2022年电力系统暂态分析习题答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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学问,SB30MVA,用精确和近似运算法运算参数1-2-1 对例 1-2,取UB2110kV标幺值；解：精确运算法：选取其次段为基本段,取UB2110kV,SB30MVA,就其余两段的电压基准值分别为：UB1k 1 UB210 5.110 kV9.5kV121电流基准值：各元件的电抗标幺值分别为：2发电机：1x .0 26 10 . 5 302 .0 3230 9 . 52变压器 1T ：x 2 0 . 105 1212 302 0 . 121110 31 5.输电线路：3x 0 4. 80

2、 302 0 . 0791102变压器 T ：x 4 0 . 105 1102 302 0 . 2115 110电抗器：5x .0 05 6 2 . 62 0 4.6 6. .0 3电缆线路：6x 0 . 08 .2 5 302 0 . 146 6.电源电动势标幺值：E 11 1 . 169 . 5近似算法：名师归纳总结 取SB30MVA,各段电压电流基准值分别为：第 1 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - U B 110.5 kV,I B13305.165 kA10 .U B2115kV,I B 1300 . 15 kA3115U B3

3、6 . 3 kV,I B 130.2 75 kA3.6 3各元件电抗标幺值：名师归纳总结 发电机：1x.02610 .5 2300 . 26第 2 页,共 10 页3010 .2 5变压器1T：x 20 . 105121 2300 . 11115 231 5.输电线路：3x0 4.80300 . 0732 115变压器T ：x 40 . 1052 115300 .212 11515电抗器：5x.0 0562 . 75.0 446 3.0 . 3电缆线路：6x0 . 08.2 530.01512 6 3.电源电动势标幺值：E11.10510 . 5发电机：1x.026210 . 530.0 32

4、3029 . 5变压器1T ：x 20 . 1052 1213020 . 1212 11031 5.输电线路：3x0 4.80300 . 0792 110变压器T ：x 40 . 1052 110300 . 212 152 110- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 电抗器：5x.0 0562 . 620 4.6 6.03电缆线路：6x0 . 08.25300 . 146 6.2电源电动势标幺值：E111 . 169 . 51-3-1 在例 1-4 中,如 6.3kV 母线的三相电压为：在空载情形下f 点突然三相短路,设突然三相短路时30 ；试运算：（1）

5、每条电缆中流过的短路电流沟通重量幅值；（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,并运算其近似值；（4）为多少度时, a 相的最大瞬时电流即为冲击电流；0 . 505,阻抗解：（ 1）由例题可知：一条线路的电抗x0 . 797,电阻rZr22 x0 . 943,衰减时间常数T0 .7970 . 005 s3140 . 505三相短路时流过的短路电流沟通重量的幅值等于：（2）短路前线路空载,故Im00所以3对于 abc 相：a27 . 64,b147 . 64,c92 .36,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；名师归纳总结 （4）

6、 如 a 相瞬时值电流为冲击电流,就满意a90,即第 3 页,共 10 页32 . 36 或 147 . 64；其次章同步发电机突然三相短路分析- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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；试运算变压器高压侧突然三相短路后短路电流沟通重量初始值I ；dx0 . 92,dx0 . 32,13发电机：SN200 MW,U N13 . 8 kV,cosN0 9.,xd0 2.变压器：SN240 MVA,220 kV/13 . 8 kV,US%13解： 取基准值U B13.8 k

7、V,SB240MVA电流基准值IBS BB240.810. 04kA3 U3131313 .822400 .就变压器电抗标幺值x TUS%U2 TNSBU210024013.82100S NB发电机次暂态电抗标幺值x dx dS NU2 NNS B0 . 2I13 .2 82 240.02162.86cosU2 B200.0 9213 . 8次暂态电流标幺值11x Tx d0. 130. 22出名值I m22 . 8610 . 0438 . 05 kA2-3-1 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E 运算短路电流沟通重量I , I 和I ；7.4I ；3

8、21.097（2）运算稳态短路电流解：（ 1）.010,.01cos10. 85132UI.短路前的电动势：E0U0jxdI01j0.167所以有：名师归纳总结 （2）IEq0/x d.292/.2 261 . 29第 4 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第三章 电力系统三相短路电流的有用运算第四章 对称重量法即电力系统元件的各序参数和等值电路4-1-1 如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形下,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）负载中性点不接地

9、；三相电压对称；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运算,5-1-2 图 5-33 示出系统中节点f 处不对称的情形；如已知fx1、Uf01由 f 点看入系统的x 1 x21,系统内无中性点接地；试运算. Ifa、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）就：I 1I2I0x1/xfUf0/xfxf.051510 5.x2.0（b）名师归纳总结 5-1-3 图 5-34

