長(zhǎng)理暫態(tài)作業(yè)(總)[資料教育]

1、作業(yè)（一）1、什么叫無(wú)限大功率電源？實(shí)際工作中在什么條件下可以將實(shí)際的有限功率電源視為無(wú)限大功率電源？2、無(wú)限大功率電源供電情況下突然發(fā)生三相短路時(shí)，定子短路電流中有那兩種分量。3、在不計(jì)短路回路電阻的情況下突然三相短路時(shí)，短路電流中非周期分量取得最大值的條件是什么？短路電流中非周期分量取得最小值的條件是什么？三相非周期分量能否同時(shí)取得最大值或最小值？4、什么叫短路沖擊電流？在不計(jì)同步發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻時(shí)，機(jī)端短路沖擊電流取得最大值的條件是什么？對(duì)于12MW以上發(fā)電機(jī)組，計(jì)算發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路沖擊電流時(shí)，沖擊系數(shù)應(yīng)取多少？5、什么叫短路電流的最大有效值？短路電流的最大有效值如何計(jì)算？6、供電

2、系統(tǒng)如下圖所示，各元件參數(shù)如下：線路L：長(zhǎng)50Km,；變壓器T：。假定供電點(diǎn)電壓為106.5KV，保持恒定，當(dāng)空載運(yùn)行時(shí)變壓器低壓母線發(fā)生三相短路，試計(jì)算：（1） 短路點(diǎn)短路電流周期分量，沖擊電流，短路電流最大有效值的有名值；（2） 當(dāng)A相非周期分量電流有最大值或零初始值時(shí)，相應(yīng)的B相及C相非周期電流的初始值。 7、隱極式同步發(fā)電機(jī)的額定電壓為10.5KV，額定容量為100MW，額定功率因數(shù)為0.85，電抗。發(fā)電機(jī)空載情況下機(jī)端突然發(fā)生三相短路，試計(jì)算（1）短路電流周期分量的起始有效值和穩(wěn)態(tài)有效值。（2）短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)A相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)，定子三相繞組中非周期分量的起始值。作業(yè)（一）參考答案

3、1、什么叫無(wú)限大功率電源？實(shí)際工作中在什么條件下可以將實(shí)際的有限功率電源視為無(wú)限大功率電源？答：電壓和頻率保持恒定的電源稱為無(wú)限大功率電源。（因?yàn)楫?dāng)電源的功率無(wú)限大時(shí)，任何干擾（包括短路故障）引起的有功功率波動(dòng)相對(duì)于電源的無(wú)限大功率而言都可忽略不計(jì)，所以電源的頻率不因干擾而波動(dòng)；又由于無(wú)限大功率電源可以看作由無(wú)限個(gè)有限功率電源并聯(lián)而成，由于有限功率電源的內(nèi)阻抗是有限的根據(jù)戴維南定理，無(wú)限大功率電源的內(nèi)阻抗為無(wú)限個(gè)有限功率電源的內(nèi)阻抗的并聯(lián)值，顯然為零，當(dāng)電源的內(nèi)阻抗為零時(shí)，該電源為恒壓源，所以電壓保持不變）。實(shí)際工作中，當(dāng)實(shí)際電源內(nèi)阻抗在短路回路總阻抗中所占比例小于10時(shí)，該電源就可以視為無(wú)限

4、大功率電源。（因?yàn)殡娫磧?nèi)阻抗小，短路時(shí)電源端電壓變化不大，可視為不變，即該電源可視為無(wú)限大功率電源）。2、無(wú)限大功率電源供電情況下發(fā)生三相短路時(shí)，定子電流中有那兩種分量。答：定子電流中包含有基頻周期分量和非周期分量。（其中基頻周期分量由電源電壓產(chǎn)生，為強(qiáng)迫分量；非周期分量是為了維持短路前后電流瞬時(shí)值不變而感應(yīng)產(chǎn)生的自由分量）3、在不計(jì)短路回路電阻的情況下突然發(fā)生三相短路時(shí)，短路電流中非周期分量取得最大值的條件是什么？短路電流中非周期分量取得最小值的條件是什么？三相非周期分量能否同時(shí)取得最大值或有效值？答：短路電流非周期分量取得最大值的條件為短路前空載，短路發(fā)生在該相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)。（因?yàn)槿绻?/p>

