电力系统暂态分析课后规范标准答案汇总整编版资料整理.docx

1、电力系统暂态分析课后规范标准答案汇总整编版资料整理第一章1-2-1 对例 1-2,取 Ub2 110kV，Sb值。解：准确计算法：30MVA，用准确和近似计算法计算参数标幺选取第二段为基本段，取 Ub2 110kV，Sb 30MVA，则其余两段的电压基准值分别为:10.5Ub1 k1UB2 茴110kV 9.5kVU B2110k2110 /6.6Sb30V3ub1込9.5Sb30a/3Ub2罷110Sb30血B343 6.66.6kV1.8kA0.16kA2.62kAI B2I B1U B31 B3电流基准值:发电机：X10.26变压器T,:X20.105输电线路：X30.4 1变压器E :

2、X40.105电抗器：X50.05电缆线路：X60.08各元件的电抗标幺值分别为:210.53012121102309.523031.520.32虫2 0.07911020.121匹单0.2115 11066.62.5空2 0.40.30.146.62电源电动势标幺值:11E 丄1 1.169.5近似算法:取 SB 30MVA ,各段电压电流基准值分别为:U B110.5kV，I B13043 10.51.65kA各元件电抗标幺值:发电机:变压器T1 :输电线路:电抗器:电缆线路:电源电动势标幺值:习题2解：（1）准确计算:各段的电流基准值为:U B2U B3Xi115kV，6.3kV，I B

3、21 B30.26 曲303073 1153073 6.30.15kA2.75kA0.2610.5X20.10531.5 0.1X30.4 80 302 0.07311530X40.1050.21156 2.75 c,.X50.050.446.3 0.3X60.082.5 睾 0.1511.05E山10.5U B3Ub（110）115kVU B2U B3k2k2k1115 220 209.1 kV121220 9.1kV121 242SB220巧Ub173 9.1Sb220/3U B2巧 209.1Sb22073ub3亲11514.0kA0.6kA1.1kAI B11 B31 B2各元件的电抗

4、标幺值分别为:发电机:Xi0.3010.522400.8I220970.29变压器T1 :X20.1410.523002220910.14输电线路:X30.42230220209.120.49X40.1422202802220209.120.12(2)近似算法:Ub110.5kV，I B122073 10.512.10kAU B2231kV，Ib222073 2310.55kA各兀件电抗标幺值：发电机：X10.30220240/0.8变压器T1 :X20.142203000.10输电线路：X30.422302202312变压器E :X40.142202800.110.220.40121kV，I

5、b3U B3220J3 1211.05kA习题3要点: 以下摘自国家电网公司电力系统安全稳定计算规定2.4.1暂态稳定是指电力系统受到大扰动后， 各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力， 通常指保持第一、第二摇摆不失步的功角稳定，是电力系 统功角稳定的一种形式。2.5.1动态稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后， 在自动调节和控制装置的作用下,保持较长过程的运行稳定性的能力， 通常指电力系统受到扰动后不发生发散振荡或持续的振 荡，是电力系统功角稳定的另一种形式。两者均是系统受扰动后恢复的能力，均属于功角的稳定，暂态是偏移正常运行状态很 小的暂时的状态，能很快达到正常状

6、态，而动态稳定更多依靠于自动调节和控制装置的作用, 时间较长，波动较大。1.3.1Um归 9.45KA0.943arctanX arctan 止 57.64。 r 0.505Ta 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 _ _ _ _o 200t92.36 ) 9.45cos92.36 e或：将Ua改写

7、成Ua72*6.3sin( t90)，带入公式得ia9.45si n(62.36)9.45si n62.36e 200tib9.45si n(57.64)9.45s in 57.64e 200tic9.45si n(182.36)9.45s in 182.36e 200t(3)a,b,c相初始相角分别|(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

8、.1取基准值U B13.8kV,SB 240MVA，则Sb 240好 Ub 73*13.810.04kA发电机次暂态电抗标幺值Xd*如忌卷0-216I为62.36 O,57.64O , 177.64，故a相瞬时电流最大变压器的电抗标幺值 XT*SbUs(%)*UTnB 013 100 Sn Ub .电流标幺值Im*0.13 0.216 2.89第二章2-2-1 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，其端电发电机：Sn 200MW , U N 13.8kV , cos n 0.9 ,Xd0.92，Xd0.32 , x d 0.2变压器：Sn 240MVA，220kV/13

