电力系统暂态分析李光琦 习题答案
电力系统暂态分析习题答案
电力系统暂态分析习题答案电力系统暂态分析习题答案电力系统暂态分析是电力系统工程中的一个重要环节，它涉及到电力系统在短时间内发生的暂态过程，如短路故障、开关操作等。
通过对电力系统暂态分析习题的解答，我们可以更好地理解和掌握电力系统的暂态行为。
一、短路故障分析1. 问题描述：一台发电机在运行过程中发生了短路故障，其短路电流为10kA，短路电压为0.1pu。
求短路电阻和短路电抗的值。
解答：根据短路电流和短路电压的定义，我们可以得到以下公式：短路电流 = 短路电压 / (短路电阻 + j短路电抗)代入已知值，得到：10kA = 0.1pu / (短路电阻 + j短路电抗)通过复数的运算，我们可以将上式转化为实部和虚部相等的两个方程：0.1 / (短路电阻^2 + 短路电抗^2) = 100 = 0.1 / (短路电阻^2 + 短路电抗^2)解方程组，得到短路电阻的值为0.01 pu，短路电抗的值为0。
2. 问题描述：一台发电机在运行过程中发生了短路故障，其短路电流为20kA，短路电压为0.2pu。
已知短路电抗为0.1 pu，求短路电阻的值。
解答：同样地，根据短路电流和短路电压的定义，我们可以得到以下公式：20kA = 0.2pu / (短路电阻 + j0.1pu)通过复数的运算，我们可以将上式转化为实部和虚部相等的两个方程：0.2 / (短路电阻^2 + 0.1^2) = 200 = 0.2 / (短路电阻^2 + 0.1^2)解方程组，得到短路电阻的值为0.01 pu。
二、暂态过程分析1. 问题描述：一台发电机在运行过程中突然断开负荷，导致发电机电压下降。
已知发电机的额定电压为1pu，负荷功率因数为0.8，负荷电流为0.5pu。
求负荷断开后的发电机电压。
解答：根据功率的定义，我们可以得到以下公式：发电机电压 = 负荷电流 * 发电机电压 * 负荷功率因数代入已知值，得到：发电机电压 = 0.5pu * 1pu * 0.8解方程，得到负荷断开后的发电机电压为0.4pu。
（完整版）电力系统暂态分析（第二章习题答案）
（完整版）电⼒系统暂态分析（第⼆章习题答案）第2章作业参考答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压⽅程组及磁链⽅程组进⾏派克变换？答：由于同步发电机的定⼦、转⼦之间存在相对运动，定转⼦各个绕组的磁路会发⽣周期性的变化，故其电感系数（⾃感和互感）或为1倍或为2倍转⼦⾓θ的周期函数（θ本⾝是时间的三⾓周期函数），故磁链电压⽅程是⼀组变系数的微分⽅程，求解⾮常困难。
因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链⽅程组进⾏派克变换，可把变系数微分⽅程变换为常系数微分⽅程。
2-2 ⽆阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦和转⼦电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试⽤磁链守恒原理说明它们是如何产⽣的？答：⽆阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和⾃由分量)，基频⾃由分量的衰减时间常数为T d’。
b）直流分量（⾃由分量），其衰减时间常数为T a。
c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，⽆此量），其衰减时间常数为T a。
转⼦电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和⾃由分量)，⾃由分量的衰减时间常数为T d’。
b）基频分量（⾃由分量），其衰减时间常数为T a。
产⽣原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定⼦回路阻抗减⼩，定⼦电流突然增⼤，电枢反应使得转⼦f绕组中磁链突然增⼤，f绕组为保持磁链守恒，将增加⼀个⾃由直流分量，并在定⼦回路中感应基频交流，最后定⼦基频分量与转⼦直流分量达到相对平衡（其中的⾃由分量要衰减为0）.2)同样，定⼦绕组为保持磁链守恒，将产⽣⼀脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转⼦中感应出基频交流分量。
这些量均为⾃由分量，最后衰减为0。
2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦和转⼦电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦电流和转⼦电流中出现的分量与⽆阻尼绕组的情况相同。
电力系统暂态分析电力系统(第三版)习题解答
电力系统暂态分析(第三版） 李光琦 习题解答第一章 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 kV 6.66.6110110223===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=⨯==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 ：222121300.1050.12111031.5x *=⨯⨯= 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==*E1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为： )cos(3.62αω+⨯=t U s a)120cos(3.62ο-+⨯=αωt U s a)120cos(3.62ο++⨯=αωt U s a在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时ο30=α。
