运行情况下，定子三相绕组端突然三相短路后的电流波形。
实测短路电流波形分析： 短路电流包络线中心偏离时间轴，说明短路电流中含有衰减的非周期分量； 交流分量的幅值是衰减的，说明电势或阻抗是变化的。 励磁回路电流也含有衰减的交流分量和非周期分量，说明定子短路过程中有一个复杂的电枢反应过程。
同步发电机三相短路电流
实际电机绕组中都存在电阻，因此所有绕组的磁链都随时间变化，形成电磁暂态过程。 周期分量，其幅值将从起始次暂态电流逐渐衰减至稳态值； 非周期分量和倍频周期分量，它们将逐渐衰减至零。 短路电流计算一般指起始次暂态电流或稳态短路电流计算；而其它任意时刻短路电流工频周期分量有效值计算工程上采用运算曲线方法。
t
i
iM
T/2
ia0
ip0
对于G、T、L： x>>R，φ≈900， 最恶劣的情况为：Im|0|=0,α=0 即空载运行，电压过零瞬间
冲击电流iM出现在短路发生后1/2周期，f=50Hz, t=0.01s，即有：
冲击系数：
冲击电流对周期电流幅值的倍数（1<kM<2）
t
i
iM
T/2
ia0
ip0
实用中，kM=1.8 对变压器高压侧短路； kM=1.9 对机端短路。
（二） 近似计算法 平均额定电压Uav=1.05UN, 若取SB=100MVA，UB=Uav
550
电力系统暂态分析 电力系统暂态稳定
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（新控制方式）、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：0~1s ，保护、自动装置动作，但调节系统作用不明显，发电机采用qE '、PT 恒定模型；中间：1~5s ，AVR 、PT 的变化明显，须计及励磁、调速系统各环节； 后期：5s~mins ，各种设备的影响显著，描述系统的方程多。
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第二节 简单系统的暂态稳定分析一．物理过程分析发电机采用E ’模型。
故障前：221T LT dI x x x x x +++'= 电源电势节点到系统的直接电抗 δsin II x UE P '= 故障中，∆++'++++'=x xx x x x x x x T LT dT LT dII )2)(()2()(2122δsin IIII x UE P '=故障切除后：功角特性曲线为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 →c ω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 →k PT<PE, 减速δ，减小 经振荡后稳定于平衡点k 结论： 若最大摇摆角h m δδ<，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。
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。
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i δ的变化情况（即δ–ｔ曲线），然后根据i δ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。
电力系统暂态分析课件(全书)
四、本课程的任务
1、《电力系统稳态分析》——电力系统稳态运行的分 析计算 2、《电力系统暂态分析》——电力系统电磁暂态过程 和机电暂态过程的分析计算 （1）电磁暂态过程分析又称为电力系统故障分析； （第一篇） （2）电力系统机电暂态过程分析主要讨论电力系统 运行的稳定性，所以又称为电力系统稳定性分析（第二 篇） 3、《高电压技术》——波过程的分析计算
2、无限大功率电源的相对性 实际工作中，理想的无限大功率电源是不存在的，但当电 源的内阻抗远远小于外电路的阻抗 时，负荷的变化对电源端电 压和频率的影响很小，可以视为不变，所以此时的实际有限容 量电源就可以视为无限大功率电源。 通常当电源内阻抗占短路回路总阻抗的比例小于10%时， 就可以认为该电源为无限大功率电源。
I M 1.52
Im 2
3、最大有效值电流用途 校验某些开关电器的断流能力
第二章：同步发电机突然三相短路分析
概述
一、基本假设
1、只计电机内部的电磁暂态过程，不计机电暂态过程， 即认为发电机的频率不变，而端电压是变化的。 2、电机磁路不饱和（线性磁路），等值电路为线性电 路，可以应用迭加原理进行分析。 3、认为励磁电压不变，即忽略ZTL的作用。
ia0 ia|0| ia 0 ia|0| iap 0
