电力系统暂态分析
电力系统暂态分析方法
2 数值解法
在忽略发电机定子绕组和电网中电磁暂态过程影响的情况下，列出描述全系统暂态过程的微分方程和代数方程组。其一般形式为：
px = f(x，y) (1)
g(x，y)=0 (2)
微分方程(1)包括：①描述各发电机暂态和次暂态电势变化的微分方程。②各发电机的转子运动方程。③描述各发电机励磁系统暂态过程的微分方程。④描述各原动机及调速系统暂态过程的微分方程。⑤负荷中感应电动机的暂态过程方程式。
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由于直接法不是从时域的系统运动轨迹去看稳定问题，而是从系统能量及其转化的角度去看稳定问题，因此可快速进行系统稳定性分析。该方法在近二三十年得到了迅速的发展。直接法的优点是能提供系统稳定程度的定量信息，提供系统稳定裕度，对极限参数计算速度快，可快速扫描系统暂态过程。缺点是采用的模型比较粗略，计算结果具有保守性。
代数方程(2)包括：①网络方程式，用以描述在同步旋转坐标参考轴下，各节点电压、电流之间的关系。②各发电机定子绕组电压平衡方程式。③对于静态模拟负荷，其功率与节点电压之间的关系；对综合负荷中的感应电动机，计算电磁转矩，机械转矩，等值阻抗或定子电流的方程式。
在列出上述微分方程和代数方程组后，应用各种数值积分方法进行求解。由于在每一积分步长内必须同时求解微分方程和代数方程，需要在一般单纯求解微分方程组的数值积分方法基础上加以扩展，为此有两种不同的方法：交替求解法和联立求解法。
联立求解法在每一积分步长中，将微分方程式按照所采用的数值积分方法化成相应的差分方程，与代数方程一起组成两组代数方程式，再联立求解。求解的方法通常采用牛一拉法。联立求解法仅适用于各种隐式积分法，且联立求解的计算工作量很大，应用不是十分广泛。
按照数值积分方法的不同，暂态稳定的数值解法又分为显式积分法和隐式积分法。
电力系统中暂态稳定性分析与评估
电力系统中暂态稳定性分析与评估电力系统的暂态稳定性是指系统在受到外界扰动或内部负荷变化后，恢复到稳定工作状态的能力。
暂态稳定性是电力系统运行安全和稳定性的重要指标，对于保障电力系统的可靠性和供电质量具有重要意义。
因此，对电力系统的暂态稳定性进行准确的分析与评估是现代电力系统研究和运行管理的关键之一。
电力系统的暂态稳定性分析与评估主要包括以下几个方面：1. 暂态稳定性分析方法暂态稳定性分析的方法主要包括直接分析方法和仿真计算方法。
直接分析方法是指通过分析电力系统的等值负荷特性、传输线参数和发电机参数等因素，来判断系统的暂态稳定性。
仿真计算方法是指通过建立电力系统的数学模型，利用计算机模拟系统的运行情况，通过计算和仿真来分析系统的暂态稳定性。
2. 暂态稳定性指标评估暂态稳定性时常用的指标包括最大角度差、最大振荡幅度、系统频率衰减等。
其中，最大角度差是指在系统受到外界扰动后，各个节点之间相位角的最大差异；最大振荡幅度是指系统在恢复过程中，振荡幅度的最大值；系统频率衰减则是指系统频率降低的速度。
通过计算这些指标，可以评估系统的暂态稳定性并判断其是否满足要求。
3. 暂态稳定性评估的影响因素暂态稳定性受到许多因素的影响，其中主要包括：负荷变化、发电机失效、传输线损耗、自动电压调节器（AVR）和励磁调节器（EXC）的响应速度、电力系统的控制策略等。
这些因素对暂态稳定性的影响是复杂而多样的，因此在评估暂态稳定性时需要综合考虑这些因素的影响。
4. 暂态稳定性改善措施对于暂态稳定性不足的电力系统，可以采取一些措施来提高其暂态稳定性。
常见的改善措施包括增加发电机容量、改善传输线参数、增加无功补偿措施、改善调度策略等。
通过对系统的改善措施进行评估和优化，可以提高系统的暂态稳定性，降低系统发生暂态稳定性问题的风险。
总结而言，电力系统中暂态稳定性的分析与评估是确保电力系统运行安全和稳定的关键环节。
通过采用适当的分析方法，评估系统的暂态稳定性指标，考虑影响因素并采取相应的改善措施，可以有效提高电力系统的暂态稳定性。
电力系统稳态与暂态分析
电力系统稳态与暂态分析电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施之一，为供应安全、稳定的电能，电力系统的稳态与暂态分析是重要的研究领域。
稳态分析主要关注电力系统运行在稳定工作状态下的性能评估和优化，而暂态分析则关注电力系统在发生故障或突发事件时的动态响应。