5、電壓，則在不計(jì)電阻的情況下阿，短路后短路電流周期分量，當(dāng)短路前空載時(shí)有，如要使取得最大值，則，即，此時(shí)）短路電流取得最小值的條件為或短路瞬間相量與橫軸平行。當(dāng)短路發(fā)生在空載時(shí)上述條件為，即或（2700）。三相非周期分量不能同時(shí)取得最大值或最小值。（因?yàn)楫?dāng)A相非周期分量取得最大值時(shí)，此時(shí)；。同理可以證明三相非周期分量也不能同時(shí)取得最小值）4、什么叫短路沖擊電流？在不計(jì)同步發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻時(shí)，機(jī)端短路沖擊電流取得最大值的條件是什么（題目此句話不嚴(yán)密，因?yàn)闆_擊電流就是最惡劣短路條件下的最大瞬時(shí)值，應(yīng)該為機(jī)端短路沖擊電流出現(xiàn)的條件是什么）？對(duì)于12MW以上的發(fā)電機(jī)組，計(jì)算發(fā)電機(jī)機(jī)端短路沖擊電流時(shí)沖

6、擊系數(shù)應(yīng)取多少？答：最惡劣短路條件下，短路電流的最大瞬時(shí)值稱為短路沖擊電流。在不計(jì)同步發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻時(shí)，機(jī)端短路沖擊電流出現(xiàn)的條件是短路前空載，短路發(fā)生在某相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)。取1.9。5、什么叫短路電流的最大有效值？短路電流的最大有效值如何計(jì)算？答：最惡劣短路條件下，短路電流有效值的最大值稱為短路電流的最大有效值。短路電流的最大有效值可以按式計(jì)算，對(duì)于12MW以上的發(fā)電機(jī)機(jī)端短路時(shí)，1.9；其它情況下1.8。6、供電系統(tǒng)如下圖所示，各元件參數(shù)如下： 線路L：長(zhǎng)50Km,；變壓器T：。假定供電點(diǎn)電壓為106.5KV保持恒定，當(dāng)空載運(yùn)行時(shí)變壓器低壓母線發(fā)生三相短路，試計(jì)算：（1）短路點(diǎn)短路

7、電流周期分量，沖擊電流，短路電流最大有效值的有名值；（2）當(dāng)A相非周期分量電流有最大值或零值時(shí)，相應(yīng)的B相及C相非周期電流的初始值。解：1、畫等值電路并計(jì)算元件參數(shù)將參數(shù)歸算到10KV（因?yàn)橐笄蠖搪伏c(diǎn)的電流有名值）2、計(jì)算短路點(diǎn)短路電流周期分量（有效值），沖擊電流，短路電流最大有效值的有名值周期分量（有效值） 沖擊電流 短路電流最大有效值 3、計(jì)算A相非周期分量電流有最大值或零值時(shí)，相應(yīng)的B相及C相非周期電流的初始值A(chǔ)相非周期分量電流有最大值時(shí)，相應(yīng)的B相及C相非周期電流的初始值：將A相非周期分量取得最大值的條件、代入得：時(shí)，、時(shí)，、A相非周期分量電流有最小值時(shí)，相應(yīng)的B相及C相非周期電流的

8、初始值：將A相非周期分量取得最小值的條件、代入得：時(shí)，、時(shí)，、7、隱極式同步發(fā)電機(jī)的額定電壓為10.5KV，額定容量為100MW，額定功率因數(shù)為0.85，電抗。發(fā)電機(jī)空載情況下機(jī)端發(fā)生三相短路，試計(jì)算： （1）短路電流周期分量的起始有效值和穩(wěn)態(tài)有效值； （2）短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)A相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)，定子三相繞組中非周期分量的有效值。解： 以下采用標(biāo)幺制計(jì)算，(也可采用有名制計(jì)算)取發(fā)電機(jī)額定電壓為基準(zhǔn)電壓，發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)容量，則電流基準(zhǔn)值，發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值為。（1）計(jì)算短路電流周期分量的起始有效值和穩(wěn)態(tài)有效值因?yàn)槎搪非翱蛰d，所以發(fā)電機(jī)的空載電動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值，短路電流周期分量起始有效值;短路電流

