最新電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第三版習(xí)題答案資料

1、精品文檔第一章電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí) 1-2-1對(duì)例1-2，取Ub2 =110kV , Sb =30MVA ,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo)幺值。解：準(zhǔn)確計(jì)算法：6.6選取第二段為基本段，取 UB2 =110kV，SB =30MVA，則其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分別為：10 5Ub1 _kQB2110kV _9.5kV121UB2uB3k2冊(cè)"6kV電流基準(zhǔn)值:B1B2Sb30、3UB1Sb一，3UB23 9.530、3 110= 1.8kA= 0.16kA精品文檔各元件的電抗標(biāo)幺值分別為:發(fā)電機(jī)：10.5230x1.- 0.262 - 0.32309.52變壓器T1 :2121230x =0

2、.10522 =0.121110231.52輸電線路：x =0.4 80 鯊=0.0793110211030變壓器 T2 :心.=0.105r =0.2115110電抗器：x5 =0.0562.62 = 0.46.60.3電纜線路：x6 =0.08 2.5 -302 =0.146 6.6211電源電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值：E1.169.5近似算法：取Sb =30MVA，各段電壓電流基準(zhǔn)值分別為:UB1 =10.5kV，1 B1303 10.5= 1.65kAUb2 =115kV，I B1303 115=0.15kA30U B3 = 6.3kV , I bi2.75kA.3 6.3各元件電抗標(biāo)幺值：發(fā)電機(jī)：

3、210.530 c*心二0.262 =0.263010.52變壓器T1 :121230x2 = 0.10520.11115231.5輸電線路：30x3 = 0.4 802 = 0.073115變壓器 T2: X4 . =0.105聖=0.2111515電抗器：X5 =0.05 =0.44.30.330電纜線路：x”=0.08 2.5 -0.1516.3211電源電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值： E1.0510.5發(fā)電機(jī)：x1 =0.26 心 芝 =0.32309.5變壓器T1 :121230x2. =0.1052廠0.1212110231.52輸電線路：30x3 =0.4 80廠 0.07931102變壓器T2

4、:110230“ -0.10522 =0.211521102電抗器：6 2.62 x5 = 0.050.456.60.3電纜線路:x6 =0.08 2.5 單=0.1466.6211電源電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值： E1.169.51-3-1在例1-4中，若6.3kV母線的三相電壓為:Ua KU 6.3cos（t ：）Ua = 2 6.3cos( st : -120)Ua = 2 6.3cos( it 卜二-120)在空載情況下f點(diǎn)突然三相短路，設(shè)突然三相短路時(shí):-=30 O試計(jì)算:（1）（2）（3）（4）每條電纜中流過的短路電流交流分量幅值； 每條電纜三相短路電流表達(dá)式； 三相中哪一相的瞬時(shí)電流最大，并計(jì)

5、算其近似值；:-為多少度時(shí)，a相的最大瞬時(shí)電流即為沖擊電流。解：（1 ）由例題可知：一條線路的電抗x=0.797，電阻r =0.505.阻抗/ 220.797r2 x2 = 0.943，衰減時(shí)間常數(shù) T0.005s° 314x0.5051 fm厶二9.45kAZ 0.943(2)短路前線路空載，故I m0 = 00.7 9 7 CCCUTa0.0 0 531 4 0.5 0 5=arctan二 57.64r所以ia=9.45cos( t -27.64 ) -9.45cos27.64 e'0t0ib= 9.45cos( t -147.64 ) -9.45cos147.64 e0

6、0tib2 0t0= 9.45cos( t -92.36 ) -9.45cos92.36 e對(duì)于 abc 相：a ® =27.64 , a -=147.64 , a 旳=92.36 ,abc可以看出c相跟接近于90 ,即更與時(shí)間軸平行，所以c相的瞬時(shí)值最大。ic(t)max =ic(0.01) =10.72kA（4）若a相瞬時(shí)值電流為沖擊電流，則滿足 -卑a =90即G = -32.36或147.64。第二章同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析2-2-1 一發(fā)電機(jī)、變壓器組的高壓側(cè)斷路器處于斷開狀態(tài)，發(fā)電機(jī)空載運(yùn)行，其端電壓為額定電壓。試計(jì)算變壓器高壓側(cè)突然三相短路后短路電流交流分量初始值I

