電力系統(tǒng)暫態(tài)分析

1、第一章電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí)1-2-1對(duì)例1-2，取Ub2=110kV,Sb=30MVA,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo)幺值。解：準(zhǔn)確計(jì)算法：選取第二段為基本段，取UB2=110kV，SB=30MVA，則其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分別為：105Ub1-k1UB2110kV_9.5kV121別為：105Ub1-k1UB2110kV_9.5kV121UB2uB3k2冊(cè)6kV6.6電流基準(zhǔn)值:B1B2Sb30、3UB1SB一，3UB239.530、3110=1.8kA=0.16kA變壓器T1:X2=0.105121211023031.52=0.121各元件的電抗標(biāo)幺值分別為:發(fā)電機(jī)：10.5230Cx1.-0

2、.262-0.32309.52輸電線路：x=0.480鯊=0.0791102變壓器T2:211030c一X4”=0.10522=0.211521102電抗器：X5=0.0562.62_30電纜線路：心.一11電源電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值：E1.169.5近似算法：取Sb=30MVA，各段電壓電流基準(zhǔn)值分別為:UB1=10.5kV，1B130310.5=1.65kAUb2=115kV，IB1303115=0.15kA30UB3=6.3kV,Ibi各元件電抗標(biāo)幺值：發(fā)電機(jī)：210.530c*x,”=0.262=0.263010.52變壓器T1:121230 x2.=0.10520.11115231.5輸電線路

3、：30 x3=0.4802-0.073115變壓器T2:115230X4“=0.10520.2111515電抗器：X5=0.05=0.44.30.330電纜線路：x=0.1516.3211TOCo1-5hz電源電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值：發(fā)電機(jī)：為=0.26匹色耳=0.32309.5變壓器T1:121230 x2.=0.1052廠0.1212110231.52輸電線路：30 x3=0.4802=0.07931102TOCo1-5hz11030變壓器T2:X4：-0.105一r-0.211521102電抗器：x-0.052.62=電纜線路：冷皿25囂2心411電源電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值：E1.169.51-3-1在例1

4、-4中，若6.3kV母線的三相電壓為:Ua-26.3cost；：匚)Ua=26.3cos(st：-120)Ua=26.3cos(it乜-120)在空載情況下f點(diǎn)突然三相短路，設(shè)突然三相短路時(shí):.=30o試計(jì)算：（1）每條電纜中流過(guò)的短路電流交流分量幅值；（2）每條電纜三相短路電流表達(dá)式；（3）三相中哪一相的瞬時(shí)電流最大，并計(jì)算其近似值；（4）為多少度時(shí)，a相的最大瞬時(shí)電流即為沖擊電流。0.7973140.505=0.005s解：（1）由例題可知：一條線路的電抗x=0.797，電阻r=0.505,阻抗*99Z=*；r+x=0.943衰減時(shí)間常數(shù)三相短路時(shí)流過(guò)的短路電流交流分量的幅值等于：1fmU

5、m26.30.943=9.45kA(2)短路前線路空載，故lm|0|=0丁0.797門“廠Ta0.005s3140.505=arctan=57.64r所以ia0ib=9.45cos(t-147.64)-9.45cos147.64e00t.：20t0ib對(duì)于abc相：a闿=27.64，a-=147.64,a申=92.36，iabc可以看出c相跟接近于90，即更與時(shí)間軸平行，所以c相的瞬時(shí)值最大。ic(t)maic（4）若a相瞬時(shí)值電流為沖擊電流，則滿足卜-|a=90=,即a=32.36或147.64。第二章同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析2-2-1一發(fā)電機(jī)、變壓器組的高壓側(cè)斷路器處于斷開(kāi)狀態(tài)，發(fā)電機(jī)空

6、載運(yùn)行，其端電壓為額定電壓。試計(jì)算變壓器高壓側(cè)突然三相短路后短路電流交流分量初始值|m。發(fā)電機(jī)：Sn=200MW，Un=13.8kV，cos-0.9，Xd=0.92，Xd=0.32，x0.2變壓器：Sn=240MVA,220kV/13.8kV，Us(%)=13解：取基準(zhǔn)值Ub=13.8kV，Sb=240MVA電流基準(zhǔn)值Ib電流基準(zhǔn)值IbSB_240.3UB一313.8=10.04kA則變壓器電抗標(biāo)幺值xTUs%U；NSB1313.82-兀:100SNUB10024024013.820.13發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值Xd.二XdUN”6-NcosNCo13.82二0.22000.92402=0.21

7、6次暫態(tài)電流標(biāo)幺值次暫態(tài)電流標(biāo)幺值=2.8611II4x.有名值G=.22.8610.04=38.05kA2-3-1例2-1的發(fā)電機(jī)在短路前處于額定運(yùn)行狀態(tài)。（1）分別用E，E和Eq計(jì)算短路電流交流分量，和Id；（2）計(jì)算穩(wěn)態(tài)短路電流I：:。一一解：（1）U|0|=1.0，I|0=1.cos0.85=1-32短路前的電動(dòng)勢(shì)：E|0=U|0|jxdi|0|=1j0.167-32=1.097.7.4E|q二u：qjXdl：0|=1j0.269/32ld0=1sin（41.132）=0.957Uq|廠1cos41.1二0.754Eq0二Uq|qXdld0|=0.7540.2690.957=1.01E