(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，,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，，则其余两段的电压基准值分别为：电流基准值：各元件的电抗标幺值分别为：发电机：变压器：输电线路：变压器：电抗器：电缆线路：电源电动势标幺值：②近似算法：取，各段电压电流基准值分别为：，，，各元件电抗标幺值：发电机：变压器：输电线路：变压器：电抗器：电缆线路：电源电动势标幺值：发电机：变压器：输电线路：变压器：电抗器：电缆线路：电源电动势标幺值：1-3-1 在例1-4中，若母线的三相电压为：在空载情况下点突然三相短路，设突然三相短路时。
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。
解：（1）由例题可知：一条线路的电抗，电阻，阻抗，衰减时间常数三相短路时流过的短路电流交流分量的幅值等于：（2）短路前线路空载，故所以(3)对于abc相：，，，可以看出c相跟接近于，即更与时间轴平行，所以c相的瞬时值最大。
（4）若a相瞬时值电流为冲击电流，则满足，即。
第二章同步发电机突然三相短路分析2-2-1 一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态，发电机空载运行，其端电压为额定电压。
试计算变压器高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值。
发电机：，，，，，变压器：，，解：取基准值，电流基准值则变压器电抗标幺值发电机次暂态电抗标幺值次暂态电流标幺值有名值2-3-1 例2-1的发电机在短路前处于额定运行状态。
（1）分别用，和计算短路电流交流分量，和；（2）计算稳态短路电流。
解：（1），短路前的电动势：所以有：（2）第三章电力系统三相短路电流的实用计算第四章对称分量法即电力系统元件的各序参数和等值电路4-1-1 若有三相不对称电流流入一用电设备，试问：（1）改用电设备在什么情况下，三相电流中零序电流为零（2）当零序电流为零时，用电设备端口三相电压中有无零序电压答：（1）①负载中性点不接地；②三相电压对称；③负载中性点接地，且三相负载不对称时，端口三相电压对称。
昆明理工大学 电力系统暂态分析 李光琦 中国电力出版社 第3版讲义
第二节 简单系统的暂态稳定分析 • 物理过程分析 • 等面积定则 • 微分方程的数值解法（摇摆曲线法）
简单系统的暂态稳定分析——物理过程分析
• 发电机采用E’模型
U const
~
U const
故障前：
E
xL xI xd xT 1 xT 2 2 E U PI sin xI
一、假设发电机暂态电动势E’和机械功率PT均为 常数，负荷为恒定阻抗的近似计算法
• 对于一般联系比较紧密的系统，在受扰动后ls左 右即可判断系统的暂态稳定性。在这种情况下， 假定E’和PT均为常数负荷用恒定阻抗模拟，在工 程的近似计算中是可行的。 • 在上述条件下，复杂系统的暂态稳定计算也就 是只要求解各发电视的转子运动方程．然后根据 各机组间的相对角随时间变化的情况来判断系统 是否稳定。但在复杂系统中各发电机的电磁功率 计算不象简单系统中那样方便，下面将介绍两种 计算电磁功率的方法及其计算流程。
当加速面积与允许的减速面积相等时，
cm
0
( P PII )d (PIII P )d T T
cm
h
cm
0
( P PIIM sin )d (PIIIM sin P )d T T
cm
h
cos cm
P ( h 9 ) PIIIM cos h PIIM cos 0 T PIIIM PIIM
暂态稳定判据1： c cm
，系统能保持暂态稳定，否则不能保持暂态稳定
2、加速面积、减速面积的应用例――单相 重合闸的作用分析 加速面积、减速面积的应用例――单相重合闸 的作用分析
• A
~
•
电力系统暂态分析课后答案(整理版)最新
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 U B 1152=，20.15B I kA ==kV U B 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 U B 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》：2.4.1 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。
电力系统暂态分析习题解答
I d 0 = I 0 sin (δ + ϕ ) = 0.81, I q 0 = I 0 cos (δ + ϕ ) = 0.59 U d 0 = U 0 sin δ = 0.378, U q 0 = U 0 cos δ = 0.926
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(三)
& ′′ 、 E & ′ 、 E′ ： 计算次暂态电势 E q
& ′′ E
Ixd ∑ sin ϕ ，
ϕ
′′∑ sin ϕ Ixd
U d 0 = U 0 sin δ = 0, U q 0 = U 0 cos δ = 1× cos 0° = 1
(三)
δ
δ ′′
& I
& jIx ຫໍສະໝຸດ ∑& ′′ ： 计算次暂态电势 E
ϕ
U = 1 Ixd ∑ cos ϕ
