电力系统暂态 例题 2

《电力系统分析》

第二章 电力系统元件模型及参数计算

例2-4 有一台SFL 120000/110型向10kV 网络供电的降压变压器，铭牌给出的试验数据为：ΔP S =135kW ，V S %=10.5，ΔP 0=22kW ，I 0%=0.8。试计算归算到高压侧的变压器参数。

解：由型号知，S N =20000kVA ，高压侧额定电压V N =110kV 。各参数如下：

1011

110

102.131011020000

1008.010100%1082.110110

221053.631020000

1001105.1010100%08.410200001101351021632

320632

3

20323

23

2

2322

===

?=??=??=?=?=??=Ω

=Ω???=??=Ω=Ω??=??=------N N T N N T N T N N S T N N S T V V k S S V S I B S S V P G S V V X S V P R

例2-6 试计算图2-15(a)输电系统各元件电抗的标幺值。已知各元件的参数如下： 发电机 S G(N)=30MVA ，V G(N)=10.5kV ，X G(N)=0.26；变压器T-1 S T1(N)=31.5MVA ，

V S %=10.5，k T1=10.5/121；变压器T-2 S T2(N)=15MVA ，V S %=10.5，k T2=110/6.6；电抗器 V R(N)=6kV ，I R(N)=0.3kA ，X R %=5；架空线路长80km ，每公里电抗为0.4Ω；电缆线路长2.5km ，

每公里电抗为0.08Ω。

解：首先选择基准值。取全系统的基准功率S B =100MVA 。为了使标幺值的等值电路中不出现串联理想变压器，选取相邻段的基准电压比k B(I-II)=k T1，k B(II-III)=k T2。这样，只要选出三段中某一段的基准电压，其余两段的基准电压就可以由基准变比确定了。我们选第Ⅰ段的基准电压V B(Ⅰ)=10.5kV ，于是

kV

26.76

.6/1101

121kV )6.6/110()121/5.10(15

.101

1kV

121kV 121/5.101

5

.101III)

(II II)(I (I)

III)

(II (II)(II)II)

(I (I)(II)==?======---- k k V k V V k V V B B B B B B B B B

各元件电抗的标幺值为

87.05.10100

305.1026.02

22

)

1()

(2

)

()*

()*(1=??=?

==B B

N G N G N G B G V S S V X X X

33.05.101005.315.101005.101002

222)1()(12

)1(%)*

(12=??=??==B B N T N T S B T V S S V V X X 22.0121

100

804.02

2)()*(3=??===II B B L

B L V S X X X 58.0121

100151101005.10100%2

22)()(22

II)()*

(24=??=??==II B B N T N T S B T V S S V V X X 09.126

.71003.03610053100%2

2(III))()()*

(5=???=??==B B N R N R R B R V S I V X X X

38.026

.7100

5.208.02

2)

()*(6=?

?===III B B C

B C V S X X X 计算结果表示于图2-16中。每个电抗用两个数表示，横线以上的数代表电抗的标号，横线以下的数表示它的标幺值。

图2-16 不含理想变压器的等值电路

例2-7 试对例2-6的电力系统作各元件参数标幺值的近似计算。假定发电机电势标幺值等于1.0，在电缆线路末端发生三相短路，试分别按元件标幺参数的精确值和近似值计算短路点电流的有名值。

解：仍选基准功率S B =100MVA 。基准电压等于平均额定电压，即V B(Ⅰ)=10.5kV ，

V B(Ⅱ)=115kV ，V B(III)=6.3kV 。变压器的变比为相邻两段平均额定电压之比。各元件电抗的标

幺值计算如下

发电机的电抗 87.030

10026.01=?=X ，

变压器T-1的电抗 33.05

.31100

1005.102=?=

X 架空线路的电抗 24.0115

100804.02

3=??=X ，

变压器T-2的电抗 7.015

100

1005.104=?=

X 电抗器的电抗 46.13

.6100

3.03605.02

5=???=X 电缆线路的电抗 504.03

.61005.208.02

6=?

?=X

电缆线路末端短路时，短路电流为

(III)(III)1B B f I X I X E I ∑

∑==

654321X X X X X X X +++++=∑

精确计算时

47.338.009.158.022.033.087.0=+++++=∑X

kA 95.7kA 26

.731003(III)

(III)=?=

=

B B B V S I

kA 29.2kA 47.3/95.7==f I

近似计算时

104.4504.046.17.024.033.087.0=+++++=∑X

kA 17.9kA 3

.63100(III)=?=

B I

kA 24.2kA 104.4/17.9==f I

第三章 电力网的电压和功率分布

例3-1 如图3-11(a)所示一简单系统，额定电压为110kV 的双回输电线路，长度为80km ，采用LGJ-150导线，其单位长度的参数为：r =0.21Ω/km ，x =0.416Ω/km ，b =2.74×10-6S/km 。变电所中装有两台三相110/11kV 的变压器，每台的容量为15MVA ，其参数为：ΔP 0=40.5kW ，ΔP s =128kW ，V s %=10.5，I 0%=3.5。母线A 的实际运行电压为117kV ，负荷功率：S LDb =30+j12MVA ，S LDc =20+j15MVA 。当变压器取主抽头时，求母线c 的电压。