在纵轴上 所以就是 Iam|0| - I am0 的投影。据此可得| i a 0|取得 最大值的条件为： 与纵轴平行； a、相量 Iam|0|- I am0 I am|0|- I am0 有尽可能大的幅值， b、 此条件等效于短路前空载。
图1-5绘出了三相短路前后三相短路电流的波形图。从图可 以看到三相短路电流的非周期分量是不相等的。 3、非周期分量的起始值越大，短路电流的最大瞬时值越大。 4、非周期分量电流取得最大值的条件： 从短路电流的表达式可以 看到，非周期分量的起始值和 电源电压的初相角、短路前瞬 间回路中的电流值有关。
电力系统暂态分析复习提纲
第2章一、简答题1.电力系统暂态过程的分类(1)波过程：与操作和雷击的过电压有关，涉及电流、电压波的传播，过程最短暂。
(2)电磁暂态过程：与短路（断线）等故障有关，涉及工频电流、电压幅值随时间的变化，持续时间较波过程长（毫秒~秒）(3)机电暂态过程：与系统振荡、稳定性破坏、异步运行等有关,涉及发电机组功率角、转速、系统频率、电压等随时间的变化，过程持续时间较长（秒~分钟）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？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，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.同步发电机突然三相短路时，定子绕组电流中包含哪些电流分量？转子励磁绕组中包含哪些电流分量？阻尼绕组中包含哪些电流分量？它们的对应关系和变化规律是什么？定子电流中包含基频周期分量、非周期分量和倍频分量。
转子励磁绕组中包含强制直流分量、自由非周期分量和基频交流自由分量。
d轴阻尼绕组中包含非周期自由分量和基频交流自由分量；q轴阻尼绕组中仅包含基频交流分量。
定子绕组中基频周期分量电流与d轴阻尼绕组、励磁绕组中的非周期分量相对应，并随着转子励磁绕组中非周期自由分量和d轴阻尼绕组中非周期分量的衰减而最终达到稳态值（与转子励磁绕组中强制直流分量相对应）；定子绕组中非周期分量和倍频分量与转子励磁绕组、阻尼绕组中的基频交流分量相对应，并随着定子绕组非周期分量和倍频分量衰减到零而衰减到零。
4.同步发电机原始磁链方程中哪些电感系数为常数？哪些电感系数是变化的？变化的原因是什么？凸极式同步发电机原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数；定子绕组的自感系数、定子绕组间的互感系数、定子各绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化，变化的原因有二，一是凸极式同步发电机转子在d轴和q轴方向磁路不对称，二是定子绕组和转子绕组之间存在相对运动。
《电力系统暂态分析》复习资料
电力系统暂态分析复习提纲电力系统暂态分析复习思考题及参考答案绪论：1、电力系统运行状态的分类答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。
波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。
2、电力系统的干扰指什么？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。
3、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，如果其运行参量变化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是常数（平均值），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。
4、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。
第一章：1、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）指三相一相断开（一相断线）或两相断开（两相断线）的运行状态。
2、短路的危害答：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。
电力系统暂态稳定性分析文献综述
电力系统暂态稳定性分析文献综述前言电力系统是现代社会不可或缺的能源支撑系统，而暂态稳定性则是保障电力系统供电可靠性的重要保证。
在电力系统运行中，由于各种原因可能导致暂时性的电压和功率波动，而电力系统暂态稳定性的强弱直接影响到系统对这些波动的响应程度。
因此，对电力系统暂态稳定性的分析研究成为了电力工程中的重点方向之一，本文就电力系统暂态稳定性分析的相关文献进行了综述。
