电力系统暂态分析 (6)
《电力系统暂态分析》习题集解答
δ = tg −1
E q = EQ
′ = EQ Eq
0.9 = 39.55 0 0 + 0.1 * 0.9 xd ∑ − xq ∑ xd ∑ 1.3 1.3 − 0.9 − U cos δ = 1.41 − 1.07 cos 39.55 0 = 1.67 xq ∑ 0.9 0.9 xq ∑
′ ∑ − xq ∑ xd ′∑ xd 0.6 0.6 − 0.9 − U cos δ = 1.41 − 1.07 cos 39.55 0 = 1.21 xq ∑ 0.9 0.9 xq ∑
+ jIx = 1 + j∠(−ψ ) × 0.6 = 1 + j (0.85 − j 0.5268) × 0.6 EQ = U q
= j 0.51 + 1.31608 = 1.4114∠21.18D
δ = 21.18D
uq = U cos δ∠δ = 0.9324∠21.180
id = I sin(δ + ψ )∠ − (90D − δ ) = 0.7983∠ − 68.82D ′ = U q + I d xd ′ = 0.9324 + 0.7983 × 0.3 = 1.172 Eq ia = = ′ Eq U 1 1 U 1 1 cos(100π t + θ 0 ) − ( + ) cos θ 0 − ( − ) cos(200π t + θ 0 ) ′ ′ xq ′ xq 2 xd 2 xd xd
xd = 1.8, xq = 0.9, xσ = 0.15, r = 0.05, ω = 1 ，计算：
(1) δ ,U d ,U q , id , iq , ϕd , ϕ q , i f , ϕ f , Eq ； (2) 计算 Pmax (忽略 r)； (3) 在 Eq 和 u 恒定的情况下，欲将发电机有功提高 5%，则 δ 增至多少。
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 ( 第1次 )
第1次作业一、单项选择题（本大题共40分，共 20 小题，每小题 2 分）1. 短路电流运算曲线编制时，计算电抗仅编制到3.5，其原因是（）。
A. 于计算电抗大于3.5的电源可以视为无限大功率电源，其任意时刻的短路电流周期分量有效值，就是短路瞬间短路电流周期分量的起始有效值B. 实际工程上不存在计算电抗大于3.5的情况C. 由于计算电抗大于3.5的电源，其向短路点提供的短路电流很小，实际计算时可以忽略D. 以上均错误2. 短路冲击电流是指短路电流的（）。
A. 有效值 B. 平均值 C. 方均根值 D. 最大可能瞬时值3. 当系统中发生A相接地短路时，故障处的B相短路电流为( )。
A. 0B.C.D.4. 电力系统在事故后运行方式下，对并列运行静态稳定储备系数的要求是（）。
A. B. C. D.5. ABC坐标系下，理想同步发电机的磁链方程中的互感系数MQf等于（）。
A. 0 B. 1 C. 0.5 D. 1.56. 输电线路的正序阻抗与负序阻抗相比，其值要( )。
A. 大 B. 小 C. 相等D. 都不是7. 绘制电力系统的三序单相等值电路时，对普通变压器中性点所接阻抗的处理方法是（） A. 中性点阻抗仅以出现在零序等值电路中 B. 中性点阻抗以3出现在零序等值电路中 C. 中性点阻抗以出现三序等值电路中 D. 中性点阻抗不出现在等值电路中8. 下列故障形式中对称的短路故障为（）。
A. 单相接地短路B. 两相短路C. 三相短路D. 两相接地短路9. 分析简单系统的暂态稳定性，确定系统的极限切除角依据的原则是（）。
A. 正序等效定则 B. 等耗量微增率准则 C. 等力矩原则 D. 等面积定则10. 系统发生短路故障后，越靠近短路点，正序电压( )。
A. 越低B. 越高C. 不变D. 不确定11. 具有阻尼绕组的凸极式同步发电机，机端发生三相短路时，电磁暂态过程中定子绕组中存在( )。
A. 基频交流分量、倍频分量和非周期分量 B. 基频交流分量和非周期分量 C. 非周期分量和倍频分量 D. 倍频分量和周期分量12. 大扰动后，减少原动机出力的主要目的是为了提高系统的( )。
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)三、(15分)某系统接线及各元件参数如上图所示，设在 f 点发生三相短路。
若选S B=100MV A，U B=U av，试计算：(1) 电源G及系统S对f 点的转移电抗xGf、xSf。
(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I G02.''=2.6，则t = 0.2 秒时短路点总电流的有名值是多少？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 =100MV A ，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。
第六章 电力系统暂态稳定分析
第六章电力系统暂态稳定分析6.1概述在正常的稳态运行情况下，电力系统中各发电机组输出的电磁转矩和原动机输入的机械转矩平衡，因此所有发电机转子速度保持恒定。