解：（一）计算参数并作出等值电路

输电线路的等值电阻、电抗和电纳分别为

Ω=Ω??=4.821.0802

1

L R Ω=Ω??=

6.16416.0802

1

L X S S B c 461038.41074.2802--?=???=

图3-11 输电系统接线图及其等值电路

由于线路电压未知，可用线路额定电压计算线路产生的充电功率，并将其等分为两部分，便得

var M 65.2var M 1101038.42

121242

-=???-=-

=?-N c B V B Q 将ΔQ B 分别接于节点A 和b ，作为节点负荷的一部分。

两台变压器并联运行时，它们的等值电阻、电抗及励磁功率分别为

Ω=Ω???=??=4.310150001101282110212

2

232

2N N s T S V P R Ω=Ω???=?=4.421015000

1105.102110%2122N N S T

S V V X MV A 05.108.0MV A 100155.30405.0200j j Q j P +=??? ?

?

?+=?+?

变压器的励磁功率也作为接于节点b 的一种负荷，于是节点b 的总负荷

MV A 4.1008.30MV A 65.205.108.01230j j j j S b +=-+++=

节点c 的功率即是负荷功率 S c =20+j15MVA 这样就得到图3-11(b)所示的等值电路。

（二）计算由母线A 输出的功率

先按电力网的额定电压计算电力网中的功率损耗。变压器绕组中的功率损耗为

MVA 19.218.0MVA )4.424.3(1101520)(2222

j j jX R V

S S T T N c

T +=++=+???

? ??=? 由图3-11(b)可知

MV A 19.1718.20MV A 19.218.01520j j j Q j P S S T T c c

+=+++=?+?+=' MV A 59.2726.50MV A 4.1008.3019.1718.201

j j j S S S b c +=+++=+'='' 线路中的功率损耗为

MVA 51.428.2MVA )6.164.8(11059.2726.50)(2

2

22

1j j jX R V S S L L N L +=++=+???

? ??''=? 于是可得

MV A 1.3254.52MV A 51.428.259.2726.5011

j j j S S S L +=+++=?+''=' 由母线A 输出的功率为

MV A 45.2954.52MV A 65.21.3254.521

j j j Q j S S B A +=-+=?+'= （三）计算各节点电压

线路中电压降落的纵分量和横分量分别为

kV 3.8kV 1176.161.324.854.521

1=?+?='+'=

?A L L L V X Q R P V

kV 2.5kV 117

4.81.326.1654.521

1=?-?='-'=

A L L L V R Q X P V δ

利用公式（3-11）可得b 点电压为

kV 8.108kV 2.5)3.8117()()(2222=+-=+?-=L L A b V V V V δ

变压器中电压降落的纵、横分量分别为

kV 3.7kV 8

.1084.4219.174.318.20=?+?='+'=

?b T c

T c T V X Q R P V

kV 3.7kV 8

.1084

.319.174.4218.20=?-?='-'=

δb T c T c T V R Q X P V

归算到高压侧的c 点电压

kV 7.101kV 3.7)3.78.108()()(2222=+-=+?-='T T b c V V V V δ

变压所低压母线c 的实际电压

kV 17.10kV 110

11

7.10111011=?=?

'=c c V V 如果在上述计算中都不计电压降落的横分量，所得结果为

kV V b 7.108=，kV V c 4.101='，kV V c 14.10=

与计及电压降落横分量的计算结果相比，误差很小。

例3-2 图3-17所示110kV 闭式电网，A 点为某发电厂的高压母线，其运行电压为117kV 。网络各元件参数为 线路Ⅰ、Ⅱ（每公里） r 0=0.27Ω， x 0=0.423Ω， b 0=2.69×10-6S ； 线路 Ⅲ（每公里） r 0=0.45Ω，

x 0=0.44Ω，

b 0=2.58×10-6S ；

线路I 长度为60km ，线路Ⅱ为50km ，线路Ⅲ为40km 。

各变电所每台变压器的额定容量、励磁功率和归算到110kV 电压级的阻抗分别为 变电所b S N =20MVA ，ΔS 0=0.05+j0.6MVA ，R T =4.84Ω，X T =63.5Ω 变电所c S N =10MVA ，ΔS 0=0.03+j0.35MVA ，R T =11.4Ω，X T =127Ω 负荷功率 S LDb =24+j18MVA ，S LDc =12+j9MVA 。 试求电力网的功率分布及最大电压损耗。

图3-17 电力网络及其等值电路和功率分布

解：（一）计算网络参数及制订等值电路

线路Ⅰ： Ω+=Ω?+=I 38.252.1660)423.027.0(j j Z S S B 461061.1601069.2--I ?=??=

var M 95.1var M 1101061.1224-=??-=?-I B Q

线路Ⅱ： Ω+=Ω?+=15.215.1350)423.027.0(II j j Z S S B 46II 1035.1501069.2--?=??=

var M 63.1var M 1101035.1224II -=??-=?-B Q 线路Ⅲ： Ω+=Ω?+=6.171840)44.045.0(III j j Z S S B 46III 1003.1401058.2--?=??=

var M 25.1var M 1101003.1224III -=??-=?-B Q 变电所b ： Ω+=Ω+=

75.3142.2)5.6384.4(2

1

j j Z Tb MV A 2.11.0MV A )6.005.0(2j j S ob +=+=? 变电所c ： Ω+=Ω+=

5.637.5)1274.11(2

1

j j Z Tc MV A 7.006.0MV A )35.003.0(2j j S oc +=+=? 等值电路如图3-17(b)所示。

（二）计算节点b 和c 的运算负荷

MVA 36.218.0MVA )75.3142.2(11018242

22j j S Tb +=++=

?

