电力系统暂态分析第三版习题测验答案

1、 电力系统分析基础知识第一章 MVAS?30?U110kV ,1-2-1 对例1-2，取，用准确和近似计算法计算参数标幺值。B2B 解：准确计算法：MVAS?30U?110kV，则其余两段的电压基准值分选取第二段为基本段，取，B2B510.9.5kVU?kU?110kV? 别为： 2B11B121110U2BkV6.6U? 3B110k266. 电流基准值：30SB?1.8kAI 1B53?9.3U1B30SB?I16kA?0. 2B1103?U32B 各元件的电抗标幺值分别为：23010.5?26?0.?0.32x发电机： ?125.309230121?0.105121?0.x?T： 变压器

2、 ?2122531110.300790804?.?x?0. 输电线路： ?32110230110?105.21x?0.?0T：变压器 ?42221101562.62?05?x0.?0.4电抗器： ?530.6.63014.x?008?2.5?.0 电缆线路： ?6266.11161.?E? 电源电动势标幺值： ?5.9 近似算法：MVA30S? 取，各段电压电流基准值分别为：B30kA.65I?1kV?U510. ，11BB5.103?30IkA15?0.kV?115U， 1B2B115?3 30kV.U?36kA2.I?75? ，3B1B3?6.3 各元件电抗标幺值：230.510?0.26

3、?0.26x?发电机： ?1253010.230121?.1050.11x?0?T：变压器 ?212531115.300730?80?.?x0.4 输电线路： ?32115230115?105x.21?0.?0T： 变压器 ?4221511575.62?440.05x?0.电抗器： ?53.6.30301515?0.x?0.08?2. 电缆线路： ?6236.1105?1.E 电源电动势标幺值： ?5.10230510.?0.26?0.32x发电机： ?125309.230121?0.105?0.121x?T： 变压器 ?2122531.1103007904?80?.?x?0. 输电线路： ?

4、32110230110?10521.x?0.?0T：变压器 ?42221101562.62?05?x0.?0.4电抗器： ?53.606.3014.08x?0.?2.5?0 电缆线路： ?6266.11?E16?1.电源电动势标幺值： ?59. 母线的三相电压为：1-3-1 在例1-4中，若6.3kV?)(t.?63cos?U2 sa?120?t)cos(?U?26.3 sa?)?cos(.?U263t?120 sa ?30?f 点突然三相短路，设突然三相短路时在空载情况下。 试计算： ）每条电缆中流过的短路电流交流分量幅值；（1 （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

5、流最大，并计算其近似值；? 为多少度时，a相的最大瞬时电流即为冲击电流。（4）?0.505x?0.797?r抗可知：一条线路，抗电阻阻的电解：（1）由例题0.79722?0.T?005s9430Z?r?x. ，衰减时间常数 ?314?0.505 三相短路时流过的短路电流交流分量的幅值等于：U2?6.3m?9.45kA?I fmZ0.943I?0 （2）短路前线路空载，故 0m0.797?0.005sT? a5014?.503x?64?57.?arctan r所以 ?20t0?t?27.64)?945cos(.45cos27.64ei?9. a?200t?t?147.64)?9.45cos147

6、.64ei?9.45cos( b?20t0?t?92.36)?9.45cos92.i?9.45cos(36e b? ?92?.?147?27.64.64?36，对于(3)abc 相：cab?90 相的瞬时值最大。，即更与时间轴平行，所以可以看出c相跟接近于ci(t)?i(0.01)?10.72kA ccmax? 90?64147.36或?32 a，即相瞬时值电流为冲击电流，则满足。）（4 若a 同步发电机突然三相短路分析第二章一发电机、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2-2-1 ?I定电压。试计算变压器高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值 。m?0.9x?

7、0cos.92xS?200MW8?32?0.x.?02U13.kV， 发电机：NddNNdS?240MVAU(%)?13kV.8/220kV13 变压器：，SNU?13.8kVS?240MVA 解：，取基准值BB 240SBkA04I?10.? 电流基准值 B8.3?133UB222401313.8U%USBTNS?.13x?0则变压器电抗标幺值 ?T22.8SU10024013100BN222U8240S13.?NB2160.x?0.2?x? 发电机次暂态电抗标幺值 dd?200S228U13.NB9.0?cosN11?86.?I2 次暂态电流标幺值 ?xx?0.13?0.22d?T?I38

8、?.05kA?2.86?10.04?2有名值 m 2-3-1 例2-1的发电机在短路前处于额定运行状态。?EIIIEE和，（， 和1计算短路电流交流分量）分别用； qdI 。2）计算稳态短路电流 （?1?0U?1?320.85?1?I?1?cos ）1，解：（ 00?4.?1.097?x?1j0.167?E?U?327I?j 短路前的电动势： 00d 0?3.166?11269?j0.?32.?E1I?U?jx?1 00d 0?75?0sin(41.1.?329)I?1? 0d?754?0.?1?cos41.1U 0q?E1.01269?0.957?U?x?I0.754?0. d q0q0d0