电力系统的稳态分析是为了确保电力系统的正常运行，评估其稳定性和可靠性。
在稳态下，电力系统的各个设备和元件之间的电压、电流、功率等参数保持相对稳定的数值。
稳态分析的主要目标是确定系统中各个节点的电压稳定性、输电线路和变压器的功率损耗、发电机的输出功率等。
通过稳态分析，可以得到电力系统中各个节点的电压和功率分布情况，根据这些结果可以进行线路的选址、变电站设计和输电系统的规划等。
稳态分析可以采用不同的数学模型和方法。
其中，最常用的方法是潮流计算法，也称为负荷流计算法。
潮流计算法通过建立电力系统的节点电压和功率的数学模型，求解节点电压和功率之间的平衡关系。
在潮流计算中，考虑了电力系统中各个设备的参数、输电线路的电阻、电抗、变压器的变比等因素。
通过潮流计算，可以得到电力系统中各个节点的电压和功率值。
暂态分析是电力系统故障和突发事件发生时的动态响应分析。
在电力系统中，暂态事件可能包括由于雷击、开关故障、负荷突变等原因引起的瞬时变化或短暂故障。
暂态分析的目标是研究系统在故障或突发事件下的电压波形、电流变化、功率瞬变等参数，以及这些参数对系统稳定性和设备保护的影响。
暂态分析可以通过模拟电力系统的数学模型来实现。
这些模型通常包括发电机模型、变压器模型、线路模型等。
在模拟过程中，考虑了故障之前的电力系统状态和故障发生后的动态变化情况，包括电流的瞬时变化、电压的瞬时变化以及设备的动态响应等。
通过暂态分析，可以评估系统的稳定性，确定系统在故障后的动态响应，以及制定相应的保护措施。
电力系统稳态与暂态分析的研究对于保障电力系统的安全运行和提高系统的稳定性至关重要。
通过稳态分析，可以评估电力系统的供电质量、电能损耗以及电力设备的负载能力。
电力系统暂态分析总结
《电力系统暂态分析》要点总结目录知识结构图 (2)1.电力系统故障分析 (2)1.1PARK变换 (2)1.2标么值下的磁链方程和电压方程 (3)1.3同步发电机各种电势的表达式 (3)1.4发电机阻抗的概述 (4)1.5（次）暂态电抗和（次）暂态电势 (5)1.6发电机三相短路电流 (6)1.7对称分量法 (7)1.8叠加定理 (7)1.9电力系统简单故障分析 (8)2.电力系统稳定性 (11)2.1电力系统稳定性概述 (11)2.2同步发电机的机电模型 (11)2.3同步发电机电磁转矩和电磁功率 (11)2.4简单电力系统的静态稳定 (12)2.5简单电力系统的暂态稳定 (13)12知识结构图1.电力系统故障分析1.1PARK 变换正变换：逆变换：PARK 变换的作用和意义：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。
在d 、q 、o 坐标系中，磁链方程成为线性代数方程，电压方程成为线性微分方程。
从而使得同步电机的数学模型成为常系数方程，或者说将abc 坐标下“理想电机”的时变数学模型转化为非时变数学模型。
派克变换是电机模型取得的一次巨大的突破。
⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+----+-=212121)120sin()120sin(sin )120cos()120cos(cos 32 θθθθθθP ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-+----=-1120120112012011)sin()cos()sin()cos(sin cos Pθθθθθθ31.2标么值下的磁链方程和电压方程Ψd =−x d i d +x ad i f +x ad i D Ψq =−x q i q +x aq i Q Ψ0=−x 0i 0Ψf =−x ad i d +x f i f +x ad i D ΨD =−x ad i d +x ad i f +x D i D ΨQ =−x aq i q +x Q i Q u d =dΨd dt −ωΨq −ri d u q =dΨq dt +ωΨd −ri q u 0=dΨ0dt −ri 0 u f =dΨf dt+r f i f0=dΨD dt +r D i D 0=dΨQ dt+r Q i Q其中x ad 称为纵轴电枢反应电抗，描述电枢（定子）电流产生的磁场对主磁极磁场（励磁）的影响，x d 称为定子纵轴同步电抗，x q 称为定子横轴同步电抗。
电力系统暂态分析要点与分析
