电力系统暂态分析习题

1、“电力系统暂态分析电力系统暂态分析”课程习题讲解课程习题讲解 5计算下图系统 f 点短路时的以下数值： （1）f 点三相短路时的短路电流起始值 I”f，冲击电流 iM，最大有效值电流 IM(取 Ta=0.05s) （2）f 点单相短路接地时发电机母线 A 处的线电压。 xn=6 无穷大系统 l T A G 220kV 160km x1=0.4/km,x0=3x1 G: 10MW, 10.5kV, cos=0.85, d x =0.1833, x2=0.22 T: 60MVA, 242/38.5/10.5kV, 12/12/11 Us1-2%=19,Us1-3%=12,Us2-3%=6 解：取

2、SB=60MVA, UB=Uav，作参数计算： 线路：0726 . 0 230 60 1604 . 0 2 21 xx 218 . 0 0726 . 0 33 10 xx 变压器：125 . 0 100/ )61219( 2 1 I x 0650 . 0 100/ )61219( 2 1 II x 005 . 0 100/ )61219( 2 1 III x 电抗器： 263 . 0 37 60 6 2 * x 789 . 0 263 . 0 33 * x 发电机： 935 . 0 85 . 0 /10 60 1833 . 0 d x 12 . 1 85 . 0 /10 60 22 . 0 2

3、 x （1）f 点三相短路时，故障分量的等值网络为： 228 . 0 )935 . 0 005 . 0 ()125 . 0 0726 . 0 ( )935 . 0 005 . 0 ()125 . 0 0726 . 0 ( 065 . 0 )1( x ;39 . 4 228 . 0 11 )1( x I f 不计负荷，空载下在电压过零瞬间发生短路，其非周期分量值达最大，也就是最 恶劣的短路条件。所以： 1 0 f U j0.0726j0.125-j0.005 j0.935 j0.065 )1 (f U 有名值：kAI f 11 . 4 373 60 39 . 4 冲击系数：82 . 1 1 05

4、 . 0 01 . 0 ekM 冲击系数：发电机机端；变压器高压端：；1.9 M k1.8 M k 不考虑直流分量衰减（衰减较慢）2 M k 冲击电流：kAIki fMM 6 . 1011 . 4 282 . 1 2 最大有效值电流： kAkII MfM 29 . 6 ) 182. 1 (2111 . 4 ) 1(21 22 补充非故障处电流电压的计算 10简单电力系统接线及归算后的参数如下图。设各元件的正、负序阻抗相同，发电机电 势不变化。试求： 该系统的静态稳定有功功率储备系数； 设某一回输电线路始端发生单相接地故障，若转子功角 =90时切出故障线路， 问系统能否保持稳定运行？ 若在 =9

5、0时切除故障线路，=100时重合闸重合成功，系统能否保持稳定运 行？ 用等面积定则说明快关汽门对暂态稳定的作用。 解： 一、正常运行的潮流及发电机内部运行参数的计算（初值计算） 故障前网络 j0.15 j0.2 0 4 . 1E 00 . 1U j0.15 j0.4 j0.4 电势节点到系统的直接联系的电抗7 . 015 . 0 2 4 . 0 15 . 0 2 . 0 I x 2 7 . 0 14 . 1 I IM x UE P 00 sin IM PP 45 2 414 . 1 sinsin 101 0 IM P P 若是已知 P0、Q0的情况，则 II xjQPjUx I jUE)( 0

6、0 二、静态稳定分析与计算 有功功率储备系数 %44.41%100 414 . 1 414 . 1 2 %100 0 0 P PP k IM P 整步功率系数 414 . 1 45cos2coscossin 00 IM II E E P x UE x UEP S 小干扰时的振荡频率 P0 0=45 PIM P Hz P T f E J 060 . 1 414 . 1 10 5014 . 3 2 14 . 3 2 1 2 1 0 0 0 振荡周期 mss f T 4 . 9439434 . 0 06 . 1 11 0 0 三、暂态稳定计算与分析 系统故障正序等效定则：短路故障可用附加阻抗表示 负

7、序网络 j0.15 j0.22 j0.15 j0.4 j0.4 ？电源 ？电源 1799 . 0 )15 . 0 2 . 0/()15 . 0 22 . 0 ( )2( x 零序网络： ？环流 j0.15 j0.15 j1.0 j1.0 ？环流 (一般小于一个变压器的漏抗)1219 . 0 )15 . 0 5 . 0/(15 . 0 )0( x 故障中网络 j0.15 j0.35 4 . 1E 00 . 1U j0.4 j0.4 x=x(2)+x(0)=0.3018 求电源节点到系统的直接电抗 4 . 1E 00 . 1U 1059 . 1 3018 . 0 35 . 0 35 . 0 35

8、. 0 35 . 0 II x 2659 . 1 1059 . 1 14 . 1 II IIM x UE P sin2659. 1sin IIMII PP 故障切除后网络 j0.15 j0.35 4 . 1E 00 . 1U j0.4 9 . 015 . 0 4 . 035 . 0 III x 5556 . 1 9 . 0 14 . 1 II IIIM x UE P sin5556 . 1 sin IIIMIII PP 暂态稳定分析的等面积定则 6 . 114 5556 . 1 414 . 1 sin180sin180 101 IIIM h P P 极限切除角 IIMIIIM IIMhIIIM

9、hT cm PP PPP 00 coscos)( cos 2659 . 1 5556, 1 45cos2659. 16 .114cos5556 . 1 180 14 . 3 )456 .114(414 . 1 6009 . 0 2897 . 0 8951 . 0 6476 . 0 7168 . 1 06.53 cm 因为 ，所以系统不能保持暂态稳定。06.5390 cmc 面积积分法 )cos(cos)(sin 0000 0 cIIMcIIMacc PPdPPA c )45cos90(cos2659 . 1 180 14 . 3 )4590(414 . 1 )7071 . 0 0(2659 . 1 110 . 1 2149 . 0 h P0 0=45 PIM P PI PII PIII )()cos(cossin 00chchIIIMIIIMdec PPdPPA h c 180 14 . 3 )90 6 . 114(414 . 1 )90cos 6