電力系統(tǒng)暫態(tài)分析考試資料

電力系統(tǒng)暫態(tài)分析考試資料

1、短路的自由分量ia,又稱直流分量或非周期分量；

2、短路沖擊電流定義：短路電流在前述最惡劣短路情況下的最大瞬時(shí)值，稱為短路沖擊電流；

3、短路沖擊電流（或稱短路電流峰值），將在短路發(fā)生約半個(gè)周期后（當(dāng)f為50HZ,此時(shí)間約為0.01S）出現(xiàn)。

4、沖擊系數(shù)：

沖擊電流對(duì)周期電流幅值的倍數(shù)（1<勖<2）

實(shí)用中，kM=1.8對(duì)變壓器高壓側(cè)短路；kM=1.9對(duì)機(jī)端短路。

沖擊電流主要用于檢驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的動(dòng)穩(wěn)定度。產(chǎn)生沖擊電流的條件有三條：1）短路前空載2）短

路時(shí)電流正處于幅值相位3）經(jīng)過半個(gè)周期

5、周期分量，其幅值將從起始次暫態(tài)電流逐漸衰減至穩(wěn)態(tài)值；非周期分量和倍頻周期分量，它們將逐漸衰減

至零。

6、派克變換的定義？作用與意義？

Park變換就是將a、b、c的量經(jīng)過下列變換，轉(zhuǎn)換成另外三個(gè)量。例如對(duì)于電流，將ia>ib>ic變換成另

外三個(gè)電流id、iq、io,分別成為定子電流的d軸分量、q軸分量、零軸分最。派克變換是一種線性變換，

將定子abc坐標(biāo)變換到轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的dqo坐標(biāo)。在d、q、。坐標(biāo)系中，磁鏈方程成為常系數(shù)方程。從而使

得同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型成為常系數(shù)方程，或者說是將abc坐標(biāo)下“理想電機(jī)''的時(shí)變數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)化為非時(shí)變

數(shù)學(xué)模型。

7、對(duì)于靜止的元件，如線路、變壓器等，正序和負(fù)序阻抗是相等的。對(duì)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)，正序和負(fù)序阻抗是不相等

的。

8、負(fù)序阻抗用兩相穩(wěn)態(tài)短路法或逆同步旋轉(zhuǎn)法測(cè)得；

9、零序電壓施加在變壓器繞組的三角形或不接地星形側(cè)時(shí)，無論另一側(cè)繞組的接線方式如何，變壓器中都沒有

零序電流流通。這種情況下，變壓器的零序電抗：X（0）=8即開路

10、越靠近短路點(diǎn)，負(fù)序和零序電壓的有效值總是越高，是相當(dāng)于在短路有個(gè)負(fù)序和零序的電源。愈遠(yuǎn)離短

路點(diǎn)，負(fù)序和零序電壓數(shù)值就愈低；在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)上負(fù)序電壓為零；

11、阻尼功率系數(shù)§,=嘿兒>0,則D的正、負(fù)將決定系統(tǒng)郵穩(wěn)定

1）D>0,系統(tǒng)總是穩(wěn)定的。

2）D<0時(shí)，系統(tǒng)總是小穩(wěn)定的

12、暫態(tài)穩(wěn)定是研究電力系統(tǒng)有到大干擾后的過程，不能像分析靜態(tài)穩(wěn)定時(shí)那樣將狀態(tài)方程線性化。而且在

暫態(tài)過程中往往還伴隨著系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化：

13、

I/。）正序分量

'A附加電抗

___________%。|___________

單相短路

3二Z(2)+=Z(0)+3二/

生。）+z工（2）+zs（o）+

兩相短路。網(wǎng)。1J3

三（2）十二f

ZS(D+Zs(2)+Zf

兩相短路___________。阿l0_____________

SE(2)〃(=N(0)

V(ZZ(2)+ZZ(0))+37)

十分⑵〃（%（。）+3/）

接地

三相短路%叫10

ZT.

