电力系统暂态分析课后答案整理版最新.docx

1、电力系统暂态分析课后答案整理版最新第一章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：U B1 k1U B210.5121110kV 9.5kVU B2110k21106.6SB303UB13 9.5SB303UB23 110SB306.6kV1.8kA0.16kA2.62kA6.6B3UB3IB2I B1I B3电流基准值：各元件的电抗标幺值分别为：发电机：x10.26 10.5230309.520.32变压器 T1 ：

2、x20.105 1212211023031.520.121变压器 T2 ：x40.1052201521102电抗器：x50.0562.62 0.46.60.3电缆线路：x60.082.5302 0.14输电线路：x3280 302 0.07911020.4电源电动势标幺值：11E 11 1.169.5近似算法：取 SB 30MVA ，各段电压电流基准值分别为：UB110.5kV ，IB1303 10.51.65kAUB2115kV ，IB2303 1150.15kAU B36.3kV ，IB3303 6.32.75kA各元件电抗标幺值：发电机：x10.26 10.523030 2 0.2610

3、.52E 1110.5B3B1k2k1115 220 10.5121 2429.1kV变压器 T1 ：x20.1050.1315输电线路：x30.4 80302 0.0731152变压器 T2 ：x40.105300.2115电抗器：x50.0562.750.446.30.3电缆线路：x60.082.53020.151电源电动势标幺值：1.05习题 2解：(1)准确计算：UB3 U B (110) 115kVU B3 220U B2 B3 115 209.1kV B2 k2 121各段的电流基准值为：SB2203UB13 9.1SB2203UB23 209.1SB2203U B33 11514

4、.0kA0.6kA1.1kAIB1IB3I B2各元件的电抗标幺值分别为：发电机：x10.3010.52240 0.82209.120.29变压器 T1 ：x2输电线路：x3变压器 T2 ：x40.1410.5222030029.122302202209.1222022200.140.140.420.492802209.120.12(2) 近似算法：U B110.5kVI B12203 10.512.10kAU B2231kV ，I B22203 2310.55kA各元件电抗标幺值：发电机：x10.30220240 / 0.8变压器 T1 ：x20.142203000.10输电线路：x30.4

5、22302202312变压器 T2 ：x40.142202800.11121kV ，0.220.40IB3U B32203 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

6、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。1.3.1(1)ImUm2*6.30.9439.45KA(2)arctan x rarctan0.7970.50557.64oTa0.797314* 0.5050.005I m|0| 0ia 9.45cos( t 27.64o ) 9.45cos27.64oe 200to 200t 或 ia 9.45cos( t 27.64o) 8.37e 200tib 9.45cos( t 147.64o ) 9.4

7、5cos147.64oe 200tic 9.45cos( t 92.36o) 9.45cos92.36oe 200to或：将 ua改写成 ua 2* 6.3sin( t 90o ) ，带入公式得|为 62.36 o ,57.64 o ，177.64 o ，故 a相瞬时电流最大ia 9.45sin( t 62.36o) 9.45sin 62.36o e 200t ib 9.45sin( t 57.64o ) 9.45sin57.64oe 200t ic 9.45sin( t 182.36o) 9.45sin182.36oe 200tiM I m0.01I * e0.005 m10.73KA（4）

8、由 | 90| 90 得=57.64 或 -122.361.3.23）a,b,c 相初始相角分别 |C I m|0| sin( |0|) Im sin( )a相2* 0.18sin(30 90 30) 9.45sin(30 90 57.64) 8.12KAB 相 7.86KA c 相 0.26KA2.2.1 取基准值 UB 13.8kV , SB 240MVA ，则SB3*UB2403*13.810.04kA发电机次暂态电抗标幺值 xd*xdSBSN /cosUB20.216变压器的电抗标幺值 xT*2U S(%) *U TN * SB 100 * SN *UB20.13电流标幺值 I m*0

9、.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Im 。压为额定电压。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发电机： SN 200MW ，U N 13.8kV ，cos N 0.9 ，xd0.92 ， xd0.32 ，x d 0.213变压器： SN 240MVA ， 220kV /13.8kV ， U S (%)解： 取基准值 UB 13.8kV ，SB 240MVASB电流基准值 IB 3U B2403 13.810.04kA则变压器电抗标幺值 xTUS%100UT2NSNSBU B213100发电机次暂态电

10、抗标幺值xd xdU N2SNcos NSBUB20.2次暂态电流标幺值 IxT xd10.13 0.222.86有名值 Im 2 2.8610.04 38.05kA13.822402402 0.1313.8213.822000.92402 0.21613.822-3-1 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）计算稳态短路电流 I解：(1)U 0 1 0 ，I 0 1cos11 0.85 132短路前的电动势： E 0?U0?jxd I 01 j0.167321.097 7.4E 0 U 0 jxd I 0 1j 0.