电力系统暂态稳定性分析的基本理论电力系统的暂态稳定性可以定义为系统在外部干扰下出现暂时性变化后恢复正常工作的能力。
电力系统暂态稳定性分析的基本理论主要包括：暂态稳定性问题的提出与定义、电力系统暂态稳定性分析的基本思路、暂态稳定性分析的一般方法以及电力系统暂态稳定界限的确定。
暂态稳定性问题的提出和定义是电力系统暂态稳定性分析的基础，在这个基础之上，电力系统暂态稳定性分析的基本思路包括了电力系统的暂态问题的分析和电力系统的暂态稳定性问题的分析。
这两个问题的分析方法不同，但需要基本知识和基本概念的支持。
暂态稳定性分析的一般方法包括电力系统分析的方法和稳定性分析的方法。
电力系统的分析方法主要是分析电力系统的基本参数和电路的结构，找出系统中的故障和问题，以及寻找改进和优化方案。
电力系统的稳定性分析方法包括了对系统进行抽象化、数学建模、稳定性指标的选取等一系列的分析工作。
最后是确定电力系统暂态稳定界限，这是一个非常重要的工作。
电力系统暂态稳定性分析的研究方法在电力系统暂态稳定性分析的研究方法方面，主要包括：基于机器学习的电力系统暂态稳定性预测方法、基于大数据技术的暂态稳定性分析方法和基于系统分析的暂态稳定性评估方法。
首先，基于机器学习的电力系统暂态稳定性预测方法通过对历史数据进行训练，建立模型对未来的暂态稳定性进行预测，既可以较快地得出结果，提高工作效率，也可以较为准确地预测电力系统的暂态稳定性。
其次，基于大数据技术的暂态稳定性分析方法通过记录和处理大量的电力系统状态数据，建立高维度的模型，来解决传统方法中不可避免的维度灾难问题，从而分析电力系统的暂态稳定性。
电力系统暂态分析
电力系统暂态分析电力系统暂态分析是指对电力系统在暂态过程中的电压、电流、功率等参数进行研究和分析的过程。
暂态过程是指系统发生突变、故障等原因引起的瞬时变化过程，一般持续时间很短，但对电力系统的稳定运行和设备安全具有重要影响。
本文将介绍电力系统暂态分析的基本原理、方法和应用。
一、电力系统暂态分析的基本原理在电力系统中，暂态过程主要包括大电流暂态和大电压暂态。
大电流暂态一般是由于系统突发故障引起的，如短路故障；大电压暂态则是由于系统发生突变，如开关切换等。
暂态过程中，电力系统的电压、电流和功率等参数会发生瞬时的变化，因此需要进行暂态分析来研究这些变化对系统和设备的影响。
暂态分析的基本原理是根据电力系统的物理特性和传输线路的数学模型，通过求解微分方程组或差分方程组，获得系统在暂态过程中各个时刻的电压、电流和功率等参数。
在电力系统暂态分析中，常用的数学模型包括传输线模型、发电机模型、变压器模型等，这些模型可以描述不同设备在暂态过程中的响应特性。
二、电力系统暂态分析的方法电力系统暂态分析的方法主要包括数值计算方法和仿真计算方法。
数值计算方法是通过数学公式和数值计算技术，求解电力系统暂态过程的物理方程。
常用的数值计算方法包括龙格-库塔法和差分法等。
仿真计算方法是通过建立电力系统的数学模型，利用计算机软件进行模拟计算，得到系统在暂态过程中各个时刻的参数。
常用的仿真计算软件包括PSCAD、EMTP-RV等。
在进行电力系统暂态分析时，需要先确定系统的故障类型、故障位置和故障参数等。
然后，根据故障类型选择适当的暂态分析方法，并进行故障电流和故障电压等参数的计算。
最后，根据计算结果进行参数比较和评估，确定系统在暂态过程中的稳定性和设备的安全性。
三、电力系统暂态分析的应用电力系统暂态分析在电力系统的设计、运行和维护中起着重要的作用。
具体应用包括：1. 设备选择和配置：通过对电力系统暂态过程的分析，可以评估不同设备的暂态稳定性，选择合适的设备并进行合理配置，确保系统在暂态过程中能够正常运行。
电力系统暂态分析
t 0
i(0 ) Im sin( ) i(0 ) I pm sin( ) c
由于电感电流不能突变，因此有：
i(0 ) i(0 )
代入通解得到：
c iap.0 Im sin( ) I pm sin( )
第三节 无限大功率电源供电的三相短路分析
从而，短路全电流：
t
i I pm sin(t ) Im sin( ) I pm sin( ) e
绪论
4、本门课程的学习的难度和重要意义 １）与多门课程相关 高等数学 大学物理 电路原理 电机学
绪论
２）重要意义
电力系统运行中基本的概念、表现
稳态运行－
故障分析 设计（设计部门）
保护整定计算（调度，保护）
事故分析 （运行）
绪论
主要参考书目：
1：李光琦主编 社 2006年
《电力系统暂态分析》 中国电力出版
xL
SB
U
2 B
x0
SB
U
2 B
第二节 标幺值
四、由变压器联结的不同电压等级的各 元件参数、标幺值及短路电流的计算
k12 UN1 /UN2
k 23 UN 2 / UN 3
