电力系统暂态分析作业及复习资料
电力系统暂态分析 复习题
电力系统暂态分析复习题一、单项选择题1、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)。
A、 B、 C、 D、2. 短路冲击电流就是指短路电流的( D)A、有效值B、平均值C、均方根值D、最大可能瞬时值3、答案C4、一般情况下,变压器的负序电抗xT(2)与正序电抗xT(1)的大小关系为(C)XT(1)=XT(2)5、在中性点不接地系统中同一地点发生两相短路与两相短路接地时,关于短路点故障相短路电流有效值,下述说法中正确的就是( A)。
A、两种情况下短路电流大小相等B、两相接地短路电流大于两相短路电流C、两相接地短路电流小于两相短路电流D、无法确定哪种情况下短路电流更大6、大扰动后,减少原动机出力的主要目的就是为了提高系统的(A )。
A、暂态稳定 B、静态稳定 C、电压稳定 D、经济性7、系统发生短路故障,当切除故障时对应的实际切除角小于极限切除角时,系统可能就是( A )。
A、暂态稳定的 B、暂态不稳定的 C、振荡失去稳定性 D、非周期失去稳定性8、不计短路回路电阻时,短路冲击电流取得最大值的条件就是( A)。
A、短路前空载,短路发生在电压瞬时值过零时 B、短路前带有负载,短路发生在电压瞬时值过零时 C、短路前空载,短路发生在电压瞬时值最大时 D、短路前带有负载,短路发生在电压瞬时值最大时9、 P-δ曲线被称为(D )。
A、耗量特性曲线 B、负荷曲线 C、正弦电压曲线 D、功角曲线10、应用等面积定则判断简单系统暂态稳定时,系统稳定的条件就是( B )。
A、加速面积大于减速面积B、加速面积小于减速面积C、加速面积为无限大D、减速面积为零二、多项选择6、电力系统的暂态稳定性所指的干扰包括下面的(ACD )。
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、关于静态稳定,正确的就是( ABC)。
A、与静态稳定临界点相对应的发电机电磁功率称为同步发电机静态稳定极限功率 B、静态稳定储备系数,正常运行情况下要求 C、静态稳定储备系数在事故后运行情况下不小于10% D、静态稳定可用等面积定则进行判断8、电力系统干扰分小干扰与大干扰,其中下面属于大干扰的就是(AB )。
电力系统暂态分析期末复习题答案
电力系统暂态分析期末复习题答案第2章同步发电机突然三相短路一、简答题1.电力系统暂态过程的分类暂态过程分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。
波过程主要研究与过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁暂态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，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.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。
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交流分量、直流分量和倍频交流分量；转子励磁绕组中包含强制励磁电流分量、直流分量和基频交流分量；d轴阻尼绕组中包含直流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。
定子绕组中直流分量和倍频分量与转子励磁绕组中的基频交流分量相对应，两者共同衰减，最后衰减至零；转子回路直流分量与定子基频交流分量相对应，共同衰减但不会为零4.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，转子的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数；定子的自感系数、定子绕组间的互感系数可变可不变，定子与转子间的互感系数是变化，变化的主因是转子旋转，辅因是转子凸级气息中d，q磁路不对称。
隐极式同步发电机原始磁链方程中，转子的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数、定子的自感系数、定子绕组间的互感系数均为常数；定子与转子间的互感系数是变化的，变化的原因是定子绕组和转子绕组之间存在相对运动。
电力系统暂态分析期末复习重点
1、无限大功率电源的特点是什么？无限大功率电源供电情况下，发生三相短路时，短路电流中包含有哪些电流分量，这些电流分量的变化规律是什么？ 答：无限大功率电源的特点是频率恒定、端电压恒定；短路电流中包含有基频交流分量（周期分量）和非周期分量；周期分量不衰减，而非周期分量从短路开始的起始值逐渐衰减到零。