9、.8kV，Us(%)13解：取基准值UB13.8kV，Sb 240MVA电流基准值IbSB73ub24073 13.810.04kA则变压器电抗标幺值 XtUs%100uTnSNSB13100发电机次暂态电抗标幺值Xd XduNSn/ U Bcos NSb0.2次暂态电流标幺值IXt Xd 1 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的发电机在短路前处于额定运行状态。(1)分别用E , E和Eq计算短路电流交流分量I ,Id ；(2)计算稳态短

10、路电流I解：(1 ) U|0| 1 0 , 1|0| 11cos 0.85 132短路前的电动势：E|0|U |0| jXd I 0|1 j0.167321.097 7.4所以有:Eg U 10 jXd 110 1j 0.269 321.16611.3U q|0lEq 0Eq 0|1 sin(41.1 32 ) 0.957Uq|qUq0cos 41 .1 0.754Xdld0| 0.754 0.269 0.957 1.01Xdld|0| 0.754 2.26 0.957 2.92ElXd1.097/0.1676.57Epi/Xd1.166/0.2694.33Eq/Xd1.01/0.2693.7

11、5q円 / Xd2.92/2.26 1.29I解:对不计阻尼绕组的情形EId2-4-1由定子三相开路:id =iq=0得:UdUqUfr idr iqrfXdifidqXadX idXadiqXfififUddifXadUqSqXad ifforfifrfifXfdifdt可以解得:ifUf0f tXfUf0rfrf带入得：UdXadf0工tXf可得:rfUqXad(UforfUaUbUcItXfb)rfXadUrffo(1工tXfcoscos( 120)cos( 120)sinsin( 120)sin( 120)Ud gUqUoUaXadUf0ftXfcosUbXadUcXadXfUf0iL

12、tXfcos(XfUf0:ftXfcs(Xf2-5,6-1idiq丿(1Xd XL0UGdXl * iqUGqXL* id2-5,6-2励磁突增前:&=UgUdUdEqm XLXd Xl7.5Udcs( tcs( tUXad -forf120)120)tTdcos t120)120)UqUqUqsin t (1 eXadXadUsin( rffoforfsin(sinsin(sin(上tXf120)120)120)120)(1(1上t Xf )上tXf )&|0|&|0|1.31jXLL&G JXq&| 1.35 50.31.31cos(50.31.31si n( 50.37.5)7.5)50

13、.30.9650.3(50.390)0.8939.3而 &q|0|=UG+jXd&jXql&1.84 50.3由 Uf|0| 0.1U f|0| 得：Eqm 0.184idEqm (1 e/Td) 0.136(1 e%-26)Xd Xqiq0iaUGqUGd0.136(1 e %26)costEqm Xl (1 e /d) 0.027(1 e %26) Xd Xl0UGa0.027(1 e %.26)sin t设励磁突增前：UGa|0| cos(t悅ia|0| 72*1.31cos(t 7.5o)H 亠 ia ia|0| ia则有：UGa72cos(t 15) 0.027(172*1.31co

14、s(t 7.5o) 0.136(1 e%26)cost e 沧6)sin t第三章3-1-10-1j0.075x2-1X1一1 j0.15 j13;1 1 J 60jO.2 j0.1X21J3j60j0.075j0.15 j;700139-j17.9487700Ig1Ifj0.07560j j。075j4.6154;1 G21 G3.13j60j6.6667;j0.0751 G14.615460妇 10.515.2268I G26.66676073* 10.521.99443-1-2VVMlX8X910.5(X1 X2)11 X2 X8I G1IfX8 X2X1 X21 G2I G3 0.5I

15、 f3-1-3X3+x4+x6r.AWJI*1X7 0.5(X30.2565; I f1000X2 210.17826;X4 X6)1一 3.89856X957.758X7 0.5(X3 X4 X6)0.5(X1 X2) 0.5(X3 X4 X6)X1X1 X2X2罟 10.3473 21兀2 込?1-H-Sb1000MVA,平均额定电压为基准值X1X2X3X4250 0.302 1000 0.274;52521000 c 0.1947201000“c/ 0.3255600/0.91000 ,1200.140.2170.12X511X1X2X3X5X2 10.37111X3X2X50.1741

16、5.75; i fX6X8X610.17945.75100021158.084；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严 48.203;J3 21(2)f2点短路X7if4XLili1X1 0.5(X2 X3)1 1.579; if X7 0.5X4is 0.5if0.5if3-2-1解：YX10.13331.579X1 0.5(X2 X3)X1X1 0.5(X2 X3)黑00 24.639;J3

