電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第一章作業(yè)參考答案

電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第一章作業(yè)參考答案電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第一章作業(yè)參考答案電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第一章作業(yè)參考答案電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第一章作業(yè)參考答案編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:第一章作業(yè)參考答案一、簡答題1、電力系統(tǒng)的干擾指什么什么情況下的干擾最大答：電力系統(tǒng)的干擾指任何可以引起系統(tǒng)參數(shù)變化的事件。例如短路故障、電力元件的投入和退出等。其中短路造成的干擾最大。2、為什么說電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)是一種相對穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)？答：由于實(shí)際電力系統(tǒng)的參數(shù)時(shí)時(shí)刻刻都在變化，所以電力系統(tǒng)總是處在暫態(tài)過程之中，如果系統(tǒng)參數(shù)在某組數(shù)值附近作微小的持續(xù)變化，則描述電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的運(yùn)行參量持續(xù)在某一平均值附近做微小的變化，我們就認(rèn)為其運(yùn)行參量保持平均值不變，即系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。由此可見系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)實(shí)際是一種相對穩(wěn)定的工作狀態(tài)。3、為簡化計(jì)算，在電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程分析和機(jī)電暫態(tài)過程分析中都采用了那些基本假設(shè)？答：電磁暫態(tài)分析過程中假設(shè)系統(tǒng)頻率不變，即認(rèn)為系統(tǒng)機(jī)電暫態(tài)過程還沒有開始；機(jī)電暫態(tài)過程中假設(shè)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的機(jī)電暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束。4、簡述電力系統(tǒng)的故障類型答：電力系統(tǒng)的故障主要包括短路故障和斷線故障。短路故障（又稱橫向故障）指相與相或相與地之間的不正常連接，短路故障又分為三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相短路接地，各種短路又有金屬性短路和經(jīng)過渡阻抗短路兩種形式。三相短路又稱為對稱短路，其他三種短路稱為不對稱短路；在繼電保護(hù)中又把三相短路、兩相短路稱為相間短路，單相接地短路和兩相短路接地稱為接地短路。斷線故障（又稱縱向故障）指三相中一相斷開（一相斷線）或兩相斷開（兩相斷線）的運(yùn)行狀態(tài)。5、簡述電力系統(tǒng)短路故障的危害答：短路的主要危害主要體現(xiàn)在以下方面：1）短路電流大幅度增大引起的導(dǎo)體發(fā)熱和電動(dòng)力增大的危害；2）短路時(shí)電壓大幅度下降引起的危害；3）不對稱短路時(shí)出現(xiàn)的負(fù)序電流對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響和零序電流對通訊的干擾。6、簡述斷線的特點(diǎn)及危害答：斷線的特點(diǎn)是不會(huì)出現(xiàn)大的電流和低電壓，但由于三相不對稱，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生負(fù)序和零序電流，所以斷線的主要危害是負(fù)序電流對旋轉(zhuǎn)電機(jī)的影響和零序電流對通訊的干擾。7、電力系統(tǒng)故障分析中電壓基準(zhǔn)值、變壓器變比通常如何選擇這樣選擇的目的是什么答：電力系統(tǒng)故障分析中電壓基準(zhǔn)值通常選擇基本級的平均額定電壓作為電壓基準(zhǔn)值，變壓器的變比采用平均額定變比。這樣選擇的目的是為了簡化計(jì)算，因?yàn)樵诖饲闆r下，各級電網(wǎng)的電壓基準(zhǔn)值就是其所在電壓等級的平均額定電壓，而無需通過計(jì)算求取。8、簡述無限大功率電源供電情況下發(fā)生三相短路時(shí)短路電流的組成及其變化規(guī)律答：無限大功率電源供電情況下發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流包括基頻交流周期分量和非周期分量。非周期分量從短路開始的初始值按指數(shù)規(guī)律隨時(shí)間逐漸衰減到零，周期分量不衰減。9、簡述非周期分量出現(xiàn)的原因；在不計(jì)電阻影響情況下，非周期分量取得最大值和最小值的條件；三相非周期分量電流起始值的之間的關(guān)系如何？

