電力系統(tǒng)暫態(tài)分析(第三版)習(xí)題集規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)答案

1、第一章電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識 1-2-1對例1-2，取Ub2 110kV，Sb 30MVA ,用準(zhǔn)確和近似計算法計算參數(shù)標(biāo)幺值。解：準(zhǔn)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(zhǔn)值分別為：Ub110.5121110kV9.5kVI B2U B2110k2110/6.6Sb30V3Ub143 9.5SB306.6kV電流基準(zhǔn)值:1.8kAkQ B2I B1V3 110Ub373ub20.16kAU B110.5kV，Ib1各元件的電抗標(biāo)幺值分別為:發(fā)電機：X110.512120.105 21102 -T0.15kA0.26 30誥 0.V3 115變壓

2、器T1 :X2單 0.12131.5輸電線路:X30.480理11020.079變壓器T2 :X40.1051102超 0.2111066.62.620.330 0.08 2.5 20.146.6211電源電動勢標(biāo)幺值：E 1.169.5電抗器：x5電纜線路:X60.050.4近似算法:取Sb30MVA，各段電壓電流基準(zhǔn)值分別為:丁旦一1.65kAU B2115kV，Ib1V3 10.5Ub3 6.3kV，Ib1丁2.75kAV3 6.3各元件電抗標(biāo)幺值:發(fā)電機：x10.2610.52300.2610.5變壓器Ti :1212300.105 荷麗 0.11輸電線路:X30.480竺11520.

3、073變壓器T2 :X40.10511521152300.2115電抗器：X50.052.75電纜線路:X6電源電動勢標(biāo)幺值:發(fā)電機:Xi變壓器T1 :X2輸電線路:X36.30.440.330一2 0.1516.32110.08 2.50.26變壓器T2:X4電抗器:X5電纜線路:X6E 亠 1.0510.5畔誥0.321212o.105 而筆 0.12131.520.4 80 理11020.105 11021520.07930荷 o.212.62 C ,0.40.3300.08 2.5 丄00.146.6211丄11.169.5母線的三相電壓為:0.05 6.6電源電動勢標(biāo)幺值:1-3-1

4、 在例 1-4 中，若 6.3kVUa6.3cos(st120)Ua6.3cos(st120)Ua6.3cos(st)在空載情況下f點突然三相短路，設(shè)突然三相短路時30。200MW，U N 13.8kV，cos n 0.9，Xd0.92，Xd0.32，x d 0.2試計算:（1）（2）（3）（4）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(dá)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 0.797Z &2 X2 0.943，衰減時間常數(shù)T，電阻r 0.505，阻抗0.797314 0

5、.5050.005s三相短路時流過的短路電流交流分量的幅值等于:I fmZ 0.943(2)短路前線路空載,故 Im0 0Ta0.797 cc" 0.005s 314 0.505Xarctan-57.64r所以ia9.45 cos(27.64 )9.45cos27.64 e 200tib9.45 cos(147.64 )9.45cos147.64 e 200tib9.45 cos(92.36 )-,L_200t9.45cos92.36 e對于abc相:27.64，b 147.64，I92.36，可以看出c相跟接近于90，即更與時間軸平行，所以c相的瞬時值最大。ic(t)max ic(

6、0.01)10.72kA（4）若a相瞬時值電流為沖擊電流，則滿足32.36或147.64 。第二章同步發(fā)電機突然三相短路分析其端電壓為額2-2-1 一發(fā)電機、變壓器組的高壓側(cè)斷路器處于斷開狀態(tài)，發(fā)電機空載運行, 定電壓。試計算變壓器高壓側(cè)突然三相短路后短路電流交流分量初始值變壓器：sN發(fā)電機：Sn240MVA，220kV/13.8kV，U s(%)13解：取基準(zhǔn)值Ub 13.8kV，Sb 240MVA2Sb電流基準(zhǔn)值IB L73ub24043 13.810.04kA則變壓器電抗標(biāo)幺值 XtUs%100UtnSNSBU7131 竺竺 0.1324013.82100發(fā)電機次暫態(tài)電抗標(biāo)幺值XdXdu