2、中性点直接接地电力系统，发生概率最高的是那种短路？中性点直接接地电力系统发生概率最高的是单相接地短路；对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是三相短路。
3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳纵向故障纵向故障指电力系统断线故障（非全相运行），它包括一相断线和两相断线两种形式。
2、负序分量 是三相同频不对称正弦量的分量之一其特点是三相辐值相等频率相同、相位依次相差1200、相序为C －B －A －C 。
4、转移阻抗 转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后，所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。
5、同步发电机并列运行的暂态稳定性 答：同步发电机并列运行的暂态稳定性指受到大干扰作用后，发电机保持同步运行的能力，能则称为暂态稳定，不能则称为暂态不稳定。
6、等面积定则 答：在暂态稳定的前提下，必有加速面积等于减速面积，这一定则称为等面积定则。
8、在隐极式发电机的原始磁链方程中，那些电感系数是常数？哪些是变化的？变化的原因是什么？ 答：在隐极式发电机的原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子绕组之间的互感系数、定子绕组的自感系数、定子各绕组之间的互感系数均为常数；定子三相绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的，变化的原因是转子旋转时，定子绕组和转子绕组之间存在相对位置的周期性改变。
9、提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些？ 答：提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短“电气距离”，具体的措施有： 1）采用分裂导线2）线路串联电力电容器；3）采用先进的励磁调节装置；4）提高输电线路的电压等级； 5）改善系统结构和选择适当的系统运行方式；10、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么？ 简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。
电网电力系统暂态分析复习题
电力系统暂态分析0、绪论1.电力系统：由发电厂、变电所、输电线路、用户组成的整体。
包括通过电的和机械连接起来的一切设备。
2.电力系统元件：包括两大类 电力类：发电机、变压器、输电线路和负载。
控制类：继电器、控制开关、调节器3.系统结构参数：各元件的阻抗(Z)、变比(K)、放大倍数(β)。
4.系统运行状态的描述：由运行参量来描述。
指电流(I )、电压(U )、功率(S )、频率(f )等。
系统的结构参数决定系统的运行参量。
5.电力系统的运行状态包括：稳态和暂态。
6.电力系统的三种暂态过程：电磁暂态过、机电暂态、机械暂态。
7.本门课程的研究对象：电力系统电磁暂态过程分析（电力系统故障分析） 电力系统机电暂态过程分析（电力系统稳定性）一、电力系统故障分析的基本知识（１）故障概述 （２）标幺值（３）无限大功率电源三相短路分析基本要求：了解故障的原因、类型、后果和计算目的，掌握标幺值的计算，通过分析建立冲击电流和短路电流最大有效值的概念。
1.短路：是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地(或中性线)之间的连接。
2.短路产生的原因：是电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
包括自然因素和人为因素。
3.短路的基本类型 电力系统的运行经验表明，在各种类型的短路中，单相短路占大多数，两相短路较少，三相短路的机会最少。
4.短路的危害：1）短路点的电弧有可能烧坏电气设备，当短路持续时间较长时可能使设备过热而损坏。
2）短路电流通过导体时，导体间产生很大的机械应力。
3）系统电压大幅度下降，对用户工作影响很大。
4）短路有可能使并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，引起大片地区的停电。
这是短路故障最严重的后果。
5）不对称接地短路产生的零序不平衡磁通，将造成对通讯的干扰。
短路类型5.短路计算的目的1）选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备。
2）继电保护和自动装置动作整定。
3.在设计和选择发电厂和电力系统电气主接线。
《电力系统暂态分析》复习题纲答案（专科）一、填空题1、各种形式的过..