& ′′ = U & + jI & ( x′′ + x ) = 1 ， δ ′′ = 0° E d T 0 & 的大小和相位： 也可以分别计算 E q
SB 30 = 0.26 × = 0.26 SGN 30
变压器 T1
x2* = xT 1* =
U ST 1 % S B 30 × = 0.105 × = 0.1 100 STN 31.5 SB 30 = 0.4 × 80 × = 0.0726 2 U B2 1152
输电线路 L
x3* = xL* = xl ×
《电力系统暂态分析》习题解答
编写人：郭力萍 适用教材：李光琦.电力系统暂态分析.第三版.中国电力出版社.2007 编写时间：2010.07
第一章
电力系统暂态解析
电力系统暂态分析讲义Power System Transient Analysis LectureTeaching Material：《电力系统暂态分析》第二版，李光琦编Class Hour：51Applying Class：电气工程及其自动化专业2001级Teacher：杭乃善目录绪论 (1)第一章电力系统故障分析的基本知识 (1)第一节概述 (1)第二节标幺制 (1)第三节无限大功率电源供电的三相短路分析 (4)第一章小结 (7)第二章同步发电机突然三相短路分析 (8)第一节同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流近似分析 (8)第二节同步发电机的基本方程、参数和等值电路 (12)第三节应用同步发电机基本方程（拉氏运算形式）分析突然三相短路电流 (22)第四节自动调节励磁装置对短路电流的影响 (37)第二章小结 (37)第三章三相短路的实用计算 (41)第一节周期电流起始值的计算 (41)第二节运算曲线法 (46)第三节计算机算法原理 (47)第四章对称分量法及元件的各序参数和等值电路 (48)第一节对称分量法 (48)第二节在不对称故障分析中的应用 (48)第三节同步发电机的负序、零序电抗 (51)第四节异步电机的正、负、零序电抗 (52)第五节变压器的零序电抗和等值电路 (52)第六节输电线路的零序阻抗和等值电路 (56)第七节零序网络的构成 (59)第五章不对称短路的分析计算 (60)第一节不对称短路时故障处的短路电流和电压 (60)第二节非故障处电流、电压的计算 (65)第六章稳定性问题概述和各元件的机电特性 (66)第一节概述 (66)第二节同步发电机组的机电特性 (67)第三节自动调节励磁系统的原理和数学模型 (73)第六章小结 (74)第七章电力系统静态稳定 (75)第一节简单系统的静态稳定 (75)第二节负荷的静态稳定 (75)第三节小干扰法分析简单系统的静态稳定 (75)第四节自动调节励磁系统对静态稳定的影响 (77)第五节提高静态稳定的措施 (80)第八章电力系统暂态稳定 (80)第一节暂态稳定概述 (80)第二节简单系统的暂态稳定分析 (80)第三节自动调节系统对暂态稳定的影响 (84)第四节提高暂态稳定的措施 (87)复习 (87)绪论(Introduction)Transient Analysis：暂态分析，瞬变、过渡、暂时物理特点：由一个状态（初始状态）变化到另一状态（终止状态）的过程分析，数学特点：用微分方程描述的过程分析。
电力系统暂态分析课后答案
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?100500.3xt1*?10.510010.560210010.520.175xl*?0.4?100? 10012120.273xt2*?10.510011030210012120.289②近似计算法ub＝uav sb＝100mva xd*?0.15? 10050100600.3xt1*?10.51000.175xl*?0.4?100?10011520.302xt2*?10.5100100300.351-5、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%?un1un2in2in15?6103001506u|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。
电力系统暂态解析
电力系统暂态分析讲义Power System Transient Analysis LectureTeaching Material：《电力系统暂态分析》第二版，李光琦编Class Hour：51Applying Class：电气工程及其自动化专业2001级Teacher：杭乃善目录绪论 (1)第一章电力系统故障分析的基本知识 (1)第一节概述 (1)第二节标幺制 (1)第三节无限大功率电源供电的三相短路分析 (4)第一章小结 (7)第二章同步发电机突然三相短路分析 (8)第一节同步发电机突然三相短路的物理过程及短路电流近似分析 (8)第二节同步发电机的基本方程、参数和等值电路 (12)第三节应用同步发电机基本方程（拉氏运算形式）分析突然三相短路电流 (22)第四节自动调节励磁装置对短路电流的影响 (37)第二章小结 (37)第三章三相短路的实用计算 (41)第一节周期电流起始值的计算 (41)第二节运算曲线法 (46)第三节计算机算法原理 (47)第四章对称分量法及元件的各序参数和等值电路 (48)第一节对称分量法 (48)第二节在不对称故障分析中的应用 (48)第三节同步发电机的负序、零序电抗 (51)第四节异步电机的正、负、零序电抗 (52)第五节变压器的零序电抗和等值电路 (52)第六节输电线路的零序阻抗和等值电路 (56)第七节零序网络的构成 (59)第五章不对称短路的分析计算 (60)第一节不对称短路时故障处的短路电流和电压 (60)第二节非故障处电流、电压的计算 (65)第六章稳定性问题概述和各元件的机电特性 (66)第一节概述 (66)第二节同步发电机组的机电特性 (67)第三节自动调节励磁系统的原理和数学模型 (73)第六章小结 (74)第七章电力系统静态稳定 (75)第一节简单系统的静态稳定 (75)第二节负荷的静态稳定 (75)第三节小干扰法分析简单系统的静态稳定 (75)第四节自动调节励磁系统对静态稳定的影响 (77)第五节提高静态稳定的措施 (80)第八章电力系统暂态稳定 (80)第一节暂态稳定概述 (80)第二节简单系统的暂态稳定分析 (80)第三节自动调节系统对暂态稳定的影响 (84)第四节提高暂态稳定的措施 (87)复习 (87)绪论(Introduction)Transient Analysis：暂态分析，瞬变、过渡、暂时物理特点：由一个状态（初始状态）变化到另一状态（终止状态）的过程分析，数学特点：用微分方程描述的过程分析。
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第一章1-2-1对例1-2，取U B2110kV，S B30MVA,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 B2110kV，S B30MVA，则其余两段的电压基准值分别为：UB1 kU 10.5110kV9.5kV 1B2121U B3U B2110k26.6kV1106.6 电流基准值：I B1 S B301.8kA 3U B1 3 9.5I B2 S B300.16kA 3U B23110I B3 S B302.62kA 3U B33 6.6各元件的电抗标幺值分别为：发电机：x10.26 10.52 30 0.3230 9.52变压器T1：x20.105 121230 0.1211102 31.52输电线路：x30.480300.079 1102变压器T2：x40.105 110230 0.211521102电抗器：x50.05 6 2.620.4 6.6 0.3电缆线路：x60.08 2.5300.14 6.6211电源电动势标幺值：E1.169.5②近似算法：取S B 30MVA ，各段电压电流基准值分别为：U B110.5kV ，I B1 301.65kA3 10.5 U B2115kV ，IU B36.3kV ，IB2B 3 303 0.15kA115 303 2.75kA6.3各元件电抗标幺值：发电机：x 1 0.2610.5230 0.2630 10.52变压器T 1： x 2300.10.10531.5 输电线路： x 3 0.4 300.073801152变压器T 2： x 4 300.21 0.10515电抗器： x 5 0.05 6 2.750.446.3 0.3电缆线路： x 6 0.08 2.5 300.1516.3211电源电动势标幺值：E1.0510.5习题2解：（1）准确计算：UB3 UB(110)115kVU UB2kB 3 2220 115 209.1kV 121U B1 U B3 11522010.5 9.1kVk2k1121 242各段的电流基准值为：I B1S B 22014.0kA 3U B1 3 9.1I B2 S B2200.6kA 3U B23209.1S B2201.1kAI B33 1153U B3各元件的电抗标幺值分别为：发电机：x10.30 10.522200.292400.8 9.12变压器T1：x20.1410.52220 0.1430029.12输电线路：x30.42 2302200.49 209.12变压器T2：x40.14 2202220 0.122802209.12(2)近似算法：U B1 10.5kV，IB122012.10kA 3 10.5UB2 231kV，I B22200.55kA 3 231U B3 121kV，IB32201.05kA 3 121各元件电抗标幺值：发电机：x10.30 2200.22240/0.8变压器T1：x20.14 220 0.10300220输电线路：x30.42 230 0.402312变压器T2：x40.14 220 0.11280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》：2.4.1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。
大学考试试卷《电力系统暂态分析》及参考答案
电力系统暂态分析一、判断题（本大题共10分，共 5 小题，每小题 2 分）1. 对称短路时仅有正序分量，不对称短路时会出现正序、负序和零序分量。
2. 三相变压器负序电抗与其正序电抗相同。
3. 同步发电机负序电抗与其正序电抗相同。
4. 短路时网络中任意处的电流、电压均都满足用相量或序分量表示的边界条件。
5. 自耦变压器的零序电抗通常不会为无穷大。
二、填空题（本大题共60分，共 20 小题，每小题 3 分）1. 具有转子阻尼绕组的同步发电机机端短路瞬时的状态称为 ______ ，电枢反应磁通的路径是 ______ 。
2. 单相短路的复合序网图中三序网络是 ______ 关系。
3. 计算三相短路电流交流分量初始值时，远离短路点的电动机按 ______ 模型处理，短路点附近的电动机均按 ______ 模型处理。
4. 节点阻抗矩阵是 ______ 的逆矩阵。
5. 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6. 同步发电机机端三相短路至稳态后，电枢反应磁通的路径是 ______ 、______ 、 ______ 。