III I B B ob Tb LDb b Q j Q j S S S S ?+?+?+?+=

MV A

96.1928.24MV A 623.0975.02.11.036.218.01824j j j j j j +=--+++++=

MV A 18.1106.0MV A )5.637.5(110

9122

22j j S Tc

+=++=?

MVA

44.917.12MVA 815.0623.07.006.018.1106.0912II

III j j j j j j Q j Q j S S S S B B oc Tc LDc c +=--+++++=?+?+?+?+= （三）计算闭式网络的功率分布

III

*

II *

I *

II

*

III *II *I )(Z Z Z Z S Z Z S S c b ++++=

MV A 13

.647.47)

15.215.13)(44.917.12()75.385.31)(96.1928.24(j j j j j --++-+=

=18.64+j15.79MVA

III

*

II *

I *

III *

I *I *II )(Z Z Z Z Z S Z S S c b ++++=

MV A 13

.647.47)

98.422.34)(44.917.12()38.252.16)(96.1928.24(j j j j j --++-+=

=17.8+j13.6MVA

MV A 39.2944.36MV A 6.138.1779.1564.18II I j j j S S +=+++=+ MV A 4.2945.36MV A 44.917.1296.1928.24j j j S S c b +=+++=+

可见，计算结果误差很小，无需重算。取S I =18.65+j15.8继续进行计算。

MV A 16.463.5MV A 8.1565.1896.1928.24III j j j S S S b +=--+=-=I

由此得到功率初分布，如图3-17(c)所示。

（四）计算电压损耗

由于线路Ⅰ和III 的功率均流向节点b ，故节点b 为功率分点，且有功功率分点和无功功率分点都在b 点，因此这点的电压最低。为了计算线路Ⅰ的电压损耗，要用A 点的电压和功率S A1。

MVA

05.1745.19MVA

)38.252.16(1108.1565.188.1565.182

2

2L 1

j j j S S S A +=++++=?+=I I

kV 39.6117

38

.2505.172.1645.1911=?+?=+=

?I I I A A A V X Q R P V

变电所b 高压母线的实际电压为

kV 61.11039.6117=-=?-=I V V V A b

第四章 电力系统有功功率和频率调整

例4-2 某电力系统中，一半机组的容量已完全利用；其余25%为火电厂，有10%备用容量，其单位调节功率为16.6；25%为水电厂，有20%的备用容量，其单位调节功率为25；系统有功负荷的频率调节效应系数K D*=1.5。试求：(1)系统的单位调节功率K *；(2) 负荷功率增加5%时的稳态频率f ；(3) 如频率容许降低0.2Hz ，系统能够承担的负荷增量。

解：(一)计算系统的单位调节功率

令系统中发电机的总额定容量等于1，利用公式(4-25)可算出全部发电机组的等值单位调节功率

4.10252

5.0

6.1625.005.0=?+?+?=*G K

系统负荷功率

925.0)2.01(25.0)1.01(25.05.0=-?+-?+=D P

系统备用系数 081.1925.0/1==r k

于是 742.125.14.10081.1=+?=+=***D G r K K k K

(二)系统负荷增加5%时的频率偏移为

310924.3742

.1205

.0-*

*

*?-=-

=-

=K P f ??

一次调整后的稳态频率为

Hz 804.49Hz 50003924.050=?-=f

(三)频率降低0.2Hz ，即△f *=－0.004,系统能够承担的负荷增量

%097.510097.5)004.0(742.122=?=-?-=-=-***P f K P ???或

例4-3 同上例，但火电厂容量已全部利用，水电厂的备用容量已由20%降至10%。 解：(一)计算系统的单位调节功率

25.62525.0025.005.0=?+?+?=*G K

026.1)1.01(25.025.05.01

=-?++=

r k

912.75.125.6026.1=+?=*K

(二)系统负荷增加5%后

210632.0912

.705

.0-*?-=-

=f ? Hz 68.495000632.050=?-=f

(三)频率允许降低0.2Hz ，系统能够承担的负荷增量为

3.165%10165.3)00

4.0(912.72=?=-?-=-=-***P f K P ???或

第五章 电力系统无功功率和电压调整

例5-3 降压变压器及其等值电路如图5-23(a)、(b)所示。归算至高压侧的阻抗为.4044.2Ωj jX R T T +=+。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为MV A 1428m ax j S +=和MV A,610m in j S +=高压侧的电压分别为V 1max =110kV 和

V 1min =113kV 。要求低压母线的电压变化不超出6.0~6.6kV 的范围，试选择分接头。

图5-23 降压变压器及其等值电路

解：先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗

kV

34.2113

40644.210kV

7.5110

40

1444.228m in

m ax =?+?==?+?=T T V V ??