但是电力系统经常遭受到一些大干扰的冲击，例如发生各种短路故障，大容量发电机、大的负荷、重要输电设备的投入或切除等等。
在遭受大的干扰后，系统中除了经历电磁暂态过程以外，也将经历机电暂态过程。
事实上，由于系统的结构或参数发生了较大的变化，使得系统的潮流及各发电机的输出功率也随之发生变化，从而破坏了原动机和发电机之间的功率平衡，在发电机转轴上产生不平衡转矩，导致转子加速或减速。
一般情况下，干扰后各发电机组的功率不平衡状况并不相同，加之各发电机转子的转动惯量也有所不同、使得各机组转速变化的情况各不相同。
这样，发电机转子之间将产生相对运动，使得转子之间的相对角度发生变化，而转子之间相对角度的变化又反过来影响各发电机的输出功率，从而使各个发电机的功率、转速和转子之间的相对角度继续发生变化。
与此同时，由于发电机端电压和定子电流的变化，将引起励磁调节系统的调节过程；由于机组转速的变化，将引起调速系统的调节过程；由于电力网络中母线电压的变化，将引起负荷功率的变化；网络潮流的变化也将引起一些其他控制装置(如SVC、TCSC、直流系统中的换流器)的调节过程，等等。
所有这些变化都将直接或间接地影响发电机转抽上的功率平衡状况。
以上各种变化过程相互影响，形成了一个以各发电机转子机械运动和电磁功率变化为主体的机电暂态过程。
电力系统遭受大干扰后所发生的机电暂态过程可能有两种不同的结局。
—种是各发电机转子之间的相对角度随时间的变化呈摇摆(或振荡)状态，且振荡幅值逐渐衰减，各发电机之间的相对运动将逐渐消失，从而系统过渡到一个新的稳态运行情况，各发电机仍然保持同步运行。
这时，我们就称电力系统是暂态稳定的。
另—种结局是在暂态过程中某些发电机转子之间始终存在着相对运动，使得转子间的相对角度随时间不断增大、最终导致这些发电机失去同步。
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：第六章 电力系统稳定性问题概述
M E max
2M E max S Scr
Scr S
• 四、自动调节励磁系统包括： • 1、自动调节励磁系统包括： • 主励磁系统和自动调节励磁装置
• 主励磁系统是从励磁电源到发电机励磁绕组的励 磁主回路：
• 自动调节励磁装置根据发电机的运行参数，如端 电压、电流等，自动地调节主励磁系统的参数。
➢两机系统
PE1 E12G11 E1E2 Y12 sin(12 12 ) PE12 E22G22 E1E2 Y12 sin(12 12 )
PE1 PE2 δ12
• 三、异步电动机转子运动方程和电磁转矩
• 异步电动机组的转子运动方程为
TJ
0
d*
dt
(M E
Mm)
• TJ 为异步电动机组的惯性时间常数，一般约为
Re
E i
n
Eˆ
jYˆij
j1
n
n
Ei E j (Gij cos ij Bij sin ij ) Ei2Gii Ei Ej Yij sin( ij ij )
j 1
j 1
ji
导纳角 ij
tg1
Gij Bij
➢任一台发电机的功率角的改变，将引起全系统各机 组电磁功率的变化。稳定分析是全系统的综合问题。
➢ 机电暂态过程主要是电力系统的稳定性问题。电力系 统稳定性问题就是当系统在某一正常运行状态下受到某种干 扰后，能否经过一定的时间后回到原来的运行状态或者过渡 到一个新的稳态运行状态的问题。
如果能够，则认为系统在该正常运行状态下是稳定
的。
反之，若系统不能回到
原来的运行状态或者不能建
立一个新的稳态运行状态，
J02 SB
Wk
《电力系统暂态分析》第六章提纲
第六章 电力系统静态稳定第一节 概述一、运动系统稳定性的一般定义运动系统都存在稳定性问题。
定义如下：一个运动系统处于平衡状态，若遭受某种扰动，经过一定的时间变化后，能恢复到原有平衡状态或新的平衡状态下运行，则称该运动系统是稳定的，否则是不稳定的。
【例6-1】b二、电力系统稳定性的特定含义电力系统中发电机都是同步发电机，电力系统的平衡状态是指所有发电机以同步（相同）速度运行。
当电力系统处于某种平衡状态（即发电机以相同速度）运行，遭受某种扰动后，发电机的速度发生变化，经历一定时间速度的变化，若所有发电机能恢复到同步（相同）速度下运行，则该系统是稳定的，否则是不稳定的。
在正常运行时（平衡状态），发电机输入机械功率T P 等于发电机发出的电磁功率E P （机械损耗很小，因此忽略不计），即E T P P =，发电机保持恒定速度运行。
当受到某种扰动（例如：负荷波动，导线发热、电阻变化、短路、切除线路等），发电机输出功率E P 要发生变化，但T P 不能跟随变化（因为调速系统由机械组成，不能瞬间完成），导致输入与输出功率不平衡，从而引起速度的变化。
受扰动各发电机E P 变化不一样，因此各发电机速度变化不一样，经过一段时间调整，若能够恢复到相同速度下运行，则系统是稳定的，否则是不稳定的。
三、电力系统稳定性的分类按扰动量的大小，电力系统稳定分为⎩⎨⎧大扰动下的稳定—暂态稳定小扰动下的稳定—静态稳定小扰动—如负荷正常变化、导线发热引起参数变化等。
其扰动量很小，因而可以对描述系统运动过程的非线性微分方程进行线性化处理，从而可用线性系统稳定性理论进行分析。
大扰动—如短路、切机、投切线路、投切变压器等。
其扰动量大，因而不能对描述系统运动过程的非线性微分方程进行线性化处理，从而只能用非线性系统稳定性理论进行分析。
