電力系統(tǒng)暫態(tài)分析課后規(guī)范標準答案(匯總整編版)資料整理

1、第一章1-2-1 對例 1-2,取 Ub2 110kV，Sb值。解：準確計算法：30MVA，用準確和近似計算法計算參數(shù)標幺選取第二段為基本段，取 Ub2 110kV，Sb 30MVA，則其余兩段的電壓基準值分別為:10.5Ub1k1UB2 茴110kV9.5kVU B2110k2110 /6.6Sb30V3ub1込9.5Sb30a/3Ub2罷110Sb30血B343 6.66.6kV1.8kA0.16kA2.62kAI B2I B1U B31 B3電流基準值:發(fā)電機：X10.26變壓器T,:X20.105輸電線路：X30.4 1變壓器E :X40.105電抗器：X50.05電纜線路：X60.0

2、8各元件的電抗標幺值分別為:210.53012121102309.523031.520.32蟲2 0.07911020.121匹單0.211511066.62.5空2 0.40.30.146.62電源電動勢標幺值:11E丄11.169.5近似算法:取 SB 30MVA ,各段電壓電流基準值分別為:U B110.5kV，I B13043 10.51.65kA各元件電抗標幺值:發(fā)電機:變壓器T1 :輸電線路:電抗器:電纜線路:電源電動勢標幺值:習題2解：（1）準確計算:各段的電流基準值為:U B2U B3Xi115kV，6.3kV，I B21 B30.26 曲303073 1153073 6.30

3、.15kA2.75kA0.2610.5X20.10531.50.1X30.4 80302 0.07311530X40.1050.211562.75c,.X50.050.446.30.3X60.082.5 睪 0.1511.05E山10.5U B3Ub（110）115kVU B2U B3k2k2k1115 220209.1 kV1212209.1kV121242115SB220巧Ub173 9.1Sb220>/3U B2巧 209.1Sb22073ub3親11514.0kA0.6kA1.1kAI B11 B31 B2各元件的電抗標幺值分別為:發(fā)電機:Xi0.3010.522400.8I22

4、0970.29變壓器T1 :X20.1410.523002220910.14輸電線路:X30.42230220209.120.49X40.1422202802220209.120.12(2)近似算法:Ub110.5kV，I B122073 10.512.10kAU B2231kV，Ib222073 2310.55kA各兀件電抗標幺值：發(fā)電機：X10.30220240/0.8變壓器T1 :X20.142203000.10輸電線路：X30.422302202312變壓器E :X40.142202800.110.220.40121kV，Ib3U B3220J3 1211.05kA習題3要點: 以下摘

5、自國家電網(wǎng)公司電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定計算規(guī)定2.4.1暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大擾動后，各同步電機保持同步運行并過渡到新的或恢復到原來穩(wěn)態(tài)運行方式的能力，通常指保持第一、第二搖擺不失步的功角穩(wěn)定，是電力系 統(tǒng)功角穩(wěn)定的一種形式。2.5.1動態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小的或大的擾動后，在自動調(diào)節(jié)和控制裝置的作用下,保持較長過程的運行穩(wěn)定性的能力，通常指電力系統(tǒng)受到擾動后不發(fā)生發(fā)散振蕩或持續(xù)的振 蕩，是電力系統(tǒng)功角穩(wěn)定的另一種形式。兩者均是系統(tǒng)受擾動后恢復的能力，均屬于功角的穩(wěn)定，暫態(tài)是偏移正常運行狀態(tài)很 小的暫時的狀態(tài)，能很快達到正常狀態(tài)，而動態(tài)穩(wěn)定更多依靠于自動調(diào)節(jié)和控制裝置的作用, 時間較長，波動較大

6、。1.3.1Um歸 9.45KA0.943arctanX arctan 止 57.64。 r0.505Ta R0.797314*0.5050.005I m|0|0ia 9.45cos( t27.64o) 9.45cos27.64oe 200t或 ia 9.45cos(t 27.64°) 8.37e 200tib 9.45cos( tic 9.45cos( t147.640) 9.45cos147.64oe 200t_ 小小0、小，一_o200t92.36 ) 9.45cos92.36 e或：將Ua改寫成Ua72*6.3sin( t90°)，帶入公式得ia9.45si n(6

7、2.36°)9.45si n62.36°e 200tib9.45si n(57.64°)9.45s in 57.64°e 200tic9.45si n(182.36°)9.45s in 182.36°e 200t(3)a,b,c相初始相角分別|(4)由 I iMIm90Im0.01* e000590得10.73KA=57.64 或-122.361.3.2lm|o|Sin(V2*0.18si n(30B 相 7.86KA c 相 0.26KA|0|)lmSin(90 30)9.45si n(30 90 57.64)8.12KA2.2.1