1

二(1)短路對(duì)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行和電氣設(shè)備有很大的危害：PPT10

答：1、短路電流值大大增加,短路點(diǎn)的電弧有可能燒壞電氣設(shè)備,短路電流通過電氣設(shè)備中的導(dǎo)體時(shí),其

熱效應(yīng)會(huì)引起導(dǎo)體或其絕緣的損壞。

2、導(dǎo)體也會(huì)受到很大的電動(dòng)力的沖擊，致使導(dǎo)體變形，甚至損壞。

3、短路還會(huì)引起電網(wǎng)中電壓降低，特別是靠近短路點(diǎn)處的電壓下降得最多，結(jié)果可能使部分用戶的供電受

到破壞。

4、破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定，引起大片地區(qū)停電

5、不對(duì)稱接地短路所引起的不平衡電流產(chǎn)生不平衡磁通

為了減少短路對(duì)電力系統(tǒng)的危害，可以采取限制短路電流的措施：如加電抗器。

⑵寫出單相接地短路、兩相接地短路、兩相短路的邊界條件方程，并繪制其復(fù)合序網(wǎng)。

答：各種情況下的邊界條件如下：

1、單相接地短路(以A相為例)

=，%(。)、

7/，⑴=⑵U%⑴+U%⑵+U%（0）=°

2、兩相短路接地(以B、C兩相短路接地為例)

??????

⑴+/阿2)+/%(0)=。、=U%(2)=U%(0)

3、兩相短路(以B、C短路為例)

,加⑴=―/%(2)、U%(D=U%(2)

三種短路情況下的復(fù):合序網(wǎng)分別如下圖所示。

單相接地短路兩相接地短路

(3)在下圖所示的電力系統(tǒng)中，已知以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的各元件的電抗和系統(tǒng)電壓標(biāo)幺值為：Xd=L8,

XTI=XT2=0.25,XL=0.5,U=1.0,正常運(yùn)行時(shí)P=0.8,cos6=0.8,假定發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)，且空載電勢(shì)Eq=常數(shù)。計(jì)算

正常運(yùn)行和切除一回線路后的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)，并說明其是否符合要求。

GTi

無限大系統(tǒng)

2

解，1、根據(jù)正格運(yùn)行狀態(tài)計(jì)券發(fā)電機(jī)的空戰(zhàn)電動(dòng)勢(shì)J

因?yàn)楣?何+等產(chǎn)+弩產(chǎn)

將O=/>x，&0=0.6、U=1.<)、

XE=X,/+X〃+X,/2+X%=2.55代入上式得:

八0.6x2.552x2XO.8X2.552X2R

V(I+---------------)+(-------------------)=3.25

2、計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)

EqU3.25x1

=1.275

二%2.55

@二2x100=工275X1(M)=594乂15~2O)滿足要求?

().8

3、計(jì)算切除一I可線路時(shí)的靜態(tài)檢定住備系數(shù)

Xf=Xd+XTl+X,+XT2=2.8

EqU3.25x1

PM=1.161

Xf—2.8

L161-0.8

(％)=上二&xl(M)=x1(M)=45.1X10)滿足要求.

%0.8

(4)簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)接線如下，各電力元件有關(guān)參數(shù)己標(biāo)于圖中,請(qǐng)計(jì)算空載情況下f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，短路電

流周期分量起始有效值、短路沖擊電流和最大有效值電流。

GTL

110KV

Pe=12000KWSe=20000KVAlOOKm

cos+e=0.8UK%=10.5x1=0.4歐姆/Km

Ue=6.3KV

Xj=O.2

3

線路正常運(yùn)行電壓為115kV,所以其為llOkV電壓等級(jí)，其平均值為115kVo

而*=刈青=50x0.4-^y=0.045

同理與115

為2*-0.036,為3*-0.027

=[(X/2+a3)〃*ll+工7]+&]=0.326

計(jì)算故障分量：

-=-J3.067

戶》

3

,品3()xl01A.n.

?.?人=J'=—F=-------=1650A

△373X10.5

AIf=1#xI3=-J3.067xl650=-75057.47

（6）

單機(jī)無窮大系統(tǒng)中各種功率特性曲線，

等面積定則是判斷單機(jī)無窮大系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的一種定量方法。如上圖所示，單機(jī)無窮

大系統(tǒng)發(fā)生大擾動(dòng)后有三個(gè)階段即大擾動(dòng)發(fā)生前，此時(shí)系統(tǒng)的功角特性為片，大擾動(dòng)（故障）

發(fā)生過程中，此時(shí)系統(tǒng)的功角特性為昂，擾動(dòng)清除后，此時(shí)系統(tǒng)的功角特性為彳廠等面積

定則將發(fā)電機(jī)功角特性曲線與原動(dòng)機(jī)輸出功率曲線之間所包含的面積與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子所獲得或

釋放的能量聯(lián)系起來，從而得到發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子角搖擺的最大值并可據(jù)此判斷發(fā)電機(jī)