電力系統(tǒng)分析理論習題(7-9)

1、電力系統(tǒng)分析理論電力系統(tǒng)分析理論第7-9章作業(yè)講義2011.12.10第七章第七章重點內(nèi)容：三相短路計算同步電機穩(wěn)態(tài)運行相量圖同步電機穩(wěn)態(tài)運行相量圖 ()qqqddqdqdqVEjX IjX IEj XXIjX I QEdqdqQIXXjEE)(IjXEVqQdX 同步電機暫態(tài)運行相量圖同步電機暫態(tài)運行相量圖同步電機次暫態(tài)運行相量圖同步電機次暫態(tài)運行相量圖0003 01 54 5723. 1)707. 08 . 008. 1 ()707. 08 . 008. 11 ()cos()sin(2222IXIXVEqqQ7-8 穩(wěn)態(tài)電勢、暫態(tài)電勢、次暫態(tài)電勢相關計穩(wěn)態(tài)電勢、暫態(tài)電勢、次暫態(tài)電勢相關計算

2、算解：解：（1） 穩(wěn)態(tài) 145. 177.65sin*23. 077.20cos*12741. 1)77.2045sin()08. 110. 1 (723. 1)(ddqqdqdQqIXVEIXXEE暫態(tài)）（77.20707.08.008.11707.08.008.1sincos11tgIXVIXtgqq293. 077.65cos*15. 077.20sin*1044. 177.65sin*12. 077.20cos*1)3( qqddddqqIXVEIXVE次暫態(tài)084. 1293. 0044. 1222 2 dqEEE)kA(78.944794)kA(233.2

3、)18 .1 (21479.1)1(21126204p3)kA(765.3479.18 .122916241p222 IVSKIIIKiavtimimpimimp）（）短路功率有名值（）（）短路電流最大有效值（）（）沖擊電流（7-13 三相短路實用計算三相短路實用計算（1）選）選SB=100MVA，VB=Vav133. 090100100122 . 06010010012292. 012010035. 0222. 0901002 . 0242. 0115100804 . 025. 06010015. 076542321xxxxxxxG-1G-2X2X3X1X4X5X6X71.081.080.8

4、LD(2) f1短路短路G-1G-20.1210.2920.25+0.20.222+0.1331.081.080.8LDAiA25. 8502. 0292. 08 . 02355. 008. 1571. 008. 18 . 12852. 3502. 0674. 7I502. 01153100I674. 7292. 08 . 0355. 008. 1571. 008. 1Iim f11Bf f1）（G-1G-20.1210.2920.25+0.20.3551.081.080.8LDAiA387. 6502. 0513. 08 . 02623. 008. 145. 008. 18 . 12858.

5、 2502. 0693. 5I502. 0I693. 5513. 08 . 0623. 008. 145. 008. 1I623. 00.2920.1210.3550.121355. 0513. 00.3550.2920.1210.2920.121im f11Bf f1）（(3) f2短路短路G-1G-20.6230.5130.451.081.080.8LD7-14 三相短路實用計算三相短路實用計算（1）選）選SB=100MVA，VB=VavG-1x111121. 0115100404 . 0:2151. 0115100504 . 0:1091. 0115100304 . 0:3175. 06

6、0100105. 0:2042. 0250100105. 0:1208. 060100125. 0:2-G16. 02501004 . 0:1-G2726234251xLxLxLxTxTxxG-2x2x3x4x5x6x7f(3)G-10.0380.0500.2020.03011G-2（2）網(wǎng)絡化簡網(wǎng)絡化簡P232(6-74)(6-75)G-10.1611G-20.042f(3)f(3)0.383YYG1-210.452f(3)0.0910.1750.2080.1510.121（3）短路電流計算短路電流計算91.0502.0819.157.1502.0131.3502.01153100819.1

7、131.3413.024.0413.095.4202.01212 112 ggBggIIIIIIXEI7-15（1）先求出網(wǎng)絡中的各個參數(shù) 取MVASB100avBVV302. 03 . 610008. 05 . 1:45. 13 . 61006 . 036100103100%:075. 0115100504 . 05 . 0:34 . 15 . 7100105. 0:24 . 15 . 7100105. 0:183. 015100125. 0:2-G83. 015100125. 0:1-G2722)(6254321xXVSIVXxXxLxTxTxxCavBNRNRRR）（第八章第八章重點內(nèi)容

