电力系统暂态分析课后答案(整理版)最新

1、.第一章1-2-1 对例 1-2，取 U B 2 110kV ， SB 30MVA ,用准确和近似计算法计算参数标幺值。解：准确计算法：选取第二段为基本段，取U B 2110kV ， SB30MVA ，则其余两段的电压基准值分别为：U B1k1U B210.5 110kV 9.5kV121U B 3U B2110k26.6kV1106.6电流基准值：I B1SB301.8kA3U B 139.5I B 2SB300.16kA3U B 23110I B3SB302.62kA3U B336.6各元件的电抗标幺值分别为：发电机：x10.2610.52300.32309.52变压器 T1 ：x20.1

2、051212300.121110231.52输电线路：x30.4 80300.0791102变压器 T2 ：x40.1051102300.211521102电抗器：x50.0562.620.46.60.3电缆线路：x60.082.5300.146.62;.11电源电动势标幺值：E1.169.5近似算法：取 SB30MVA ，各段电压电流基准值分别为：U B1 10.5kV ， I B 1301.65kA310.5U B 2115kV ， IU B36.3kV ， IB 2B 33030.15kA1153032.75 kA6.3各元件电抗标幺值：发电机：x10.2610.52300.263010

3、.52变压器 T1 ：x20.105300.131.5输电线路：x3300.0730.4 801152变压器 T2 ：x40.105300.2115电抗器：x50.0562.750.446.30.3电缆线路：x60.082.5300.1516.3211电源电动势标幺值：E1.0510.5习题 2解：（ 1）准确计算：U B 3U B (110)115kVUU B 2kB32115220209.1kV121U B1U B3115 22010.59.1kVk2 k1121242各段的电流基准值为：;.I B1SB22014.0kA3U B139.1I B2SB2200.6kA3U B 23209.

4、1SB2201.1kAI B 331153U B 3各元件的电抗标幺值分别为：发电机：x10.3010.522200.29240 0.89.12变压器 T1 ：x20.14 10.5 22200.1430029.12输电线路：x30.422302200.49209.12变压器 T2 ：x40.1422022200.122802209.12(2) 近似算法：U B110.5kV ， I B122012.10kA310.5U B 2231kV ， I B 22200.55kA3231U B3121kV ， I B 32201.05 kA3121各元件电抗标幺值：发电机：x10.302200.222

5、40 / 0.8变压器 T1 ：x20.142200.10300输电线路：x30.422302200.402312220变压器 T2 ：x40.140.11280;.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

6、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)U m2 * 6.3I m9.45KAz0.943(2)arctan xarctan 0.79757.64or0.505L0.797Ta0.005R 314 * 0.505I m|0|0ia9.45cos( t27.64o )9.45cos27.64o e 200t或 ia9.45cos(t 27.64o ) 8.37e 200tib9.45cos(t147.64o )9.45cos14

7、7.64o e 200tic9.45cos(t92.36o )9.45cos92.36o e 200t;.或：将 ua 改写成 ua2 * 6.3sin( t90o ) ，带入公式得ia9.45sin(t62.36o )9.45sin 62.36o e 200tib9.45sin(t57.64o )9.45sin 57.64o e 200tic9.45sin(t182.36o ) 9.45sin182.36o e 200t（3） a,b,c 相初始相角分别 |为 62.36 o ,57.64 o ，177.64 o ，故 a 相瞬时电流最大0.01iM I mI m * e0.00510.73

8、KA（4）由 |90|90得 =57.64 或 -122.361.3.2C I m|0| sin(|0| )I m sin()a 相90 30)9.45sin(30 90 57.64)8.12KA2 * 0.18sin(30B 相 7.86KAc 相 0.26KA2.2.1 取基准值 U B13.8kV , SB 240MVA ，则SB240I B10.04kA3 * U B3 * 13.8发电机次暂态电抗标幺值U N2* SB0.216xd*xdSN / cos U B2变压器的电抗标幺值 xT*U S (%) * U TN2* SB0.13100SNU B2电流标幺值 I m*12.890

9、.130.216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;.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I m 。发电机： SN200MW ，U N13.8kV ，cosN0.9 ，xd0.92 ，xd0.32 ，x d0.2变压器： SN240MVA ， 220kV /13.8kV ， U S (%)13解： 取基准值 U B13.8kV ， SB240MVA电流基准值 I BSB24010.04kA3U B313.8US%U 2S1313.82240则变压器电抗标幺值 xTTNB0.13100SNU B210024013

10、.82发电机次暂态电抗标幺值U N2SB13.8224020.216xdxdSNU B20.220013.82cosN0.9次暂态电流标幺值I112.86xdxT0.130.22有名值 I m22.8610.0438.05kA2-3-1 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 ， I和 I d ；（ 2）计算稳态短路电流I。?cos 1 0.85解：（ 1） U 010 ， I 0 1132?短路前的电动势：E 0U0j x d I01j 0 .167321. 0977 .4?E 0U 0jxdI 01j 0.26932 1.