7、m O發(fā)電機(jī)：Sn =200MW , U N =13.8kV , cos -0.9, Xd =0.92 , Xd =0.32 , x 0.2變壓器：Sn =240MVA , 220kV/13.8kV , U s(%) =13解：取基準(zhǔn)值 Ub =13.8kV , Sb =240MVA三相短路時(shí)流過的短路電流交流分量的幅值等于:SB電流基準(zhǔn)值IB =v'3Ub240= 10.04kA,3 13.8則變壓器電抗標(biāo)幺值注。2U s % U tnSbSn1313.822402 = 0.1310024013.82發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值 焉二xdUNSnCOS nSb cc 13.8224020.

8、2 2 - 0.216200么 13.820.9UB= 2.860.13 0.22一 1 次暫態(tài)電流標(biāo)幺值II*XtX有名值 lm= 2 2.86 10.04 =38.05kA2-3-1例2-1的發(fā)電機(jī)在短路前處于額定運(yùn)行狀態(tài)。(1)分別用E，E 和 Eq計(jì)算短路電流交流分量I ''，I 和 Id ； （2）計(jì)算穩(wěn)態(tài)短路電流I：:。一 一 解：（1）U|0|=1. 0，l|0|=1. -cos 0.85=1 -32短路前的電動(dòng)勢(shì)：E|0 =U|0| jxdi|0| = 1 j0.167 - 32 " = 1.097. 7.4Ep =U0 jXd I：。=1 j 0.2

9、69/32 =1.166 11.3Id|0 -1 sin（41.132 ） =0.9 5 7U q|0 =1 cos 41 .1 二 0.754Eq|0| 二 Uq|0| Xdld|0| =0.754 0.269 0.957 =1.01Eq。"。人歸".754 2.26 0.957= 2.92所以有：1 二 E0 xd =1.097/0.167 = 6.571 =E|0 xd =1.166/0.269 = 4.33Id =Eq|q Xd =1.01/0.269=3.75第四章 對(duì)稱分量法即電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路4-1-1若有三相不對(duì)稱電流流入一用電設(shè)備，試問：（1

10、）改用電設(shè)備在什么情況下，三相電流中零序電流為零？（2）當(dāng)零序電流為零時(shí)，用電設(shè)備端口三相電壓中有無零序電壓?1(0)用電 *設(shè)備答：（1 負(fù)載中性點(diǎn)不接地； 三相電壓對(duì)稱； 負(fù)載中性點(diǎn)接地，且三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，端口三相電壓對(duì)稱。（2）4-6-1圖4-37所示的系統(tǒng)中一回線路停運(yùn)，另一回線路發(fā)生接地故障，試做出其零序網(wǎng)絡(luò) 圖。G -2解：畫出其零序等值電路第五章不對(duì)稱故障的分析計(jì)算5-1-2圖5-33示出系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)f處不對(duì)稱的情形。若已知Xf = 1、U f|0 = 1，由f點(diǎn)看入系統(tǒng)的X'（1）- X（2）- 1，系統(tǒng)內(nèi)無中性點(diǎn)接地。試計(jì)算 I fa、b、c。X辺）f_U f |0|

11、 CU f(1) 5Tn（1）X（2）U f(2Xf0n(2) f (0)Fn(1)X2) Xf 廠門)C-J 7*U f1FXffn(2) f (0)XXf f(i)XfU f (2n(0)（b）解：正負(fù)零三序網(wǎng)如圖（a）,各序端口的戴維南等值電路如圖（a）單相短路，復(fù)合序網(wǎng)圖如圖（c）b)U f (2)n(0)(c)則：I (1) - I 二 I (0)U f0X、(i)/Xf X、(2)Xf ，Xf0.50.5 0.5 1乙=U ag .T a、Zb = U bg .T b、(b) 5-1-3圖5-34示出一簡(jiǎn)單系統(tǒng)。若在線路始端處測(cè)量Zc二u cgi c。試分別作出f點(diǎn)發(fā)生三相短路和三