假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低压侧的电压分别取为V 2max =6kV 和

V 2min =6.6kV, 则由式（5-20）和（5-21）可得

kV

6.1056

.63

.6)34.2113(kV 4.1090

.63

.6)7.5110(min

1max 1=?-==?-=t t V V

取算术平均值

kV 5.1072/)6.1054.109(1=+=?av t V

选最接近的分接头kV 25.1071=t V 。按所选分接头校验低压母线的实际电压。

kV

6.6kV 5.625

.1073

.6)34.2113(kV

6kV 13.625

.1073

.6)7.5110(min

2max 2<=?-=>=?-=V V

可见所选分接头能满足调压要求。

例5-4 一升压变压器，其归算至高压侧的参数、负荷、分接头范围如图5-25所示，最大负荷时高压母线电压为120kV ，最小负荷时高压母线电压为114kV ，发电机电压的调节范围为6~6.6kV ，试选择变压器分接头。

解：最大负荷时变压器的电压降为

kV

125.5120

30

18325m ax

2m ax 2m ax 2m ax =?+?=+=

? V X

Q R P V

归算至高压侧的低压侧电压为

kV

125.125kV 5.125)(120max

max 2max 1=+=+=' V V V ?

最小负荷时变压器电压降落为

kV 3114

30

10314m in 2m in 2m in 2m in =?+?=+=

?V X Q R P V

归算至高压侧的低压侧电压为

图5-25 升压变压器

Z T =3+j30Ω

6.3/121±2?2.5%

S max =25+j18MV A

S min =14+j10MV A

kV

117kV 3)(114m in

m in 2m in 1=+=?+=' V V V

假定最大负荷时发电机电压为6.6kV ，最小负荷时电压为6kV 。 从而：

kV

14.1212

85

.12243.1192kV

85.122kV 6

3

.6117V kV 43.119kV 6

.63

.6125.125min 1max

11min 1max 1=+=+=

=?==?=t t t t t V V V V 选择最接近的分接头121kV 。 校验：

最大负荷时发电机端实际电压为

kV 51.6kV 121

3

.6125.125=?

最小负荷时发电机端实际电压为

kV 09.6kV 121

3

.6117=?

均满足要求。

例5-6 简单输电系统的接线图和等值电路如图5-35所示。变压器励磁支路和线路电容被略去。节点1归算到高压侧的电压为118kV ，且维持不变。受端低压母线电压要求保持为10.5kV 。试配合降压变压器T-2的分接头选择，确定受端应装设的如下无功补偿设备：(1) 静电电容器；(2)同步调相机。

图5-35 输电系统及其等值电路图

解：（一）计算补偿前受端低压母线归算到高压侧的电压

因为首端电压已知，宜用首端功率计算网络的电压损耗。为此，先按额定电压计算输电系统的功率损耗：

MVA 72.634.1MVA )13026(110

15202

22m ax j j S +=+?+=? MVA 68.134.0MVA )13026(110

5.71022

2m in j j S +=+?+=

?

于是

MV A 72.2134.21MV A 72.634.11520m ax m ax m ax 1j j j S S S +=+++=?+= MV A 18.934.10MV A 68.134.05.710m in m in m in 1j j j S S S +=+++=?+=

利用首端功率可以算出：

kV 37.89kV 118130

72.212634.21kV 1181m ax 1m ax 11m ax 2=?+?-=+-='V X Q P V V

kV 61.105kV 118

130

18.92634.10kV 1181m in 1m in 11m in 2=?+?-=+-

='V X Q P V V

（二）选择静电电容器的容量

（1）按最小负荷时无补偿确定变压器的分接头电压

kV 69.110kV 5

.1061

.10511m in 2m in 22=?='=

V V V V N t

最接近的抽头电压为110kV ，由此可得降压变压器的变比为1011

110

==

k 。 （2）按公式（5-34）求补偿容量

var M 62.12var M 101037.895.101305.102

2m ax 2m ax

2m ax

2=???? ??-=???

? ?

?

'-=

k k V V X

V Q c c C （3）取补偿容量Q C =12Mvar ，验算最大负荷时受端低压侧的实际电压

MVA 4.488.0MVA )13026(110)1215(202

2

2m ax j j S c +=+-+=

?

MV A 4.788.20MV A 4.488.0)1215(20m ax 1j j j S c +=++-+=

kV 25.105kV 118

130

4.72688.20kV 1181m ax 1m ax 11m ax 2=?+?-=+-

='V X Q R P V V c c c

故 kV 525.10kV 10

25

.105/m ax 2m ax 2==

'=k V V c c kV 561.10kV 10

61

.105/m in 2m in 2==

'=k V V c c （三）选择同步调相机的容量

（1） 按公式（5-38）确定降压变压器变比

2

2m in 222m ax 2m in 2m in 2m ax 2m ax 25

.105.1061

.1055.1037.895.10+??+??=+'+'=

ααααc c c c V V V V V V k 5

.10)1(61

.10537.89?++?=

αα

当α分别取为0.5和0.65时，可相应算出变比k 分别为9.54和9.45，选取最接近的标准分接头变比k =9.5。

（2）按公式（5-35）确定调相机容量

var M 96.7var M 5.95.937.895.101305.102

2m ax 2m ax

2m ax

2=???? ??-=???

