電力系統(tǒng)暫態(tài)分析習題答案

1、電力系統(tǒng)暫態(tài)分析李光琦習題答案 第一章電力系統(tǒng)分析基礎知識 1-2-1對例1-2，取UB2=110kV , Sb=30MVA,用準確和近似計算法計算參數(shù)標幺值。解：準確計算法:選取第二段為基本段，取UB2=110kV , Sb=30MVA，則其余兩段的電壓基準值分別為：山=嘰罟x110kV=9.5kV 電流基準值: 各元件的電抗標幺值分別為:2發(fā)電機：X10.2"罟嚅心2變壓器Ti :X2*=0.105x12yx32 =0.121110231.52輸電線路:30眉廠臨9變壓器T2 :X0.105汽薯汽誥“21電抗器：x0如掙鴛“.4電纜線路：x6* = 0.02. 起=0.146.6

2、2電源電動勢標幺值：E廠U =1.169.5近似算法:取Sb =3OMVA，各段電壓電流基準值分別為:Ubj =10.5kV，& = =1.65kA73x10.5Ub2 =115kV，Ib1 =廠30=0.15kA73x115Ub3 =6.3kV，I B1 =廠30=2.75kA如6.3各元件電抗標幺值:2發(fā)電機：孤心“鞘乂聶心6變壓器Ti :121230輸電線路: =0.必80天理=0.073115變壓器T2 :1152 3O小“105汽荷汽it。21電抗器：x”。05話2|=0.44電纜線路：s.。8"5疇勿151電源電動勢標幺直："著佃發(fā)電機：孤“妙1!5嗯皿

3、變壓器 T1 : X2*=0.105x127x=0.12111031.5輸電線路：xy。"8"誥“079變壓器T2 :。.隔罟咒晉"21電抗器：x0如掃需“4電纜線路：20如2.5詈“14電源電動勢標幺直：巳喘"61-3-1在例1-4中，若6.3kV母線的三相電壓為:在空載情況下f點突然三相短路，設突然三相短路時 a =3。試計算:每條電纜中流過的短路電流交流分量幅值;每條電纜三相短路電流表達式;三相中哪一相的瞬時電流最大，并計算其近似值;«為多少度時，a相的最大瞬時電流即為沖擊電流。解：(1)由例題可知：一條線路的電抗 x=O.7970，電阻

4、r=0.50/，阻抗 Z = Jr2 + X2 = 0.943衰減時間常數(shù)0.797三相短路時流過的短路電流交流分量的幅值等于:(2)短路前線路空載，故Im0 =0所以對于abc相:Z|a=27.64，b =147.64，c =92.36，可以看出C相跟接近于9，即更與時間軸平行，所以 C相的瞬時值 最大。(4) 若a相瞬時值電流為沖擊電流，則滿足=9，即a =弋2.36或147.64。第二章同步發(fā)電機突然三相短路分析2-2-1 一發(fā)電機、變壓器組的高壓側斷路器處于斷開狀態(tài)，發(fā)電機空 載運行，其端電壓為額定電壓。試計算變壓器高壓側突然三相短路后 短路電流交流分量初始值I m。* =0.32，發(fā)

5、電機：Sn =200MW，UN=13.8kV，cos半n= 0.9，x 0.92， x"d=0.2變壓器：Sd =240MVA， 220kV/13.8kV，Us(%)=13解：取基準值 Ub =13.8kV， Sb =240MVASB電流基準值訂=孟=?3第r10.04kAUs%uTnSb1313.82240一c100SnuB10024013.82發(fā) 電 機 次 暫 態(tài) 電 抗、八 uN .Sb0“ 13.82 腫402次暫態(tài)電流標幺值A;=013£=2.86 有名值 Im =丁3咒2.86X10.04 = 38.05kA2-3-1例2-1的發(fā)電機在短路前處于額定運行狀態(tài)。

6、I “，I'和 Id ；(1) 分別用E”，E '和Eq計算短路電流交流分量(2) 計算穩(wěn)態(tài)短路電流1。解: ( 1)Uo =1N0 : 1：0| =1乂-cos0.85 =1N-32E 0 =U；o|+ jxd*o| =1 + jO.167 N -321.097 N 7.4所以有:(2) l = Eq|0/Xd =2.92/226=1.29第三章 電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算 第四章 對稱分量法即電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路 4-1-1若有三相不對稱電流流入一用電設備，試問:(1)改用電設備在什么情況下，三相電流中零序電流為零?(2)當零序電流為零時，用電設備端口三相電

7、壓中有無零序電壓？答:(1)負載中性點不接地;三相電壓對稱;負載中性點接地，且三相負載不對稱時，端口三相電壓對稱。4-6-1圖4-37所示的系統(tǒng)中一回線路停運，另一回線路發(fā)生接地故 障，試做出其零序網(wǎng)絡圖。解：畫出其零序等值電路 第五章不對稱故障的分析計算 5-1-2圖5-33示出系統(tǒng)中節(jié)點f處不對稱的情形。若已知 Xf=1、Uf|o|=1，由f點看入系統(tǒng)的X近1)=x近2)=1，系統(tǒng)內無中性點接地。試計算*fa、b、c 。解：正負零三序網(wǎng)如圖(a),各序端口的戴維南等值電路如圖(b)Ufpl(a)單相短路，復合序網(wǎng)圖如圖(c)= 0.5X瓦/X f + XZ2)/X f +Xf0.5 + 0