12、種不對(duì)稱短路時(shí)Za、Z|b、zc和，（可取0、0.5、1）的關(guān)系曲線，并分析計(jì)算結(jié)果。解：其正序等值電路:5-2-1已知圖3-35所示的變壓器星形側(cè) B、C相短路的I：。試以*f為參考向量繪制出三角 形側(cè)線路上的三相電流相量：（1）對(duì)稱分量法；（2）相分量法。1、對(duì)稱分量法IaIcI A(1)_1aa2l(I：1 a a2!-0 11 211 2*1I A(2)=1 a aI B=1 a aI f*33I A(0)I1 1 1I C1 1 1 一L-If 一I A(1)b(2)b(1)I c(2)I aI a(1)I c(1) I A(2)Ib3 /一I f32 3I f三角側(cè)零序無通路，不含

13、零序分量,則：I a = I a(1) + I a(2) * lb = I b(1) + I b(2) Ic = I c(1) + I c(2)2、相分量法電流向量圖：其中相電流 打與相電流Ia同相位，Ib與Ib、lc與Ic同相位。 1 1 且 I a . I A、I bI BQ 3_ 1.3I a-I b=i01化為矩陣形式為:-110_10J。原副邊匝數(shù)比 叫：”2=込；3:1。、I：ICV3-10【r 1I a*11-10【丁 1 I A1-1b01-1I B01-101第六章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件的機(jī)電特性6-2-2若在例6-2中的發(fā)電機(jī)是一臺(tái)凸極機(jī)。其參數(shù)為:0 0 -1S

14、N =300MW，UN =18kV , c o s N = 0.8 7 5, xd = 1.2 9 8, Xq =0.9 1 2, x d = 0.4 5 8試計(jì)算發(fā)電機(jī)分別保持 Eq|q， Eq。，Uq0|為常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)的功率特性。F0,cos 匕解：（1 ）取基準(zhǔn)值SB阻抗參數(shù)如下:XdXqXdj I XqVjgE U qI d U dEqj I x j I (Xt Xl)U g220= 250MVA , Ub(ii。)=115kV , UB(220)=115 百209kV，則250皿893000.875250= 0.912300/0.875250=0.458300./0.875乂門=0

15、.14 250 竺360209(242 f209-1.260i242 丫209242 209XT2=0.1處迴4空;360209二 0.892= 0.448= 0.130= 0.108=0.2351250Xl0.41 20022 江209系統(tǒng)的綜合阻抗為：XeXl XT2 =0.1 30 0.1 08 0.235=0.473Xd' 二 Xdxe = 1.260 0.473 二 1.733xq 二 xq xe 二 0.892 0.473 二 1.365xd -xd Xe= 0.448 0.4 7 3=0.921(2)正常運(yùn)行時(shí)的 Ugo , Eo，Eq|0|, Eqo :250115R1

16、, Q0 =1 tg(cos0.98) =0.2 , U1250115由凸極機(jī)向量圖得：令Us =1. 0，則：| =(Po _ jQo) u；二(1 - j0.2). 1. 0丄1.0198. -11.3099*o。Eq|0| 二Us jXqS =1. 0j1.365 (1 - j0.2) =1.8665. 46.9974ld =1 si n(、. J =1.0198si n(46.997411.3 0 9 9 = 0.8 67 7Eq|0| 二 EQ0| Td(Xd -Xq) =1.8665 0.8677 (1.733-1.365)=2.1858E o =U s jxdI =1 0j0.9

17、21 (1 - j 0.2) =1.5002. 37.87 36Eq?二 E cosG -、)=1.5002cos(47.00 -37.8 7 36 = 1.48 1 2Ugo =Us jxeI =1. 0 j 0.473 (1 一 j0.2) =1.1924 23.3702與例題6-2Ug|0| = (U Quxe)2 (pU"e)2 -、(10.20.473)2(0.473)2 =1.193Eq = <(10.2 0.921)20.9212 =1.5EQ0| 二(1 0.2 1.365)21.3652 =1.8665Eq0| 二 Eq0| ld(Xd -Xq) =1.866