四、如何判别稳定1. 以速度，即各机组频率。
2. 以相对转子位置角)(ij t δ的变化过程，即摇摆曲线。
若)(ij t δ能够回复到某一个稳定值则系统是稳定的。
电力系统暂态分析
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（）。
•A、D<0，S Eq>0•B、D<0，S Eq<0•C、D>0，S Eq<0•2、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( )。
•A、两相短路接地、单相接地短路、两相短路、三相短路•B、单相接地短路、两相短路接地、两相短路、三相短路•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（）•A、对于对称的三相电力系统，注入负序电流时可能产生正序电压或零序电压•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•C、同步发电机的正序电抗与负序电抗相等，而比零序电抗要大很多•4、关于具有架空地线的输电线路，下面正确的是（）。
•A、架空地线的导电性能越好，输电线路的零序电抗越大•B、架空地线的导电性能越好，输电线路的零序电抗越小•C、架空地线的导电性能越好，输电线路的正序电抗越小•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•B、采用自动调节励磁装置•C、减少线路电抗•6、电力系统不对称短路包括（）种短路类型。
•A、1•B、2•C、3••A、三相相等•B、三相可能相等，也可能不相等•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( )。
•A、大于•B、小于•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（）。
•A、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起始有效值相等•B、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稳态有效值相等•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。
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
xL x0
x*( B ) SB SB xL 2 x0 2 UB UB
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 U N1 / U N 2
K23 U N 2 / U N 3
x1 , x2 , x3
——电抗各值（含变压 器电抗在内）
I B1
SB 3U B1 / k12
第二节 标幺值
７）其他段电流
SB SB I 2 k12 I1 I1* I1* I1* I B 2 3U B1 / k12 3U B 2
I 3 I1* I B3
可记为： I1* I *
I m I * I Bm
I Bm SB 3U Bm
第二节 标幺值
1、计算特性 １） I1计算某段电流时，应将电源电压和 其他段阻抗向该段计算
第二节 标幺值
２、计算步骤 １）选待计算电流段为基本段。（如Ⅰ 段） ２）取 U B , SB （如 U B1 ） ３）将电源电压和各段之间阻抗向基本 段归算 ４）以 U S B 为基准计算电源电压及阻 抗标么值。
X T *( B ) X T SB 2 UB
第二节 标幺值
４、近似计算 １）近似计算的假定 变压器额定电压取为该侧电网平均电压
实质：升降压变均取主抽头为1.05 U N
第二节 标幺值
２）简化的作用 ①取一段电压基准为该电网平均电压， 则其他各段电压基准值均为本段电网平 均电压（1.05* U N ） 变压器标么值仅有容量归算
第二节 标幺值
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。
电力系统暂态分析
电力系统暂态一、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、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。
（√）3、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。
（√）4、由于电力系统中三序分量是相互独立的，所以可以分别计算，然后再将各序分量迭加得到各相的电流和电压。
“√”5、快速切除故障有利于改善简单电力系统的暂态稳定性。
“√”6、中性点不接地系统中发生两相短路接地时流过故障相的电流与同一地点发生两相短路时流过故障相的电流大小相等。
“√”7、电力系统横向故障指各种类型的短路故障“√”8、运算曲线的编制过程中已近似考虑了负荷对短路电流的影响，所以在应用运算曲线法计算短路电流时，可以不再考虑负荷的影响。
“√”9、从严格的意义上讲，电力系统总是处于暂态过程之中。
（√）10、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。