7. 极限切除角度对应的切除时间被称为 ______ 。
8. 短路计算时通常假设各电源的电动势相位 ______ 。
9. 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 ______ 。
10. 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 ______ 。
11. 同步发电机负载三相短路时，定子绕组交轴感应电动势在短路前后是______ 。
12. ______ 定则可用于分析简单系统的暂态稳定性问题。
13. 利用节点导纳矩阵求解系统中三相短路，通常采用 ______ 方法求解网络方程。
14. 由于存在转子阻尼绕组，同步发电机定子绕组的次暂态电抗值比同步电抗值和暂态电抗值都 ______ 。
15. 同步发电机三相短路时，转子绕组电流存在交流分量的原因是 ______ 、______ 。
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【最新整理，下载后即可编辑】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 UkV 6.66.6110110223===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=⨯== 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==*E②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==*E1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为： )cos(3.62αω+⨯=t U s a )120cos(3.62 -+⨯=αωt U s a)120cos(3.62 ++⨯=αωt U s a在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时 30=α。
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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 B30=,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 B30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 1101215.10211=⨯==B B U k U kV 6.66.6110110223===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=⨯==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==*E②近似算法：取MVA S B30=，各段电压电流基准值分别为：kV U B 5.101=，kA I B 65.15.103301=⨯=kVU B 1152=，kAIB 15.01153301=⨯=kVU B 3.63=，kA IB 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==*E1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为：)c o s (3.62αω+⨯=t U sa)120cos(3.62-+⨯=αωt U sa)120cos(3.62++⨯=αωt U sa在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时30=α。
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）α为多少度时，a 相的最大瞬时电流即为冲击电流。
解：（1）由例题可知：一条线路的电抗Ω=797.0x ，电阻Ω=505.0r ，阻抗943.022=+=x r Z ，衰减时间常数s T 005.0505.0314797.0=⨯=α三相短路时流过的短路电流交流分量的幅值等于：kA Z U I mfm45.9943.03.62=⨯==（2）短路前线路空载，故0=m Is T a005.0505.0314797.0=⨯=64.57arctan ==r x ϕ所以 ta e t i 20064.27cos 45.9)64.27cos(45.9---= ω tb e t i 20064.147cos 45.9)64.147cos(45.9---= ωtb e t i 20036.92cos 45.9)36.92cos(45.9---= ω(3)对于abc 相：64.27=-aϕα，64.147=-bϕα，36.92=-cϕα，可以看出c 相跟接近于90，即更与时间轴平行，所以c 相的瞬时值最大。
kA i t i cc 72.10)01.0()(max ==（4） 若a 相瞬时值电流为冲击电流，则满足90=-aϕα，即64.14736.32或-=α。
第二章 同步发电机突然三相短路分析 2-2-1 一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态，发电机空载运行，其端电压为额定电压。
试计算变压器高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值mI ''。