《电力系统暂态分析》复习题纲答案（专科）一、填空题1、各种形式的过电压，绝缘材料的自然老化，不可预计的自然灾害。
2、正序，负序，零序。
3、增大，不变。
4、载流，相间绝缘，对地绝缘。
5、供电电源的内阻抗，短路回路总阻抗。
6、6，12。
7、100V以下，100~1000V，10000V以上。
8、3，6，3。
9、周期分量起始值。
10、发生变化，发生变化，发生变化，发生变化，发生变化，按极性变换而与相序排列无关。
11、根据电力系统等值网络用支路追加法直接形成，用节点导纳矩阵求节点阻抗矩阵。
12、不对称，负序，零序。
13、断路器，跳闸，一相，两相。
14、类型和参数，对短路点的电气距离。
15、交流分量，直流分量。
16、相关电抗，时间常数。
17、机械惯性，电磁惯性。
18、发电机，变压器，线路，负荷。
19、接线组别，结构形式，中性点接地与否。
20、电力系统的数学模型，计算方法，程序设计。
21、对称矩阵，稀疏矩阵。
22、电力网模型，发电机模型，负荷模型。
二、名词解释1、电力系统中性点指星形连接的变压器或发电机的中性点。
2、当电力系统受到各种突然的挠动，这些挠动使电力系统运行参量可能发生较大的变化，称为电力系统的暂态过程。
3、电力系统正常运行情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生短接的情况，为电力系统的短路故障，又称横向故障。
4、当电力系统的三相电路中的一相或两相断开时，电力系统处于非全相运行状态，即为电力系统的纵向故障。
5、在多电压级系统中，把不同电压级的电压、电流值归算到同一电压级进行分析计算的过程。
6、同一电压等级中各元件的额定电压可能不一样，为了简化计算，可以假定同一电压等级中各元件的额定电压是相等的，令其在数值上等于同一电压等级中的最高额定电压与最低额定电压的平均值。
7、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。
8、指电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保持长过程的运行稳定性的能力。
电力系统暂态分析复习资料
三 基本方程的拉氏运算形式和运算电抗分析同步转速、三相短路，ω=1，i a +i b +i c =0 (一) 不计阻尼绕组 1．基本方程q d d d ri u ψψ-+-= f ad d d d i x i x +-=ψ d q q q ri u ψψ++-= q q q i x -=ψ f f f f i r u ψ+= f f d ad f i x i x +-=ψ 取拉氏变换，得)())(()()(0p p p p rI p U q d d d d ψψψ--+-= )())(()()(0p p p p rI p U d q q q q ψψψ+-+-= ))(()()(0f f f f f p p p I r p U ψψ-+=)()()(p I x p I x p f ad d d d +-=ψ)()(p I x p q q q -=ψ)()()(p I x p I x p f f d ad f +-=ψ仅关心定子量，消去)(p I f 、)(p f ψ，励磁电压方程中，代入磁链表达式 0))()(()()(f f f d ad f f f p I x p I x p p I r p U ψ-+-+= 解得 ff d ad f f f px r p I px p U p I +++=)()()(0ψ代入)(p d ψ式，得ff d ad f f add d d px r p I px p U x p I x p ++++-=)()()()(0ψψ)()())((20p I px r px x p U px r x d ff add f f f f ad +--++=ψ)()())()((0p I p x p U p G d d f f -+=ψ 仅以定子量表示的基本方程为：)())(()()(0p p p p rI p q d d d d ψψψ--+-= )()())()(()(0p I p x p U p G p d d f f d -+=ψψ )())(()()(0p p p p rI p d q q q q ψψψ+-+-= )()(p I x p q q q -=ψ2．运算电抗直轴运算电抗 ff add d px r px x p x +-=2)(● 含有运算符p 的运算形式；● 是I d (p)的比例系数，具有电抗量纲，是计及励磁回路影响的定子回路电抗。
电力系统暂态分析考试资料
电力系统暂态分析考试资料1、短路的自由分量ⅰ a, 又称直流分量或非周期分量；2、短路冲击电流定义：短路电流在前述最恶劣短路情况下的最大瞬时值，称为短路冲击电流；3、短路冲击电流（或称短路电流峰值），将在短路发生约 半个周期后 （当f 为50HZ,此时间约为0.01S ）出现。
4、冲击系数：冲击电流对周期电流幅值的倍数（1<k M <2）实用中，k M =1.8 对变压器高压侧短路； k M =1.9 对机端短路。
冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定度。
产生冲击电流的条件有三条：1）短路前空载2）短路时电流正处于幅值相位3）经过半个周期5、 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。