x1 , x2 , x3 ——电抗各值（含变压器电抗 在内）
第二节 标幺值
1、计算步骤（准确计算） １）选待计算电流段为基本段。
E* X *
６）基本段电流有名值
I1 I1*
SB 3U B1
第二节 标幺值
７）其他段电流
I2 k12 I1 I1*
SB 3UB1 / k12
I1*
I3 I1*I B3
可记为： I1* I*
SB 3U B 2
I1* IB2
电力系统暂态分析期末知识点
暂态电抗（xd' ）的物理意义？如果沿d轴方向把同步电机看做双绕组变压器，当励磁绕组短路时，从定子绕组测得电抗即为xd' 。
次暂态电抗（xd''）的物理意义？如果沿同步电机直轴方向，把电机看做三绕组变压器，次暂态电抗就是这个变压器的两个二次绕组（励磁绕组和直轴阻尼绕组）都短路时从一次侧（定子绕组侧）测得的电抗。
磁链守恒定律：任何闭合线圈，它所交链的磁链不能突变，当外来的磁场企图使闭合线圈所交链的磁链变化时，在该线圈中将感应出一个自由电流，使所产生的磁链恰好抵消这种变化，以保持总的合成磁链不突变。
冲击电流（最大有效值电流）：主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定性。
短路全电流：主要用于检验断路器的开断能力。
同步电机对称稳态运行相量图：ɑ-Φ的绝对值=90度时短路电流直流分量起始值的绝对值达到最大值（短路最恶劣条件）无限大功率电源：1：电源的频率和电压保持恒定2：电源的内阻抗为0 容量无穷大（实际上阻抗<10%）短路：电力系统正常运行之外相与相之间或相与地之间的连接自然因素和人为因素理想电机：对称性正弦性光滑性不饱和性Park变化：把观察者的观察点从静止定子转移到了转子上，定子静止三相绕组被两个同转子一起旋转的等效绕组所代替，并且三相对称交流变成了直流，id iq均为常数。
暂态过程：次暂态阶段暂态阶段短路稳态阶段短路计算假设：电势同相位负荷为恒定电抗不计磁路饱和对称三相系统金属短路忽略高压输电线的电阻和电容自耦变压器：不仅有磁联系还有电联系在暂态瞬间暂态电势Eq' 为什么不突变？因为ΦfΦd不突变在次暂态瞬间次暂态电势 Eq'' 为什么不突变？ΦQ不突变短路故障称为横向故障三相短路（对称短路），两相短路，两相短路接地，单相短路接地，不对称故障为纵向故障一相两相断线不平衡转矩)△Pa=PT- Pe>0加速转矩，发电机转子加速，功角开始增大反之亦然提高电力暂态稳定性措施：故障快速切除提高发电机输出的电磁功率（电气制动变压器经小电阻接地发电机强行励磁）减少原动机输出功率（切发电机快关汽门机械制动），中间设置开关站和采用强行串励补偿电力系统静态稳定性：一般指电力系统在运行中受到微小扰动后恢复它原来运行状态的能力电力系统正常运行标志：系统中的并联同步电机都有相同的电角速度暂态稳定性：电力系统受到一个大扰动后能从原来的平衡点，不失去同步过渡到新的运行状态并在新状态下稳定运行。
电力系统暂态分析参考资料
电力系统暂态分析参考资料一、单项选择题（本大题共0 0 分，共60 小题，每小题0 分）1. 应用小干扰法分析系统静态稳定，计及阻尼系数作用时，系统稳定的条件是（）。
D. D>0，S Eq >02. 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( )。
C. 单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路3. 下列关于对称分量法的说话正确的是（）B. 可以通过增加发电机或变压器中性点对地的电抗增加系统的零序电抗4. 关于具有架空地线的输电线路，下面正确的是（）。
B. 架空地线的导电性能越好，输电线路的零序电抗越小5. 下列措施中，不能提高系统静稳定的措施是（）。
A. 减少发电机或变压器的电抗6. 电力系统不对称短路包括（）种短路类型。
C. 37. 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（）。
C. 不相等8. 在发电机稳态运行状态中，机械功率与电磁功率的数值关系是( )。
C. 相等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（）。
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10. ( )主要用于检验电气设备和载流导体在短路电流下的受力是否超过容许值。
A. 短路冲击电流11. 无限大功率电源供电系统发生三相短路，短路电流的非周期分量的衰减速度( )。
A. ABC 三相相同12. 电力系统并列运行的暂态稳定性是指（）。
D. 正常运行的电力系统受到大干扰作用后，保持同步运行的能力13. 冲击系数K M 的数值变化范围是( )。