8、取基準值U B13.8kV,SB 240MVA，則Sb240好 Ub73*13.810.04kA發(fā)電機次暫態(tài)電抗標幺值Xd*如忌卷0-216I為62.36 O,57.64O , 177.64°，故a相瞬時電流最大變壓器的電抗標幺值 XT*SbUs(%)*UTnB 013 100Sn Ub .電流標幺值Im*0.13 0.2162.89第二章2-2-1 一發(fā)電機、變壓器組的高壓側(cè)斷路器處于斷開狀態(tài)，發(fā)電機空載運行，其端電壓為額定電壓。試計算變壓器高壓側(cè)突然三相短路后短路電流交流分量初始值I m O發(fā)電機：Sn 200MW , U N 13.8kV , cos n 0.9 ,Xd0.92

9、，Xd0.32 , x d 0.2變壓器：Sn 240MVA，220kV/13.8kV，Us(%)13解：取基準值UB13.8kV，Sb 240MVA電流基準值IbSB73ub24073 13.810.04kA則變壓器電抗標幺值 XtUs%100uTnSNSB13100發(fā)電機次暫態(tài)電抗標幺值XdXduNSn/U Bcos NSb0.2次暫態(tài)電流標幺值IXtXd1 2.860.13 0.22有名值Im72 2.8610.04 38.05kA13.82240空2 0.1313.8213.82200/ .0.92空爲 0.21613.82-3-1 例 2-1的發(fā)電機在短路前處于額定運行狀態(tài)。(1)分

10、別用E , E和Eq計算短路電流交流分量I ,Id ；(2)計算穩(wěn)態(tài)短路電流I解：(1 ) U|0|1 0 , 1|0|11cos 0.85132短路前的電動勢：E|0|U |0| jXd I 0|1j0.167321.0977.4所以有:Eg U 10jXd 110 1j 0.269321.16611.3U q|0lEq 0Eq 0|1 sin(41.132 ) 0.957Uq|qUq0cos 41 .10.754Xdld0|0.754 0.269 0.957 1.01Xdld|0|0.754 2.26 0.957 2.92IElXd1.097/0.1676.57Epi/Xd1.166/0.

11、2694.33Eq/Xd1.01/0.2693.75q円 / Xd2.92/2.26 1.29I解:對不計阻尼繞組的情形EId2-4-1111由定子三相開路:id =iq=0得:UdUqUfr idr iqrfXdifidqXadX idXadiqXfififUddifXadUqSqXad ifforfifrfifXfdifdt可以解得:ifUf0f tXfUf0rfrf帶入得：UdXadf0工tXf可得:rfUqXad(UforfUaUbUcItXfb)rfXadUrffo(1工tXfcoscos(120°)cos(120°)sinsin(120°)sin(12

12、0°)Ud gUqUoUaXadUf0ftXfcosUbXadUcXadXfUf0iLtXfcos(XfUf0:ftXfc°s(Xf2-5,6-1idiq丿(1Xd XL0UGdXl * iqUGqXL* id2-5,6-2勵磁突增前:&=UgUdUdEqm XLXdXl7.5°Udc°s( tc°s( tUXad -forf120°)120°)tTdcos t120°)120°)UqUqUqsin t (1 eXadXadUsin( rffoforfsin(sinsin(sin(上tXf120&

13、#176;)120°)120°)120°)(1(1上t Xf )上tXf )&&|0|&|0|1.31jXLL&GJXq&|1.35 50.3°1.31cos(50.3°1.31si n( 50.3°7.5°)7.5°)50.3°0.9650.3°(50.3°90°)0.8939.3°而 &q|0|=UG+jXd&jXql&1.84 50.3°由 Uf|0|0.1U f|0| 得：Eqm 0.

14、184idEqm (1 e/Td)0.136(1 e%-26)XdXqiq0iaUGqUGd0.136(1 e %'26)costEqm Xl (1 e /d) 0.027(1 e %'26) XdXl0UGa0.027(1 e %.26)sin t設(shè)勵磁突增前：UGa|0|cos(t悅ia|0|72*1.31cos(t 7.5o)H '亠iaia|0| ia則有：UGa72cos(t 15°) 0.027(172*1.31cos(t 7.5o) 0.136(1 e%26)cost e 滄6)sin t第三章3-1-10-1j0.075x2-1X1一1 j0.