9、周期分量穩(wěn)態(tài)有效值。（2）短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)A相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)，定子三相繞組中非周期分量的起始值。由于短路前空載，當(dāng)短路發(fā)生在A相電壓瞬時(shí)值過(guò)零時(shí)，定子A相繞組非周期分量的起始值為其周期分量起始值的幅值，即；B、C兩相的非周期分量起始值分別為、。（理由見6題答案）作業(yè)（二）1、凸極式同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中，那些電感系數(shù)為常數(shù)？那些電感系數(shù)是變化的？變化的原因是什么？2、Park變換是一種等效變換，其等效體現(xiàn)在何處？Park變換的規(guī)律是什么？3、發(fā)電機(jī)的參數(shù)和正常運(yùn)行時(shí)以發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)的端電壓、端電流標(biāo)幺值以及功率因數(shù)如下圖所示，若發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓不變，試計(jì)算發(fā)電機(jī)機(jī)端短路時(shí)短路電流周期分

10、量起始有效值和穩(wěn)態(tài)有效值的有名值。4、用近似計(jì)算法計(jì)算下圖所示網(wǎng)絡(luò)中f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路電流周期分量起始有效值和各發(fā)電機(jī)所提供的短路電流周期分量起始有效值，以及短路點(diǎn)和發(fā)電機(jī)支路的短路沖擊電流和最大有效值電流。5、用單位電流法計(jì)算下圖所示網(wǎng)絡(luò)中各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移阻抗。（圖中各元件參數(shù)為標(biāo)幺值）作業(yè)（二）參考答案1、凸極式同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中，那些電感系數(shù)為常數(shù)？那些電感系數(shù)是變化的？變化的原因是什么？答：凸極式同步發(fā)電機(jī)原始磁鏈方程中轉(zhuǎn)子繞組的自感系數(shù)和轉(zhuǎn)子各繞組之間的互感系數(shù)是常數(shù)；定子繞組的自感系數(shù)、定子繞組之間的互感系數(shù)以及定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間互感系數(shù)都是變化的。

11、定子繞組的自感系數(shù)、定子繞組之間的互感系數(shù)變化的原因是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子繞組的自感磁通和互感磁通所經(jīng)過(guò)的磁路的磁阻隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)而變化。定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間互感系數(shù)變化的原因是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組之間的相對(duì)位置隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)而周期性改變。2、Park變換是一種等效變換，其等效體現(xiàn)在何處？Park變換的規(guī)律是什么？答：Park變換的等效體現(xiàn)在變換前后它們所產(chǎn)生的發(fā)電機(jī)氣隙合成磁場(chǎng)不變。Park變換的規(guī)律是定子繞組中的非零序電氣分量變換為d、q中電氣量，并且其中的周期分量變換為d、q繞組中非周期分量，其中的非周期分量變換為d、q繞組中的周期分量；定子繞組中的零序性電氣分量變換為0軸繞組中

12、的電氣量，其中的周期分量變換為0繞組中非周期分量，其中的非周期分量變換為0繞組中的周期分量。3、發(fā)電機(jī)的參數(shù)和正常運(yùn)行時(shí)以發(fā)電機(jī)額定值為基準(zhǔn)的端電壓、端電流標(biāo)幺值以及功率因數(shù)如下圖所示，若發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓不變，試計(jì)算發(fā)電機(jī)機(jī)端短路時(shí)短路電流周期分量起始有效值和穩(wěn)態(tài)有效值的有名值。解：取發(fā)電機(jī)額定電壓和額定容量作為基準(zhǔn)值，即,則電流的基準(zhǔn)值為短路前發(fā)電機(jī)的空載電動(dòng)勢(shì)和次暫態(tài)電動(dòng)勢(shì)的標(biāo)幺值分別為： 穩(wěn)態(tài)短路電流有效值的標(biāo)幺值和短路電流周期分量起始有效值的標(biāo)幺值分別為： 穩(wěn)態(tài)短路電流有效值和短路電流周期分量起始有效值的有名值分別為： 4、用近似計(jì)算法計(jì)算下圖所示網(wǎng)絡(luò)中f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)，短路點(diǎn)的短路