17、210.4053; iG2 0.4053 厂10006.324210.7684; iGs 0.7684 罗013 2111.99应用例3-4已求得丫矩阵因子计算3-1-1,并与已有的计算结果比较。j26.6666j10j10j10 j33.3333j10j10 j10 j20.0因子表中内容为 j0.0375 0.3750.375 j0.033803 0.464791 j0.101420节点2处注入单位电流,则电流向量1 ；利用已求得的0R和D 1计算电压向量，得到 2j0.038569j0.055713 ；j0.047139节点自阻抗和互阻抗。1w0w0-0.3751W2I 1W10.375

18、0.464791 1 W0W30.464791X1j 0.0375w0X2j 0.033803Wj0.033803X3j0.101420Wj 0.0471391 - 0.375-0.375U10U1乙2 j 0.0385691 -0.464791U2j 0.033803U2Z22 j0.0557131U3j 0.047139U3Z32 j 0.047139j 0.0729j 0.0386 j 0.0557或者用MATLAB对丫矩阵求逆得到阻抗矩阵 Zj 0.0386j 0.0557 j 0.0471 从而得j 0.0557j0.0471 j 0.1014Z12到乙2Z32节点2的短路电流:1Z

19、22j17.95 ；各节点电压:U1U2U3Z12Z22Z32If发电机电流:IG2 I 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)用电设备U (0)Z(0)X答:（ 1 ）负载中性点不接地；2三相电压对称；3负载中性点接地，且三相负载不对称时,（2）由于零序电流为零，故无零序电压。端口三相电压对称。4-1-2由

20、不对称分量法变换知:Ua(1)退1(0)Zb&(1)1&(0)得:员退Ua（0）ZbaZba2Zb乙aZcaZcZaZaZaa2ZbZbaZbaZc a2Zc a2Zc乙Za乙aZba2ZbZba2ZcZc乙&a0 3&a & a即无法得到三序独立的电压降方程。4-2-1 解:gE(1)gE(2)ggEagEbgEc0.7887 j0.45530.2113 j0.1220j0.3333gI (0)gI(1)gE（1）0.7887 jO.4553j2j20.2276 jO.3943gE(2)0.2113 j0.1220j2j20.0610 j 0.1056gIagIbgIcgU nggEaaa2

21、gI(1)gI (2)gI (0)0.1666 j0.49990.1667 j0.49990.333gIa(j2)j0.33324-5-1 解:(1)三绕组开路 直接接地XIX|1 0.01410010.12100XI1-10.6 23 36.421-10.6 36.4 232零序电压标幺值为：U(0) 10 旦 0.143121则一侧电流标幺值:Ii1.3490.1430.014 0.12则实际电流为：Ii 1.349 4V3 1210.772kA则二侧电流标幺值:0.143Iii0.014则实际电流为：0.121.349120J.349 73 2200.4251kA公共绕组电流:I I I

22、 III 0.772 0.425 1.197kA中性点电流:In 3 (0.772 0.425) 1.041kA中性点电压:Un 0中性点经阻抗接地XiiXiXi0.124Xii0.044零序电压标幺值保持不变，为:U(0) 0.143则一侧电流标幺值:0.143h 0.124实际电流为：0.044 0.851Ii 1.851J20 0.487 kAV3 121二侧电流标幺值:III II 0.851则实际电流为:120Iii 0.851 0.268kAV3 220公共绕组电流:I I I III 0.487 0.268 0.755kA中性点电流:In 3 (0.487 0.268) 0.65

23、7 kA中性点电压:Un 12.50.657 8.21kV4-6-1网络图。图4-37所示的系统中一回线路停运,解：画出其零序等值电路另一回线路发生接地故障， 试做出其零序U第五章不对称故障的分析计算5-1-1B、 C相分别经阻抗接地的等值图:图1图1表示f点发生两相短路接地，其边界条件为? ? ?I fa 0，U fb U fc 0转换为对称分量的表示形式为:f(1) I f(2) I f(0) 0U f(1) U f(2) U f(0)复合序网:fid,CZ)L=Z1、U f 0 1，由 f 点看入系统的X X（2）1，系统内无中性点接地。试计算 I fa、b、U f PIn(1)X (2

24、) f (2)X (1) /Xf f (1)*|0U f(i) ?1 ? ?U f(2) Xf U 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)XL f(0)U f(2)TXfU f (2)Tn(0)n(0)n(0)5-1-2图5-33示出系统中节点f处不对称的情形。若已知 Xf(c)（a） （ b）解：正负零三序网如图（a）,各序端口的戴维南等值电路如图（a）单相短路，复合序网图如图（C）U flO 1则：I I I J 则 I(1) I(2) I(0) c c c cX /Xf x (2)/Xf xf 0.5 0.5-0.51(b)5-1-3图5-34示出一简单系统。若在线路始端处测量 Za? i ? ? / ?Uag/la、