电力系统电磁暂态分析Ch11.电力系统暂态指电力系统受突然的扰动后，运行参数发生较大的变化即引起电磁暂态、机电暂态过程。
电磁暂态是电压电流等电气运行参数的快速变化过程。
机电暂态是角速度等机械运行参数的慢速变化。
电力系统电磁暂态分析是研究交流电力系统发生短路（断线）后电压电流的变化。
2.元件参数指发电机、变压器、线路的属性参数，运行参数指反映电力系统运行状态的电气、机械参数。
3.故障类型：短路（三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地）、断线（一相断线、两相断线）。
对称故障（三相短路）、不对称故障（不对称短路、断线故障）。
短路故障（横向故障）、断线故障（纵向故障、非全相运行）。
简单故障：指电力系统中仅有一处发生短路或断线故障，复杂故障：指电力系统中有多处同时发生不对称故障。
4.短路危害：短路电流大使设备过热并产生一定的电动力、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。
短路计算目的:电气设备选型、继电保护整定、确定限制短路电流措施、电气接线方式的选择。
短路解决措施：继电保护快速隔离、自动重合闸、串联电抗器。
5. 无限大功率电源指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的电源。
6.无限大功率电源的三相突然短路电流：1.短路电流含有二种分量：基频稳态分量、直流暂态分量。
2.基频稳态分量比短路前电流大，其大小受短路后回路的阻抗值决定。
3.直流暂态分量其大小由短路前电流和短路后电流的交流稳态值决定，并按短路后回路的时间常数Ta 衰减为0（出现原因：短路前后电感电流不能突变）。
7.最大短路电流条件：短路前线路空载、短路后回路阻抗角≈90°、电压初始角α为0°或180°。
出现时间：在短路后0.01秒时刻出现。
短路冲击电流：指在短路时可能达到的最大短路电流瞬时值。
三相电流中那相的直流分量起始值越大，则其短路电流越大。
电力系统暂态分析要点总结
第一章1。
短路的概念和类型概念:指一切不正常的相与相与地(对于中性点接地的系统)之间发生通路或同一绕组之间的匝间非正常连通的情况。
类型:三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路.2。
电力系统发生短路故障会对系统本身造成什么危害？1）短路故障是短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应,导体间将产生巨大的机械应力，可能破坏导体和它们的支架。
2）比设备额定电流大许多倍的短路电流通过设备,会使设备发热增加，可能烧毁设备。
3）短路电流在短路点可能产生电弧，引发火灾。
4）短路时系统电压大幅度下降，对用户造成很大影响.严重时会导致系统电压崩溃,造成电网大面积停电.5）短路故障可能造成并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，造成大面积停电。
这是短路故障的最严重后果。
6）发生不对称短路时，不平衡电流可能产生较大的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势,干扰附近的通信线路和信号系统，危及设备和人身安全。
7）不对称短路产生的负序电流和电压会对发电机造成损坏，破坏发电机的安全，缩短发电机的使用寿命. 3．同步发电机三相短路时为什么进行派克变换?目的是将同步发电机的变系数微分方程式转化为常系数微分方程式，从而为研究同步发电机的运行问题提供了一种简捷、准确的方法。
4。
同步发电机磁链方程的电感系数矩阵中为什么会有变数、常数或零？变数：因为定子绕组的自感系数、互感系数以及定子绕组和转子绕组间的互感系数与定子绕组和转子绕组的相对位置θ角有关，变化周期前两者为π，后者为2π.根本原因是在静止的定子空间有旋转的转子.常数：转子绕组随转子旋转，对于其电流产生的磁通，其此路的磁阻总不便，因此转子各绕组自感系数为常数,同理转子各绕组间的互感系数也为常数，两个直轴绕组互感系数也为常数.零：因为无论转子的位置如何，转子的直轴绕组和交轴绕组永远互相垂直，因此它们之间的互感系数为零.5.同步发电机三相短路后，短路电流包含哪些分量？各按什么时间常数衰减？1）定子短路电流包含二倍频分量、直流分量和交流分量；励磁绕组的包含交流分量和直流分量；D轴阻尼绕组的包含交流分量和直流分量；Q轴阻尼包含交流分量。