13、電流周期分量起始有效值和各發(fā)電機(jī)所提供的短路電流周期分量起始有效值，以及短路點(diǎn)和發(fā)電機(jī)支路的短路沖擊電流和最大有效值電流。解： 1、計(jì)算各元件的電抗標(biāo)幺值取，則有：、2、計(jì)算短路點(diǎn)和各發(fā)電機(jī)供給的短路電流以及短路點(diǎn)和各發(fā)電機(jī)支路的沖擊電流和最大有效值電流對(duì)構(gòu)成的三角形接線進(jìn)行星形三角形變換后的等值電路和最后的等值電路如下圖所示，由圖可得 短路點(diǎn)短路電流周期分量的標(biāo)幺值和有效值、沖擊電流、最大有效值電流的有名值為： 、 再根據(jù)電路的對(duì)稱性可得各發(fā)電機(jī)支路的電流的有效值、沖擊電流和最大有效值電流如下：、5、用單位電流法計(jì)算下圖所示網(wǎng)絡(luò)中各電源與短路點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)移阻抗。（圖中各元件參數(shù)為標(biāo)幺值）解：

14、在下圖中設(shè)電流，則 由此可得： 、作業(yè)（三）1、對(duì)稱分量法能否應(yīng)用于分析非線性電力系統(tǒng)的不對(duì)稱短路？為什么？2、應(yīng)用對(duì)稱分量法分析不對(duì)稱短路時(shí)必須選擇基本相？什么叫基本相？基本相如何選擇？3、電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，哪點(diǎn)的負(fù)序電壓最高？哪點(diǎn)的正序電壓最高？為什么？4、電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：當(dāng)電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式時(shí)，如果變電站或發(fā)電廠中有多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，則任何情況下都只將一臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)接地，其他變壓器不接地。這樣規(guī)定的目的是什么？（從系統(tǒng)運(yùn)行方式變化對(duì)零序電流的分布和對(duì)零序電流大小的影響方面進(jìn)行論述）5、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生兩相接地短路與發(fā)生兩相短路時(shí)故障處短路電流的關(guān)系

15、式如何？6、理論上講電力系統(tǒng)的三相短路電流是否總大于其他各種類型短路時(shí)的短路電流？如果不是，那為什么都把三相短路電流作為電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)的依據(jù)？7、已知電力系統(tǒng)的接線方式如下：作f點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)，并計(jì)算其參數(shù)（）。8、已知電力系統(tǒng)的接線如下：畫出f點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)的零序等值電路。9、利用對(duì)稱分量法分析接線變壓器星形側(cè)發(fā)生BC兩相短路時(shí)，三角形側(cè)各相電流的大小和相位,并作相量圖。（變壓器的變比為1:1）作業(yè)（三）參考答案1、對(duì)稱分量法能否應(yīng)用于分析非線性電力系統(tǒng)的不對(duì)稱短路？為什么？答：對(duì)稱分量法不能用于分析非線性電力系統(tǒng)的的不對(duì)稱短路。因?yàn)閷?duì)稱分量法實(shí)際上是把不對(duì)稱短路時(shí)的電壓

16、、電流分解為正序分量、負(fù)序分量和零序分量，然后利用各序分量的相互獨(dú)立性和疊加原理分別進(jìn)行計(jì)算，然后再合成得到不對(duì)稱短路時(shí)的各相電流和電壓。即不對(duì)稱分量法的理論基礎(chǔ)之一是疊加原理，而疊加原理只適用于線性電路，所以不能用對(duì)稱分量法分析非線性電力系統(tǒng)的不對(duì)稱短路。2、應(yīng)用對(duì)稱分量法分析不對(duì)稱短路時(shí)必須選擇基本相，什么叫基本相？基本相如何選擇？ 答：用對(duì)稱分量法分析計(jì)算不對(duì)稱短路時(shí)，以那一相的序分量電壓、電流作為未知數(shù)列方程或作復(fù)合序網(wǎng)進(jìn)行分析就算，那一相就是分析計(jì)算的基本相。通常選擇特殊相作為分析計(jì)算的基本相。3、電力系統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，哪點(diǎn)的負(fù)序電壓最高？哪點(diǎn)的正序電壓最高？為什么？ 答：電力系