9、92.957?20.754?2.26?0?UE?xI d 0q0q0d 所以有：?E167.?6.57Ix?1.097/0 d 0?x.33?IE?1.166/0.2694 d 0?1.01/0.269?3.75?ExI dd 0qI?E/x?2.92/2.26?1.29 2（）d?0q 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 第四章 对称分量法即电力系统元件的各序参数和等值电路 4-1-1 若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况下，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？ ?I?)0( I a?用电?I UZb)(0

10、设备(0)?Ic? 答：（1）负载中性点不接地； 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。 21LL33G?2?T1T?1?Gxx1nn2?)(0f)0(f?)(0ff)(1?UUI)(c2?3PEI?U32 解：画出其零序等值电路 U(0)? 第五章 不对称故障的分析计算x?1U?1ff点看入，由5-335-1-2 图示出系统中节点、处不对称的情形。若已知f0f ?1x?x?I ，系统内无中性点接地。试计算系统的。c、b、fa)2(?)1(? fa bcxxxf

11、ff x/xx/xx?)f1(?)f1(?f(1)?)f1(f?1)()?(1戴维南等值 ?x?UUUUUUf )1f(0f)1f(0f)1f(0f)n(1)n(1)1n(xxx/x/x?)2(f)?(2?)(f2?)(f2f)?(2f)(?2 ?x UUU)2f(f)2f()2f()2n()2n()(2nxxxf x )f(2)(2ff)(2f)n(0)(0n)0(n）（c）（b）（a ），各序端口的戴维南等值电路如图（b解：正负零三序网如图（a）（a）单相短路，复合序网图如图（c） U10f?0.5?I?I?I? 则： )0)(1)(2(0.5x?xx/?x?0.5?1/xf(?2)(?1

12、)ff （b）?I?ZU?ZIU、5-345-1-3 图示出一简单系统。若在线路始端处测量babgagba?IZ?UZZZf（可、点发生三相短路和三种不对称短路时、和。试分别作出ccgc cba ）的关系曲线，并分析计算结果。、0.5、1取0f TG?xl1n 解：其正序等值电路： x?xlxEGTla ?II为参考向量绘制出三角5-2-1 已知图3-35所示的变压器星形侧B、C相短路的。试以ff 形侧线路上的三相电流相量： ）对称分量法； （1 ）相分量法。 （2?Ixa Aa?IybBb?IIcfzcC 1、对称分量法?I22?I?0a11aaa)A(1?A?11?22IaaI?I1aa?

13、1 ?f)BA(2 ?33?111111I?II?Cf)A(0?I?)(1AI)1a(?32?I?I3?Ifb)2b(3I?I?Ifca3?IIf)1b(?I?)(a2?II)1c()(2A 三角侧零序无通路，不含零序分量， 则： ?3?II?I?I?)f(2aa(a1 3?23?II?I?I? ?)2)bf(1bb( 3?3?I?I?II?c(c2)(fc1? 3?2、相分量法 ?IIIIII电流向量图：其中相电流 、 与相电流与同相位，同相位。与aCcbBA111?I?I?I?III：1N3：N?且、 、。原副边匝数比。21CBbcaA333?IIaA ?Ia?III?IcBCb 化为矩阵

14、形式为： ?III0011011?10?1?aaA?11?01?1I?I?001?1I1?1I ?fbbB?10?10?11110?IIII?Cccf? 第六章 电力系统稳定性问题概述和各元件的机电特性 6-2-2 若在例6-2中的发电机是一台凸极机。其参数为： ?2.91?x0?0.458S21.98x?300MW?5skVU?18co0?.87x， ， ， qNNdNd?UEE，试计算发电机分别保持，为常数时，发电机的功率特性。 q0q00q?cos,P00 LT?21T?1G? kV115?U q ?Eq? ?)x?xjI(dxjIqd?qEQ?xjId?E?)x?xjjIx?I(?E?

15、LTeqU?GxjIq?q?UUq?G?IIq?dUIdd 220kV?115UMVAS?250?209?UkV?115，则，解：（1）取基准值 )110B(B)B(220121 阻抗参数如下：2242250?2601.289?1?x? d300209?8750.2242250?892.?0.912?0x? q300209?875.02250242?0.458?x?0.448? d300209?0.8752242250?130.?0?0.14?x ? 1T209360?2220250?1080.14x?.?0 ? 2T209360?2501x?0.2350.41?200? L22092?系统的

16、综合阻抗为： x?x?x?x?0.130?0.108?0.235?0.473 2L1TTex?x?x?1.260?0.473?1.733 edd?x?x?x?0.892?0.473?1.365 eq?q ?x921448?0.473?0.?x?x?0. dd?e?EEUE，）正常运行时的，： （2 0qq0G001152501?2tg(cos.)0.98?0Q?1?1?P?1U? ， 00115250 由凸极机向量图得：?30992(I?P?jQ)U?(1?j0.)1?0?1.0198?11.0?1U? 令，则：S00S?997446.j0.2)?1.8665?(?E?UjxI?10?j1.3