电力系统暂态分析
电力系统暂态分析第一章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。
电力系统的稳态与暂态分析方法
电力系统的稳态与暂态分析方法稳态和暂态是电力系统分析中两个重要的概念。
稳态分析主要用于评估电力系统在正常运行情况下的性能和稳定性，而暂态分析则关注电力系统在发生故障或其他异常情况下的响应和恢复过程。
本文将介绍电力系统中的稳态与暂态分析方法，并探讨其在电力系统规划、运行和故障处理中的应用。
一、稳态分析方法稳态是指电力系统在正常运行情况下，各电压、电流和功率等参数保持在稳定状态的能力。
稳态分析主要涉及电压、功率、功率因数等参数的计算和评估。
常用的稳态分析方法包括潮流计算、负荷流计算、电压稳定性评估等。
1. 潮流计算潮流计算是稳态分析中最基础的方法之一，用于计算电力系统中各节点的电压、电流和功率等参数。
通过潮流计算，可以确定电力系统中各节点的电压稳定程度，评估传输能力和合理分配负载等。
常用的潮流计算方法包括高斯-赛德尔法、牛顿-拉夫逊法等。
2. 负荷流计算负荷流计算是潮流计算的一种特殊形式，用于分析电力系统中负载的分布和负载对系统潮流的影响。
负荷流计算可以帮助确定合理的负载分配方案，提高系统的稳定性和经济性。
3. 电压稳定性评估电压稳定性是一个评估电力系统稳定性的重要指标，特别是在大规模电力系统中。
电压稳定性评估主要通过计算稳态电压变化范围和电压裕度等参数来判断系统的电压稳定性，并采取相应的调整措施。
二、暂态分析方法暂态是指电力系统在出现故障或其他异常情况下，系统中各参数发生瞬时变化并逐渐恢复到正常状态的过程。
暂态分析主要关注电力系统在故障发生后的动态响应和恢复。
常用的暂态分析方法包括短路分析、稳定性分析和电磁暂态分析等。
1. 短路分析短路分析主要用于分析电力系统中发生短路故障时的电流和电压等参数的变化。
通过短路分析，可以确定故障点、故障类型和故障电流等信息，为故障处理和保护设备的选择提供依据。
2. 稳定性分析稳定性分析是评估电力系统在故障发生后是否能够保持稳定运行的一项重要工作。
稳定性分析主要关注系统的动态行为和振荡特性，通过模拟故障后系统的响应来判断系统的稳定性和选择合适的控制策略。
电力系统中的稳态与暂态分析与控制
电力系统中的稳态与暂态分析与控制一、电力系统中的稳态分析与控制1.1 稳态分析电力系统中的稳态指的是系统中各种电量和状态不随时间变化或随时间变化很缓慢的状态，包括电压、电流、功率因数、电能等。
稳态分析是指在系统达到稳态条件后，对系统进行分析，在保证系统稳态的前提下，分析系统各种参数的变化情况，以评估系统的运行状态和性能。
稳态分析主要包括电压稳态分析、功率稳态分析和电能质量分析等。
电压稳态分析主要研究系统中各节点电压的稳定性，包括电压平衡状况、电压调节、电压波动等；功率稳态分析主要研究系统中功率的平衡状况，包括功率调节、功率平衡、负荷分配等；电能质量分析主要研究系统中电能的质量状况，包括电能损耗、谐波、干扰等。
1.2 稳态控制稳态控制是指通过控制系统电气参数，使得系统达到稳态时所期望的特定状态。
稳态控制主要包括电压控制、功率控制和负荷控制等。
其中，电压控制主要是通过控制发电机励磁电流、调节变压器的输出电压等方式，使得各节点电压达到期望值；功率控制主要通过控制发电机输出功率、调节变压器的输出功率等方式，使得系统功率平衡；负荷控制主要通过调节负荷的分配、合理运行机组等方式，使得负荷达到平衡状态。
二、电力系统中的暂态分析与控制2.1 暂态分析电力系统中的暂态指的是系统中各种电量和状态在时间尺度上有较大变化的状态，包括电压暂态、电流暂态等。
暂态分析是指在系统发生暂态情况时，对系统进行分析，以评估系统的暂态稳定性和安全性。
暂态分析主要包括受电设备暂态分析、发电机暂态分析、输电线路暂态分析等。
其中，受电设备暂态分析主要研究受电设备在电气故障时的暂态响应，包括电压暂降、电流过载等；发电机暂态分析主要研究发电机在电气故障时的暂态响应，包括转子振荡、电势梯度等；输电线路暂态分析主要研究输电线路在电气故障时的暂态响应，包括过电压、过电流等。
2.2 暂态控制暂态控制是指通过控制系统的电气参数，使得系统在发生暂态情况时能够迅速恢复到稳态，并确保系统的安全性。
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(第三章节)