10、 示出一简洁系统；如在线路始端处测量Za.ag.a、第 5 页,共 10 页UIZb.Ubg. Ib、Zc.Ucg. Ic；试分别作出f 点发生三相短路和三种不对称短路时Z 、Z 、Z 和（可取 0、0.5、1）的关系曲线,并分析运算结果；- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 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. If；试以. If为参考向量绘制出三角形侧线路上的三相电流相量：（1）对称重量法；（2）相重量法；1、对称重量法 三角侧零序无通路,不含零序重量,就：2、相重量法 电流向量图：其中相电流.aI与相电

11、流I.同相位,.I 与I.、.cI与I.ABC同相位；且.I a1.I A、.I b1.I B、.I c1.I C；原副边匝数比N1： N23：1；333化为矩阵形式为：第六章 电力系统稳固性问题概述和各元件的机电特性6-2-2 如在例 6-2 中的发电机是一台凸极机；其参数为：SN300 MW,U N18 kV,cosN0 . 875,x d.1 298,qx0.912,xd0 . 458,Eq0,Uq0为常数时,发电机的功率特性；试运算发电机分别保持Eq0解：（ 1）取基准值SB250MVA,U B 110115kV,U B220115220209 kV,就121阻抗参数如下：系统的综合阻

12、抗为：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）正常运行时的UG0,E ,0Eq0,Eq0：0P2501,Q 01tgcos10 . 980 2.,U1151250115由凸极机向量图得：令.S10,就：. IP 0jQ0.US 1j0 . 2 10.1 019811 . 3099U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）Eq 0const；最大功率角为G90 ,就有2）Eq 0const；最大功率角为3）E 0const；最大功率角为4）U G 0con

13、st；最大功率角为90,就有第七章电力系统静态稳固7-2-1 对例 7-1,分别运算以下两种情形的系统静态稳固储备系数：（1）如一回线停运检修,运行参数（.U ,U ,P ）仍不变；（2）发电机改为凸极机（x d1,xq0 8.）其他情形不变；1一回线路停运,其等值电路为：名师归纳总结 1）P Ex TUUGx T2sinG0.11. 050 .1sinG0.8第 7 页,共 10 页1xL106.求得：G37. 56x T21 .0537. 56100. 83147.2）. IJxUGUT 1x Lj08.3）.Eq.U.Ijx d10j.08314 . 71 8.1 . 5766 . 6-

14、 - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4）功率极限P MP EqMEq U1. 5710.872x d1.85）静态稳固储备系数KP0 . 8720 8.9 %0 . 8（2）凸极机1）P Ex T1UU G1 x L2x T2sinG11 . 05.0sin 1G.0 824. 291 .5152.370 . 1.03求得：G22.4.10522 .4100 8.4292）. IJx T1.UG 1.Ux T2x Lj0 5.2j08.4.291.31.3848. 363）.EQ.Uj. Ix q101 .3848.36j08.4. 29sin48. 36

15、.EqEQIjdxdxq4）P qE q0UsinU2x dx qsin21 . 01 sin0 . 051 sinx dx dx q2由dP Eq0得84 . 26d5）P E qMP Eq84 . 26.1015第八章电力系统暂态稳固8-2-2 在例 8-1 中如扰动是突然断开一回线路,是判定系统能否保持暂态稳P 0220 MW115 kVcos00 . 98U定；300MW360 MW200 kM/kM360MW18 kV cos x d xq0 . 852 . 36x 10. 4118/242kV220/121 kVx04x 1x dx 2TJ0 . 320 . 230 . 6 sUS

16、%14US%14取基准值： SB=220MVA,U B=Uav 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 10 页精选学习资料 - - - - - - - - - 末端标幺值：UU1151,P 0P2201,UB115S B220Q0QsinS Bsinarccos0 .2,1 .3759S BS B如未特别说明,参数应当都是标幺值,省略下标*号正常运行时：依据例6-2 的结果dx.0 777,E102.0 .77720.77721 .3924功率最大值：P maxEU1. 39241. 7920dx0 .7770tan110 . 77733 . 9201此处有改动0 . 20

17、. 777切除一条线路dx1 . 012, 功率最大值P maxEU1.3924dx1. 012carcsin146. 6185,h180-arcsin1133. 3815P maxP max0.0245加速面积S abc46 .6185P T0P maxsind46. 618511 .376sind33 .920133 .9201最大可能的减速面积：S S cde系统能保持暂态稳固0 3.,假设发电机EC,如在一回线路始端发8-2-3 在例 7-1 中,已知dx生突然三相短路,试运算线路的极限切除角；解：正常运行时：4x d00 . 8,由例 7-1 .0 .80. 29,I运算电流. IP 0jQ.U依据末端功率电压（此处未知末端参数）例 7-1名师归纳总结 由于三相短路x0第 9 页,共 10 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 故障中的x ,即三相短路切断了系统与发电机的联系；此时P max0；名师归纳总结 故障切除后：x .1 1,P max01 . 14621 . 0420P maxcos00 .6444第 10 页,共 10 页1 . 1极限切除角：coscmP ThP maxcoshP maxP max- - - - - - -