17、統(tǒng)發(fā)生不對(duì)稱短路時(shí)，故障點(diǎn)的負(fù)序電壓、零序電壓最高。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)無(wú)負(fù)序電動(dòng)勢(shì)和零序電動(dòng)勢(shì)，不對(duì)稱短路時(shí)，故障處三相電壓不對(duì)稱分解出的負(fù)序電壓和零序電壓是電力系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)序電流和零序電流的唯一原因，所以故障處的負(fù)序電壓和零序電壓最高。4、電力系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定：當(dāng)電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式時(shí)，如果變電站或發(fā)電廠中有多臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行，則任何情況下都只將一臺(tái)變壓器的中性點(diǎn)接地，其他變壓器不接地。這樣規(guī)定的目的是什么？（從系統(tǒng)運(yùn)行方式變化對(duì)零序電流的分布和對(duì)零序電流大小的影響方面進(jìn)行論述） 答：這樣規(guī)定的目的是為了減小系統(tǒng)運(yùn)行方式變化對(duì)零序電流分布和零序電流大小的影響。因?yàn)榱阈螂娏鞯姆植純H取決于中

18、性點(diǎn)接地的變壓器的數(shù)量和位置，只要保持中性點(diǎn)接地的變壓器的數(shù)量和位置不變，零序電流的分布就不變。此外零序電流的大小在單相接地短路時(shí)為；兩相短路接地時(shí)為,當(dāng)運(yùn)行方式改變時(shí)，如果中性點(diǎn)接地的變壓器的數(shù)量和位置不改變，則保持不變，零序電流只隨正序等值阻抗的變化而變化，變化幅度較小。5、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生兩相接地短路與發(fā)生兩相短路時(shí)故障處短路電流的關(guān)系式如何？ 答：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生兩相短路接地（金屬性）與發(fā)生兩相短路（金屬性）流過(guò)故障處的短路電流的大小相等。因?yàn)閮上喽搪窌r(shí)，,兩相短路接地時(shí),中性點(diǎn)不接地時(shí),。6、理論上講電力系統(tǒng)的三相短路電流是否總大于其他各種類型短路時(shí)的短路電流？如果不是，那為

19、什么一般情況下把三相短路電流作為電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)的依據(jù)？ 答：理論上講電力系統(tǒng)的三相短路電流并不是總大于其他各種類型短路時(shí)的短路電流，例如在的情況下，單相接地短路電流和兩相短路接地時(shí)的短路電流就大于三相短路電流。實(shí)際工作中之所以一般情況下把三相短路電流作為電氣設(shè)備選擇校驗(yàn)的依據(jù)是因?yàn)閷?shí)際的電力系統(tǒng)中一般都有，而在這種情況下三相短路電流最大。7、已知電力系統(tǒng)的接線方式如下：作f點(diǎn)發(fā)生單相接地短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)，并計(jì)算其參數(shù)（）。解： 1、繪制三序等值電路2、計(jì)算各元件參數(shù)標(biāo)幺值（?。?）變壓器的各序參數(shù)、2）發(fā)電機(jī)的各序參數(shù)、3）線路的各序參數(shù)、3、計(jì)算由于不計(jì)負(fù)荷影響并認(rèn)為各發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)相等且

20、同相位，所以正常情況下，系統(tǒng)中無(wú)電流流通，系統(tǒng)各點(diǎn)電壓等于發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)，即；由正序等值電路可得；由負(fù)序等值電路可得；由零序等值電路可得。4、單相短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)如下： 8、已知電力系統(tǒng)的接線如下：畫出f點(diǎn)發(fā)生接地短路時(shí)的零序等值電路。解：根據(jù)上圖先作零序電流分布圖,根據(jù)零序電流分布圖即可作出零序等值電路如下：9、利用對(duì)稱分量法分析接線變壓器星形側(cè)發(fā)生BC兩相短路時(shí)，三角形側(cè)各相電流的大小和相位,并作相量圖。（變壓器的變比為1:1）解： 1、兩相短路時(shí)的復(fù)合序網(wǎng)如下：2、作兩側(cè)電流相量圖如下：3、三角形側(cè)各相電流的大小和相位 由相量圖可以看到，如以星形側(cè)a相電壓作參考相量，則三角形側(cè)各相電流為