01
02
03
线性最优控制
通过设计最优控制器，使 得系统状态变量能够快速 收敛到稳定状态。
非线性控制
针对电力系统的非线性特 性，设计相应的非线性控 制器来提高系统的暂态稳 定性。
鲁棒控制
考虑系统参数不确定性和 外部扰动等因素，设计鲁 棒控制器来保证系统的暂 态稳定性。
04 电力系统暂态过程仿真技术
CHAPTER
提高电能质量
通过对暂态现象的监测和分析，可以及时发现并处理影响电能质量 的因素，提高供电质量。
推动电力科技进步
对暂态现象的研究涉及到电力系统分析、控制、保护等多个领域， 是推动电力科技进步的重要途径。
02 电力系统暂态数学模型
CHAPTER
同步发电机数学模型
1 2 3
同步发电机基本方程
基于电磁感应和电路原理，建立同步发电机的电 压、磁链、转矩和功率等基本方程。
数字仿真法原理及实现
数字仿真法原理
基于数值计算方法，将电力系统暂态过程描述为一系列数学方程，通 过计算机进行数值求解，得到系统状态变量的时域响应。
实现步骤
建立系统数学模型 → 选择合适的数值计算方法 → 编制仿真程序 → 运行仿真程序并输出结果。
优点
精度高、灵活性强、适用范围广；
缺点
计算量大、实时性差。
电力系统暂态分析(第三章节)
目录
CONTENTS
• 电力系统暂态现象概述 • 电力系统暂态数学模型 • 电力系统暂态稳定性分析 • 电力系统暂态过程仿真技术 • 电力系统暂态过程实验技术 • 电力系统暂态过程暂态现象定义与分类
暂态现象定义
电力系统在运行过程中，由于各种内外部因素导致系统状态 发生快速、短暂的变化，这些变化被称为暂态现象。
电力系统中的暂态分析
电力系统中的暂态分析概述电力系统中的暂态分析是电力系统研究中的一个非常重要的领域。
暂态分析是指电力系统中瞬时电压、电流等物理量随时间的变化过程及其特性的研究。
电力系统暂态分析的目的是为了了解系统在发生暂态过程时的变化情况，并通过研究暂态特性，掌握电力系统的运行状况，为系统的优化运行提供有力的理论基础。
电力系统中的暂态过程包括各种故障事件，例如三相短路、单相接地故障、线路开关跳闸等。
这些故障事件都会导致电力系统中电压、电流等物理量的瞬时变化，对电力系统的运行稳定性产生直接的影响。
因此，电力系统的暂态分析成为了电力系统研究中一个重要的领域。
暂态分析包括以下几个方面：短路故障分析在电力系统中，三相短路是最常见的故障之一。
当它发生时，瞬态电流会产生高电压和高电流，对设备和电力系统的安全稳定性产生严重的影响。
因此，对于电力系统中的短路故障，进行详细的暂态分析非常重要。
暂态电压稳定分析电力系统在发生各种故障时，电压经常会发生瞬时的变化，这种变化会引起电力设备的故障或系统崩溃。
因此，在电力系统的暂态分析中，电压稳定性也是一项非常重要的内容。
暂态功率稳定分析电力系统的暂态功率稳定性是电力系统的重要特性之一。
当电力系统的暂态功率稳定性不足或损坏时，会导致各种不稳定的暂态事件或系统的崩溃。
暂态过电压分析暂态过电压是电力系统中常见的暂态现象，通常是由于雷击或开关操作导致的。
过电压从物理上来说是一种瞬时的电压变化，但它会对设备和系统产生破坏性的影响。
总结电力系统中的暂态分析是一种关键的技术，它可以帮助工程师和研究人员确定电力系统在发生暂态过程时的情况。
暂态分析不仅可以为电力系统的设计和改进提供理论基础，还可以为实际的电力系统运行提供指导。
在电力系统的建设和运行中，暂态分析技术正在不断地发展和更新，以提高电力系统的稳定性、可靠性和安全性。
电力系统暂态分析
电力系统暂态分析概述电力系统暂态分析是电力系统工程中的重要环节，它主要研究电力系统在暂态过程中的运行状态和稳定性。
暂态过程是指系统发生突发故障后，从故障发生到系统恢复正常运行的过程。
电力系统暂态分析的目的是评估系统在故障情况下的电压、电流和功率等参数的变化，以便采取相应的措施来保障系统的平安运行。
暂态分析的方法暂态分析的方法主要有以下几种：1. 数值计算法数值计算法是一种较为常用的暂态分析方法。
它通过建立电力系统的数学模型，采用数值计算的技术来模拟系统在暂态过程中的行为。
数值计算法可以分为直接法和迭代法两种。
直接法是指直接求解系统方程组，得到系统在每个时刻的状态；迭代法是指通过屡次迭代求解，逐步逼近真实解。
数值计算法的优点是适用范围广，可以模拟各种不同类型的暂态过程，但计算量大，耗时较长。