? ?

?

'-=

k k V V X

V Q c c C 选取最接近标准容量的同步调相机，其额定容量为7.5MVA 。

（3）验算受端低压侧电压。最大负荷调相机按额定容量过励磁运行，因而有

MVA 9.498.0MVA )13026(110

)5.715(202

2

2m ax j j S c +=+-+=

?

最小负荷时调相机按50%额定容量欠励磁运行，因而有

MVA 434.2487.0MVA )13026(110)75.35.7(102

2

2m in j j S c +=+++=

?

MV A 4.1298.20MV A 9.498.05.720m ax m ax m ax 1j j j S S S c c c +=+++=?+= MV A 684.13487.10MV A 434.2487.025.1110m in m in m in 1j j j S S S c c c +=+++=?+=

k V X

Q R P V V c c c ???

?

??+-=1max 1max 11

max 2 kV 496.105.9kV/1181304.122698.20118=??

? ??

?+?-=

k V X

Q R P V V c c c ???

?

??+-=1min 1min 11

min 2 kV 59.105.9kV/118130684.1326487.10118=??

? ??

?+?-=

在最小负荷时电压略高于10.5kV ，如果调相机按60% 额定容量欠励磁运行，便得V 2min =10.48kV 。

第六章 电力系统三相短路的分析计算

例6-2 已知同步电机的参数为：X d =1.0, X q =0.6, 85.0cos =?。试求在额定满载运行时的电势E q 和E Q 。

解：用标幺值计算，额定满载时V =1.0, I =1.0。 (一)先计算E Q 。由图6-15的相量图可得

41

.1)85.06.0()53.06.01()cos ()sin (2

2

22=?+?+=++= I X I X V E q q Q ??

(二) 确定Q E 的相位。相量Q

E 和V 间的相角差 2153

.06.0185

.06.0sin cos 1

1

=?+?=+=--tg I X V I X tg q q ?

?δ

也可以直接计算Q

E 同I 的相位差)(?δ+

5385

.06

.053.0cos sin 1

1

=+=+=+--tg V I X V tg q ?

??δ

(三) 计算电流和电压的两个轴向分量

6

.053cos )cos(,8.053sin )sin(==+===+=

I I I I I I q d ?δ?δ

93

.021cos cos ,36.021sin sin ======

V V V V V V q d δδ

(四) 计算空载电势E q

73.18.0)6.01(41.1)(=?-+=-+=d q d Q q I X X E E

例6-3 就例6-2的同步电机及所给运行条件，再给出3.0='d

X ，试计算电势E E q ''和。 解：例6-2中已算出93.0=q V 和I d =0.8，因此

d d q q

I X V E '+=' 17.18.03.093.0=?+=

根据相量图6-22，可知

22)cos ()sin (??I X I X V E d d

'+'+=' 187

.1)85.03.0()53.03.01(22=?+?+=

电势E

'同机端电压V 的相位差为 4.1253

.03.0185

.03.0sin cos 11

=?+?='+'='--tg I X V I X tg d d ??δ

例6-4 同步发电机有如下的参数：0.1=d X ，6.0=q X ，3.0='d

X ，21.0=''d X ，31.0=''q

X ，85.0cos =?。试计算额定满载情况下的E E E E E d q q q ''''''',,,,。 解：本例电机参数除次暂态电抗外，都与例6-3的电机的相同，可以直接利用例6-2和例6-3的下列计算结果：8.0,6.0,36.0,93.0,1.21,17.1,73.1======'=d q d q q q I I V V E E δ。

根据上述数据可以继续算出

174.06.031.036.0098.18.021.093.0=?-=''-=''=?+=''+=''q q d d

d d q q

I X V E I X V E 112.1)()(22=''+''=''d q

E E E 1.1291.211

=-=''''-=''-q

d

E E tg δδ 图6-15 电势相量图

图6-22 例6-3的电势相量图

电势相量图示于图6-28。 图6-28 例6-4的电势相量图 如果按近似公式(6-69)计算，由相量图6-28可知

126

.1)85.021.0()53.021.01()cos ()sin (2222=?+?+=''+''+='' I X I X V E d d ??.

13

.9111

.1.

1785.0sin cos 11

==''+''=''--tg I X V I X tg d d ??δ 同前面的精确计算结果相比较,电势幅值相差甚小，相角误差略大。

例6-7 试计算图6-42(a)的电力系统在f 点发生三相短路时的冲击电流。系统各元件的参数如下。

发电机G ：60MVA ，d X ''=0.12。调相机SC ：5 MVA ，d X ''=0.2。变压器T-1：31.5MVA ，

V s %=10.5；T-2：20MVA ，V s %=10.5；T-3：7.5MVA ，V s %=10.5。线路L-1：60km ；L-2：20km ；L-3：10km 。各条线路电抗均为0.4Ω/km 。负荷LD-1：30MVA ；LD-2：18MVA ；LD-3：6MVA 。

解：先将全部负荷计入，以额定标幺电抗为0.35，电势为0.8的电源表示。

（一）选取S B =100MVA 和V B =V av ，算出等值网络[图6-42(b)]中各电抗的标幺值如下： 发电机 2.060

100

12.01=?