7、NSn/cos NSb0.213.82200/0.9黑 0-216次暫態(tài)電流標(biāo)幺值I2.86XtXd0.13 0.22有名值lm 逅2.8610.04 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)。(1)分別用E , E和Eq計算短路電流交流分量Id ；(2)計算穩(wěn)態(tài)短路電流I解: (1) U|0| 1 0 ,1|0|1cos 10.85132短路前的電動勢:E|0lU |0 jXd I|0|j0.167321.0977.4E|0|0jXd I 01j 0.269321.16611.3Idl0lsin(41.132 )0.957Uq|0cos 41 .10.754Uq|0l

8、XdId00.754 2.26 0.957 2.92XdIdpi 0.754 0.269 0.957 1.01IEo/Xd1.097/0.1676.57IE|0 /Xd1.166/0.2694.33I dEq 0 /Xd1.01/0.2693.75(2) IEq|0|/Xd2.92/2.26 1.29第三章電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算所以有:Eq|0|Uq|0|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(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，用電設(shè)備端口三相電壓中有無零序電壓?|a?1(0)用電

9、設(shè)備U(0)Z(0)Y答：（1 ）負(fù)載中性點不接地； 三相電壓對稱； 負(fù)載中性點接地，且三相負(fù)載不對稱時，端口三相電壓對稱。（2）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(luò)解：畫出其零序等值電路U (第五章不對稱故障的分析計算1，由f點看入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|0|系統(tǒng)的x（1） x（2）1，系統(tǒng)內(nèi)無中性點接地。試計算 I fa、b、c。X (1) f (1)n(1)XfU f(2)Tn(2)X (1) f (0)U f(2)Tn(0)X / X f f (1)戴維南等值XfXfXfn(0)n(

10、0)"U f |0X (1)/Xf f (1)（a）解：正負(fù)零三序網(wǎng)如圖（a）單相短路，貝y：1(1)I (2)IU fl0lI (0)X (1)/Xf X(2)/Xf Xf0.5 0.5 10.55-1-3圖 5-34示出一簡單系統(tǒng)。若在線路始端處測量Za Uag/|a、 Zb Ubg/lb、（b）a）,各序端口的戴維南等值電路如圖 復(fù)合序網(wǎng)圖如圖（c）Zcu cg /1 c。試分別作出f點發(fā)生三相短路和三種不對稱短路時Za、Zb、zc和（可取0、0.5、1）的關(guān)系曲線，并分析計算結(jié)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(cè)B、C相短路的If。試以I f為參

11、考向量繪制出三角形側(cè)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I A(1)1a2 aI A?I A(2)112 aa?I B?3?I A(0)111Ic?I A(1)o?h ?73a?a?I c(2)? ?I c(1) I三角側(cè)零序無通路,則：不含零序分量,?IaI a(1)I a(2)?IbI b(1)I b(2)?IcI c(1)I c(2)22、相分量法電流向量圖：其中相電流I a與相電流I A同相位，I b與I B、I c與I C同相位。且IaAia、I：143、Ic173。原副邊匝數(shù)比N1： N273:1?；癁榫仃囆问綖?BI B ?Ic173第六章6-

12、2-2若在例6-2中的發(fā)電機是一臺凸極機。其參數(shù)為:電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件的機電特性SN 300MW ,Un18kV，cos N 0.875，Xd1.298，Xq0.912，Xd0.458試計算發(fā)電機分別保持Eq|q， Eq|0，U 為常數(shù)時，發(fā)電機的功率特性。P0,cos b115kVj ld(XdEqj I Xqj I XdE qI qU qUI d U dXq) JEqj I Xe j I(XtU Gj Iqxq解：（1 ）取基準(zhǔn)值SB250MVA , Ub(110)115kV ,U b(220) 1 1 5阻抗參數(shù)如下:Xd1.289250242Xq0.912Xd0.458XT

13、10.14XT20.14Xl)220209kV，則121Xl 8752091.260250300.0.8752502503602422092422092422090.1300.8920.4482503602202090.108 0.41 2系統(tǒng)的綜合阻抗為：20025020920.235XeXt1XlXt20.1300.1080.2350.473XdXdXe1.2600.473 1.733XqXqXe0.8920.473 1.365xdXdXe 0.448 0.473 0.921(2)正常運行時的Ug0 ,環(huán),EqH，Eq|0|：Eq|0|U SP0由凸極機向量圖得:jXq1 tg(cos 1