2. 等效方法等效方法是一种简化计算的暂态分析方法。
它通过将电力系统中的各个元件等效为简化的模型，来简化暂态分析的计算过程。
等效方法主要包括等值电路法和等值参数法。
等值电路法是指将电力系统中的元件用等效电路来代替，以简化计算；等值参数法是指将电力系统中的元件用等效参数来代替，以简化计算。
等效方法的优点是计算速度快，但往往精度较低。
3. 软件仿真法软件仿真法是一种基于计算机软件的暂态分析方法。
它利用计算机软件来构建电力系统的模型，并通过仿真计算得到系统在暂态过程中的行为。
常用的电力系统暂态分析软件有PSS/E、EMTP等。
软件仿真法的优点是模型灵巧性高，能够模拟复杂的暂态过程，但需要具备一定的计算机编程和模拟仿真的技术。
暂态分析的应用暂态分析在电力系统工程中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 故障分析暂态分析可以用于故障分析，即在系统发生故障后，分析故障对系统的影响。
通过暂态分析，可以评估故障引起的电压暂降、电压暂升和电流过载等情况，以及评估故障后的系统稳定性和可靠性。
2. 保护设备设计暂态分析可以用于保护设备的设计。
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。
电力系统暂态稳定分析与控制
电力系统暂态稳定分析与控制随着电力系统的规模不断扩大和电力负荷的不断增加，电力系统的暂态稳定性问题日益重要。
暂态稳定性是指电力系统在遭受外界扰动后，能够在一定时间范围内恢复到正常运行状态的能力。
暂态稳定分析与控制就是研究如何使电力系统具有良好的暂态稳定性，并通过相应的控制策略来保证系统的可靠运行。
首先，暂态稳定分析是对电力系统在暂态过程中运行状态的检测和评估。
暂态过程是指电力系统在遭受外界扰动后的一段时间内，各种电气量都会发生瞬态变化。
通过对电力系统暂态过程的分析，我们可以了解系统在遭受扰动后是否会产生不稳定现象，如发生暂态振荡、电压暴跌等。
在暂态稳定分析中，最常用的方法是求解系统的暂态稳定问题，即求解系统在暂态过程中各个节点的电压、功率等参数随时间的变化情况。
这通常通过模拟电力系统的动态方程和状态方程来实现。
通过这些模拟计算，我们可以得到系统在不同扰动情况下的暂态响应，进而评估系统的暂态稳定性，并为控制策略的制定提供依据。
其次，暂态稳定控制是为了保证电力系统在暂态过程中能够快速恢复到稳定状态而采取的控制手段。
暂态稳定控制主要包括主动控制和被动控制两种方式。
主动控制是指通过改变系统的控制参数，如发电机励磁电流、变压器调压器控制、线路开关操作等，来改变系统的状态，从而达到稳定电力系统的目的。
主动控制通常是根据实时监测到的系统状态和负荷状况来决策实施的。
通过实时监测系统情况，可以根据系统暂态稳定性的评估结果，采取相应的控制策略，调整系统的运行状态，增强系统的暂态稳定性。
被动控制是指通过使用专门设计的保护装置，如电压继电器、过电流继电器等，来在系统受到扰动时自动切除故障源，保护电力设备免受损坏，并减小对系统造成的影响。
被动控制的实施通常是基于安全保护的需要，通过设定灵敏度和动作时间来控制故障的切除。
除了主动控制和被动控制外，还有一些额外的控制策略可以用于提高电力系统的暂态稳定性。
例如，采用柔性交流输电技术（FACTS）装置来改变电力系统的电气参数，从而提高系统的暂态稳定性；采用多机协调控制技术来优化发电机组的出力分配，实现系统的动态均衡。
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
电力系统暂态仿真分析
电力系统暂态仿真分析暂态仿真分析是电力系统研究中的重要内容之一，通过对电力系统暂态过程进行模拟和分析，可以评估系统的稳定性和可靠性，以及指导电力系统的规划和运行。
本文将从理论、方法和案例应用三个方面进行电力系统暂态仿真分析的探讨。
一、理论基础电力系统的暂态过程是指系统在发生突发故障或其他异常情况时，由于电能传输的特性，系统中会产生一系列暂态现象，如电压暂降、暂升、瞬时停电等。
这些暂态过程对电力系统的稳定性和可靠性有重要影响，因此需要进行合理的仿真分析。
暂态仿真分析的理论基础主要包括电力系统的模型表示、暂态过程的方程求解和仿真方法等。
电力系统的模型表示是指将电力系统抽象为一组数学方程，用以描述电气设备之间的关系和电能传输过程。
常用的模型包括节点电压相位方程、线路传输方程、发电机动态方程等。