11、269 321.16611.3Id0 1 sin(41.1 32 ) 0.957U q 0 1 cos 41.1 0.754Eq 0 Uq 0 xd Id 0 0.754 0.269 0.957 1.01Eq0 Uq0 xdId 0 0.754 2.26 0.957 2.92所以有：E 0 xd1.097/ 0.1676.57E 0 xd1.166 / 0.2694.33Eq 0 xd1.01/ 0.2693.75IdEq 0 / xd2.92/ 2.26 1.292) I2-4-1解:对不计阻尼绕组的情形rfifUdUqUr idr iq&d&q&fifxd id由定子三相开路：id=iq

12、=0得：xqiqxadidxfifUd&ddifxaddtUq&qxadiff0if&frfifxf可以解得：iff0rf t xfdifdtf0rf带入得： Udxad可得：f0rf txfrfUqf0rf t xf eU f0f0)rfrff0 (1rf txfUaUbUccossincos( 120o)cos( 120o)sin( 120o)sin( 120o)UdgUqU0Udcos tUqsin tUdcos( t120o)Uqsin( t120o)Udcos( t120o)Uqsin( t120o)Uaf0rf t xfcosxfUxadrff0sin t(1 erf txfUbx

13、adf0xfUcxadf0xfrf txfr f t xfcos(cos(120o)120o)f0rff0rfrf tsin(sin(120o) (1120o) (1xfrf txf2-5,6-1Eqm(1t e Td )idxd xLiq0uGdxL *iq0uGqxL *E * x tqm L (1 e Td )d(1 e ) xd xL2-5,6-2励磁突增前：I&|0| = U G 1.31 7.5ojxLE&Q U&G Jx q I&|0| 1.35 50.3oI&q|0| 1.31cos(50.3o 7.5o) 50.3o 0.96 50.3oI&q|0| 1.31sin(50.3

14、 o 7.5o) (50.3o 90o) 0.89 39.3o而 E&q|0| =U&G +j xd I&d jxqI&q 1.84 50.3由 U f|0| 0.1U f|0| 得： Eqm 0.184idiqEqm (1 e Td ) 0.136(1 e 0.26) xd xq0iauGq0.136(1 e 0.26)cos tEqm* xL (1 e Td) 0.027(1 e 0.26) xd xLuGd 0uGa 0.027(1 e 0.26)sin t设励磁突增前U Ga|0| 2cos(t 15o) ia|0| 2 *1.31cos(t 7.5o)ia ia|0| ia 2 *1

15、.31cos(t 7.5o) 0.136(1 e 0.26 )cos t则有：UGa 2 cos(t 15o) 0.027(1 e 0.26 )sin t第三章3-1-1x2-1X1j0.151360;j0.2 j0.1X2113j60j0.1539j 700;j0.075139 j700 jj17.9487IG1Ifj0.07513j j0.07560j 4.6154;IG2IG30.5If13j1630IG14.615460IG26.66673-1-21360jj0.075j6.6667;3*10.515.2268603*10.521.99441X8X90.5(X1 X 2) X 7 0.

16、5(X3X4X6)10.2565; I f13.898561 1 fX9X1 X 2 X811 1 1 0.17826;IG1X8 X2 1000f X1 X2 X 2 3 2157.758IG2IG30.5IfX7 0.5(X3 X 4 X 6)0.5(X1 X 2) 0.5(X3 X4 X6)X1X1X2 X 210003 2110.343-1-3WVH1SB1000MVA, 平均额定电压为基准值 ；X1X2X3X4X5250 0.302 1000 0.274;525210000.19472010000.32556000.910001120110.140.2170.120.1794X8X6

