電力系統(tǒng)暫態(tài)分析之第二章習(xí)題答案.doc

第2章作業(yè)參考答案2-1 為何要對同步發(fā)電機的基本電壓方程組及磁鏈方程組進行派克變換？答：由于同步發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子之間存在相對運動，定轉(zhuǎn)子各個繞組的磁路會發(fā)生周期性的變化，故其電感系數(shù)（自感和互感）或為1倍或為2倍轉(zhuǎn)子角的周期函數(shù)（本身是時間的三角周期函數(shù)），故磁鏈電壓方程是一組變系數(shù)的微分方程，求解非常困難。因此，通過對同步發(fā)電機基本的電壓及磁鏈方程組進行派克變換，可把變系數(shù)微分方程變換為常系數(shù)微分方程。2-2 無阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子和轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)了哪些分量？其中哪些部分是衰減的？各按什么時間常數(shù)衰減？試用磁鏈?zhǔn)睾阍碚f明它們是如何產(chǎn)生的？答：無阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子電流中出現(xiàn)的分量包含：a） 基頻交流分量(含強制分量和自由分量)，基頻自由分量的衰減時間常數(shù)為Td 。b） 直流分量（自由分量），其衰減時間常數(shù)為Ta。c） 倍頻交流分量（若d、q磁阻相等，無此量），其衰減時間常數(shù)為Ta。轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)的分量包含：a） 直流分量(含強制分量和自由分量)，自由分量的衰減時間常數(shù)為Td 。b） 基頻分量（自由分量），其衰減時間常數(shù)為Ta。產(chǎn)生原因簡要說明：1) 三相短路瞬間，由于定子回路阻抗減小，定子電流突然增大，電樞反應(yīng)使得轉(zhuǎn)子f繞組中磁鏈突然增大，f繞組為保持磁鏈?zhǔn)睾?，將增加一個自由直流分量，并在定子回路中感應(yīng)基頻交流，最后定子基頻分量與轉(zhuǎn)子直流分量達到相對平衡（其中的自由分量要衰減為0）.2) 同樣，定子繞組為保持磁鏈?zhǔn)睾悖瑢a(chǎn)生一脈動直流分量（脈動是由于d、q不對稱），該脈動直流可分解為恒定直流以及倍頻交流，并在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)出基頻交流分量。這些量均為自由分量，最后衰減為0。2-3 有阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子和轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)了哪些分量？其中哪些部分是衰減的？各按什么時間常數(shù)衰減？答：有阻尼繞組同步發(fā)電機突然三相短路時，定子電流和轉(zhuǎn)子電流中出現(xiàn)的分量與無阻尼繞組的情況相同。衰減時間常數(shù)如下：a) 定子基頻自由分量的衰減時間常數(shù)有3個：、，分別對應(yīng)于f繞組、D繞組和Q繞組。b) 定子直流分量和倍頻分量（自由分量），其衰減時間常數(shù)均為Ta。c） 轉(zhuǎn)子自由直流分量的衰減時間常數(shù)為、。d） 轉(zhuǎn)子基頻分量（自由分量），其衰減時間常數(shù)為Ta。產(chǎn)生原因說明：f繞組與無阻尼繞組的情況相同。另外增加了D繞組和Q繞組，這兩個繞組中與f繞組類似，同樣要產(chǎn)生直流分量和基頻交流分量（f繞組與D繞組間要相互感應(yīng)自由直流分量），但全部為自由分量，最后衰減為0。定子繞組中也有相應(yīng)分量與之對應(yīng)。2-4 為什么要引入暫態(tài)電勢Eq 、Eq” 、Ed” 、E” ？答：不計阻尼回路時，Eq為暫態(tài)電動勢，它與勵磁繞組磁鏈f有關(guān)，故在擾動前后瞬間不變，可用來計算短路后瞬間的基頻交流分量。當(dāng)計及阻尼回路時，Eq”為q軸次暫態(tài)電動勢，由于其正比于f繞組磁鏈和D繞組磁鏈的線性組合，可用來計算短路后瞬間基頻d軸次暫態(tài)電流初始值，Ed”為d軸次暫態(tài)電動勢，用來計算基頻q軸次暫態(tài)電流初始值，。解： ； =1.9597解：1） = （有名值 25.61KV） =1.07948 （有名值 17KV） =1.0031234 （有名值5.574KV） （有名值5.574KV） （有名值 16.75KV）短路后瞬間：、保持不變，和發(fā)生變化用公式 因為 ，所以