求解这些方程需要运用数值计算方法，常见的有蒙特卡洛方法、龙格-库塔法等。
通过运用这些理论工具，可以对电力系统的暂态过程进行仿真分析。
二、方法介绍电力系统暂态仿真分析的方法多种多样，常用的方法包括时域法、频域法和相量法等。
其中，时域法是最常用的一种。
时域法是将电力系统的暂态过程离散化为一系列时间步长，通过迭代计算每个时间步长的电压和电流值，从而得到整个暂态过程的仿真结果。
时域法具有较高的计算精度和适应性，可以模拟各种复杂的暂态过程。
在进行时域仿真分析时，需要设置合适的仿真时间、时间步长和仿真算法。
仿真时间应根据实际情况选择，一般为故障发生后的暂态过渡过程。
时间步长的选取需要根据模拟的精度要求和计算资源来确定，一般取不同的时间步长进行对比分析。
仿真算法常用的有前向欧拉法、梯形法等，选择合适的算法可以提高仿真的准确性和稳定性。
三、案例应用下面以一次设备过电压为例，进行电力系统暂态仿真分析。
在电力系统中，突发故障导致电力系统中某一点的电压瞬时升高，可能引发设备损坏甚至系统崩溃。
通过暂态仿真分析，可以预测和评估设备过电压的情况，从而采取相应的保护措施。
《电力系统暂态分析》课件
01
时域仿真法
通过建立系统的数学模型，在时 域内对系统的暂态过程进行仿真 和分析。
频域分析法
02
03
状态估计法
将系统的稳态和暂态过程分离， 在频域内对系统的暂态过程进行 分析。
利用实时测量数据，对系统的状 态进行估计，从而分析系统的暂 态过程。
04
电力系统稳定器的作用与 原理
电力系统稳定器的作用
电力系统稳定性
静态稳定
系统在正常运行状态下受到微小扰动后能自动恢复到原始 运行状态的能力。
动态稳定
系统在受到大扰动后，能维持或恢复到原来运行状态的能 力。
暂态稳定
系统在受到大扰动后各机组的运行状态（如转速、电压、 频率等）能按一定的规律变化，最终达到新的稳定运行状 态或恢复到原来的稳定运行状态。
电压稳定
保护控制策略制定
通过暂态分析，可以制定合理的保护控制策略，提高系统的安全性和稳定性。
暂态分析在系统设计中的应用
系统架构设计
在系统设计阶段，暂态分析可以帮助确定系统的架构，包括电压 等级、设备布局、接线方式等。
设备参数优化
通过暂态分析，可以对系统中设备的参数进行优化，提高设备的 性能和效率。
系统安全防护设计
系统在正常运行状态下受到微小扰动后，系统电压能维持 或恢复到正常水平的能力。
02
电力系统暂态分析基本概 念
暂态过程与稳态过程
暂态过程
电力系统受到大扰动后，从一个稳定状态过渡到另一 个稳定状态的过程。
稳态过程
电力系统在正常运行情况下，各电气量保持相对稳定 的状态。
两者区别
暂态过程持续时间短、变化快，而稳态过程持续时间 长、变化缓慢。
行，优化功率传输，提高整个互联电网的运行效率。
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２、瞬时值
i pB
i pA
2I p cos(t 0 ) 2I p cos(t 0 1200 )
i pC 2I p cos(t 0 1200 )
第一节 物理过程及短路电流近似分析
３、全电流 （含直流分量）
i (t)
a
2E q0
1
(
x d
1 x
d
t
)e Td
1 (
x d
1 x
第一节 物理过程及短路电流近似分析
３、初始值
１）无 D （只有 f ）
暂态电抗
x
' d
x
x'ad
x (xad // x f )
有效值： Ip Eq 0 / xd
第一节 物理过程及短路电流近似分析
２）有 D 次暂态电抗
xd x (xad // xf // xD )
次暂态电流有效值
Td'
x
xf Rf
// xad
1 Rf
( x
xf
// xad )
1 Rf
( x
x
' ad
)
1 Rf
xd'
xd' x x f // xad
第一节 物理过程及短路电流近似分析
２） Td'' --取决于 iDa在 WD 中的衰减
Td''
1 RD
( x
xD
//
xf
// xad )
1 RD
xd''
d
t
)e Td
1 x
d
cos( 0
t) 0
2E
t
q 0 cos e Ta
x
0
d
第一节 物理过程及短路电流近似分析
４、时间常数 Td' ,Td,Ta 的确定 设定： 仅计主要绕组（产生直流暂态分量绕组）
的电阻 取 x x f xD
第一节 物理过程及短路电流近似分析
１） Td' --取决于 ifa 在 Wf 中的衰减
