電力系統(tǒng)暫態(tài)分析-教材習(xí)題答案

第一章電力系統(tǒng)分析根底知識(shí)

1-2-1對(duì)例1-2,at/fi2=HOkV,Sg=30MWl,用準(zhǔn)確和近似計(jì)算法計(jì)算參數(shù)標(biāo)幺值。

解：①準(zhǔn)確計(jì)算法：

選取第二段為根本段，取42=“°kV,=30MVA,那么其余兩段的電壓基準(zhǔn)值分別為:

UR,=k.UR7=—xllOkV=9.5kV

電流基準(zhǔn)值；

各元件的電抗標(biāo)幺值分別為：

發(fā)電機(jī)：R.=0.26X^1X當(dāng)=0.32

1309.52

121230

變壓器工：x.=0.105xX=0.121

2——11027-3--1--.-572

輸電線路：M，=0.4x80x需30■=0.079

Iin230

變壓器。：s*=0.105x—x3=0.21

-4I521102

電抗器：x?=0.05x—x—=0A

6.60.3

30

電纜線路：x6.=0.08x2.5x-^p-=0.14

電源電動(dòng)勢標(biāo)幺值：E.=—=1.16

②近似算法:

取S"=30M必1,各段電壓電流基準(zhǔn)值分別為:

30

U.=10.5kVI...=—=1.65M

nf73x10.5

30

U.=\\5kV=———=0.15始

Hfm

院V3xll5

30

U.=6.3kV,/用=，——=2.75必

H53"73x6.3

各元件電抗標(biāo)幺值:

105230

發(fā)電機(jī)：X=0.26X-^-X^-=0.26

143010.52

121230

變壓器7；：右.=().105x--x——=0.11

1-115231.5

30

輸電線路：8.=0.4x80x--=0.073

31152

11523()

變壓器。：%=0.105x—x—=0.21

1152?15

6175

電抗器：&*=0.05x——X—=0.44

6.30.3

30

電纜線路：=0.08x2.5x--=0.151

66.32

電源電動(dòng)勢標(biāo)幺值：￡.=—=1.05

10.5

in5270

發(fā)電機(jī)：X.=0.26x-^-x-^-=0.32

309.52

1712

變壓x,,=0.105x-^-rx^-^T=0.121

HO231S

30

輸電線路:=0.4x80x—=0.079

2

cm11030_n01

變壓器4：兒*-0105x-jp-x-0.21

電抗器：x,=0.05x—x—=0.4

56.60.3

30

電纜線路：x6.=O.O8x2.5x^y=O.I4

電源電動(dòng)勢標(biāo)幺值：E.=—=1.16

1-3-1在例1-4中，假設(shè)6.3kV母線的三相電壓為:

在空載情況下/點(diǎn)突然三相短路，設(shè)突然三相短路時(shí)a=30,。

試計(jì)算：

(1)每條電纜中流過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)a為多少度時(shí)，a相的最大瞬時(shí)電流即為沖擊電流。

解：(1)由例題可知：一條線路的電抗x=().797。，電阻廠=().5()5Q,阻抗Z=，產(chǎn)+d=0.943,

0797

衰減時(shí)間常數(shù)T==0.0055

a0314x0.505

三相短路時(shí)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/砌=0

所以

(3)對(duì)于abc相：,-丸=27.64,|a—4=147.64,,-耽=92.36,

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。

(4)假設(shè)a相瞬時(shí)值電流為沖擊電流，那么滿足|。一比,=90'，即。=-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)斷路器處于斷開狀態(tài)，發(fā)電機(jī)空載運(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/：。

發(fā)電機(jī)：SN=200MVV,UN=\3.SkV,cos^=0.9,巧=0.92,工=0.32,/產(chǎn)0.2

變壓器：SN=240MVA,22(kV/13.8ZV,U5(%)=13

解：取基準(zhǔn)值U8=13.8ZV,SH=240MVA

q?40

電流基準(zhǔn)值=-p-=廠=10.04M

y/3UB、行X13.8

堅(jiān)x"SR1313.82?40

那么變壓器電抗標(biāo)幺值為.=_=__x___x—=0.13

T2

100SN小-100'24013.8

TxU;SR八「13g2402八…

發(fā)電機(jī)次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值。::---r=0.216

廣200/、13.82

/cos%.B/0.9

次暫態(tài)電流標(biāo)幺值/：=一—=——!——=2.86

.+M.0.13+0.22

有名值/,：=72x2.86x10.()4=38.05M

2-3-1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",￡和用計(jì)算短路電流交流分量/'和〃；

(2)計(jì)算穩(wěn)態(tài)短路電流/一

解：m(7|0|=1ZO°,/^=IZ-COS",0.85=lZ-32°

短路前的電動(dòng)勢：耳;1=。|0|+/|0|=1+jO.167Z-32u=1.097/74

所以有：

(2)=E(^/xd=2.92/2.26=1.29

第三章電力系統(tǒng)三相短路電流的實(shí)用計(jì)算

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

4-1-1假設(shè)有三相不對(duì)稱電流流入一用電設(shè)備，試問：

(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零序電壓？

答：(1)①負(fù)載中性點(diǎn)不接地；

②三相電壓對(duì)稱；

③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)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)/處不對(duì)稱的情形。假設(shè)々=1、Um=1,由/點(diǎn)看入系統(tǒng)的