8、：負荷序網(wǎng)電力系統(tǒng)中的元件分為靜止元件和旋轉元件變壓器，輸電線路屬于靜止元件同步發(fā)電機，異步電動機屬于旋轉元件元件序參數(shù)120XXX120XXX變壓器零序等值電路與外電路的連接變壓器零序等值電路與外電路的連接變壓器繞組接法變壓器繞組接法開關位置開關位置繞組端點與外電路的連接繞組端點與外電路的連接Y Y1 1與外電路斷開與外電路斷開Y Y0 02 2與外電路接通與外電路接通3 3與外電路斷開，與外電路斷開，但與勵磁支路并聯(lián)但與勵磁支路并聯(lián)電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡8-11 簡單不對稱短路計算（簡單不對稱短路計算（正序等效定則正序等效定則）（1）計算元件各序電抗，制訂各序網(wǎng)絡，取計算元件各序

9、電抗，制訂各序網(wǎng)絡，取SB=100MVA,VB=Vav 1aV0aV2aVGE0.20.1670.1510.1670.5240.20.1670.1510.1670.5240.1670.4530.1670.524（a）正序正序（b）負序負序（c）零序零序121000.120.260GGXX1210.5 1000.16710063TTXX21000.4 500.151115LX 030.453LXX2101001000.52410010.53 1RX11.209X21.209X01.311X（2）a）單相短路）單相短路(1)201.209 1.3112.52XXX(1)3m(1)1(1)11.08

10、0.291.2092.52aEIXX1005.4993 10.5BIKA(1)3 0.29 5.4994.784fIKA b）兩相短路）兩相短路(2)21.209XX(2)1(2)11.080.4471.209 1.209aEIXX(2)30.447 5.4994.257fIKA(2)3m c）兩相短路接地）兩相短路接地(1.1)20220311.5()XXmXX(1.1)1(1.1)11.080.5881.2090.629aEIXX(1.1)1.5 0.588 5.4994.85fIKA d）三相短路）三相短路(3)1.085.4994.9121.209fIKA629.0311. 1|209

11、. 1|02(1.1)XXX8-138-138-138-138-138-138-138-138-13第九章第九章重點內(nèi)容：靜態(tài)穩(wěn)定分析暫態(tài)穩(wěn)定分析9-7 小擾動分析法小擾動分析法v小干擾法小干擾法：用李雅普諾夫一次近似法分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)：用李雅普諾夫一次近似法分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的方法，根據(jù)描述受擾系統(tǒng)的線性化微分方程組的特定性的方法，根據(jù)描述受擾系統(tǒng)的線性化微分方程組的特征方程式的征方程式的根的性質(zhì)根的性質(zhì)來判定為受擾運動是否穩(wěn)定的方法。來判定為受擾運動是否穩(wěn)定的方法。線性化微分方程組線性化微分方程組XAXdtd特征方程特征方程0detIAptpeinktpeiktpeiktixn212

12、1)(01110nnnnapapapa9-7 小擾動分析法小擾動分析法v穩(wěn)定性判斷穩(wěn)定性判斷 (1)(1)若線性化方程若線性化方程A A矩陣的所有特征值的實部均為負值矩陣的所有特征值的實部均為負值, ,線線性化方程的解是穩(wěn)定的性化方程的解是穩(wěn)定的, ,則非線性系統(tǒng)也是穩(wěn)定的則非線性系統(tǒng)也是穩(wěn)定的. . (2) (2)若線性化方程若線性化方程A A矩陣至少有一個實部為正值的特征值矩陣至少有一個實部為正值的特征值, ,線性化方程的解是不穩(wěn)定的線性化方程的解是不穩(wěn)定的, ,則非線性系統(tǒng)也是不穩(wěn)定的則非線性系統(tǒng)也是不穩(wěn)定的. . (3) (3)若線性化方程若線性化方程A A矩陣有零值或實部為零值的特征

13、值矩陣有零值或實部為零值的特征值, ,則則非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性需要計及非線性部分非線性系統(tǒng)穩(wěn)定性需要計及非線性部分R(R(X )X )才能判定才能判定. .9-7 小擾動分析法小擾動分析法特征值特征值根在復平面上的根在復平面上的 分布分布微分方程式的解微分方程式的解說明說明正實根正實根解按指數(shù)規(guī)律不斷增解按指數(shù)規(guī)律不斷增大，系統(tǒng)將非周期性大，系統(tǒng)將非周期性地失去穩(wěn)定地失去穩(wěn)定負實根負實根按指數(shù)規(guī)律不斷減小，按指數(shù)規(guī)律不斷減小，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。系統(tǒng)是穩(wěn)定的。共軛虛根共軛虛根周期性等幅振蕩，穩(wěn)周期性等幅振蕩，穩(wěn)定的臨界情況。定的臨界情況。實部為正實部為正的共軛復根的共軛復根周期性振蕩，其振蕩周期性振蕩，