第一节 物理过程及短路电流近似分析
a
b
z
x
b
c
a
c y
Байду номын сангаас
第一节 物理过程及短路电流近似分析
ax、by、cz为定子三相绕组 ff’为励磁绕组
转子铁心中的涡流（隐极机）或闭合短 路环（凸极机）为阻尼绕组
第一节 物理过程及短路电流近似分析
２、电流组成 １）定子电流 ①交流稳态分量 i p 由转子稳态直流分量 if 0 生成 ②交流暂态分量 ipa —— 由 f 的直流暂态分量生成，
当转子磁场不对称时 由于不能生成恒定磁场（以 1800 为周期
变化）为保持初始磁链不变，定子产生 倍频交流分量予以补偿
磁 磁阻 阻最 最小 大时 时， ，ii22出 出现 现负 正峰 峰值 值
第一节 物理过程及短路电流近似分析
衰减关系： Ｐ２３ 续表
第一节 物理过程及短路电流近似分析
三、空载下突然短路定子基频分量稳态 值与初始值的确定
ip Eq 0 / xd
第一节 物理过程及短路电流近似分析
四、基频交流过渡过程表达式 3个分量 i p ， ipa ，ipa １、有效值变化过程
I p (t) I pa I pa I p
Eq 0
(
1
xd
t
1
)e Td
xd
( 1 xd
t
1
)e Td
xd
1 xd
第一节 物理过程及短路电流近似分析
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。
第一节 物理过程及短路电流近似分析
一、空载机端短路电流的组成 １、设定条件 １）转子上既有工作绕组（ f ），又
有阻尼绕组（D ,q ） ２）发电机保持同步转速 S ３）励磁电压为常数，不考虑强励 U f const ４）短路点在机端
iD iQ
反过来,在定子上产生直流分量 ia
与 D
f
同轴，使两个绕组自由分量相
互影响（改变等效电抗＆时间常数）
第一节 物理过程及短路电流近似分析
３、定、转子回路电流分量的对应关系 直流分量（自由电流分量）：维持绕组
本身磁链不突变而感生的电流，其衰减 主要由该绕组的电阻所确定； 交流分量（强制电流分量）：由电势产 生的电流。
xd'' x xD // x f // xad
第一节 物理过程及短路电流近似分析
３） Ta --取决于 ia 在 Ws 中的衰减
Ta
1 R
(2 xd'
//
xq )
Ta
1 R
(2 xd''
//
xq'' )
第一节 物理过程及短路电流近似分析
４） Tf --定子开路状态下转子时间常数
Tf
1 Rf
第二章 同步发电机突然三相短路分析
与无穷大电源的差别 １）有限电源 x 0,UG const ２）电机内部有暂态过程 ３） S const f const
波形特征
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。
(xf
以 衰T减d
第一节 物理过程及短路电流近似分析
ipa —— 由 D 的直流暂态分量生成， 以 Td 衰减
i p i p ipa ipa
③直流暂态分量 ia 以 Ta 衰减－保持
定子电流不突变 合成电流偏离ｔ轴
第一节 物理过程及短路电流近似分析
２）转子主绕组（ f ）的电流 ①直流稳态分量 i f 0 由外施励磁电压 U f 产生 ②直流暂态分量 i fa 保持 f 的电流不突变 ③交流暂态分量 i f 由定子直流生成
第一节 物理过程及短路电流近似分析
3)阻尼绕组
D Q
定子 R 0 时，定子基频交流纯无功，旋
转磁场
穿过D , 在D产生自由分量iDA
不穿过Q , iQa 0
反过来, iDA 又在定子上生成次暂态电流
ipa
第一节 物理过程及短路电流近似分析
定子直流分量在 D ，Q 上产生基频交流,
初始条件
转子 i f 0
( Eq 0 为励磁电流 i f 0 的
空载电动势有效值)
定子 i 0
第一节 物理过程及短路电流近似分析
２、稳态电流（ ip ）与转子相对静止， 不在转子上感应电势
定子电抗磁通 ，
R xad
x
定子漏磁通
稳态电抗
xd x xad I p Eq 0 / xd
第一节 物理过程及短路电流近似分析
第一节 物理过程及短路电流近似分析
定子直流暂态分量 i2 与转子交流暂态分量 i f 相对应（用以
抵消产生穿过定子绕组的磁通） f 截割定子直流分量生成的磁通产生基
波交流，合成磁场在转子上反向旋转与 电流磁场相对静止（相互对应）
第一节 物理过程及短路电流近似分析