々⑴=沖(2)=1，系統(tǒng)內(nèi)無中性點(diǎn)接地。試計(jì)算/自、b、c。

F-：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(b)

(a)單相短路，復(fù)合序網(wǎng)圖如圖(c)

那么：/(1,=/⑵=/<0)=----------%----------=------!-----=().5

年⑴〃牛+%2)〃々+勺0.5+0.5+1

(b)

5-1-3圖5-34示出一簡單系統(tǒng)。假設(shè)在線路始端處測量Z.二自做/%、Zb=ijbJib、

試分別作出了點(diǎn)發(fā)生三相短路和三種不對(duì)?稱短路時(shí)4、%、4和/［可取°、°$、1)的關(guān)系曲線，

并分析計(jì)算結(jié)果。

解：其正序等值電路：

5.2-1圖3-35所示的變壓器星形側(cè)B、C相短路的7/0試以"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

三角側(cè)零序無通路，不含零序分量，

那么：

2、相分量法

①電流向量圖：其中相電流［與相電流/：同相位，1與/；、〃與［同相位。

?1??I??1?1-

且。=忑/八、/；=E，8、/：=耳〃。原副邊匝數(shù)比M：ZV2=V3：1O

化為矩陣形式為：

第六章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件的機(jī)電特性

6-2-2假設(shè)在例6-2中的發(fā)電機(jī)是一臺(tái)凸極機(jī)。其參數(shù)為：

SN=300/WW,UN=\SkV,COS0N=0.875,1.298,“=0.912,x\=0.458

試計(jì)算發(fā)電機(jī)分別保持石刑，E靛,U明為常數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)的功率特性。

22()

解：(1)取基準(zhǔn)值§8=250〃3,UB(i^=\\5kV,^(22O)=115xy|y=2O9Z:V,那么阻抗參數(shù)如

下：

系統(tǒng)的綜合阻抗為：

⑵正常運(yùn)行時(shí)的。硝，弓耳。|,￡；,|0]：

4=筮=1,&=lx/g(cosT().98)=0.2,U=1j|二l

①由凸極機(jī)向量圖得：

令6s=1/0°,那么：/=(/?)-je0)/Us=(1-JO.2)/1ZO0=1.0198Z-11.3099

②與例題6-2

⑶各電動(dòng)勢、電壓分別保持不變時(shí)發(fā)電機(jī)的功率特性：

(4)各功率特性的最大值及其對(duì)應(yīng)的功角

1)￡^0]=consto最大功率角為

2)=const,最大功率角為

3)=consto最大功率角為3'=90,那么有

最大功率角為匹那么有

4)(7G|0=const.=90°,

第七章電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定

7-2-1對(duì)例7-1,分別計(jì)算以卜.兩種情況的系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)：

(1)假設(shè)一回線停運(yùn)檢修，運(yùn)行參數(shù)(6,不)仍不變。

(2)發(fā)電機(jī)改為凸極機(jī)〔與=1,%=0.8)其他情況不變。

(1)一回線路停運(yùn)，其等值電路為：

,1DUUG?S1x1.05

1)P.-=------------sindr=------------sindr=0.8

匕%+々+芍20.1+0.6+0.1°

求得：Z>G=37.56

2)*2J05N37.56。-"。。

=0.83/14.7°

J(xTi+xL+j0.8

3)Eq=U+〃必=1/0,+川.83/14.7°X1.8=1.57/666

=j22rl=().872

4）功率極限幾=匕,“

1.8

0872二0-8=9%

5）靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)K0=

0.8

⑵凸極機(jī)

ski%=——1——sin心=().8

1)

G().1+0.3+0.1G

XT\+萬々+XT2

求得：%=22.4、

；二u「u1.05/22.4-"00.8/4.29°

2)11=

J0.5

，(不71+2“L+)

3)EQ=U+Z=1N0°+，O.8N4.29°X1.3=1.38/48.36°

Eq=EQ+jlM&z-Xqg)=1.38/48.36°+，0.8N4.29°sin(48.36°+4.29")=1.51Z52.37

1[LX_X

4)%sin5+—~sin2^=1.01sin+0.051sin23

xdX2%/在

dPE

由T=0得5=84.26°

db

5)&抑=心(84.26)=1015

第八章電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定

8-2-2在例8-1中假設(shè)擾動(dòng)是突然斷開一回線路，是判斷系統(tǒng)能否保持暫態(tài)穩(wěn)定。

P(*=220MW

cos%=0.98

U=\\5kV

300MW

18吐200kM

cos夕=0.85360MW用=0.41C/AM360/WVV

xd=Xg=2.3618/2424220/121JIV

x0=4芭

4=0.32%(%)=14。式％)=14

々=0.23

T,=0.6J

取基準(zhǔn)值：SB=220MVA,UB=Uav

末端標(biāo)幺值3=幺=曳P220,

%115220-

=—=s＞笛s=sin(anccos夕)=0.2,

SBSB

如未特殊說明，參數(shù)應(yīng)該都是標(biāo)幺值，省略下標(biāo)*號(hào)

正常運(yùn)行時(shí)：根據(jù)例6-2的結(jié)果

幺=0.777,E'=7(1+0.2X().7772)+0.7772=1.3924

E'lJ13924

功率最大值：耳1max=；=7^—二178。

x；/z0.777

0777

4=tan-1一巴士一=33.920］。此處有改動(dòng)

1+0.2x0,777

EfU1.3924

切除一