17、ifi2i3i系X1X5X3X6ifififX2X3X20.37340.174X 2 X55.75; i fX8X3 X8X3X3 X 8X3X 3 X8(2)f2 点短路5.75100021158.084；3.072;i 2fX1X1 X 2 X310003.0723 21X 2 X 3X1 X 2 X 384.460.9247; i3 f1.7533; i 系0.92471.753310003 2110003 2125.423;48.203;X7ifi2iB1 X1 0.(5 X21X 7 0.5X4i3 0.5i f0.5if11X3)1.579;i fX10.13331.5791000

18、3 2124.639；X1 0.5(X 2 X3 )0.4053; i G2 0.405310003216.324X1X1 0.5(X 2 X3) 10000.7684; iG 3 0.76843 2111.99j26.6666j10j10解： Yj10j33.3333j10j10j10j20.03-2-1 应用例 3-4 已求得 Y 矩阵因子计算 3-1-1,并与已有的计算结果比较。因子表中内容为 j 0.0375 0.375 0.375 j0.033803 0.464791 j0.1014201W10W10- 0.3751W2I1W210.3750.464791 1W30W30.46479

19、1X1j 0.0375W10X2j0.033803W2j0.033803X3j0.101420W3j0.0471391 - 0.375 - 0.375U10U1 Z12j0.0385691- 0.464791U2j0.033803U2 Z22j0.0557131U3j0.047139U3 Z32j0.0471390节点 2 处注入单位电流，则电流向量 I 1 ;利用已求得的 R和D 1 计算电压向量，得到 20节点自阻抗和互阻抗。或者用 MA TLAB 对 Y 矩阵求逆得到阻抗矩阵 Zj 0.0729 j0.0386j 0.0386 j0.0557j 0.0557 j0.0471j0.0557

20、j 0.0471 从而得j 0.1014Z12 到 Z22Z32j0.038569j0.055713 ；j0.047139节点 2 的短路电流：1Z22j17.95；各节点电压：U1U2U3Z12Z22Z32If发电机电流：IG2 IG30.6920.845U1U2U3I G1U1j0.15U21*2* j 0.075U1U2U30.3070；0.155j 0.462 ；j6.67。Ib ?Ic用电设备U (0)Z(0)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？IaI

21、(0)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）由于零序电流为零，故无零序电压。4-1-24-2-1 解：gE(1)gE(2)gE(0)11a31a2a12 a a 1gEagEbgEc由不对称分量法变换知：111U&U a(1)Za111I&Ia(1)2 aa1U&a(2)Zb2 aa1I&I a(2)a2 a1U&a(0)Zc2 aa1I&I a(0)得：U&U a(1)=1ZaZbZcZaa2Zb aZcZaaZb a2ZcI&I a(1)U&a(2)ZaaZbaZcZaZba2ZcZaa2Zb ZcI&Ia(2)U&a(0)3

22、Zaa2ZbaZcZaaZba2ZcZaZb ZcI&Ia(0)即无法得到三序独立的电压降方程。2 aaa2110.7887 j0.45530.2113 j0.1220 j0.3333I (0) 0gI (1)gE(1)0.7887j 0.45530.2276 j 0.3943j2j2ggE(2)0.2113j 0.12200.0610 j 0.1056I (2)j2j2ggIa g111I(1) g0.1666 j0.4999Ib2 aa1I (2)0.1667 j 0.4999ga2 a1g0.333IcI (0)g g gU ng Ea I a(j2) j0.33321)4-5-1 解：

23、 三绕组开路 直接接地xIxII110.6 232110.6 36.4 232 零序电压标幺值为：xIxII36.40.01410010.12U(0) 10 3 0.143(0) 121则一侧电流标幺值：II0.1430.014 0.12则实际电流为：1.349120II 1.349 3 1210.772kA则二侧电流标幺值：0.143III0.014 则实际电流为：0.121.349120III 1.349II 3 2200.4251kA公共绕组电流：I I I 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：U n

24、0 中性点经阻抗接地xI 0.124 xII 0.044零序电压标幺值保持不变，为：U (0) 0.143则一侧电流标幺值：0.1430.851III 0.124 0.044实际电流为：II 1.851 0.487kA3 121二侧电流标幺值：III II 0.851则实际电流为：II0.8511203 2200.268kA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) 0.657 kA中性点电压：U n 12.5 0.657 8.21kV另一回线路发生接地故障， 试做出其零序4-6-1 图 4-37 所示的系统中一回线路停运， 网络图。解：画出其零序等值电路第五章 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 f a 0 ， U f b U f c 0转换为对称分量的表示形式为：? ? ?I f (1) I f (2) I f