6、派克变换的定义？ 作用与意义？Park 变换就是将 a 、b 、c 的量经过下列变换，转换成另外三个量。
例如对于电流，将 i a 、i b 、 i c 变换成另外三个电流i d 、i q 、i 0，分别成为定子电流的d 轴分量、q 轴分量、零轴分量。
派克变换是一种线性变换，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，磁链方程成为常系数方程。
从而使得同步电机的数学模型成为常系数方程，或者说是将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。
7、 对于静止的元件，如线路、变压器等，正序和负序阻抗是相等的。
对于旋转电机，正序和负序阻抗是不相等的。
8、 负序阻抗用 两相稳态短路法或 逆同步旋转法测得；9、 零序电压施加在变压器绕组的三角形或不接地星形侧时，无论另一侧绕组的接线方式如何，变压器中都没有零序电流流通。
这种情况下，变压器的零序电抗：X(0)=∞ 即开路 10、 越靠近短路点，负序和零序电压的有效值总是越高，是相当于在短路有个负序和零序的电源。
愈远离短路点，负序和零序电压数值就愈低；在发电机中性点上负序电压为零； 11、 阻尼功率系数：1）D>0，系统总是稳定的。
（完整版）电力系统暂态分析期末复习题答案
（完整版）电⼒系统暂态分析期末复习题答案电⼒系统暂态分析期末复习题答案第2章同步发电机突然三相短路⼀、简答题1.电⼒系统暂态过程的分类暂态过程分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。
波过程主要研究与过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁暂态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，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.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。
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交流分量、直流分量和倍频交流分量；转⼦励磁绕组中包含强制励磁电流分量、直流分量和基频交流分量；d轴阻尼绕组中包含直流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。
定⼦绕组中直流分量和倍频分量与转⼦励磁绕组中的基频交流分量相对应，两者共同衰减，最后衰减⾄零；转⼦回路直流分量与定⼦基频交流分量相对应，共同衰减但不会为零4.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，转⼦的⾃感系数、转⼦各绕组之间的互感系数为常数；定⼦的⾃感系数、定⼦绕组间的互感系数可变可不变，定⼦与转⼦间的互感系数是变化，变化的主因是转⼦旋转，辅因是转⼦凸级⽓息中d，q磁路不对称。
隐极式同步发电机原始磁链⽅程中，转⼦的⾃感系数、转⼦各绕组之间的互感系数为常数、定⼦的⾃感系数、定⼦绕组间的互感系数均为常数；定⼦与转⼦间的互感系数是变化的，变化的原因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。
电力系统暂态分析 复习提纲 含答案
《电力系统暂态分析》复习提纲一、判断题1 、分析电力系统并列运行稳定性时，不必考虑负序电流分量的影响。
（）2 、任何不对称短路情况下，短路电流中都包含有零序分量。
（）3 、发电机中性点经小电阻接地可以提高和改善电力系统两相短路和三相短路时并列运行的暂态稳定性。
（）4 、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，短路电流中的周期分量不衰减，非周期分量也不衰减。
（）5 、中性点直接接地系统中，发生几率最多且危害最大的是单相接地短路。
（）6 、三相短路达到稳定状态时，短路电流中的非周期分量已衰减到零，不对称短路达到稳定状态时，短路电流中的负序和零序分量也将衰减到零。
（）7 、短路电流在最恶劣短路情况下的最大瞬时值称为短路冲击电流。
（）8 、在不计发电机定子绕组电阻的情况下，机端短路时稳态短路电流为纯有功性质。
（）9 、三相系统中的基频交流分量变换到系统中仍为基频交流分量。
（）10 、不对称短路时，短路点负序电压最高，发电机机端正序电压最高。
（）11、从严格的意义上讲，电力系统总是处于暂态过程之中。
（）12、无限大电源的频率保持不变，而电压却随着负荷的变化而变化，负荷越大，电源的端电压越低。
（）13、不管同步发电机的类型如何，定子绕组与转子绕组之间互感系数都是变化的。
（）14、对称分量法只能用于线性电力系统不对称故障的分析计算。
（）15、派克变换前后，发电机气隙中的磁场保持不变。
（）16、具有架空地线的输电线路，架空地线的导电性能越强，输电线路的零序阻抗越大。
（）17、不对称短路时，发电机机端的零序电压最高。
（）18、同步发电机转子的惯性时间常数 TJ 反映了转子惯性的大小。