答：非周期分量是為了維持短路瞬間電流不發(fā)生突變而出現(xiàn)的自由分量；非周期分量取得最大值的條件是短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時(shí)值過零瞬間（因?yàn)槿绻妷海瑒t在不計(jì)電阻的情況下阿，短路后短路電流周期分量，當(dāng)短路前空載時(shí)有，如要使取得最大值，則，即，此時(shí)）短路電流取得最小值的條件為或短路瞬間相量與橫軸平行。當(dāng)短路發(fā)生在空載時(shí)上述條件為，即或（2700），也就是短路發(fā)生在電壓瞬時(shí)值最大瞬間時(shí)，短路電流周期分量起始值最小，等于零。三相非周期分量不能同時(shí)取得最大值或最小值，（因?yàn)楫?dāng)A相非周期分量取得最大值時(shí)，此時(shí)；。同理可以證明三相非周期分量也不能同時(shí)取得最小值），且總有三相非周期分量起始值之和為零。10、設(shè)么叫最惡劣短路條件、短路沖擊電流和最大有效值電流答：最惡劣短路條件指短路前空載、短路發(fā)生在電壓瞬時(shí)值過零時(shí)（不計(jì)各元件電阻）；短路沖擊電流指最惡劣短路條件下的短路電流的最大瞬時(shí)值；最大有效值電流為最惡劣短路條件下短路電流的最大有效值。11．什么叫無限大功率電源其特點(diǎn)是什么實(shí)際工作中在什么條件下可以將實(shí)際的有限功率電源答：容量為無限大的電源稱為無限大功率電源；無限大功率電源的特點(diǎn)是電源內(nèi)阻抗為零，電源端電壓和頻率恒定，（因?yàn)楫?dāng)電源的功率無限大時(shí)，任何干擾（包括短路故障）引起的有功功率波動(dòng)相對于電源的無限大功率而言都可忽略不計(jì)，所以電源的頻率不因干擾而波動(dòng)；又由于無限大功率電源可以看作由無限個(gè)有限功率電源并聯(lián)而成，由于有限功率電源的內(nèi)阻抗是有限的根據(jù)戴維南定理，無限大功率電源的內(nèi)阻抗為無限個(gè)有限功率電源的內(nèi)阻抗的并聯(lián)值，顯然為零，當(dāng)電源的內(nèi)阻抗為零時(shí)，該電源為恒壓源，所以電壓保持不變）。實(shí)際工作中，當(dāng)實(shí)際電源內(nèi)阻抗在短路回路總阻抗中所占比例小于10％時(shí)，該電源就可以視為無限大功率電源。（因?yàn)殡娫磧?nèi)阻抗小，短路時(shí)電源端電壓變化不大，可視為不變，即該電源可視為無限大功率電源）。無限大功率電源的特點(diǎn)是電源內(nèi)阻抗為零，電源端電壓和頻率恒定；當(dāng)實(shí)際電源內(nèi)阻抗占短路回路總阻抗的比例小于10%時(shí)，即可將實(shí)際電源視為無限大功率電源。12．在無限大功率電源供電情況下，如果短路前空載，不計(jì)電阻影響，請寫出短路發(fā)生在A相電壓從負(fù)半周進(jìn)入正半周的瞬間時(shí)，各相短路電流中非周期分量的起始值。答：將代入得：13、在無限大功率電源供電情況下，如果短路前空載，短路回路阻抗角為600，請指出在什么情況下發(fā)生短路時(shí)，A相短路電流中的非周期分量起始值最大。答：因?yàn)椋簩?，代入上式可得：?dāng)取得最大值時(shí)，。時(shí)，，；時(shí)，，。所以，在題目所給條件下，要使A相短路電流中的非周期分量起始值最大，短路應(yīng)發(fā)生在，或時(shí)。二、計(jì)算題1、（1-2-1）解：取。近似計(jì)算法近似計(jì)算法時(shí)，取變壓器變比為平均額定電壓之比，各元件額定電壓為平均額定電壓。10KV電網(wǎng)基準(zhǔn)電壓為;6KV電網(wǎng)基準(zhǔn)電壓為發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)么值；變壓器T1電抗標(biāo)么值；變壓器T2電抗標(biāo)么值；110KV線路電抗標(biāo)么值；6KV電纜線路電抗標(biāo)么值；電抗器電抗標(biāo)么值;精確計(jì)算法精確計(jì)算法時(shí)，取變壓器變比為實(shí)際變比，各元件電壓取額定電壓。10KV電網(wǎng)基準(zhǔn)電壓為;6KV電網(wǎng)基準(zhǔn)電壓為發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)么值；變壓器T1電抗標(biāo)么值；變壓器T2電抗標(biāo)么值；110KV線路電抗標(biāo)么值；6KV電纜線路電抗標(biāo)么值；電抗器電抗標(biāo)么值;2、（1-3-1）解：根據(jù)例1－4計(jì)算數(shù)據(jù)計(jì)算如下：每條線路中流過的短路電流交流分量幅值為每條電纜三相短路電流表達(dá)式根據(jù)空載情況下短路電流表達(dá)式：將、、代入上式得瞬時(shí)值最大相及其近似值由三相短路電流表達(dá)式可知，a相短路電流非周期分量起始值最大，所以a相短路電流的瞬時(shí)值最大。由于A相電流瞬時(shí)值最大時(shí)，，所以最大瞬時(shí)值電流近似值由短路沖擊電流的定義可知，a相短路電流最大瞬時(shí)值為短路沖擊電流時(shí)，，或即、，或。3、（1-3-2）解：4、解：采用近似計(jì)算法，即各級電壓為平均額定電壓，變壓器變比為平均額定變比.