15、15 j13;11 J 60jO.2 j0.1X21J3j60j0.075j0.15 j;700139-j17.9487700Ig1Ifj0.07560jj。075j4.6154;1 G21 G3.13j60j6.6667;j0.0751 G14.615460婦 10.515.2268I G26.66676073* 10.521.99443-1-2VVMl>X8X910.5(X1X2)11 X2 X8I G1IfX8 X2X1 X21 G2I G3 0.5I f3-1-3X3+x4+x6r.AWJI*1X70.5(X30.2565; I f1000X2210.17826;X4 X6)1一

16、 3.89856X957.758X70.5(X3 X4 X6)0.5(X1 X2)0.5(X3 X4 X6)X1X1 X2X2罟 10.3473 21（1）兀2 << 込<<無3兀3E；-T®TH>?1-H-Sb1000MVA,平均額定電壓為基準值X1X2X3X4250 0.302 10000.274;52521000 c 0.1947201000“c/0.3255600/0.91000 ,1200.140.2170.12X511X1X2X3X5X210.37111X3X2X50.17415.75; i fX6X8X610.17945.751000211

17、58.084；ifX8X3 X83.072;i 2f3.072 聲00J32184.46i3ifX3X3X8X1X1 X2 X30.9247;i3 f0.9247罟 25.423;43 21X3X8X2 X3X1 X2 X31.7533;1.7533嚴 48.203;J3 21(2)f2點短路X7if4XLili1X1 0.5(X2X3)11.579; if X70.5X4is 0.5if0.5if3-2-1解：YX10.13331.579X10.5(X2 X3)X1X10.5(X2 X3)黑0024.639;J3 210.4053; iG2 0.4053 廠10006.324210.7684

18、; iGs 0.7684羅013 2111.99應用例3-4已求得丫矩陣因子計算3-1-1,并與已有的計算結(jié)果比較。j26.6666j10j10j10 j33.3333j10j10 j10 j20.0因子表中內(nèi)容為 j0.03750.3750.375 j0.0338030.464791j0.101420節(jié)點2處注入單位電流,則電流向量1 ；利用已求得的0R和D 1計算電壓向量，得到 2U1j0.038569j0.055713 ；j0.047139節(jié)點自阻抗和互阻抗。1w0w0-0.3751W2I 1W10.3750.464791 1 W0W30.464791X1j 0.0375w0X2j 0.

19、033803Wj0.033803X3j0.101420Wj 0.0471391- 0.375-0.375U10U1乙2j 0.0385691 -0.464791U2j 0.033803U2Z22j0.0557131U3j 0.047139U3Z32j 0.047139j 0.0729j 0.0386 j 0.0557或者用MATLAB對丫矩陣求逆得到阻抗矩陣 Zj 0.0386j 0.0557 j 0.0471 從而得j 0.0557j0.0471 j 0.1014Z12到乙2Z32節(jié)點2的短路電流:1Z22j17.95 ；各節(jié)點電壓:U1U2U3Z12Z22Z32If發(fā)電機電流:IG2 I

20、G30.6920.845U1U2U31 G1U1U2U30.3070.155j0.15U2j 0.462 ；1*2 j 0.075j6.67。第四章4-1-1 若有三相不對稱電流流入一用電設(shè)備，試問：（1）改用電設(shè)備在什么情況下，三相電流中零序電流為零？（2）當零序電流為零時，用電設(shè)備端口三相電壓中有無零序電壓?I (0)用電設(shè)備U (0)Z(0)X答:（ 1 ）負載中性點不接地； 三相電壓對稱； 負載中性點接地，且三相負載不對稱時,（2）由于零序電流為零，故無零序電壓。端口三相電壓對稱。4-1-2由不對稱分量法變換知:Ua(1)退1(0)Zb&(1)1&&(0)得:員

21、退Ua（0）ZbaZba2Zb乙aZcaZcZaZaZaa2ZbZbaZbaZc a2Zc a2Zc乙Za乙aZba2ZbZba2ZcZc乙&a0 3&a & aE(0)1即無法得到三序獨立的電壓降方程。4-2-1 解:gE(1)gE(2)ggEagEbgEc0.7887 j0.45530.2113 j0.1220j0.3333X|gI (0)gI(1)gE（1）0.7887jO.4553j2j20.2276jO.3943gE(2)0.2113j0.1220j2j20.0610 j 0.1056gIagIbgIcgU nggEaaa2gI(1)gI (2)gI (0)0

