电力系统暂态分析课后答案整理版最新Word文档格式.docx

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9.5

②近似算法：

取SB30MVA，

各段电压电流基准值分别为：

UB1

10.5kV，

IB1

310.5

1.65kA

UB2

115kV，

3115

0.15kA

UB3

6.3kV，

IB3

36.3

2.75kA

各元件电抗标幺值：

3020.26

10.52

E11

B1

k2k1

11522010.5

121242

9.1kV

0.1

31

5

0.48

3020

.073

1

0.21

15

2.75

0.44

6.3

0.151

1.05

习题2

（1）准确计算：

UB3UB（110）115kV

UB3220

UB2B3115209.1kVB2k2121

各段的电流基准值为：

220

39.1

3209.1

3UB3

14.0kA

0.6kA

1.1kA

IB2

0.30

2400.8

9.12

0.29

0.14

3002

230

209.12

2202

0.42

0.49

2802

0.12

（2）近似算法：

UB1

10.5kV

12.10kA

231kV，

3231

0.55kA

240/0.8

300

0.10

2312

280

0.11

121kV，

0.22

0.40

3121

1.05kA

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）Im

Um

2*6.3

0.943

9.45KA

（2）

arctanxr

arctan0.797

0.505

57.64o

Ta

0.797

314*0.505

0.005

Im|0|0

ia9.45cos（t27.64o）9.45cos27.64oe200t

o200t或ia9.45cos（t27.64o）8.37e200t

ib9.45cos（t147.64o）9.45cos147.64oe200t

ic9.45cos（t92.36o）9.45cos92.36oe200t

o

或：

将ua改写成ua2*6.3sin（t90o），带入公式得

|为62.36o,57.64o，177.64o，故a相瞬时电流最大

ia9.45sin（t62.36o）9.45sin62.36oe200tib9.45sin（t57.64o）9.45sin57.64oe200tic9.45sin（t182.36o）9.45sin182.36oe200t

iMIm

0.01

I*e0.005m

10.73KA

（4）由|90

|90得

=57.64或-122.36

1.3.2

3）a,b,c相初始相角分别|

CIm|0|sin（|0|）Imsin（）

a相

2*0.18sin（309030）9.45sin（309057.64）8.12KA

B相7.86KAc相0.26KA

2.2.1取基准值UB13.8kV,SB240MVA，则

3*UB

240

3*13.8

10.04kA

发电机次暂态电抗标幺值xd'

'

*

xd

SN/cos

0.216

变压器的电抗标幺值xT*

US（%）*UTN*SB100*SN*UB2

0.13

电流标幺值Im'

0.130.2162.89

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

SN200MW，UN13.8kV，cosN0.9，

0.92，xd

0.32，xd0.2

13

变压器：

SN240MVA，220kV/13.8kV，US（%）

取基准值UB13.8kV，

SB240MVA

电流基准值IB3UB

313.8

则变压器电抗标幺值xT

US%

100

UT2N

SN

发电机次暂态电抗标幺值

xdxd

UN2

cosN

0.2

次暂态电流标幺值I

xTxd

0.130.22

2.86

有名值Im22.86

10.0438.05kA

13.82

24020.13

200

0.9

24020.216

2-3-1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

（1）U010，I01

cos

10.851

32

短路前的电动势：

E0

?

U0

jxdI0

1j0.167

1.0977.4

E0U0jxdI01

j0.26932

1.166

11.3

Id01sin（41.132）0.957

Uq01cos41.10.754

Eq0Uq0xdId00.7540.2690.9571.01

Eq0Uq0xdId00.7542.260.9572.92

所以有：

E0xd

1.097/0.167

6.57

1.166/0.269

4.33

Eq0xd

1.01/0.269

3.75

Id

Eq0/xd

2.92/2.261.29

2）I

2-4-1

解:

对不计阻尼绕组的情形

rf

if

Ud

Uq

U

rid

riq

&

d

q

f

xdid

由定子三相开路：

id

=iq=0

得：

xq

iq

xad

xf

dif

dt

f0

可以解得：

rftxf

带入得：

Ud

可得：

rft

rftxfe

Uf0

f0）

rff0（1

Ua

Ub

Uc

sin

cos（120o）

sin（120o）

gUq

cost

sint

cos（t

120o）

sin（t

（1e

rftxf

cos（

sin（

120o）（1

2-5,6-1

Eqm

（1

teTd）

xdxL

uGd

xL*

uGq

E*xt

qmL（1eTd）

（1e）xdxL

2-5,6-2

励磁突增前：

I&

|0|=UG1.317.5o

jxL

E&

QU&

GJxqI&

|0|1.3550.3o

q|0|1.31cos（50.3o7.5o）50.3o0.9650.3o

q|0|1.31sin（50.3o7.5o）（50.3o90o）0.8939.3o

而E&

q|0|=U&

G+jxdI&

djxqI&

q1.8450.3

由Uf|0|0.1Uf|0|得：

Eqm0.184

Eqm（1eTd）0.136（1e0.26）xdxq

ia

0.136（1e0.26）cost

Eqm*xL（1eTd）0.027（1e0.26）xdxL

uGd0

uGa0.027（1e0.26）sint

设励磁突增前

UGa|0|2cos（t15o）ia|0|2*1.31cos（t7.5o）

iaia|0|ia2*1.31cos（t7.5o）0.136（1e0.26）cost

则有：

UGa2cos（t15o）0.027（1e0.26）sint

第三章

3-1-1

-1

X1

j0.15

60;

j0.2j0.1

X2

j60

39

j700;

j0.075

39j

700j

j17.9487

IG1

If

jj0.075

60

j4.6154;