（）19、短路计算时的计算电抗是以发电机的额定容量为基准的电抗标幺值。
（）20、切除部分负荷是在电力系统静态稳定性有被破坏的危机情况下，采取的临时措施。
二、多选题1 、近似计算法中，变压器的变比应采用（）。
A 、实际变比；B 、额定变比；C 、平均额定变比。
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)若选S B=100 MVA，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=2.6，则t = 0.2 秒时短路点总电流的有名值是多少？IG02.''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)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 =100MVA ，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?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。
电力系统暂态分析总复习
M ab M ac Lbb M cb M fb M bc Lcc M fc
M af M bf M cf Lff
M Df M Qf
M Db M Dc M Qb M Qc
M aD M aQ ia M bD M bQ ib i M cD M cQ c i M fD M fQ f LDD M DQ iD M QD LQQ iQ
'
' q
' d
j I Xq
E uq X i
' d d
EQ Eq X d X q id
第二章 电路系统故障的 计算机算法
第一节 概述 第二节 电力系统故障计算的等效网络 第三节 对称短路计算 第四节 简单不对称故障计算 第五节 复杂故障的计算方法
第二、三节 电力系统故障计算机计算 重点：
空载短路电流公式
I I d Eq 0 X d
I I Eq 0
' ' d
X
' d
I I Eq 0
" " d
X
" d
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
当
X 很大时，显然
' d " d
Xd X X X X X X
I I d Eq 0 X d
第一章 同步发电机突然三相 短路的分析
第一节 短路的一般概念
第二节 同步发电机突然三相短路后的物 理过程及短路电流的近似分析
第三节 同步发电机的基本方程
电力系统暂态分析复习题1-5
1-1 无限大容量电源的含义是什么？由这样电源供电的系统三相短路时，短路电流包括几种分量？有什么特点？1-2 冲击电流指的是什么？它出现的条件和时刻如何？冲击系数K M 的大小与什么有关？ 2-1 同步发电机三相短路电流计算的基本步骤？2-2 同步发电机正常稳态运行时的等效电路和相量图的形式如何？虚构电势有何意义？ 2-3 为什么要引入暂态电势E ′和次暂态电势E ″？ 2-4 试比较同步电机各电动势、电抗的大小？2-5 一台无阻尼绕组同步发电机，已知：P N =150MW ，cos φN =0.85，U N =15.75kV , x d =1.04,x q =0.69, x d ′=0.31。
发电机额定满载运行，试计算电动势 E Q 、E q 、E q ′、E ′,并画出相量图。
2-6 已知同步发电机的参数为x d =1.2，x q =0.8，x d ′=0.29，x d ″=0.25，x q ″=0.35，额定运行时U =1.0，I =1.0，cos φ =0.8，试计算在额定运行状态下同步发电机的E Q 、E q 、E q ′、E d ″、E q ″、E ″之值，并绘制出该同步发电机在额定运行状态下的等效电路。
3-1 系统接线如图所示，已知各元件参数如下：发电机G S N =60MV ·A ，x d ″=0.14；变压器T S N =30MV ·A, U k %=8；线路L l =50km,， x 1=0.38Ω/k m ；发电机的次暂态电动势取E =1.08''。
试求k 点三相短路时的起始次暂态电流、冲击电流、短路电流最大有效值及短路容量的有名值。
3-2电力系统接线如图所示，其中发电机G 1 S NG1=250MV ·A ，x d ″=0.4； G 2 S NG2=60MV ·A ，x d ″=0.125。
变压器T 1 S NT1=250MV·A ，U k %=10.5； T 2 S NT2=60MV·A ，U k %=10.5； 线路L 1 50km ，x 1=0.4Ω/k m ； L 2 40km,， x 1=0.4Ω/km ；L 3 30km,， x 1=0.4Ω/k m ，当在k 点发生三相短路时，求电源E 1、E 2 对短路点的转移阻抗。
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（）。
电力系统暂态分析部分习题复习资料
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6.3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。
电力系统暂态分析复习题及答案