8、.5+15-1-3圖5-34示出一簡單系統(tǒng)。若在線路始端處測量Za-Uag/i：、Zb =U：g/l；、乙=U：g/l：。試分別作出f點發(fā)生三相短路和三種不對稱短路時Z|a、Zb、Z|c和幾(可取0、0.5、1)的關系曲線，并分析 計算結果。解：其正序等值電路: 5-2-1已知圖3-35所示的變壓器星形側 B、C相短路的H。試以*為 參考向量繪制出三角形側線路上的三相電流相量:(1)對稱分量法;(2)相分量法。1、對稱分量法三角側零序無通路，不含零序分量,則:2、相分量法電流向量圖：其中相電流la與相電流IA同相位，lb與IB、ic與I：同相位。A *1*i>Ib、 ic*且Ia、；lA

9、、“73Ib、l73l：1 I：。原副邊匝數(shù)比叫：心=方：1?；癁榫仃囆问綖? 第六章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件的機電特性6- 2-2若在例6-2中的發(fā)電機是一臺凸極機。其參數(shù)為:Sn =3OOMW，Un =18kV，cos®n =0.875，怡=1.298， Xq =0.912，x； =0.458試計算發(fā)電機分別保持Eq|q , Eqq , Uqq為常數(shù)時，發(fā)電機的功率特性。、 220解：（1）取基準值 Sb =25OMVA，Ub（iio）=115kV，Ub（220）= 115咒云=209kV , 則阻抗參數(shù)如下: 系統(tǒng)的綜合阻抗為:（2）正常運行時的Ug|0| , E0 ,

10、Eq|q , Eqio :R-250", Qo =Mtg（cos0.98） =0.2 , U 二115 =1025O115由凸極機向量圖得:令Us =1N0:貝y：*=（F0 -jQo）/Us =（1-j0.2）/億0=1.019-11.3099與例題6-2(3) 各電動勢、電壓分別保持不變時發(fā)電機的功率特性:(4) 各功率特性的最大值及其對應的功角1)Eq|0|=co nst。最大功率角為2)Eq0|=co nst。最大功率角為3)E|0 =const。最大功率角為= 90。，則有4)Ug|0|=const。最大功率角為§0=90"，則有第七章電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定7

11、- 2-1對例7-1，分別計算下列兩種情況的系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù):(1)若一回線停運檢修，運行參數(shù)(U，Ug，Po )仍不變。(2)發(fā)電機改為凸極機(Xd =1，Xq=0.8)其他情況不變。(1) 一回線路停運，其等值電路為:UUg1)Pe =Xt1 +Xl +Xt2sin % =1x1.05sin 6g =0.80.1 +0.6+0.1求得： =37.56"2)* *Ug-U*I =J(Xt1 +Xl + Xt2)遊3込旦=0.83/4.7j0.83)Eq =U+ j *Xd送= 1N0"+ j 0.8314.7 1.8 = 1.57N66.64)功率極限Pm =PEqM

12、EqU1.5 0.872Xd 送1.85)靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)Kp0=9%3)(2)凸極機1)UUgPE 二1Xt1+1Xl +Xt2sinG1x1.050.1+0.3 + 0.1SinG _0.8求得：622.4"2)J (Xt1* *UgU+ 1xl + Xt2)1.述22.4 -億0 =0.8-.29j0.5GGEq = U + j I Xq2 = 1N0 + j0.8N4.29 % 1.3 = 1.3348.36Eq =Eq+ j ld(Xd2 Xq2；) =1.38/48.36"+ j0.4.2sin(48.36"+4.29)= 1.51/52.37PEq二

13、 EqqU sin§ + xXd Xqsin26 =1.01sin6 +0.051sin26XdZ2XdXqW詈=0得=84右5)PEqM =PEq(84.26)=1.015第八章電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定360MW 220/121kVUs(%) =14360MW18/242kVUs(%) =14200kMX1 =0.410/kMXo =4X1P0 =220MW cos*0 =0.98U =115kV取基準值:S=220MVA,U=Uav值：-舊詈SB 220c Q"SBsin ®SbSB=sin(arccosW) = 0.2，8- 2-2在例8-1中若擾動是突然斷開一回線

14、路，是判斷系統(tǒng)能否保持暫態(tài)穩(wěn)定。GM300MW18kVcos 半=0.85Xd =Xq =2.36 xd =0.32X2 =0.23Tj =0.6s如未特殊說明，參數(shù)應該都是標幺值，省略下標正常運行時:根據(jù)例6-2的結果x'2 = 0.777.E'= J(1 +0.2X0.7772) +0.7772 =1.3924功率最大值:R max且=嗨,7920 xd 送 0.7776 %匯擊幻T33*9201觥處有改動切除一條線路兄藝= 1.012 ,功率最大值Pnmax包二139紅 1.3759xd21.01210百1&C =arcsin=46.6185 ： 6 h =180 二arcsin=133.3815R maxR maxr 、亠十十46.618546.6185'加速面積 Sabc = 3.92卄（Pro -Pl max Si 6 ）d 6 =第?滬仆-匸376 n § ）恥=0.0245 最大可能的減速面積:sabcV scde系統(tǒng)能保持暫態(tài)穩(wěn)定8-2-3在例7-1中，已知xd=0.3，假設發(fā)電機E=C，若在一回線路 始端發(fā)生突然三相短路，試計算線路的極限切除角。解：正常運行時：