IG2

IG3

0.5If

j1630

4.6154

6.6667

3-1-2

60j

j6.6667;

3*10.5

15.2268

21.9944

X8

X9

0.5（X1X2）X70.5（X3

X4

X6）

0.2565;

If

3.89856

11f

X1X2X8

1110.17826;

X8X21000

fX1X2X2321

57.758

X70.5（X3X4X6）

0.5（X1X2）0.5（X3X4X6）

X2X2

1000

321

10.34

3-1-3

WV~H1

1000MVA,平均额定电压为基准值；

X3

X5

2500.30210000.274;

5252

0.194

720

0.3255

600

120

0.217

0.1794

X6

i2

i3

i系

0.3734

0.174

X2X5

5.75;

if

X3X8

X3X8

X3X8

（2）f2点短路

5.75

21

158.084；

3.072;

i2f

X1X2X3

3.072

X2X3

X1X2X3

84.46

0.9247;

i3f

1.7533;

i系

0.9247

1.7533

25.423;

48.203;

X7

iB

1X10.（5X2

X70.5X4

i30.5if

0.5if

X3）

1.579;

i'

f'

0.1333

1.579

24.639；

X10.5（X2X3）

0.4053;

iG20.4053

3

6.324

X10.5（X2X3）

1000

0.7684;

iG'

30.7684

11.99

j26.6666

j10

Y

j33.3333

j20.0

3-2-1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j0.03750.3750.375j0.0338030.464791j0.101420

W1

-0.375

W2

I1

0.375

0.4647911

W3

0.464791

j0.0375

j0.033803

j0.101420

j0.047139

1-0.375-0.375

U1

1Z12

j0.038569

-0.464791

U2

2Z22

j0.055713

U3

3Z32

节点2处注入单位电流，则电流向量I1;

利用已求得的R和D1计算电压向量，得到2

节点自阻抗和互阻抗。

或者用MATLAB对Y矩阵求逆得到阻抗矩阵Z

j0.0729j0.0386

j0.0386j0.0557

j0.0557j0.0471

j0.0557

j0.0471从而得

j0.1014

Z12到Z22

Z32

j0.055713；

节点2的短路电流：

Z22

j17.95；

各节点电压：

Z12

发电机电流：

IG2IG3

0.692

0.845

IG1

1*

2*j0.075

0.307

0；

0.155

j0.462；

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？

Ia

I（0）

答：

（1）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，端口三相电压对称。

（2）由于零序电流为零，故无零序电压。

4-1-2

4-2-1解：

g

E

（1）

E

（2）

E（0）

a

2aa1

Ea

Eb

Ec

由不对称分量法变换知：

U&

Ua

（1）

Za

Ia

（1）

2a

a

（2）

Zb

2aa

Ia

（2）

a（0）

Zc

Ia（0）

=1

a2Z

baZc

aZba2Zc

Ia

（1）

aZb

aZc

a2Zc

a2ZbZc

Ia

（2）

a2Zb

ZbZc

Ia（0）

即无法得到三序独立的电压降方程。

a2

0.7887j0.4553

0.2113j0.1220j0.3333

I（0）0

I

（1）

0.7887

j0.4553

0.2276j0.3943

j2

0.2113

j0.1220

0.0610j0.1056

I

（2）

Iag

I

（1）g

0.1666j0.4999

Ib

0.1667j0.4999

0.333

ggg

UngEaIa（j2）j0.3332

1）

4-5-1解：

三绕组开路①直接接地

xI

xII

10.623

10.636.423

2零序电压标幺值为：

36.4

0.014

U（0）1030.143

（0）121

则一侧电流标幺值：

II

0.143

0.0140.12

则实际电流为：

1.349

II1.3493121

0.772kA

则二侧电流标幺值：

III

0.014则实际电流为：

III1.349

II3220

0.4251kA

公共绕组电流：

IIIIII0.7720.4251.197kA

中性点电流：

In3（0.7720.425）1.041kA

中性点电压：

Un0

②中性点经阻抗接地

xI0.124xII0.044

零序电压标幺值保持不变，为：

U（0）0.143

0.851

I0.1240.044

实际电流为：

II1.8510.487kA

二侧电流标幺值：

IIIII0.851

3220

0.268kA

IIIIII0.4870.2680.755kA中性点电流：

In3（0.4870.268）0.657kA

Un12.50.6578.21kV

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。

画出其零序等值电路

第五章不对称故障的分析计算

5-1-1

B、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

If'

a0，Uf'

bUf'

c0

转换为对称分量的表示形式为：

?

（1）If'

（2）If