22、.1666 j0.49990.1667 j0.49990.333gIa(j2)j0.33324-5-1 解:(1)三繞組開路 直接接地XIX|10.01410010.12100XI1-10.623 36.421-10.6 36.4 232零序電壓標幺值為：U(0)10 旦 0.143121則一側(cè)電流標幺值:Ii1.3490.1430.0140.12則實際電流為：Ii 1.349 4V3 1210.772kA則二側(cè)電流標幺值:0.143Iii0.014則實際電流為：0.121.349120J.349 73 2200.4251kA公共繞組電流:I I I III 0.772 0.4251.197k

23、A中性點電流:In 3 (0.7720.425)1.041kA中性點電壓:Un 0中性點經(jīng)阻抗接地XiiXiXi0.124Xii0.044零序電壓標幺值保持不變，為:U(0)0.143則一側(cè)電流標幺值:0.143h 0.124實際電流為：0.0440.851Ii 1.851J200.487 kAV3 121二側(cè)電流標幺值:III II 0.851則實際電流為:120Iii 0.851 0.268kAV3 220公共繞組電流:I I I III 0.487 0.2680.755kA中性點電流:In 3 (0.4870.268)0.657 kA中性點電壓:Un 12.50.6578.21kV4-6

24、-1網(wǎng)絡(luò)圖。圖4-37所示的系統(tǒng)中一回線路停運,解：畫出其零序等值電路另一回線路發(fā)生接地故障， 試做出其零序U第五章不對稱故障的分析計算5-1-1B、 C相分別經(jīng)阻抗接地的等值圖:圖1圖1表示f'點發(fā)生兩相短路接地，其邊界條件為? ? ?I f'a0，U f'b U f'c0轉(zhuǎn)換為對稱分量的表示形式為:f'(1) I f'(2) I f'(0)0U f'(1) U f'(2) U f'(0)復合序網(wǎng):"'fid,CZ)L=Z>1、U f 01，由 f 點看入系統(tǒng)的X X（2）1，系統(tǒng)內(nèi)無中性

25、點接地。試計算I fa、b、U f PIn(1)X (2) f (2)X (1) /Xf f (1)*|0U f(i)?1?U f(2) XfU f (2)U f1F1rTn(1)X (2) / X f f (2)X (2) / Xf f (2)n(2)X (1) f (0)n(2)Xf f (0)n(2)XLf(0)U f(2)TXfU f (2)Tn(0)n(0)n(0)5-1-2圖5-33示出系統(tǒng)中節(jié)點f處不對稱的情形。若已知 Xf(c)（a）（ b）解：正負零三序網(wǎng)如圖（a）,各序端口的戴維南等值電路如圖（a）單相短路，復合序網(wǎng)圖如圖（C）U flO1則：IIIJ 則I(1) I(2)

26、 I(0)c c c cX /Xfx (2)/Xfxf 0.5 0.5-0.51(b)5-1-3圖5-34示出一簡單系統(tǒng)。若在線路始端處測量Za? i ?/ ?Uag/la、 Zb Ubg/|b、Zc U cg / I C。試分別作出f點發(fā)生三相短路和三種不對稱短路時Za、Zb、Zc 和（可取0、0.5、1）的關(guān)系曲線，并分析計算結(jié)果。解：其正序等值電路:Ea卻5-2-1 已知圖3-35所示的變壓器星形側(cè) 出三角形側(cè)線路上的三相電流相量：（1）對稱分量法；（2）相分量法。? ?B、C相短路的I f。試以I f為參考向量繪制1、對稱分量法I A(1)1a2 aI A1a2 a0?I A(2)11

27、2 aa?I B112 aa?I f?3?3?I A(0)111I C111If三角側(cè)零序無通路,則：2、相分量法?遲，3?c(1) I? I A(1) ? I a(1).I c(2)?I a(2)不含零序分量,IbIc電流向量圖：其中相電流化為矩陣形式為:I a(1)I b(1)I c(1)I a與相電流、丨cI a(2)I b(2)I c(2)?I b(2)?I b(1)?IbrI f273?I f33273 ?I f3回f3I A冋相位，I b與I B、I c與I C冋相位。原副邊匝數(shù)比N1： N273:1。BI B ?Ic5-2-2 由正序增廣網(wǎng)絡(luò)概念得:XX(0)X (2)X(0)0

28、.095 0.1290.0540.095 0.129I f(1)1X (1) X0.0951 6.7110.0540.149(0)l；bI'fc MI f(1)0仁密rV XO.。95 0.129 2 屈 0.869 1.506(0.0950.129)U f(1) U f (2) U f (0)f（1）X (2)XX (0)X (0)6.711 0.2441.639U f(a) U f (1)f (2)U f (0) 3U f (1)3 1.6394.917U f(b) U f (c)05-3-1解：（1）當中性點接地時因為由公式la3I (1)3U qk0z(1)z(2)z(0)3z