（√）11、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。
（√）12、派克变换前后，发电机气隙中的磁场保持不变。
（√）13、同步发电机转子的惯性时间常数J T反映了转子惯性的大小。
（√）14、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。
（√）15、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、选择题1、近似计算法中，变压器的变比应采用（C）。
A、实际变比；B、额定变比；C、平均额定变比。
2、电力系统一相断线时的复合序网在形式上与（B）的复合序网相同。
A、单相接地短路；B、两相短路接地；C、两相短路。
3、电力系统的复杂故障是指（C）。
A、横向故障；B、纵向故障；C、电力系统中不同地点同时发生不对称故障。
4、如三相短路瞬间A相非周期电流起始值为最大值，则B、C两相非周期分量电流起始值（A ）。
A、大小相等，均等于A相非周期分量的一半；B、大小相等，均等于零；C、大小不相等。
《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。
暂态分析-电力系统静态稳定分析
2008年6月9日
第六章 电力系统静态稳定分析
§6-1 简单电力系统的静态稳定 §6-2 小干扰法分析简单系统静态稳定 §6-3 自动调节励磁系统对静态稳定的影响 §6-4 多机系统的静态稳定分析 §6-5 提高静态稳定的措施
静态稳定性是指电力系统在小干扰下的稳 定性。 定义:系统受到小的扰动后,不发生自发振 荡或非周期性失步,则称为静态稳定。 扰动小,可将非线性方程在原运行点附 近线性化,此即为求解线性化后机电暂态微 分方程组的问题。
⎛ TJ 2 ⎞ ⎜ P + S Eq ⎟ ∆δ = 0 ⎝ ω0 ⎠
其中： S Eq = dδ 数。
（6-5）
dPEq
δ =δ 0
，称为整步功率系
由特征方程 TJ P 2 + ω0 S Eq = 0 可解得:
P= − 1
ω0
TJ
S Eq , P2 = − −
ω0
TJ
S Eq （6-6）
与之对应的线性化微分方程的解为:
§6-1 简单电力系统的静态稳定
§6-1 简单电力系统的静态稳定 单机无穷大系统如图:
G
•
S
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱT1
jxG
•
T2
jxT 1 jxl jxT 2
•
Eq
S
图6-1 简单系统及其等值电路
功角特性为：
PEq =
PE
a'
EqU xdΣ
sin δ
(6-1)
a
a ''
b '' b b'
PT = PEq [0]
0
δa
90°
δb
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?10050?0.3xt1*?10.5100?10.5602?10010.52?0.175xl*?0.4?100?1001212?0.273xt2*?10.5100?110302?1001212?0.289②近似计算法ub＝uav sb＝100mvaxd*?0.15?1005010060?0.3xt1*?10.5100??0.175xl*?0.4?100?1001152?0.302xt2*?10.5100?10030?0.351-5、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%?un1un2?in2in1?5?610?300150?6u|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。
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Td Tff
) cos(t 0 )
Eqm xd
F(t) cos((t
0 )
强行励磁对短路电流的影响
▪ F(t）变化曲线
▪ห้องสมุดไป่ตู้ida曲线
强行励磁对短路电流的影响
▪ 强行励磁引起的附加分量增大了基频交流 分量，使短路电流增大。
▪ 强行励磁引起的附加分量与①强行励磁装 置的最大励磁电压──顶值电压；② 励磁 机励磁绕组时间常数有关。
强行励磁对短路电流的影响
▪ 强行励磁系统示意图
▪ 励磁电压变化曲线
强行励磁对短路电流的影响
▪ 计及强行励磁的附加分量
u f (u fm u f |0| )(1 et /Tff )
▪ 空载电动势最大增量
E qm
ufm xad rf
▪ 定子短路电流附加分量
ia
Eqm xd
(1
t
Tde Td
t
电力系统暂态 分析
自动调节励磁装置对短路电流的影响
▪ 前面得到的短路电流计算公式是假定发电 机励磁电压在短路过程中始终保持恒定。
▪ 但实际上并非如此，因为每台发电机都装 设有自动调节励磁装置，在测量到发电机 端电压下降到某个设定值（例如低于85% 的额定电压）时，强行励磁立即动作，装 置中的磁场电阻被短接，增大发电机励磁 电压。
▪ 强行励磁动作后，空载电势会增大，发电 机端电压若恢复到强行励磁装置设定的动 作值以上，强行励磁装置将退出。
▪ 超过一定时间，强行励磁将退出。