=X 调相机 451002.02=?=X 负荷LD-1 17.13010035.03=?=X 负荷LD-2 95.118100

35.04=?=X 负荷LD-3 83.5610035.05=?

=X 变压器T-1 33.05.31100

105.06=?=X 变压器T-2 53.020100105.07=?=X 变压器T-3 4.15

.7100

105.08=?=X 线路L-1 18.0115

100604.02

9=?

?=X 线路L-2 06.0115

100204.02

10=?

?=X

线路L-3 03.0115

100104.02

11=?

?=X

取发电机的次暂态电势E 1=1.08。调相机按短路前额定满载运行，可得

2.112.012=?+=''+=I X V E d

图6-42 例6-7的电力系统及其等值网络

（二）进行网络化简

68.018.033.017

.12.017

.12.0)//(963112=+++?=

++=X X X X X

9.106.053.095

.1495

.14)//(1074213=+++?=++=X X X X X

93.14.003.09

.168.09

.168.0)//(811131214=+++?=

++=X X X X X

04.117.12.02.08.017.108.13113316=+?+?=++=X X X E X E E

93.095

.1448.095.12.14224427=+?+?=++=X X X E X E E

01.19

.168.068.093.09.104.113121271368=+?+?=++=X X X E X E E

（三）起始次暂态电流的计算

由变压器T-3方面供给的为

523.093

.101

.1148===

''X E I 由负荷LD-3供给的为

(d)

137.083

.58

.0553===''X E I LD

（四）冲击电流计算

为了判断负荷LD-1 和LD-2是否供给冲击电流，先验算一下节点b 和c 的残余电压 a 点的残余电压为

75.0523.0)03.04.1()(118=+=''+=I X X V a

线路L –1的电流为

427.068

.075

.004.11261=-=-=''X V E I a L

线路L-2的电流为

096.0427.0523.012=-=''-''=''L L

I I I b 点残余电压为

97.0427.0)33.018.0(75.0)(169=++=''++=L

a b I X X V V c 点残余电压为

807.0096.0)53.006.0(75.0)(2710=++=''++=L

a c I X X V V 因V

b 和V

c 都高于0.8，所以负荷LD-1和LD-2不会变成电源而供给短路电流。因此，由变压器T-3 方面来的短路电流都是发电机和调相机供给的，可取k im =1.8。而负荷LD-3供给的短路电流则取冲击系数等于1。

短路处电压级的基准电流为

kA 16.9kA 3

.63100=?=

B I

短路处的冲击电流为

)228.1(3LD

im I I i ''+''?=kA 97.13kA 16.9)137.02523.028.1(=?+??=B I 在近似计算中，考虑到负荷LD-1 和LD-2离短路点较远，可将它们略去不计。把同步发电机和调相机的次暂态电势都取作1=''E ，此时网络（负荷LD-3除外）对短路点的组合

