電力系統(tǒng)暫態(tài)分析典型習題

1、.1-2、發(fā)電機F1和F2具有相同的容量，它們的額定電壓分別為6.3kV和10.5kV，若以它們的額定值為基本條件的發(fā)電機電抗的標么值是相同的，問這兩個發(fā)電機電抗的歐姆值的比值是多少.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：準確計算各元件電抗的標么值，基本段取I段UBI10.5kV。工程近似計算各元件電抗的標么值，SB100MVA。解：精確計算法UBI10.5kV SB100MVAUBII10.5kVUBIII7.26kV近似計算法UBUav SB100MVA1-5、某一線路上安裝一臺Xk%5的電抗器，其額定電流為150A，額定電壓為6kV，若另一臺額定電流為300A、額定電壓為10kV的電抗器來代替它，并要求保持線路的電抗歐姆值不變，問這臺電抗器的電抗百分數(shù)值應是多少.解：10MVA110kV/11kVUk%=10.50.4/km50kmU|0|=115 kVK(3)1-12、(1) 若短路前空載，計算短

3、路電流的周期分量及短路電流最大有效值；(2) 若A相非周期分量電流的初值為零及最大時，計算相應的B、C相非周期分量電流的初始值；(3) 若短路前變壓器滿負荷運行，功率因數(shù)為0.9（低壓側），計算最大非周期分量電流的初始值，并與空載時短路比較。解：歸算在高壓側的參數(shù)：歸算到短路點所在電壓等級（低壓側）的參數(shù)為：短路電流周期分量：短路電流最大有效值：A相非周期分量電流初始值：若，則：若，則：短路前變壓器滿負荷運行，則：方法1：求得：即：當時，非周期分量具有最大值，其值為： =6.10kA方法2：UmIm|0|Im|0|Im- Im|0|由相量圖并根據(jù)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、設：（1）SB100MVA（2）UB=Uav （3）KM=1.8求：K點發(fā)生三相短路時的沖擊電流是多少.短路電流的最大有效值是多少.短路功率是多少.簡述短路沖擊電流的意義，何種情況下短路，其沖擊電流最大。解：所以：短路電流在最惡劣的情況下可能出現(xiàn)的最大瞬時值稱為沖擊電流，它用于檢驗電氣設備或載流導體的動穩(wěn)定。3-3、電力系統(tǒng)接線如圖所示，元件參數(shù)標于圖中，發(fā)電機均裝有自動電壓調(diào)節(jié)器，當K點發(fā)生三相短路時，試計算：（1） 次暫態(tài)電流初始有效值；（2） 沖擊電

5、流值iM。G12×60MVAUk%=10.5110kV0.4/km60kmSs=100MVAXs=0.1K(3)2×50MW=0.125cos=0.8G2Gs解：取，則各元件參數(shù)計算如下：系統(tǒng)等值電路如下：0.5XG10.5XT10.5XLXsKS50km0.4/km40kmK(3)AB40km40kmS35kV3-4、電力系統(tǒng)接線如圖所示，A系統(tǒng)的容量不詳，只知斷路器S的切斷容量為3500MVA，B系統(tǒng)的容量為100MVA，電抗XB0.3，試計算當K點發(fā)生三相短路時的起始次暫態(tài)電流及沖擊電流iM。XASXBX1X2X3X4X5K解：取，則系統(tǒng)的等值電路圖為：圖中：化簡上圖

6、如下：X10KX11S X9X7X8X10KXBA3-26、系統(tǒng)接線如圖所示，當K點發(fā)生三相短路時，試計算：K（3）31.5MVAUk%=10.5150MVAXp0.3250MVAXw0.4110kV50km0.4/km40km25km30km37kV（1） 次暫態(tài)電流初始有效值；（2） 0.2秒電流有效值I0.2；（3） 短路電流穩(wěn)態(tài)值I。解：取，系統(tǒng)等值如下所示：網(wǎng)絡化簡過程如下：X1XwX2X3X4XTXpX1XwX5X7XTXpX6X13X11X12X8X10X93-27、下圖所示系統(tǒng)，在K點發(fā)生三相短路，試求t0、t0.6時的短路電流周期分量。K（3）無限大功率電源60MVA10.5

7、/121kVUk%=10.560MVA10.5kVXd0.12100km0.4/km115kV50km0.4/km解：各元件的參數(shù)計算如下：系統(tǒng)的等值電路如下所示：X3X1X2GSS XL1XGXTXL2KG5-2、圖示系統(tǒng)中K點發(fā)生單相接地故障，試組成復合序網(wǎng)，圖中發(fā)電機中性點經(jīng)Xpg接地。XT1XgXpgKXT2XL1XL2解：正序網(wǎng)絡圖如下：XL1XT1Xg1X(1)=Xg1+XT1+XL1Uf(1)Uf|0|負序網(wǎng)絡圖如下：XL1XT1Xg2X(2)=Xg2+XT1+XL1Uf(2)零序網(wǎng)絡圖如下：XT2XL20XL10XT1Xg03XpgUf(0)X(0)=(3Xpg+Xg0+XT1

8、+XL10)/(XL20+XT2)復合序網(wǎng)圖：X（1）Uf|0|X（2）X（0）xT1=0.12x1=0.3x2=0.2x0=0.05FXT2x1=x2=0.3單回線x0=0.7xT2=0.1x1=0.25x2=0.15x0=0.035-8、設A、B發(fā)電機暫態(tài)電勢E=1.0，當在F點發(fā)生K(1)，K(2)，K(1,1)短路時，試計算故障處的A、B、C三相電流。（圖中各元件參數(shù)均為歸算到統(tǒng)一基準值后的標幺值）j0.33j0.12j0.15j0.1j0.25解：正序網(wǎng)絡圖：j0.23j0.12j0.15j0.1j0.15負序網(wǎng)絡圖：j0.053j0.12j0.35j0.1j0.03零序網(wǎng)絡圖：由各

9、序序網(wǎng)圖可求出各序等值電抗：(1) 單相接地短路(2) 兩相接地短路(3)兩相短路5-10、系統(tǒng)接線如圖所示，變壓器采用-11接線方式，各元件標幺值參數(shù)標于圖中，當高壓母線上K點發(fā)生兩相接地短路時，試求：(1)、計算短路點K處A相的電流、電壓序分量；(2)、計算變壓器低壓側各相短路電流和電壓值，并作其相量圖。xT=0.12x1=0.2x2=0.3x0=0.1K(1,1)解：計算各序等值阻抗：(1) 故障點處的電流和電壓序分量：(2) 低壓側各相短路電壓和電流：7-3、下述電力系統(tǒng)參數(shù)標幺值如下：隱極機UcXT1XLXT2，運行參數(shù)為Uc=1,發(fā)電機向系統(tǒng)輸送功率為常數(shù)時，此系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限及靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)Kp。解：(1)(2) (3) 7-4、某電廠有4臺汽輪發(fā)電機，變壓器單元機組并列運行，每臺發(fā)電機的參數(shù)為：；每臺變壓器的參數(shù)為：。該電廠經(jīng)輸電線與無窮大系統(tǒng)并列，系統(tǒng)維持電壓220kV。從靜態(tài)穩(wěn)定的角度看，在發(fā)電機額定運行的條件下，為保證有Kp=15%的儲備系數(shù)，輸電線的電抗允許多大.解：選取，則：7-19、一簡單電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡如下圖所示，發(fā)電機無勵磁調(diào)節(jié)器，系統(tǒng)的有功功率極限和穩(wěn)定儲備系數(shù)各為多少.X2=0.5X1=1U=1=CX3=4U0=1P0=1I1I2I解