电力系统暂态分析典型习题

1、.1-2、发电机F1和F2具有相同的容量，它们的额定电压分别为6.3kV和10.5kV，若以它们的额定值为基本条件的发电机电抗的标么值是相同的，问这两个发电机电抗的欧姆值的比值是多少.解：XG1*(N)XG1*SN1/UN12 XG2*(N)XG2*SN2/UN22XG1*(N)XG2*(N) XG1*SN1/UN12XG2*SN2/UN22故：XG1/ XG2UN12/ UN226.32/10.520.36GT1XLT2IIIIII50MVA10.5kVXd=0.1560MVA10.5kV/121kVUk%=10.50.4/km100km30MVA110kV/6.6kVUk%=10.51-4

2、、求：准确计算各元件电抗的标么值，基本段取I段UBI10.5kV。工程近似计算各元件电抗的标么值，SB100MVA。解：精确计算法UBI10.5kV SB100MVAUBII10.5kVUBIII7.26kV近似计算法UBUav SB100MVA1-5、某一线路上安装一台Xk%5的电抗器，其额定电流为150A，额定电压为6kV，若另一台额定电流为300A、额定电压为10kV的电抗器来代替它，并要求保持线路的电抗欧姆值不变，问这台电抗器的电抗百分数值应是多少.解：10MVA110kV/11kVUk%=10.50.4/km50kmU|0|=115 kVK(3)1-12、(1) 若短路前空载，计算短

3、路电流的周期分量及短路电流最大有效值；(2) 若A相非周期分量电流的初值为零及最大时，计算相应的B、C相非周期分量电流的初始值；(3) 若短路前变压器满负荷运行，功率因数为0.9（低压侧），计算最大非周期分量电流的初始值，并与空载时短路比较。解：归算在高压侧的参数：归算到短路点所在电压等级（低压侧）的参数为：短路电流周期分量：短路电流最大有效值：A相非周期分量电流初始值：若，则：若，则：短路前变压器满负荷运行，则：方法1：求得：即：当时，非周期分量具有最大值，其值为： =6.10kA方法2：UmIm|0|Im|0|Im- Im|0|由相量图并根据余弦定理可得非周期分量最大值：TXL1XR30M

4、VAUk%=10.50.4/km40km0.3kA6.3kVXR%=4K(3)0.08/km0.5kmXL2115kV6.3kVG1-13、设：（1）SB100MVA（2）UB=Uav （3）KM=1.8求：K点发生三相短路时的冲击电流是多少.短路电流的最大有效值是多少.短路功率是多少.简述短路冲击电流的意义，何种情况下短路，其冲击电流最大。解：所以：短路电流在最恶劣的情况下可能出现的最大瞬时值称为冲击电流，它用于检验电气设备或载流导体的动稳定。3-3、电力系统接线如图所示，元件参数标于图中，发电机均装有自动电压调节器，当K点发生三相短路时，试计算：（1） 次暂态电流初始有效值；（2） 冲击电

5、流值iM。G12×60MVAUk%=10.5110kV0.4/km60kmSs=100MVAXs=0.1K(3)2×50MW=0.125cos=0.8G2Gs解：取，则各元件参数计算如下：系统等值电路如下：0.5XG10.5XT10.5XLXsKS50km0.4/km40kmK(3)AB40km40kmS35kV3-4、电力系统接线如图所示，A系统的容量不详，只知断路器S的切断容量为3500MVA，B系统的容量为100MVA，电抗XB0.3，试计算当K点发生三相短路时的起始次暂态电流及冲击电流iM。XASXBX1X2X3X4X5K解：取，则系统的等值电路图为：图中：化简上图

6、如下：X10KX11S X9X7X8X10KXBA3-26、系统接线如图所示，当K点发生三相短路时，试计算：K（3）31.5MVAUk%=10.5150MVAXp0.3250MVAXw0.4110kV50km0.4/km40km25km30km37kV（1） 次暂态电流初始有效值；（2） 0.2秒电流有效值I0.2；（3） 短路电流稳态值I。解：取，系统等值如下所示：网络化简过程如下：X1XwX2X3X4XTXpX1XwX5X7XTXpX6X13X11X12X8X10X93-27、下图所示系统，在K点发生三相短路，试求t0、t0.6时的短路电流周期分量。K（3）无限大功率电源60MVA10.5

7、/121kVUk%=10.560MVA10.5kVXd0.12100km0.4/km115kV50km0.4/km解：各元件的参数计算如下：系统的等值电路如下所示：X3X1X2GSS XL1XGXTXL2KG5-2、图示系统中K点发生单相接地故障，试组成复合序网，图中发电机中性点经Xpg接地。XT1XgXpgKXT2XL1XL2解：正序网络图如下：XL1XT1Xg1X(1)=Xg1+XT1+XL1Uf(1)Uf|0|负序网络图如下：XL1XT1Xg2X(2)=Xg2+XT1+XL1Uf(2)零序网络图如下：XT2XL20XL10XT1Xg03XpgUf(0)X(0)=(3Xpg+Xg0+XT1

8、+XL10)/(XL20+XT2)复合序网图：X（1）Uf|0|X（2）X（0）xT1=0.12x1=0.3x2=0.2x0=0.05FXT2x1=x2=0.3单回线x0=0.7xT2=0.1x1=0.25x2=0.15x0=0.035-8、设A、B发电机暂态电势E=1.0，当在F点发生K(1)，K(2)，K(1,1)短路时，试计算故障处的A、B、C三相电流。（图中各元件参数均为归算到统一基准值后的标幺值）j0.33j0.12j0.15j0.1j0.25解：正序网络图：j0.23j0.12j0.15j0.1j0.15负序网络图：j0.053j0.12j0.35j0.1j0.03零序网络图：由各

9、序序网图可求出各序等值电抗：(1) 单相接地短路(2) 两相接地短路(3)两相短路5-10、系统接线如图所示，变压器采用-11接线方式，各元件标幺值参数标于图中，当高压母线上K点发生两相接地短路时，试求：(1)、计算短路点K处A相的电流、电压序分量；(2)、计算变压器低压侧各相短路电流和电压值，并作其相量图。xT=0.12x1=0.2x2=0.3x0=0.1K(1,1)解：计算各序等值阻抗：(1) 故障点处的电流和电压序分量：(2) 低压侧各相短路电压和电流：7-3、下述电力系统参数标幺值如下：隐极机UcXT1XLXT2，运行参数为Uc=1,发电机向系统输送功率为常数时，此系统的静态稳定极限及静态稳定储备系数Kp。解：(1)(2) (3) 7-4、某电厂有4台汽轮发电机，变压器单元机组并列运行，每台发电机的参数为：；每台变压器的参数为：。该电厂经输电线与无穷大系统并列，系统维持电压220kV。从静态稳定的角度看，在发电机额定运行的条件下，为保证有Kp=15%的储备系数，输电线的电抗允许多大.解：选取，则：7-19、一简单电力系统的等值网络如下图所示，发电机无励磁调节器，系统的有功功率极限和稳定储备系数各为多少.X2=0.5X1=1U=1=CX3=4U0=1P0=1I1I2I解