14、0.98)0.2, U令U s 10，則：IU s (1j0.2)/1 01.0198I 1 0j1.365 (1j0.2)1.8665丄111511.309946.9974Id I sin(1.0198si n(46.997411.3099 )0.8677Eq|qEq 0|Id (Xdxq) 1.8665 0.8677 (1.733 1.365)2.1858Us jXd I0j0.921 (1j0.2)1.5002 37.8736Eq|0lE cos(1.5002cos(47.0037.8736) 1.4812Ug0Us jxel0j0.473 (1j0.2)1.1924 23.3702與例

15、題6-2Ug|0|#(UQoXe 2lp)Xe 2/22-jy)2(亍)2V(10.2 0.473)2(0.473)21.193P0Xe、2EqJ(1 0.2 0.921)2 0.92121.5Eq0| J(1 0.2 1.365)21.36521.8665Eq 0|Eq0 Id(Xd Xq) 1.8665 0.3193 2.1858|0 tgEq|0Uq|0| Id|0Xd11.365 “cc46.991 0.2 1.365Eq|0| UggU q 0|XdXqcos46.991.365(3)各電動勢、電壓分別保持不變時發(fā)電機的功率特性：Eq|0U .SinXdPEqPEq866 cos46

16、.990.9211.4809亠亠sin2Xd XqEsin XdXqXdsin2Xd XqPeEUsinXdE U . sinXdsin 1 U(1EXdXd)sinRqUgU.sinXe竺sinXesin 1U?Xe)sinXq(4)各功率特性的最大值及其對應(yīng)的功角1)Eq|0lcon st。最大功率角為dPEqd2)Eq|0|con st。最大功率角為dPEqd3)E0|con st。最大功率角為90，則有4)UgI0Iconst。最大功率角為G 90，則有第七章電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定7-2-1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 , U

17、g , P0)仍不變。(2)發(fā)電機改為凸極機(xd 1， xq 0.8 )其他情況不變。Xd1.0 0UUg1) PesinXT1XLXT21 1.05sin G 0.80.1 0.6 0.1求得：G 37.56Ug UJ(XT1 XL XT2)l0 0.8314.7Eq U j I Xd10jO.83 14.71.81.5766.6功率極限PmPEqMXd1.8靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)Kp0.872 0.80.89%(2)凸極機PeXt1UUg12XlsinXt2求得:22.4EqEqPEqdPEq由石5)PEqM1.05sin0.1 0.3 0.10.8Ug UJ(Xt1 2xlU j I XqE

18、q j I d(XdXd1.05 22.41 0XT2)u284.26j0.50.84.29j0.8 4.291.31.38 48.36Xsin2Xd XqPE (84.26 ) 1.015Kp1.015 0.81.3848.36j0.8 4.29 sin(48.364.29 ) 1.51 52.371.01s in0.051s in226.89%第八章電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定8-2-2在例8-1中若擾動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。300MW18kV360MW/200kMX10.41cos0.85XdXq 2.3618/242kVXq4X1Xd0.32Us(%)14X20.23Tj

19、0.6s/kMPq 220MW cos 100.98U 115kV360MW 220/121kV Us(%)14j0.304jrv-v-j0.130j0.470j0.108 U1.0a 正常運行P0Q00.2E j0.304j0.130j0.470 j 0.108 U_jb斷開一條線路后P0Q01.00.2取基準(zhǔn)值:SB=220MVA,UB=Uav末端標(biāo)幺P0SB220QoQ sin SBsin(arccos )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)正常運行時：根據(jù)例6-2的結(jié)果Xd0.777 , E7(1 0.2 0.7772) 0.77721.3924功率最大值:R maxEUXd1.39241.79200.7770 tan1ZZ1 0.2 0.77733.9201此處有改動Pr0R max sin (33.9201 )切除一條線路xd1.012 ,功率最大值Pi maxEUXd旦蘭1.37591.0121c arcs inR max46.6185 , h180 -arcsinPI max133.381546.6185加速面積 Sabc33.9201 (PT0最大可能的減速面積：s