B. 1≤K M ≤214. 电力系统发生三相短路后，短路电流（周期分量与非周期分量之和）的最大值一般出现在短路后（）C. 0.01 秒15. 三相短路实用计算的内容是（）。
电力系统暂态分析概述
4. 2003年8月14日美加大停电
4. 2003年8月14日美加大停电
4. 2003年8月14日美加大停电
5. 电力系统电磁暂态和机电暂态分析
➢ 电力系统是由发电、输电、配电、用电等设备及其辅助控制 系统和保护系统组成的大规模复杂系统。
➢ 如此庞大、复杂系统的暂态过程，需要极高维数的非线性微 分方程组来描述。要全面严格地分析整个电力系统的暂态过 程是极其复杂，有时甚至是不可能的。
➢ 电磁暂态过程是指电力系统各个元件电场和磁场以及相应的 电压和电流的变化过程，持续时间通常从几微秒到几秒钟。
➢ 电磁暂态过程变化非常快，主要分析各元件电流和电压瞬时 值变化情况。分析时需要考虑元件的非线性、电磁耦合、计 及输电线路分布参数引起的波过程，还要考虑线路三相结构 的不对称、电晕等因素的影响。而发电机的转速变化则可忽 略不计。
➢ 2012年底全国装机容量11.45亿千瓦 ➢ 其中水电占21.7％； ➢ 火电占71.5％
➢ 2012年底全国220kV以上输电线路长度超50.7万公里；
➢ 2012年底全国220kV及以上变电容量22.8亿千伏安；
2. 电力系统的基本特点及要求
➢ 电力传输的二大特点：
➢ 第一，电流以接近光速流动（29.76万公里/每秒），且大量 存储很不经济。因此，电力生产和消费需同时完成。
➢ 电力系统各种暂态过程的过渡时间差异非常之大，如雷击过 电压的过渡过程是几十微秒、操作过电压的过渡过程从几百 微秒到100毫秒之间，而发电机转速和转子位置变化的暂态 过程则可持续数十秒。
➢ 为了简化分析，可根据不同的研究对象，将电力系统的暂态 过程分为电磁暂态过程和机电暂态过程。
5. 电力系统电磁暂态和机电暂态分析
电力系统暂态分析 第5章 简单电力系统
c os 2δ
系统必须运行在Seq＞0的状况下。Seq的大小标志着同步发电机
维持同步运行的能力。随着功角的逐步增大，整步功率系数将 逐步减小。当整步功率系数减小为零并进而改变符号时，发电 机就再没有能力维持同步运行，系统将非周期地丧失稳定。
第二节 简单电力系统静态稳定性 分析的小干扰法
三、阻尼对静态稳定的影响
X0
第二节 简单电力系统静态稳定性 分析的小干扰法
dX / dt AX
f1
x1
A=
f
n
x1
f1
xn
f n
xn
雅可比矩阵
第二节 简单电力系统静态稳定性 分析的小干扰法
李雅普诺夫稳定性判断原则是，若线性化方程中的A矩阵没有
零值和实部为零值的特征值，则非线性系统的稳定性可以完全 由线性化方程的稳定性来决定。即
发电机组的阻尼作用包括由轴承摩擦和发电机转子与气体摩擦 所产生的机械性阻尼作用，以及由发电机转子闭合绕组(包括 铁心)所产生的电气阻尼作用。机械阻尼作用与发电机的实际 转速有关，电气阻尼作用则与相对转速有关，要精确计算这些 阻尼作用是很复杂的。为了对阻尼作用的性质有基本了解，假 定阻尼作用所产生的转矩(或功率)都与转速呈线性关系
第一节 简单电力系统的静态稳定
a点： 0 0
PE 0 PE 0
PE 0
b点： 0 0
PE 0
PE 0
PE 0
简单系统静态稳定判据： dPE 0
d
dPE
d
称为整步功率系数
第一节 简单电力系统的静态稳定
dPe EqU cosδ dδ xd
静稳储备系数
Kp
PM P0 P0
100 %
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。
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电力系统暂态分析参考资料一、单项选择题（本大题共0 0 分，共60 小题，每小题0 分）1. 应用小干扰法分析系统静态稳定，计及阻尼系数作用时，系统稳定的条件是（）。
D. D>0，S Eq >02. 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( )。
C. 单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路3. 下列关于对称分量法的说话正确的是（）B. 可以通过增加发电机或变压器中性点对地的电抗增加系统的零序电抗4. 关于具有架空地线的输电线路，下面正确的是（）。
B. 架空地线的导电性能越好，输电线路的零序电抗越小5. 下列措施中，不能提高系统静稳定的措施是（）。
A. 减少发电机或变压器的电抗6. 电力系统不对称短路包括（）种短路类型。