8、q0|=Uq|0Xdld|0=0.7542.260.957=2.92所以有：1二Eqxd=1.097/0.167=6.57I=E|0.xd=1.166/0.269=4.33Id=Eq|qX=1.01/0.269=3.75第四章對(duì)稱分量法即電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路1-1若有三相不對(duì)稱電流流入一用電設(shè)備，試問(wèn)：（1）改用電設(shè)備在什么情況下，三相電流中零序電流為零？（2）當(dāng)零序電流為零時(shí)，用電設(shè)備端口三相電壓中有無(wú)零序電壓?1(0)+亠U(0)Z(0)T用電*設(shè)備答：（1負(fù)載中性點(diǎn)不接地；三相電壓對(duì)稱；負(fù)載中性點(diǎn)接地，且三相負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，端口三相電壓對(duì)稱。（2）4-6-1圖4-37所示的系統(tǒng)

9、中一回線路停運(yùn)，另一回線路發(fā)生接地故障，試做出其零序網(wǎng)絡(luò)圖。解：畫(huà)出其零序等值電路第五章不對(duì)稱故障的分析計(jì)算5-1-2圖5-33示出系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)f處不對(duì)稱的情形。若已知Xf=1、Uf|0=1，由f點(diǎn)看入系統(tǒng)的X、二X、（2）=1，系統(tǒng)內(nèi)無(wú)中性點(diǎn)接地。試計(jì)算Ifa、b、c。X辺）f_、JUfl0l(?Uf(1)5Tn（1）X（2）Uf(2Xf0n(2)f(0)X（i）Xf（1）Fn(1)X2)Xf廠門)C-J7*Uf1FXffXfn(2)f(0)Uf(2n(0)（b）解：正負(fù)零三序網(wǎng)如圖（a）,各序端口的戴維南等值電路如圖（a）單相短路，復(fù)合序網(wǎng)圖如圖（c）Uf(2)n(0)(c)則：I(1)=I

10、二I(0)Uf0=0.5(b)X、XfX.(2)/XfXf5-1-3圖5-34示出一簡(jiǎn)單系統(tǒng)。若在線路始端處測(cè)量乙=Uag.Ta、Zb=Ubg.Tb、Zc=UcgIC。試分別作出f點(diǎn)發(fā)生三相短路和三種不對(duì)稱短路時(shí)Za|、Zb、Zc和，（可取0、0.5、1）的關(guān)系曲線，并分析計(jì)算結(jié)果。解：其正序等值電路:2-1已知圖3-35所示的變壓器星形側(cè)B、C相短路的I：。試以*f為參考向量繪制出三角形側(cè)線路上的三相電流相量：（1）對(duì)稱分量法；（2）相分量法。1、對(duì)稱分量法IaIaIcb(2)b(1)IA(1)Ic(2)Ia(2)Ia(1)Ic(1)IA(2)IbIA(1)_1aa2l(I：1aa2!-01

11、12112*1IA(2)=1aaIB=1aaIf*33IA(0)I111IC111一L-If一3/一If323If三角側(cè)零序無(wú)通路，不含零序分量,則：Ia=Ia(1)+Ia(2)*lb=Ib(1)+Ib(2)|c=Ic(1)+Ic(2)2、相分量法電流向量圖：其中相電流la與相電流I:同相位，lb與IB、I:與|;同相位。1且IaI:、Ibv3、IJ3化為矩陣形式為:Ia-Ib=i。原副邊匝數(shù)比N:NB-11二13I-10【r1Ia*11-10【丁1I:1-1b01-1IB01-10110-一100-1第六章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題概述和各元件的機(jī)電特性2-2若在例6-2中的發(fā)電機(jī)是一臺(tái)凸極機(jī)。其參

12、數(shù)為:SN=300MW，UN=18kV，cosN二0.875，xd=1.298，Xq=0.912，x0.458試計(jì)算發(fā)電機(jī)分別保持Eqf，Eq,，Uq0|為常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)的功率特性。F0,cos匕解：（1）取基準(zhǔn)值SB阻抗參數(shù)如下:XdXqXdjIXqVjgEUqIdUdEqjIXjI(XtXl)Ug220=250MVA,Ub(h0)=115kV,UB(220)=115百九2893000.875250孚(242f209.丿=1.260209kV，則250i24212=0.912300/(209丿0.875二0.892小250242弓二0.45813002090.875=0.448乂門=0.14

13、250竺360209=0.130Si訃迴4空;360209=0.108=0.235xd-xdXe二二0.921(2)正常運(yùn)行時(shí)的Ugr,E|0，Eqq,Eq|：TOCo1-5hz250115R1,Q0=1tg(cos0.98)=0.2,U1250115由凸極機(jī)向量圖得：令Us=1.0，則：I=(P-jQ。)U；二(1-j0.2)1.0丄1.0198.-11.3099Eqh二UsjXqS=1.0j1.365(1-j0.2)=1ld=Isin(、.J=1.0198sin(46.997411.3099)=0.8677Eq10=Eq|0Id(Xd-Xq)=1.86650.8677(1.733-1.36

14、5)=2.1858*E|0|二Usjxd、l=10j0.921(1-QQEq0二Ecos(-、)=1.5002cos(47.00-37.8736)=1.4812Ug|0|二Usjxel=1.0j0.473(1-j0.2)=與例題6-2Ug|0|=(UQUXe)2(獸)2-、(10.20.473)2(0.473)2=1.193Eq=fx|d故障切除后解：正常運(yùn)行時(shí)：Xdi0.8,由例7-1r二，計(jì)算電流I=(P0-jQ0)U根據(jù)末端功率電壓(此處未知末端參數(shù))例7-1E=Ujlx=RmaxXd1.14620.8=1.4328P、0二arcsin=33.9416PlmaxP=0.8由于三相短路x.)=0Phmax=0Phmax=0故障中的xh二：，即三相短路切斷了系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)的聯(lián)系。此時(shí)11462故障切除后：x皿=1.1,Pmmax二=1.04201.1、h=180-arc