发电机：MW S N 200=，kV U N 8.13=，9.0cos =N ϕ，92.0=dx ，32.0='d x ，2.0=''dx变压器：MVA S N 240=，kV kV 8.13/220，13(%)=SU 解： 取基准值kV U B 8.13=，MVA S B240=电流基准值kA U S I BBB04.108.1332403=⨯== 则变压器电抗标幺值13.0.813240240.81310013100%2222=⨯⨯=⨯⨯=*BB NTN ST U S S U U x 发电机次暂态电抗标幺值216.08.132409.02008.132.0cos 22222=⨯⨯=⨯⨯''=''*BB NNNdd U S S U x x ϕ次暂态电流标幺值86.222.013.011=+=''+=''***d T x x I 有名值kA I m05.3804.1086.22=⨯⨯=''2-3-1 例2-1的发电机在短路前处于额定运行状态。
（1）分别用E ''，E '和qE '计算短路电流交流分量I ''，I '和dI '；（2）计算稳态短路电流∞I 。
解：（1）010∠=∙U ，32185.0cos 110-∠=-∠=-∙I短路前的电动势：4.7097.132167.010∠=-∠+=''+=''∙∙j I x j U E d3.11166.132269.010∠=-∠+='+='∙∙j I x j U E d957.0)321.41sin(10=+⨯=d I 754.01.41cos 10=⨯=q U 01.1957.0269.0754.00=⨯+='+='d d q q I x U E92.2957.026.2754.0000=⨯+=+=d d q q I x U E所以有： 57.6167.0/097.10==''''=''dx E I33.4269.0/166.10==''='d x E I 75.3269.0/01.10==''='dq dx E I（2）29.126.2/92.2/0===∞d q x E I第三章 电力系统三相短路电流的实用计算第四章 对称分量法即电力系统元件的各序参数和等值电路4-1-1 若有三相不对称电流流入一用电设备，试问：（1）改用电设备在什么情况下，三相电流中零序电流为零？（2）当零序电流为零时，用电设备端口三相电压中有无零序电压？∙∙U )0(Z +-答：（1）①负载中性点不接地； ②三相电压对称；③负载中性点接地，且三相负载不对称时，端口三相电压对称。
（2）4-6-1 图4-37所示的系统中一回线路停运，另一回线路发生接地故障，试做出其零序网络图。
解：画出其零序等值电路第五章 不对称故障的分析计算5-1-2 图5-33示出系统中节点f 处不对称的情形。
若已知1=fx 、1=f U，由f 点看入系统的1)2()1(==∑∑x x ，系统内无中性点接地。
试计算cb 、、fa I∙。
a b cfU∙fx )2(∑xfx x )0(n fx fx x//)1(∑)U∙)x x //)0(n x fx x //)1(∑U∙)0(n ）（a ）（b ）（c解：正负零三序网如图（a ），各序端口的戴维南等值电路如图（b ）（a ）单相短路，复合序网图如图（c ）则：5.015.05.01////)2()1(0)0()2()1(=++=++===∑∑ffff x x x x x UI I I （b ）5-1-3 图5-34示出一简单系统。
若在线路始端处测量aagaI U Z ∙∙=、bbgbI U Z ∙∙=、ccgcI U Z ∙∙=。
试分别作出f 点发生三相短路和三种不对称短路时aZ 、bZ 、cZ 和λ（可取0、0.5、1）的关系曲线，并分析计算结果。
解：其正序等值电路：aE 5-2-1 已知图3-35所示的变压器星形侧B 、C 相短路的fI ∙。
试以fI ∙为参考向量绘制出三角形侧线路上的三相电流相量： （1）对称分量法； （2）相分量法。
B Ca bc∙1、对称分量法⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∙∙∙∙∙∙∙∙f f C B A A A A I I a a a a I I I a a a a I I I 0111113111111312222)0()2()1()1(A I ∙)1(c I ∙)2(A I c a I I I ∙∙∙-==33fI ∙=332三角侧零序无通路，不含零序分量， 则：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-=+==+=-=+=∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙f c c c f b b b f a a a I I I II I I I I I I I 3333233)2()1()2()1()2()1(2、相分量法① 电流向量图：其中相电流∙'aI 与相电流∙A I 同相位，∙'b I 与∙B I 、∙'c I 与∙CI 同相位。
且∙∙='A a I I 31、∙∙='B b I I 31、∙∙='Cc I I 31。
原副边匝数比1321：：=NN 。
∙'I ∙'bI ∙'cI ∙∙BI ∙CI化为矩阵形式为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡'''⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙f fC B A c b a c b a I I I I I I I I I I I 01011100113110111001131101110011第六章 电力系统稳定性问题概述和各元件的机电特性6-2-2 若在例6-2中的发电机是一台凸极机。