29、qk所以la3 1.1j(2.25 2.252.25)j0.49（2）當中性點不接地時因為當中性點不接地時，則沒有零序電流2Uqk0所以 Ia 2I(1)3Z(1)Z(2)Z(0)3zqkjO.326第六章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件的機電特性6-2-1(1)Tj2Z4GD：n28.74s1000SBTjnTj 匹 14.98sSb6-2-2 若在例6-2中的發(fā)電機是一臺凸極機。其參數(shù)為:Sn 300MW ,Un試計算發(fā)電機分別保持18kV，cos N 0.875，xd 1.298，Xq 0.912，x d 0.458115kVqP0,cos 0j ld(XdEqj I Xqj I XdU

30、 qfI qUEqj-Xq) JEqj I XeU gj I qXqXl)解：(1 )取基準值SBA? u250MVA， U b(110)115kV ， U b (220)115220209kV，則121Eq0|，Eq|0|，Uq|0|為常數(shù)時，發(fā)電機的功率特性。阻抗參數(shù)如下:XdXqXd250242300/0.875209250242300/209/0.875250242300/0.8752091.2891.26020.9120.89220.4580.448Xt1XT212系統(tǒng)的綜合阻抗為:Xl25024236020925022203602091 2002502092XT20.13020.1

31、40.1300.140.1080.2350.108 0.2350.473XdXdXe1.2600.4731.733XqXqXe0.8920.4731.365XdXdXe0.4480.4730.921(2)正常運行時的Ug|0| , E。，Eq|q，乓冋：2501115P)1,Q01tg(cos 0.98)'0.2，U1250115由凸極機向量圖得：?令 U S 10，?則：1(P。jc)0)/us(1j0.2)/1 01.019811.3099?Eq|0|U sjXq I1 0j1.365 (1j0.2)1.866546.9974XT1XlI sin()1.0198sin(46.997

32、411.3099 )0.8677IdXeEq|0lEq|0 I?E|0|Us jXdEq0E cos()d(XdI 1Xq) 1.8665 0.8677 (1.733 1.365)2.18580 j 0.921 (1j0.2)1.5002 37.87361.5002cos(47.0037.8736) 1.4812Ug|0| Us jXel 1 0 j 0.473 (1 j0.2) 1.1924 23.3702與例題6-2U G,0(UU )2 (亍)2寸(1 0.2 0.473)2 (0.473)2 1.193Q0Xe2/P3Xe、2Eq7(10.2 0.921)20.92121.5各電動勢、

33、6-2-3由公式Eq0EQ0|J(10.22 21.365)1.3651.8665Eq0|Eq|0EQ 0|ld(XdXq) 1.8665卩 tg11 0.21.3651.3650.3193 2.185846.99U q|0|1 dl XdU q0|Xqcos46.991.866 COS46'990.9211.48091.365電壓分別保持不變時發(fā)電機的功率特性:PEqPEqPeRqUqUdEq Eq(XdXd電UsinU2XdXd2Xd XqinU2XqXdXdXdsi n2XqE U . sinXdE U . sinXdsin 1U(1XdXd)sinXeI dXdIqXqXd嗎i

34、nsinEq0)UcosXeUqUd1 d Xd1 qXq消去1.882CId可得0.882COSXe)si nXq6-2-4P sinXlxTxL / /x并聯(lián)電抗器使系統(tǒng)中 Xd減小，所以發(fā)電機的功率極限將增大。第七章7-2-1（1）P。Ug U .sinXt1 Xl' Xt21.05 1 .sin0.8G 0.8 G37.5550Ug Uj(XT1Xl' Xt2)1.05 37.5550jO.80.827 14.670EqEqKpPoU jlX d 1j 0.827 14.670 1.8 1.569 66.610900時，Pm 導X d8.963%Ug UXT1 X L X T2j(XT1Ug UXlXt2)sin1.80.871710%；所以不符合要求1.051.05 1sin G 0.8 G22.400.5曲 1 000.8 4.290j0.8U j I X d 1 j 0.8 4.290 1.3 1.3878 48.3560EqEqI d (XdXq)1.38780.5564(10.8)1.499PEq1.499 . sin1.50.2 si n21.5 1.3sin0.0513sin 2 ;0.103cos2084.210;PEqm 1.48.3560