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。

（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示出系统中节点处不对称的情形。

若已知、，由点看入系统的，系统内无中性点接地。

试计算。

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：
（b）
5-1-3 图5-34示出一简单系统。

若在线路始端处测量、、。

试分别作出点发生三相短路和三种不对称短路时、、和（可取0、、1）的关系曲线，并分析计算结果。

解：其正序等值电路：
5-2-1 已知图3-35所示的变压器星形侧B、C相短路的。

试以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。

1、对称分量法
三角侧零序无通路，不含零序分量，
则：
2、相分量法
① 电流向量图：其中相电流与相电流同相位，与、与同相位。

且、、。

原副边匝数比。

化为矩阵形式为：
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。

其参数为：
，，，，，
试计算发电机分别保持，，为常数时，发电机的功率特性。

解：（1）取基准值，，，则阻抗参数如下：
系统的综合阻抗为：
（2）正常运行时的，，，：
，，
①由凸极机向量图得：
令，则：
②与例题6-2
(3)各电动势、电压分别保持不变时发电机的功率特性：
(4)各功率特性的最大值及其对应的功角
1）。

最大功率角为
2）。

最大功率角为
3）。

最大功率角为，则有
4）。

最大功率角为，则有
第七章电力系统静态稳定
7-2-1 对例7-1，分别计算下列两种情况的系统静态稳定储备系数：
（1）若一回线停运检修，运行参数（，，）仍不变。

（2）发电机改为凸极机（，）其他情况不变。

(1)一回线路停运，其等值电路为：
1）
求得：
2）
3）
4）功率极限
5）静态稳定储备系数
（2）凸极机
1）
求得：
2）
3）
4）
由得
5）
第八章电力系统暂态稳定
8-2-2 在例8-1中若扰动是突然断开一回线路，是判断系统能否保持暂态稳定。

取基准值：S B=220MVA,U B=Uav
末端标幺值：，，，
如未特殊说明，参数应该都是标幺值，省略下标*号
正常运行时：根据例6-2的结果
，
功率最大值：
此处有改动
切除一条线路，功率最大值
，
加速面积
最大可能的减速面积：
系统能保持暂态稳定
8-2-3 在例7-1中，已知，假设发电机，若在一回线路始端发生突然三相短路，试计算线路的极限切除角。

解：正常运行时：，
由例7-1 ，
计算电流①根据末端功率电压（此处未知末端参数）②例7-1
由于三相短路
故障中的，即三相短路切断了系统与发电机的联系。

此时。

故障切除后：，
极限切除角：。