21、： 、其大小分別為： 、。第四次作業(yè)1、什么叫電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和靜態(tài)穩(wěn)定性？分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的方法各是什么？2、已知電力系統(tǒng)狀態(tài)方程的特征方程為：此系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的還是不穩(wěn)定的？如果不穩(wěn)定將以什么方式失去穩(wěn)定？3、電力系統(tǒng)并列運(yùn)行靜態(tài)穩(wěn)定性、異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性以及電力系統(tǒng)電壓靜態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)用判據(jù)是什么？4、提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行靜態(tài)穩(wěn)定性的措施有那些？5、簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定的條件是什么？6、提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的措施有那些？7、以下圖所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生三相短路為例，作圖說(shuō)明快速切除故障對(duì)電力系統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。（假定發(fā)電機(jī)空載電動(dòng)勢(shì)

22、保持不變）8、在上圖所示的電力系統(tǒng)中，已知以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的各元件的電抗和系統(tǒng)電壓標(biāo)幺值為：假定發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)，且空載電動(dòng)勢(shì)。計(jì)算正常運(yùn)行和切除一回線路后的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)？并說(shuō)明其是否符合要求。9、計(jì)算下圖所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的極限切除角。已知以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的各元件的電抗和系統(tǒng)電壓標(biāo)幺值為：10、為提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性，對(duì)于重要的高壓輸電線路通常采用分相控制的斷路器和綜合重合閘裝置，以下面的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生單相短路為例說(shuō)明采用單相重合閘可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的原理。11、在題10的電力系統(tǒng)中，畫出在f點(diǎn)發(fā)生三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相

23、短路時(shí)功角特性曲線的示意圖，并對(duì)其原因進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。第四次作業(yè)參考答案1、什么叫電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性和靜態(tài)穩(wěn)定性？分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的方法各是什么？答：電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性指正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)在受到小干擾作用，當(dāng)干擾消失后，不發(fā)生自發(fā)性振蕩和非周期性失步，自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)運(yùn)行點(diǎn)穩(wěn)定運(yùn)行的能力。能則稱系統(tǒng)在原來(lái)運(yùn)行點(diǎn)的運(yùn)行是靜態(tài)穩(wěn)定的；否則在原來(lái)運(yùn)行點(diǎn)的運(yùn)行靜態(tài)不穩(wěn)定。電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性指正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用，在干擾消失或不消失情況下，電力系統(tǒng)保持同步運(yùn)行的能力。能保持同步運(yùn)行則稱系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定，否則暫態(tài)不穩(wěn)定。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的分析方法是小干擾法；電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的分析方法是

24、分段計(jì)算法和改進(jìn)歐拉法等非線性微分方程的數(shù)值解法。2、已知電力系統(tǒng)狀態(tài)方程的特征方程為：此系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的還是不穩(wěn)定的？如果不穩(wěn)定將以什么方式失去穩(wěn)定？答： 根據(jù)特征方程做勞斯陣列如下：1 3 104 81 1032 根據(jù)勞斯判據(jù)可知，特征方程有一個(gè)正實(shí)根，當(dāng)系統(tǒng)受到小干擾作用時(shí)，將非周期性地失去穩(wěn)定。3、電力系統(tǒng)并列運(yùn)行靜態(tài)穩(wěn)定性、異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性以及電力系統(tǒng)電壓靜態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)用判據(jù)是什么？答：1） 電力系統(tǒng)并列運(yùn)行靜態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)用判據(jù)為：穩(wěn)定，否則不穩(wěn)定。2） 異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行靜態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)用判據(jù)為：穩(wěn)定，否則不穩(wěn)定。3） 電力系統(tǒng)電壓靜態(tài)穩(wěn)定性的實(shí)用判據(jù)是：穩(wěn)定，否則不穩(wěn)定。4、