电力系统暂态分析要点总结

第一章 1.短路的概念和类型 概念：指一切不正常的相与相与地（对于中性点接地的系统）之间发生通路或同一绕组之间的匝间非 正常连通的情况。类型：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路。 2.电力系统发生短路故障会对系统本身造成什么危害？ 1）短路故障是短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将产生巨大的机械应力，可能破坏导体和它们的支架。 2）比设备额定电流大许多倍的短路电流通过设备，会使设备发热增加，可能烧毁设备。 3）短路电流在短路点可能产生电弧，引发火灾。 4）短路时系统电压大幅度下降，对用户造成很大影响。严重时会导致系统电压崩溃，造成电网大面积停电。 5）短路故障可能造成并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，造成大面积停电。这是短路故障的最严重后果。 6）发生不对称短路时，不平衡电流可能产生较大的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，干扰附近的通信线路和信号系统，危及设备和人身安全。 7）不对称短路产生的负序电流和电压会对发电机造成损坏，破坏发电机的安全，缩短发电机的使用寿命。3．同步发电机三相短路时为什么进行派克变换？ 目的是将同步发电机的变系数微分方程式转化为常系数微分方程式，从而为研究同步发电机的运行问 题提供了一种简捷、准确的方法。 4.同步发电机磁链方程的电感系数矩阵中为什么会有变数、常数或零？ 变数：因为定子绕组的自感系数、互感系数以及定子绕组和转子绕组间的互感系数与定子绕组和转子绕 组的相对位置θ角有关，变化周期前两者为π，后者为2π。根本原因是在静止的定子空间有旋转的转子。 常数：转子绕组随转子旋转，对于其电流产生的磁通，其此路的磁阻总不便，因此转子各绕组自感系数 为常数，同理转子各绕组间的互感系数也为常数，两个直轴绕组互感系数也为常数。 零：因为无论转子的位置如何，转子的直轴绕组和交轴绕组永远互相垂直，因此它们之间的互感系数 为零。 5.同步发电机三相短路后，短路电流包含哪些分量？各按什么时间常数衰减？ 1）定子短路电流包含二倍频分量、直流分量和交流分量；励磁绕组的包含交流分量和直流分量；D轴 阻尼绕组的包含交流分量和直流分量；Q轴阻尼包含交流分量。 2）定子绕组基频交流分量、励磁绕组直流分量和阻尼绕组直流分量在次暂态时按Td’’和Tq’’衰减，在暂 态情况下按Td’衰减；定子绕组的直流分量、二倍频分量和励磁绕组交流分量按Ta衰减。 6.用物理过程分析同步发电机三相短路后各绕组短路电流包含哪些分量？ 短路前，定子电流为iwo，转子电流为ifo；三相短路时，定子由于外接阻抗减小，引起一个强制交流 分量△iw，定子绕组电流增大，相应电枢反应磁链增大。励磁绕组为保持磁链守恒，将增加一个直流分 量△ifɑ，其切割定子使定子产生交流分量△iw’。 定子绕组中iwo，iw，iw’不能守恒，所以必产生一个脉动直流，可将其分解为恒定直流分量和二倍频 交流分量。由于励磁绕组切割定子绕组磁场，因此励磁绕组与定子中脉动直流感应出一个交变电流△ifw。 又因为D轴阻尼与励磁回路平行，所以同样含有交流分量和直流分量。 由于假设定子回路电阻为零，定子基频交流只有直轴方向电枢反应因此Q轴绕组中只有基频交流分量 而没有直流分量。 第四章 1.额定转速同为3000转/分的汽轮发电机和水轮发电机，哪一个启动比较快？ 水轮发电机启动较快。 2.水轮机的转动惯量比汽轮机大好几倍，为什么惯性时间常数Tj比汽轮机小？ 水轮机极对数多于汽轮机的极对数，由n=60f/p得水轮机的额定转速小于汽轮机的转速，又因为惯性时 间常数为Tj=2.74GD2n2/（1000S B），所以T正比于n2，所以水轮机的Tj比汽轮机小。 3.什么是电力系统稳定性？什么是电力系统静态稳定、暂态稳定？区别？ （1）电力系统稳定性：指当电力系统在某一运行状态下突然受到某种干扰后，能否经过一定时间后又

电力系统自动化实验报告

电力系统自动化报告 学院: 核技术与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 2011060505班 学号: 3201106050504 姓名: ~~~~~~ 指导老师: 顾民 完成时间: 2014年4月30日

电力系统自动化实验报告 实验一发电机组的启动与运转实验 一、实验目的: 1．了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。 2．熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特性。 3．掌握发电机组起励建压，并网，解列和停机的操作。 二、原理说明: 在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。 THLZD-2型电力系统综合自动化实验台输电线路的具体结构如下图所示： 调速系统的原理结构图：

励磁系统的原理结构示意图 三、 实验内容与步骤： 1．发电机组起励建压

接着依次打开控制柜的“总电源”、“三相电源”和“单相电源”的电源开关；再打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。 ⑵将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出“呼呼”的声音。 ⑶按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“自动”方式，开机默认方式为“自动方式”。 ⑷按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机组正在启动。当发电机组转速上升到1500rpm 时，THLWT-3 型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。 ⑸当发电机转速接近或略超过1500rpm 时，可手动调整使转速为1500rpm，即：按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。按下THLWT-3 型微机调速装置面板上的“＋”键或“－”键即可调整发电机转速。 ⑹发电机起励建压有三种方式，可根据实验要求选定。一是手动起励建压；一是常规起励建压；一是微机励磁。发电机建压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压400V，具体操作如下： ①手动起励建压 1) 选定“励磁调节方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋到“手动 调压”，“励磁电源”旋钮旋到“他励”。 2) 打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到“开”。 3) 建压。调节实验台上的“手动调压”旋钮，逐渐增大，直到发电机电压（线电压）达到设定的发电机电压。

电力系统暂态分析模拟考试试题

电力系统暂态分析模拟考试试题 (时间100分钟,满分100分) 一、判断题(下述说法就是否正确,在您认为正确的题号后打“√”,错误的打“×”,每小题1分,共10分) 1、分析电力系统并列运行稳定性时,不必考虑负序电流分量的影响。( ) 2、任何不对称短路情况下,短路电流中都包含有零序分量。( ) 3、发电机中性点经小电阻接地可以提高与改善电力系统两相短路与三相短路时并列运行的暂态稳定性。( ) 4、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时,短路电流中的周期分量不衰减,非周期分量也不衰减。( ) 5、中性点直接接地系统中,发生几率最多且危害最大的就是单相接地短路。( ) 6、三相短路达到稳定状态时,短路电流中的非周期分量已衰减到零,不对称短路达到稳定状态时,短路电流中的负序与零序分量也将衰减到零。( ) 7、短路电流在最恶劣短路情况下的最大瞬时值称为短路冲击电流。( ) 8、在不计发电机定子绕组电阻的情况下,机端短路时稳态短路电流为纯有功性质。( ) 9、三相系统中的基频交流分量变换到系统中仍为基频交流分量。( ) 10、不对称短路时,短路点负序电压最高,发电机机端正序电压最高。( ) 二、单项选择题(在每小题的三个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分,共20分) 1、近似计算法中,变压器的变比应采用( )。 A、实际变比; B、额定变比; C、平均额定变比。 2、电力系统一相断线时的复合序网在形式上与( )的复合序网相同。 A、单相接地短路; B、两相短路接地; C、两相短路。 3、电力系统的复杂故障就是指( )。 A、横向故障; B、纵向故障; C、电力系统中不同地点同时发生不对称故障。 4、如三相短路瞬间A相非周期电流起始值为最大值,则B、C两相非周期分量电流起始值( )。 A、大小相等,均等于A相非周期分量的一半; B、大小相等,均等于零; C、大小不相等。 5、下图所示网络中,f点发生三相短路时,关于短路点右侧网络中的电流正确的说法就是( )。 A、不存在电流; B、过渡过程中存在电流; C、电流始终存在。 6、同步发电机直轴电抗三者之间的大小关系为( )。