C. 37. 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（）。
C. 不相等8. 在发电机稳态运行状态中，机械功率与电磁功率的数值关系是( )。
C. 相等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（）。
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10. ( )主要用于检验电气设备和载流导体在短路电流下的受力是否超过容许值。
A. 短路冲击电流11. 无限大功率电源供电系统发生三相短路，短路电流的非周期分量的衰减速度( )。
A. ABC 三相相同12. 电力系统并列运行的暂态稳定性是指（）。
D. 正常运行的电力系统受到大干扰作用后，保持同步运行的能力13. 冲击系数K M 的数值变化范围是( )。
B. 1≤K M ≤214. 电力系统发生三相短路后，短路电流（周期分量与非周期分量之和）的最大值一般出现在短路后（）C. 0.01 秒15. 三相短路实用计算的内容是（）。
A. 短路电流周期分量起始有效值计算、任意时刻短路电流周期分量有效值的计算16. 电力系统一相断线时的复合序网在端口连接形式上与( )的复合序网相同。
B. 两相短路接地17. 系统发生单接地短路故障时，复合序网的连接方式为（）。
A. 正序、负序、零序串联18. 快速切除故障元件可以提高电力系统中同步发电机并列运行的暂态稳定性，其原理是A. 增大了最大减速面积，减小了加速面积19. 在高压系统中，最恶劣短路情况是指（）。
A. 短路前空载，短路发生在电源电动势瞬时值过零时20. 同步发电机突然发生三相短路瞬间，定子绕组将有直流电流，计及电阻，此直流分量的衰减时间常数为（）。
C. Td"21. 派克变换是一种（）。
D. 坐标变换22. 一台发电机出口发生三相短路故障，如果发电机次暂态电抗为0.25 ，则发电机提供的短路电流周期分量为额定电流的（）。
B. 4 倍23. 关于变压器中性点经小电阻接地的作用，下述说法中正确的是（）。
C. 只能提高接地短路情况下系统并列运行的暂态稳定性24. 对于三个单相变压器组成的三相变压器组，不对称短路分析时，对励磁电抗的处理方法是( )。
B. 负序、正序和零序励磁电抗均可以视为无限大25. 关于同步发电机机端发生三相短路时短路电流中各分量的变化，下述说法中错误的是C. 定子绕组的基频周期分量保持不变，其他分量逐渐衰减到零26. 理想同步发电机的空载电势Eq 的方向( )B. 与q 轴相同27. 电力系统两相断线时的复合序网在形式上与( )的复合序网相同A. 单相接地短路28. 电力系统的静态稳定性指的是正常运行的电力系统经受（）后能够自动恢复到原来状态的能力，或者用原有运行状态近似表示新运行状态的可能性。
B. 小干扰29. 一般情况，变压器的负序电抗X T（2）与正序电抗X T（1）的大小关系为（）。
B. X T(1) =X T(2)30. 通常短路电流最大的短路为( )。
D. 三相短路31. 下述各组中，全部都能够提高电力系统并列运行暂态稳定性的一组是（）。
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32. 将三个不对称相量分解为三组对称相量的方法是( )。
B. 对称分量法33. 提高线路的额定电压等级，将有助于提高系统的（）。
A. 稳定性34. 在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有( )。
C. 独立性35. P-δ曲线被称为( )。
D. 功角曲线36. 利用对称分量法分析不对称短路时，基本相的选择原则是（）。
A. 选择特殊相为基本相37. 运用运算曲线法计算任意时刻短路电流周期分量有效值时，对于负荷的处理方法是（）。
A. 不考虑负荷的影响38. 电力系统的暂态稳定性所指的干扰不包括（）。
B. 风吹导线导致的架空线路参数的改变39. 无阻尼绕组同步发电机突然发生三相短路瞬间，定子绕组中将出现基频自由分量电流，这种分量电流的衰减时间常数为( )B. T d '40. 提高电力系统暂态稳定性的措施之一是电气制动，但如果制动作用过小，制动效果不好，这种制动被称为（）。
C. 欠制动41. 三相短路的短路电流只包含( )。
A. 正序分量42. 系统发生两相接地短路故障时，复合序网的连接方式为（）。
A. 正序、负序、零序并联43. 应用等面积定则判断简单系统暂态稳定时，系统稳定的条件是（）。
B. 加速面积小于减速面积44. 500KV 高压电网线路中串联电容的主要目的是( )。
A. 提高静态稳定性45. 异步电动机运行静态稳定的判据是（）。