电力系统暂态分析复习题及答案2010-07-08 10:25一、选择题1．下列故障形式中对称的短路故障为（ C ）A.单相接地短路B.两相短路C.三相短路D.两相接地短路2．简单系统静态稳定判据为（ A ）A. >0B. <0C. =0D.都不对3.一般情况，变压器的负序电抗XT（2）与正序电抗XT（1）的大小关系为（ C ）A.XT（1）>XT(2)B.XT（1）<XT(2)C.XT （1）=XT(2)D.XT（1）>>XT(2)4.在下列各种故障类型中，属于纵向故障的是（ D ）A.两相短路B.两相断线C.单相接地短路D.两相短路接地5.构成电力网的主要设备有（ B ）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6.系统发生两相接地短路故障时，复合序网的连接方式为（ A ）A.正序、负序、零序并联B.正序、负序并联、零序网开C.正序、零序并联、负序开路D.零序、负序并联，正序开路7.系统发生单接地短路故障时，复合序网的连接方式为（ A ）A.正序、负序、零序串联B.正序、负序并联、零序网开路C.正序、零序并联、负序开路D.零序、负序并联，正序开路8.二相断线时的复合序网是在断口处( A )。
A.三序网串联B.三序网并联C.正序网负序网并联D.正序网与零序网并联9.无零序电流分量的不对称短路是（ B ）A.三相短路B.两相短路C.单相接地短路 D.两相短路接地10.电力系统短路故障计算主要求取的物理量是（ A ）A.电压，电流B.电阻，电抗C.电阻，功率D.电流，电抗11．最小负荷时将中枢点的电压调低(100％UN)，最大负荷时将中枢点的电压调高(105％UN)，这种中枢点调压方式为( C )A．顺调压 B．恒调压 C．逆调压 D．常调压12.输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要( C )A.大B.小C.相等 D.都不是13．电力系统中发生概率最多的短路故障是( D )A．三相短路 B．两相短路 C．两相短路接地 D．单相接地短路14．电力系统有功负荷最优分配的原则是（ D ）A．等面积原则 B．等力矩原则 C．等负荷原则 D．等耗量微增率原则15．已知一节点所带负荷，有功功率为P，视在功率为S，则功率因数角为（ D ）A．arcctg B．arcsin C．arctgD．arccos16．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 ）A．D<0 SEq>0 B．D<0SEq<0 C．D>0 SEq<0 D．D>0 SEq>017．减小输电线路有功损耗可通过（ C ）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18.中性点不直接接地系统，发生单相短路故障，非故障相电压上升为（ C ）A. 倍的线电压B. 倍的线电压C. 倍的相电压D. 倍的相电压19.我国电力系统的额定电压等级有( D )A.115、220、500(KV)B.110、230、500(KV)C.115、230、525(KV)D.110、220、500(KV)20.中性点不接地系统中发生单相接地时，接地点有电流流过，电流的通路是( D )A.变压器、输电线B.发电机C.输电线、中性点 D.输电线路和线路对地电容二、填空题1．输电线路的正序阻抗与负序阻抗大小通常相等。
(完整版)电力系统暂态分析期末复习题答案
电力系统暂态分析期末复习题答案第2章同步发电机突然三相短路一、简答题1.电力系统暂态过程的分类暂态过程分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。
波过程主要研究与过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁暂态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，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.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。
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交流分量、直流分量和倍频交流分量；转子励磁绕组中包含强制励磁电流分量、直流分量和基频交流分量；d轴阻尼绕组中包含直流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。
定子绕组中直流分量和倍频分量与转子励磁绕组中的基频交流分量相对应，两者共同衰减，最后衰减至零；转子回路直流分量与定子基频交流分量相对应，共同衰减但不会为零4.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，转子的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数；定子的自感系数、定子绕组间的互感系数可变可不变，定子与转子间的互感系数是变化，变化的主因是转子旋转，辅因是转子凸级气息中d，q磁路不对称。
隐极式同步发电机原始磁链方程中，转子的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数、定子的自感系数、定子绕组间的互感系数均为常数；定子与转子间的互感系数是变化的，变化的原因是定子绕组和转子绕组之间存在相对运动。