14、其振蕩幅值按指數(shù)規(guī)律增大。幅值按指數(shù)規(guī)律增大。系統(tǒng)發(fā)生自發(fā)振蕩，系統(tǒng)發(fā)生自發(fā)振蕩，周期性地失去穩(wěn)定。周期性地失去穩(wěn)定。實部為負實部為負的共軛復根的共軛復根周期性振蕩，其振蕩周期性振蕩，其振蕩幅值按指數(shù)規(guī)律減小，幅值按指數(shù)規(guī)律減小，系統(tǒng)是穩(wěn)定的。系統(tǒng)是穩(wěn)定的。簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性分析1 1、正常運行情況、正常運行情況: :2121TLTdIXXXXXsinsinmII00IPXVEP電磁功率特性電磁功率特性系統(tǒng)總電抗系統(tǒng)總電抗2 2、故障情況、故障情況 121 2dTLTIIIXXXXXXX 電磁功率特性電磁功率特性sinsin00mIIIIIIPXVEP發(fā)電機與系統(tǒng)

15、間的轉移電抗發(fā)電機與系統(tǒng)間的轉移電抗(Y 變變換換）3 3、故障切除后、故障切除后系統(tǒng)總電抗系統(tǒng)總電抗21TLTdIIIXXXXX電磁功率特性電磁功率特性sinsin00mIIIIIIIIIPXVEPIIIIIIXXX等面積定則和極限切等面積定則和極限切除角除角 轉子由轉子由0 0到到c c移動時，移動時，過剩轉矩所做的功為過剩轉矩所做的功為: :0000 () abceaccccaTIIPWMddPdPPd 面積( (加速面積加速面積) )當轉子由當轉子由c c變動到變動到maxmax時，過剩轉矩所做的功為時，過剩轉矩所做的功為maxmax ()edfgeccbTIIIWMdPPd 面積(

16、(減速面積減速面積) )等面積定則等面積定則 當功角達到當功角達到maxmax時，轉子轉速重新恢復同時，轉子轉速重新恢復同步（步（ ），說明轉子在加速期間積蓄的動能），說明轉子在加速期間積蓄的動能增量已在減速過程中全部耗盡，即加速面積和減增量已在減速過程中全部耗盡，即加速面積和減速面積的大小相等，這就是等面積定則。速面積的大小相等，這就是等面積定則。 0 max00)()( IIIT IITbaccdPPdPPWW極限切除角極限切除角 lim ccrcc mIII mIIdPPdPPlimlim00)sin()sin(00 最大可能的減速面積大于加速面積，是保持暫態(tài)穩(wěn)定的最大可能的減速面積大于

17、加速面積，是保持暫態(tài)穩(wěn)定的條件。即條件。即Scc IIIT IITdPPdPP0)()(0（c c ：切除角。）：切除角。）mIIIcrPP01sin9-16 暫態(tài)穩(wěn)定分析暫態(tài)穩(wěn)定分析等面積定則等面積定則解解：（：（1 1）網(wǎng)絡）網(wǎng)絡參數(shù)參數(shù)82. 011. 029. 013. 029. 021TLTddXXXXX42. 182. 0)0 . 182. 02 . 01 ()()(2220020000VXPVXQVEdd)308307(16.3582. 02 . 0182. 01100010PXQXPtgdd（2 2）正常時的功率特性）正常時的功率特性sin73. 1sin82. 00 . 14

18、2. 1sin00dIXVEP當當 發(fā)生兩相接地短時，負序和零序網(wǎng)絡如下圖所示：發(fā)生兩相接地短時，負序和零序網(wǎng)絡如下圖所示：1f負序和零序等值電抗負序和零序等值電抗189.011.029.013.023.0)11.029.0()13.023.0()()(2122122TlTTlTXXXXXXXXX115. 011. 029. 0313. 0)11. 029. 03(13. 0)(2012010TlTTlTXXXXXXX兩相短路接地兩相短路接地時，附加電抗為時，附加電抗為071. 0115. 0189. 0115. 0189. 02020XXXXX故障時系統(tǒng)的轉移阻抗和功率特性為：故障時系統(tǒng)的轉移阻抗和功率特性為：186. 3071. 0)11. 029. 0)(13. 029. 0(82. 0)(2121XXXXXXXXXXTLTdTLTdIIsin446. 0sin186. 30 . 142. 1sin00XVEPII446. 0mIIP切除故障后系統(tǒng)轉移電抗及功率特性為切除故障后系統(tǒng)轉移電抗及功率特性為11. 1221TLTdIIIXXXXXsin279.