B.dM E /ds>046. 在中性点不接地系统中，在不计电阻影响并认为的情况下，发生两相短路金属性接地时，故障处非故障相对地电压的大小为（）。
C. 1.547. 三相短路的附加电抗等于( )。
A. 048. 关于同杆双回架空输电线路，下面说法中正确的是( )。
A. 一般情况下可以忽略双回路对正序和负序电抗的影响，但对零序电抗的影响却不能忽略49. 无限大功率电源供电的三相对称系统，发生三相短路，短路电流的非周期分量起始值A. A、B、C 三相不同50. 发电机同步电抗xd 暂态电抗xd′次暂态电抗xd″之间的数值关系为( )。
A. X d >X d '>X d "51. 理想同步发电机q 轴电抗的大小关系为( )。
B. x q >x q ″52. 下列故障形式中对称的短路故障为（）。
C. 三相短路53. 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( )。
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54. 单相接地短路时，故障处故障相短路电流与正序分量电流的关系是（）。
A. 故障相短路电流为正序分量电流的3 倍55. 电力系统短路故障计算主要求取的物理量是（）。
A. 电压，电流56. 不计短路回路电阻时，短路冲击电流取得最大值的条件是（）。
A. 短路前空载，短路发生在电压瞬时值过零时57. 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（）。
B. 正序分量和负序分量58. 等面积定则中所涉及的减速面积表示( )。
B. 转子动能的减少量59. 一台YN/Y 型接线的变压器，如果在YN 侧发生短路故障，则Y 侧零序电流大小为（）。
A. 060. 关于电力系统短路故障，下述说法中错误的是（）。
B. 短路故障又称为纵向故障二、多项选择题（本大题共0 0 分，共24 小题，每小题0 分）BCD1. 提高静态稳定措施之一是减少线路电抗，下列哪些措施可减少线路电抗？（）A. 加串联电抗B. 采用分裂导线C. 串联电容补偿D. 提高线路额定电压等级BD2.下面哪些会导致电力系统静态稳定问题？（）。
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. 温度导致发电机功率波动BCE3.关于电力系统同步发电机并列运行的静态稳定性，下面正确的是（）。
A. 发电机并列运行的静态稳定性是指短路情况下，发电机保持同步运行的能力B. 发电机并列运行的静态稳定性指正常运行的发电机受到小干扰作用后，恢复到原运行状态的能力C. 分析同步发电机并列运行静态稳定性的方法是小干扰法D. 分析同步发电机并列运行静态稳定性的方法是对称分量法E. 同步发电机并列运行静态稳定的实用判据是dPE/dδ>0ABCD4.短路计算的目的是A. 选择电气接线B. 检验电气设备(电器、母线、瓷瓶、电缆等)热、动稳定度C. 确定限制短路电流的措施D. 继电保护设计、整定的重要依据CD5. 下列数据中，属于校验电器设备的重要数据的是（）。
A. 空载电压B.负荷率C. 短路冲击电流D. 短路容量AD6. 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BCDE7.提高和改善电力系统静态稳定性的措施，（）A.根本措施是增加电气距离B.输电线路采用分裂导线C.输电线路串联电容器D.发电机装设先进的励磁调节装置E. 提高电力网的运行电压或电压等级BCD8. 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AC9. 电力系统短路故障计算主要求取的物理量是（）。
A. 电压B. 功率C.电流D. 容量ABD10.下列哪些属于短路的危害？（）。
A. 引起导体及绝缘体的严重发热而损坏B. 使电网电压突然降低C. 使网损增加D. 对通信造成影响AB11. 关于输电线路的零序电抗，下面说法中正确的是（）。
A. 零序电抗大于正序电抗B. 有架空地线时的零序电抗小于无架空地线时的零序电抗 C. 零序电抗小于正序电抗 D. 零序电抗等于正序电抗E. 有架空地线时的零序电抗大于无架空地线时的零序电抗ACD12. 在下列各种故障类型中，属于横向故障的是（）A. 两相短路B. 两相断线C. 单相接地短路D. 两相短路接地BC13.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ACD14.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ABC15. 关于单相接地短路的边界条件有（）。