电力系统暂态分析期末复习重点
1、无限大功率电源的特点是什么无限大功率电源供电情况下，发生三相短路时，短路电流中包含有哪些电流分量，这些电流分量的变化规律是什么答：无限大功率电源的特点是频率恒定、端电压恒定；短路电流中包含有基频交流分量（周期分量）和非周期分量；周期分量不衰减，而非周期分量从短路开始的起始值逐渐衰减到零。
2、中性点直接接地电力系统，发生概率最高的是那种短路中性点直接接地电力系统发生概率最高的是单相接地短路；对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是三相短路。
3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳纵向故障纵向故障指电力系统断线故障（非全相运行），它包括一相断线和两相断线两种形式。
2、负序分量是三相同频不对称正弦量的分量之一其特点是三相辐值相等频率相同、相位依次相差1200、相序为C－B－A－C。
4、转移阻抗转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后，所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。
5、同步发电机并列运行的暂态稳定性答：同步发电机并列运行的暂态稳定性指受到大干扰作用后，发电机保持同步运行的能力，能则称为暂态稳定，不能则称为暂态不稳定。
6、等面积定则答：在暂态稳定的前提下，必有加速面积等于减速面积，这一定则称为等面积定则。
8、在隐极式发电机的原始磁链方程中，那些电感系数是常数哪些是变化的变化的原因是什么答：在隐极式发电机的原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子绕组之间的互感系数、定子绕组的自感系数、定子各绕组之间的互感系数均为常数；定子三相绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的，变化的原因是转子旋转时，定子绕组和转子绕组之间存在相对位置的周期性改变。
9、提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么具体措施有那些答：提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短“电气距离”，具体的措施有： 1）采用分裂导线2）线路串联电力电容器；3）采用先进的励磁调节装置；4）提高输电线路的电压等级； 5）改善系统结构和选择适当的系统运行方式；10、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。
电力系统暂态分析复习
1，电力系统运行状态由【运行参量】来表述；包括功率，电压，电流，频率，相间角位移2，电力系统运行状态：【稳态】【暂态】3，电力系统的暂态过程可以分为【波过程】【机电过程】【电磁过程】4，电力系统短路故障有【三相短路】【两相短路】【单相短路接地】【两相短路接地】，单相短路占绝大多数；【三相断路】三相回路是对称的，其余都不对称。
4.5在简单电力系统中，如某点的三序阻抗相等，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：三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路5，减少短路电流对电力系统危害的措施为：用【电抗器】限制短路电流的数值，用【继电保护装置】限制短路电流存在的时间。
【重合闸】临时性会自然恢复的短路；6，短路故障又称【横向故障】，断线故障【纵向故障】7，各元件参数标幺值计算法：准确计算法电抗有名值不归算；近似计算法归算；8，无穷大电力系统是指电源的【幅值】【频率】在故障过程中能维持不变。
9，短路后全电流由周期分量和非周期分量组成，两部分中属于交流分量的是【周期】分量,属于直流分量的是【非周期】分量10，短路冲击电流ia在短路发生经过【半个周期】（f为50HZ时时间为0.01s）出现，主要用于【检验电气设备，载流导体的动稳定度】；短路电流有效值It检验开关断流能力。
11，电动机容量大于12MW，所以发电机短路电流冲击系数取1.8；电动机冲击系数取1.912，短路电流计算法有【准确计算法】【准确计算法】，准确计算法按变压器【实际变比】计算；准确计算法按变压器【额定电压的平均值之比】计算1. 何为派克变换，实质是什么？研究同步发电机基本方程式时，为什么要进行派克变换？答：派克变换是将空间静止不动定子A、B、C三相绕组用两个随转子同步旋转的绕组和一个零轴绕组来等效替换，两个随转子同步旋转的绕组一个位于转子d 轴方向，称为d轴等效绕组；一个位于q轴方向称为q轴等效绕组。
派克变换的目的是将原始磁链方程中的变系数变换为常系数，从而使发电机的原始电压方程由变系数微分方程变换为常系数微分方程，以便于分析计算。
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第二章作业
一、简答题
1、分析同步发电机三相短路时，通常采用叠加原理进行分析，这是基于什么样的假设条件？