17、65?1? 0QS?q?767.9)?0II?sin(8?.)?1.0198sin(46.9974?11309 d?18582.365)?1x)?1.8665?0.8677?(.733?1xE?E?I(? 0q0Qqdd?xj?1.5002?37.8736EU?0I?1?0?j0.921?(1?j.2) 0 sd?2811.00.?37.87346?Ecos(E?)?)?1.5002cos(47 q0?23701.1924?23.?U?UjxI?1?0?j0.473?(1j0.2)? S0Ge6-2 与例题xQxP2222e00e193?1).473.?(0.473)?()?(1?0.2U?(

18、U?0 0GUU22?5?19210.).?0E.921?(1?0.2? 0228665?1365)?1.365.?E(1?0.2?1. 0Q18582.8665?0.3193?1?EE?I(x?x)?. qdd 00qQ3651.1?99.?tg46 03651.?0.2?1UE?0Q0q?xE?U?x?IU?dd? 0q00dq0qx?q ?9946.1.866?cos?4809.99?cos46?0.921?1 3651. (3)各电动势、电压分别保持不变时发电机的功率特性：EUx?x2U0qq?d?2sin?P?sin E2xxxqq?d?d?EU?x?x2Uq0d?q?P2?sins

19、in? ? E?xxx2q?q?dd? ?xUEUEU?1d?sin)sin(1?sin?P?sin ? E?Exxx?d?d?d?UUUUxU?1?eGGsin?)?sin(P?sinsin?1 ? UGxxUxq?Geq?e(4)各功率特性的最大值及其对应的功角 E?const。最大功率角为1） 0qdPE?0q ?d?constE）2 。最大功率角为 q0dP?E?0q ?d?90constE?，则有 。最大功率角为3） 0 ?90const?U，则有） 。最大功率角为4G 0G 第七章 电力系统静态稳定 7-2-1 对例7-1，分别计算下列两种情况的系统静态稳定储备系数： ?UPU ）

20、若一回线停运检修，运行参数（，）仍不变。，（1G080.x?1?x ，（2）发电机改为凸极机（）其他情况不变。qd?00?,U?1.?P0.8?LE05U?1. Gs6?TJ (1)一回线路停运，其等值电路为：xxxxLT21Td UU1?1.05?G?0.8P?sin?sin ）1 GEGx?x?x0.1?0.6?0.12TT1L?37.56 求得：G ?0?1.05?37.561U?U?G?7I?0.83?14.）2 8.j0(x?x?x)J2TT1L?666.1.57?j0.83?14.7?1.8?0E?U?jIx?1? 3）q?dUE1?1.57q872?.?P?P?0 ）功率极限4

21、MEM8x.1q?d8.872?00.%?9?K ）静态稳定储备系数5 P8.0 ）凸极机（205.1?1UU?G8.?sinP?0?sin 1） GEG11.?01?0.30.x?xx 2TT1L2?4.?22 求得：G?0?1?U1.05?22.4U?G29.?4I?0.8 2） 15.j0)xx?J(x? 2LTT12?3648.38?.j0.8?429?1.3?10jE?U?Ix?1? ）3Q?q?3751?524?.29.)?1291x)?.38?48.36?j0.8?4.sin(48.36?IEE?j(xdqQ?d?qEUx?x2U0qq?d?2sin0.1.01sin051sin

22、?P?sin2? ）4 E2xxxqqd?d?dPE?0?2684.?q 由 得 ?d?P?P(84.26)?1.015 5）EEMqq1.015?0.8?26.89%?K P0.8第八章 电力系统暂态稳定 中若扰动是突然断开一回线路，是判断系统能否保持暂态稳定。8-1在例8-2-2 MW220P?0?98cos.?00kV115U? MW300200kMkV18360MW360MW?85cos0.?xkM41?/?0.136?2xx?.kV18/242220/121kVqd?4xx?10?x0.32U(%)?14U(%)?14dSS?0.x2326s?.0TJ ?01.U?108.j0470

23、.j0.1300j3040.j?E 1P?020.Q?0正常运行a?0.?1U108.j0470jj0.1300.304j0.?E 1?P02.?0Q0断开一条线路后b P PdEIIcaeP0Tb?h0mc =Uav A,US=220MV取基准值：BB220PU115，幺末端标值：1?1?U?P? ?0?220115USBB ?SQsin ，?B20?Q?sin(arccos.)? ?0SSBB 号如未特殊说明，参数应该都是标幺值，省略下标* 的结果正常运行时：根据例6-222?x777?0.392410.777.?0.2?0.777?E)?(1 ，d?U1.3924E?1.P?7920 功率最大值： max?x0.777d?0.7771?9201.?tan33此处有改动 01?0.2?0.777?P?Psin(33.9201)?1 maxT0?U1.E3924?P?1.3759x012?1. ， 功率最大值切除一条线路 maxd?x1.012d?11?