18、5 0.3193 = 2.1858Eq|01.3651 0.2 1.365二 46.99=u q|01 d|qXd 7 二 Uq制Eqo -UqqXq£XdV=cos 46.991.866 - cos46.991.3650.921 =1.4809(3) 各電動(dòng)勢(shì)、電壓分別保持不變時(shí)發(fā)電機(jī)的功率特性:Pe =丸厲2+丄沢獨(dú)土sinMq Xd2Xd'XqlEqoUU 2 Xq' -Xd'Pe -L sinq si n2、Xd'2Xd' Xq'EU EU rPE ” =sin6 =sin6 -sinX 迂xdU(1_EXdXdsin、JJfu

19、 -u qUsin .UgUsin6 sin A£(1XeXeXeXqV)曲JJ（4）各功率特性的最大值及其對(duì)應(yīng)的功角1)Eq = const。最大功率角為2)Eq|0二const。最大功率角為dPEq3)4）E0| =const。最大功率角為、=90，則有UG|0 = const。最大功率角為、：G =90，則有第七章電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定7-2-1對(duì)例7-1，分別計(jì)算下列兩種情況的系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)：（1）若一回線停運(yùn)檢修，運(yùn)行參數(shù)（ u，Ug，P0）仍不變。（2）發(fā)電機(jī)改為凸極機(jī)（Xd = 1， xq =0.8 ）其他情況不變。(1)XlXT21)PeUUgXT1 XL XT2si

20、n、G1 1.050.1 0.6 0.1sin、G-0.8求得：、g 二 37.562) I S 105 37.56 -1. 0 “83 14.7J (Xt i + Xl + Xt 2)j 0.83) Eq 二U j ld =1. 0j0.83. 14.71.8 =1.57. 66.6EqU1.57"4) 功率極限 Pm = Pe = 0.872qXd 瓦1.80 872 _ 0 85) 靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù) Kp9%0.8(2)凸極機(jī)PE =UUg1Xt1XlXt221 1.050.1 0.3 0.1sin G =0.8求得：y =22.4Ug-U1J(Xt1 Xl Xt2)佃 224

21、 " 0 二 0.8 4.29j0.53) Eq =U j I Xq0j0.8 4.29 1.3 =1.38. 48.36Eq =Eq j l：(xd -x) =1.38. 48.36j0.8 4.29 sin(48.364.29 ) = 1.51 52.374) PE 二 Eq0P sin5 +XdR Xqs和26 =1.01sin6+0.051sin2§qXd、2 wdPE由廠得、.g5) PE m 二 Pe (84.26 ) =1.015qqKp1.015-0.80.8二 26.89%第八章電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定8-2-2在例8-1中若擾動(dòng)是突然斷開一回線路，是判斷系統(tǒng)能否

22、保持暫態(tài)穩(wěn)定。300MW118kV-cos =0.85360MWXd 二Xq =2.36l8/242kVXd 0.32uS(%) =14X2 =0.23Tj = 0.6 s4r 200kMXi =0.41 門/kMX。=4xiP0 =220MWcos= 0.98 U "5kV-360MW 220/121kVUs(%) =14E*j0.304j0.130j0.470j0.108 U/"VWO= 1.0a 正常運(yùn)行Q0 = 0.2P0 -1-1.00 =0.2PAPeiPEII取基準(zhǔn)值：SB=220MVA,UB=UavSB空=1220末端標(biāo)幺值：亡惜1 ,Qo ,&詈&

23、#174;亦心心，如未特殊說明，參數(shù)應(yīng)該都是標(biāo)幺值，省略下標(biāo)*號(hào)正常運(yùn)行時(shí)：根據(jù)例6-2的結(jié)果X、=0.777，E(1 0.2 0.7772) 0.7772 = 1.3924E U 1 3924功率最大值：Rmax =旦 二 13924 =1.7920X： g0.777、0 =ta門二 077733.9201此處有改動(dòng)1 0.2 0.777Ft0 = R max sin(33.9201 ) - 1切除一條線路Xd = 1.012 ,功率最大值p, max二空1.39241.37591.0121=arc sin R max=46.6185 ,、h =180 -arcsin1R max= 133.381546.6185 -46.6185 -加速面積 Sabc(Pp0-R max sin、)d(1-1.376sin、)d、=0.0245°33.920133.9201