25、提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行靜態(tài)穩(wěn)定性的措施有那些？答：提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行靜態(tài)穩(wěn)定性的根本措施是縮短“電氣距離”，具體的措施有： 1）采用分裂導(dǎo)線2）線路串聯(lián)電力電容器；4） 采用先進(jìn)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置；5） 提高輸電線路的電壓等級(jí)；6） 改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和選擇適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)運(yùn)行方式；等。5、簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定的條件是什么？答：簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定的條件是受擾運(yùn)動(dòng)中加速面積小于最大減速面積。6、提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的措施有那些？答：電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的條件是受擾運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，加速面積小于最大減速面積，所以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施就是設(shè)法減小加速面積或增大最大減速面

26、積。具體措施有：快速切除故障（它可以減小加速面積，增大最大減速面積）；輸電線路采用重合閘（在重合成功的情況下，可以增大最大減速面積）；電氣制動(dòng)（減小加速面積）；中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地（減小加速面積）；快速關(guān)閉汽門（由于調(diào)速裝置慣性作用以及汽容比影響，這種方法主要是增大最大減速面積）；水輪發(fā)電機(jī)切機(jī)（主要是減小加速面積，增大最大減速面積）；發(fā)電機(jī)裝設(shè)強(qiáng)行勵(lì)磁裝置（提高故障情況下的功率極限，減小加速面積）；此外當(dāng)系統(tǒng)失去同步時(shí)，還可以采取系統(tǒng)解列、同步發(fā)電機(jī)異步運(yùn)行和再同步的措施來(lái)使系統(tǒng)盡快恢復(fù)同步運(yùn)行。7、以下圖所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生三相短路為例，作圖說(shuō)明快速切除故障對(duì)電力系

27、統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。（假定發(fā)電機(jī)空載電動(dòng)勢(shì)保持不變）答：根據(jù)發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行、故障切除后的等值電路和事故情況下的正序等值電路，可得正常運(yùn)行、故障時(shí)以及故障切除后的發(fā)電機(jī)功角特性曲線分別如下圖PI、PII、PIII所示。圖1為故障切除速度較慢的情況，圖2為故障切除速度較快的情況，顯然故障切除速度快時(shí)，加速面積減小，而最大減速面積增大，根據(jù)電力系統(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的條件可知，快速切除故障有利于提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。8、在上圖所示的電力系統(tǒng)中，已知以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的各元件的電抗和系統(tǒng)電壓標(biāo)幺值為：假定發(fā)電機(jī)為隱極機(jī)，且空載電動(dòng)勢(shì)。計(jì)算正常運(yùn)行和切除一回線路后的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系

28、數(shù)？并說(shuō)明其是否符合要求。解： 1、根據(jù)正常運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算發(fā)電機(jī)的空載電動(dòng)勢(shì)因?yàn)?將 、U=1.0、代入上式得：2、計(jì)算正常運(yùn)行時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù) (1520)滿足要求。3、計(jì)算切除一回線路時(shí)的靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)(10)滿足要求。9、計(jì)算下圖所示簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的極限切除角。已知以發(fā)電機(jī)額定容量為基準(zhǔn)的各元件的電抗和系統(tǒng)電壓標(biāo)幺值為：解：1)利用同步發(fā)電機(jī)的正常運(yùn)行狀態(tài)計(jì)算發(fā)電機(jī)的空載電動(dòng)勢(shì)取系統(tǒng)電壓作為參考相量，則電壓降落的縱分量為;電壓降落的橫分量為.電壓相量圖如下：根據(jù)相量圖可得： 將 、U=1.0、代入上式得：2）計(jì)算同步發(fā)電機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的功角特性正常運(yùn)行時(shí)：故障情況

29、下：故障切除后：3）計(jì)算極限切除角 將 （弧度）、（弧度） 代入 得： 10、為提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性，對(duì)于重要的高壓輸電線路通常采用分相控制的斷路器和綜合重合閘裝置，以下面的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)f點(diǎn)發(fā)生單相短路為例說(shuō)明采用單相重合閘可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的原理。解：1）同步發(fā)電機(jī)在各種運(yùn)行狀態(tài)下的功角特性正常運(yùn)行時(shí)：故障情況下：切除三相線路后：切除單相線路后：2）三相重合閘和單相重合閘情況下的加速面積和最大減速面積由圖可以看到采用單相重合閘減小了加速面積，從而有利于提高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的暫態(tài)穩(wěn)定性。11、在題10的電力系統(tǒng)中，畫出在f點(diǎn)發(fā)生三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相短路時(shí)功