11、16611.3I d 01sin(41.132 ) 0.957U q 01cos 41 .10.754Eq 0U q 0xd I d 00.7540.269 0.957 1.01Eq 0U q 0xd I d 00.7542.260.9572.92所以有：;.IE 0xd1.097 / 0.1676.57IE 0xd1.166 / 0.2694.33I dEq 0xd1.01/ 0.2693.75（2） IEq 0 / xd2.92 / 2.261.292-4-1 解 :对不计阻尼绕组的情形U drid&dqU qriq&qdU fr fi f&fdxdi dxadi fqxqiqfxadid

12、xfi f由定子三相开路：id = i q =0得：&di fU dqxadddtU q&qdxad i fU f0rfi f&fr fi fx fdi fdtU f0r ftU f 0e x f可以解得： i frfr frftU f 0e xf带入得： U dxadrfr ftrftU f0e xfU f 0 ) xadU f 0(1 e xfU qxad()rfr fr f可得：U acossin1U dU bcos(120o )sin(120 o)1g U qU ccos(120o)sin(120 o)1U 0;.U dcos tU qsintU dcos(t120o )U qsin(

13、t120o)U dcos(t120o )U qsin(t120o)U axadU f0ex fU bxadU f0exfU cxadU f 0ex fr ftU f0rftx fxfcostxadsin t(1 e)r fr ftU f0rftx fooxfcos(t120)sin(t120)(1e)xadr fr ftU f0rftx fooxfcos(t120)sin(t120)(1e)xadr f2-5,6-1Eqmti d(1eTd )xd xLi q0uGdxL *i q0tuGqxL * i dEqm * xL (1 e Td )xd xL2-5,6-2励磁突增前：&U G1.31

14、 7.5oI |0| =jx L&1.35oEQU GJx q I|0|50.3I&q|0|1.31cos(50.3o7.5o )50.3o0.96 50.3oI&q|0|1.31sin(50.3 o7.5o )(50.3o90o ) 0.8939.3o&o1.84 50.3而 Eq|0| =UG +jxd I djxq I q由 U f |0|0.1U f |0| 得：Eqm0.184;.Eqmtti dTd )(1e0.136(1 e0.26 )xd xqi q0i at0.136(1e0.26 )cos tEqm * xLttuGqTd ) 0.027(1(1ee 0.26 )xdxLu

15、Gd0tuGa0.027(1e0.26 )sin t设励磁突增前 :U Ga|0|2cos(t 15o )ia|0|2 *1.31cos(t 7.5o )tia ia |0|ia2 *1.31cos(t7.5o) 0.136(1 e 0.26 )cos t则有：t2 cos(t 15o) 0.027(1U Gae 0.26 )sin t第三章3-1-1j0.15j0.075x1j0.075j0.1-1j0.1-1j0.1;.x2-1X11j 0.15j 13;1160j0.2j 0.1X 21j391j 0.15;170013j 0.075j60? 1I39jj17.9487700?j 0.0

16、75I G 1I f 13j 4.6154;jj 0.07560?j 13I G 2I G 30.5 I f 1360j 6.6667;j 0.075j60I G14.61546015.22683 * 10.5I G26.66676021.99443 * 10.53-1-2;.x7X3+x4+x6XX-110.17826;8110.5( X1X 2 ) X 7 0.5( X 3X 4 X 6 )10.2565; I f1913.898561X 9X1 X 2X 8I G 1X 8X 21000I fX 257.758X1 X 23 21I G 2I G 3 0.5I fX 70.5( X 3

17、X 4X 6 )X110000.5( X1X 2 ) 0.5( X 3X 4 X 6 ) X 1X2 X 210.343 213-1-3(1);.;.SB1000MVA, 平均额定电压为基准值；X1250 0.30210000.274;5252X 20.1410000.194720X 30.21710000.32556000.9X 40.1210001120X 510.179411X 1X 2X 3X 8X 5X20.3734X 610.17411X 3X 2X 5i f15.75; i f5.751000158.084；X 63 21i 2i fX 3X 83.072;i 2 f3.0721