答：基于发电机磁路不饱和的假设条件，因为发电机磁路不饱和时，发电机的各种电抗为常数，发电机的等值电路为线性等值电路，而线性电路可以应用迭加原理进行分析。
2、同步发电机空载情况下机端突然三相短路时，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？
答：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。
3、凸极式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？
答：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的，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。
4、什么是派克变换？派克变换的目的是什么？派克变换的等效体现在何处？其变换规律是什么？
答：派克变换是将空间静止不动的定子A、B、C三相绕组用两个随转子同步旋转的绕组和一个零轴绕组来等效替换，两个随转子同步旋转的绕组一个位于转子d轴方向，称为d轴等效绕组；一个位于q轴方向称为q轴等效绕组。
派克变换的目的是将原始磁链方程中的变系数变换为常系数，从而使发电机的原始电压方程由变系数微分方程变换为常系数微分方程，以便于分析计算。
派克变换的等效体现在变换前后气隙合成磁场保持不变。
派克变换的规律是：1）A、B、C三相绕组系统中基频周期分量变换为d、q、0绕组系统中非周期分量；2）将A、B、C三相绕组系统中非周期分量（含倍频分量）变换为d、q、0绕组系统中的基频周期分量。
5、以无阻尼绕组同步发电机为例，简单说明在发生突然短路时，发电机空载电势E q 为什么会突变? 答：发电机空载电动势是由发电机励磁绕组中直流电流产生的磁通在发电机定子绕组中所产生的电动势。
短路前励磁绕组中的直流电流为强制励磁电流|0|f i ，励磁磁通为|0|φ，定子绕组感应电动势为|0|q E ；发电机发生突然短路时，励磁绕组中除强制励磁电流|0|f i 外，还突然增加一个自由非周期分量αf i ∆，引起转子励磁绕组直流电流的突变和它所产生的励磁磁通的突变，最终导致定子绕组空载电动势的突变。
二、计算题
1、一台无阻尼绕组同步发电机，发电机额定满载运行，cos ϕN =0.85，x d =1.04，x q =0.69。
试计算空载电势E q ，并画出相量图。
（以标么值表示）
解：
发电机额定条件下运行时的相量图如下：
由图可得：
707
.1)85
.069.01()527.069.011()cos ()sin (222|0|2|0||0|=⨯⨯+⨯⨯+=++=N q N q Q x I x I U E φφ01|0|11.20707
.185.069.0sin cos sin =⨯==--Q N
q E x I φδ 787.0)85.0cos 1.2090cos(1)90cos(1000|0||0|=--⨯=--=-N d I I φδ
982.1)69.004.1(787.0707.1)(|0||0|=-⨯+=-+=q d d Q q x x I E E
2、在下图所示简单电力系统中，已知隐极式同步发电机的额定容量为300MW ，额定功率因数为0.9，额定电压为18kV ，26.2==q d x x ，27.0='d x ，17.0=''=''q d x x ，变压器额定容量为350MV A ，额定电压为242/18kV ，短路电压为12（%），请计算空载情况下变压器高压侧发生三相短路时发电机定子绕组周期电流的起始有效值（有名值）。
解：
计算短路电流周期分量起始有效值的等值电路如下：
取KV U MVA S B B 18350==、。
.
则有： 1|0||0|===='=''U E E E E q q q q 1785.09.0/300350*
=''
=''d d x x 12.0*=T x
35.312.01785.01***=+=+''''=''T d q
x x E I )(187.5318
335035.3232*KA U S I I B B m =⨯⨯⨯=''='' 3、在下图所示简单电力系统中，已知隐极式同步发电机的额定容量为300MW ，额定功率因数为0.9，额定电压为18kV ，26.2==q d x x ，27.0='d x ，17.0=''=''q d x x ，变压器额定容量为350MV A ，额定电压为242/18kV ，短路电压为12（%），短路前，发电机在额定条件下运行。
请用近似计算法计算变压器高压侧发生三相短路时发电机定子绕组周期电流的起始有效值（有名值）。
解：正常运行时的等值电路和相量图如下图所示
取KV
U MVA S B B 18)(9.0/300==、。
. 则有：
17.0*=''d x 126.09
.0/30035010012100(%)*=⨯=⨯=N B K T S S U x
1|0|=G U 、1|0|=I 、01|0|84.2509cos ===-N φφ
177.1)cos ()sin (2|
0||0|2|0||0||0||0|=''+''+=''φφd d G x I x I U E )(514.421839.0/300126.017.0177.13**|
0|kA U S x x E I B B T d =⨯⨯+=⨯⨯+''''=
''。