30、角特性曲線的示意圖，并對(duì)其原因進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。解： 由于故障情況下發(fā)電機(jī)的功角特性為： 根據(jù)正序增廣網(wǎng)絡(luò)可知，在各種短路情況下，發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的聯(lián)系電抗分別為：三相短路：兩相短路接地：兩相短路：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪罚猴@然有，所以各種短路情況下發(fā)電機(jī)的功角特性曲線如下：作業(yè)（一）1、什么叫無(wú)限大功率電源？實(shí)際工作中在什么條件下可以將實(shí)際的有限功率電源視為無(wú)限大功率電源？2、無(wú)限大功率電源供電情況下突然發(fā)生三相短路時(shí)，定子短路電流中有那兩種分量。3、在不計(jì)短路回路電阻的情況下突然三相短路時(shí)，短路電流中非周期分量取得最大值的條件是什么？短路電流中非周期分量取得最小值的條件是什么？三相非周期分量能否同時(shí)取得最

31、大值或最小值？4、什么叫短路沖擊電流？在不計(jì)同步發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻時(shí)，機(jī)端短路沖擊電流取得最大值的條件是什么？對(duì)于12MW以上發(fā)電機(jī)組，計(jì)算發(fā)電機(jī)機(jī)端三相短路沖擊電流時(shí)，沖擊系數(shù)應(yīng)取多少？5、什么叫短路電流的最大有效值？短路電流的最大有效值如何計(jì)算？6、供電系統(tǒng)如下圖所示，各元件參數(shù)如下：線路L：長(zhǎng)50Km,；變壓器T：。假定供電點(diǎn)電壓為106.5KV，保持恒定，當(dāng)空載運(yùn)行時(shí)變壓器低壓母線發(fā)生三相短路，試計(jì)算：短路點(diǎn)短路電流周期分量有效值、短路沖擊電流、短路電流最大有效值的有名值；當(dāng)A相非周期分量電流有最大值或零初始值時(shí)，相應(yīng)的B相及C相非周期電流的初始值。作業(yè)（一）參考答案1、什么叫無(wú)限大

32、功率電源？實(shí)際工作中在什么條件下可以將實(shí)際的有限功率電源視為無(wú)限大功率電源？答：電壓和頻率保持恒定的電源稱為無(wú)限大功率電源。（因?yàn)楫?dāng)電源的功率無(wú)限大時(shí)，任何干擾（包括短路故障）引起的有功功率波動(dòng)相對(duì)于電源的無(wú)限大功率而言都可忽略不計(jì)，所以電源的頻率不因干擾而波動(dòng)；又由于無(wú)限大功率電源可以看作由無(wú)限個(gè)有限功率電源并聯(lián)而成，由于有限功率電源的內(nèi)阻抗是有限的根據(jù)戴維南定理，無(wú)限大功率電源的內(nèi)阻抗為無(wú)限個(gè)有限功率電源的內(nèi)阻抗的并聯(lián)值，顯然為零，當(dāng)電源的內(nèi)阻抗為零時(shí)，該電源為恒壓源，所以電壓保持不變）。實(shí)際工作中，當(dāng)實(shí)際電源內(nèi)阻抗在短路回路總阻抗中所占比例小于10時(shí)，該電源就可以視為無(wú)限大功率電源。（因?yàn)殡娫磧?nèi)阻抗小，短路時(shí)電源端電壓變化不大，可視為不變，即該電源可視為無(wú)限大功率電源）。2、無(wú)限大功率電源供電情況下發(fā)生三相短路時(shí)，定子電流中有那兩種分量。答：定子電流中包含有基頻周期分量和非周期分量。（其中基頻周期分量由電源電壓產(chǎn)生，為強(qiáng)迫分量；非周期分量是為了維持短路前后電流瞬時(shí)值不變而感應(yīng)