18、00084.46X 8321X 3X 11000i3i fX 3X 8X1X 2X 30.9247;i3 f0.92473 2125.423;ii X 3X 2X 31.7533;1.7533100048.203;系fX 8X1X 2X 3i 系3 21X 3(2)f 2点短路;.X 7111X1（）0.5 X 2X 3i fX 711.579;i f0.5 X 40.133310001.57924.639；321i 2i 30.5i fX 10.4053;i G2 0.405310006.324X1 0.5(X 2X 3 )3 21i B0.5i fX10.7684; i G30.76841

19、00011.99X 10.5( X 2 X 3 )3213-2-1 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。j 26.6666j10j10解： Yj10j 33.3333j10j10j10j 20.0因子表中内容为j 0.03750.3750.375 j 0.033803 0.464791 j 0.101420;.0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 20节点自阻抗和互阻抗。1W10W10- 0.3751W2I1W210.3750.464791 1W30W30.464791X 1j 0.0375W10X

20、2j 0.033803W2j0.033803X 3j 0.101420W3j 0.0471391 - 0.375- 0.375U 10U 1Z12j 0.0385691- 0.464791U 2j 0.033803U 2Z 22j 0.0557131U 3j 0.047139U 3Z32j 0.047139j 0.0729j 0.0386j 0.0557或者用 MA TLAB 对 Y 矩阵求逆得到阻抗矩阵 Zj 0.0386j 0.0557j 0.0471 从而得j 0.0557j 0.0471j 0.1014Z12j 0.038569到 Z 22j 0.055713；Z 32j 0.0471

21、39节点 2 的短路电流： I f1j17.95 ；Z22U 1Z120.692各节点电压：U 2Z 22 I f1；U 3Z 320.845U 1U 10.307U 21U 20 ；U 3U 30.155?U 1j 0.462 ；发电机电流： I G 1j 0.15?1 *U 2I G 2I G 3j 6.67 。2j 0.075;.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 )Ia?用电?I b设备U (0)Z( 0)?I c答：（ 1）负载中性点

22、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。4-1-2由不对称分量法变换知：111&Za111&U a(1)I a (1)a2a1&Zba2a1&U a(2)I a (2)aa21&Zcaa21&U a(0)I a(0)得：U&a (1)1ZaZbZcZaa2 ZbaZ cZaaZba2ZcI&a(1)&ZaaZbaZcZaZb2ZcZaa2ZbZc&U a (2)=aI a (2)&3Za2aZcZaaZb2Za ZbZc&U a(0)a Zba ZcI a (0)即无法得到三序独立的电压降方程。ggE(1)11aa2E

23、a4-2-1ga2g解：E(2)aaEbg3111gE(0)Ec11aa21aa2a13111j;.0.7887j 0.45530.2113j 0.1220j 0.3333gI(0)0ggE(1)0.7887j 0.4553I (1)0.2276j 0.3943j 2j 2ggE(2)0.2113j 0.1220I(2)0.0610j 0.1056j 2j 2ggI a111I (1)0.1666j 0.4999gga2I ba1I (2)0.1667j 0.4999gaa21g0.333I cI (0)gggU ngEaI a (j2)j0.33324-5-1 解：（ 1） 三绕组开路 直接

24、接地xIxIIxI12336.410.01410.61002xII1 10.636.42310.122100零序电压标幺值为：U (0)1030.143121则一侧电流标幺值：;.I I0.1431.3490.0140.12则实际电流为：I I1.34912030.772kA121则二侧电流标幺值：I II0.1431.3490.0140.12则实际电流为：I II1.34912030.4251kA220公共绕组电流：II I I II 0.772 0.4251.197kA中性点电流：I n3 (0.772 0.425) 1.041kA中性点电压：U n0 中性点经阻抗接地xIxIIxI0.124xII0.044零序电压标幺值保持不变，为：U (0)0.143则一侧电流标幺值：I I0.1430.8510.1240.044实际电流为：I I1.85112030.487kA121;.二侧电流标幺值：I III I0.851则实际电流为：120I II0.8510.268kA3220公共绕组电流：II II II0.4870.2680.755kA中性点电流：I n3(0.4870.268)0.657 kA中性点电压