电力系统暂态复习题目及答案

1. 某10/0.4kV 车间变电所，总计算负荷为1400kVA ，其中一、二级负荷 为760kVA ，试初步确定主变压器的台数和单台容量。 2. 某机修车间380V 线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW （其中较大容量电动机有7.5kW 1台，4kW 3台，2.2kW 7台）（取K d =0.2，7 3.1tan ,5.0cos ==??），通风机2台共3kW （K d =0.8， 75.0tan ,8.0cos ==??），电阻炉1台2kW （K d =0.7， 0tan ,1cos ==??）。试用需要系数法确定此线路上的计算负荷。（取 K∑p =0.95， K ∑q =0.97） 3. 有一条用LGJ-50型钢芯铝绞线架设的长5km 额定电压为35kV 架空线路，有功计算功率为2500kW ，cosφ=0.7，试计算此钢芯铝线是否满足允许电压损耗5﹪的要求。已知：r 0 = 0.7Ω/km ，x 0 = 0.4Ω/km 。

1. 解： 由于变电所有一、二级负荷，所以变电所应选用两台变压器。 按互为备用选 SN ≥0.7*1400=980kV A 按一、二级负荷选 SN ≥760kV A 因此单台变压器容量应选为1000kV A 。 2、解： 先求各组的计算负荷 （1）金属切削机床组 取K d =0.2，73.1tan ,5.0cos ==?? P 30（1）=0.2×50=10kW Q 30（1）=10×1.73=17.3kvar （2）通风机组 取K d =0.8，75.0tan ,8.0cos ==?? P 30（2）=0.8×3=2.4 kW Q 30（2）=2.4×0.75=1.8 kvar （3）电阻炉 取K d =0.7，0tan ,1cos ==?? P 30（3）=0.7×2=1.4 kW Q 30（3）=0 因此总的计算负荷为（取K∑p =0.95，K ∑q =0.97） P 30=0.95×（10+2.4+1.4）=13.1 kW Q 30=0.97×（17.3+1.8+0）=18.5 kvar S 30=A kV A kV ?=?+7.225.181.1322 I 30= A kV A kV 5.3438.037.22=??

电力系统暂态分析习题答案

电力系统暂态分析李光琦习题答案 第一章电力系统分析基础知识 1-2-1 对例1-2，取U B2 110kV ，S B 30MVA ,用准确和近似计算法计算参数标幺值。解：①准确计算法： 选取第二段为基本段，取U B2 110kV ，S B 30MVA ，则其余两段的电压 基准值分别为：10.5 U B1 k1U B2 110kV 9.5kV 121 电流基准值： 各元件的电抗标幺值分别为： 发电机：2 10.52 30 x1 0. 26 2 0.32 1 30 9.52 变压器T1： 2 1212 30 x2 0.105 2 2 0.121 2 1102 31.52 输电线路： x3 0.4 80 302 0.079 31102 变压器T2 ： 1102 30 x4 0.105 2 2 0.21 4 152 1102 电抗 器：x5 0.05 66.620..632 0.4 电缆线路：x6 0.08 2.5 302 0.14 6.6 电源电动势标幺值：11 E 91.15 1.16 ②近似算法： 取S B 30MVA ，各段电压电流基准值分别为：

各元件电抗标幺值： 发电机： x 1 0.26 10.52 30 2 0.26 1 30 10.52 变压器 T 1： 1212 30 x 2 0.105 2 0.11 2 1152 31.5 输电线路： 30 x 3 0.4 80 2 0.073 115 变压器 T 2 ： 2 1152 30 x 4 0.105 2 0.21 4 1152 15 电抗器： x5 0.05 6 2.75 0.44 5 6.3 0.3 电缆线路： 30 x 6 0.08 2.5 2 0.151 6.32 电源电动势标幺值： E 11 1.05 10.5 2 发电机： x1 0.26 10.5 30 2 0.32 1 30 9.52 变压器 T 1： 1212 30 x 2 0.105 2 2 0.121 2 1102 31.52 输电线路： x 3 0.4 80 30 2 0.079 3 1102 变压器 T 2 ： 2 1102 30 x 4 0.105 2 2 0.21 4 152 1102 电抗器： x5 0.05 6 2.62 0.4 5 6.6 0.3 电缆线路： x 6 0.08 2.5 302 U B1 10.5kV ， I B1 30 1.65kA 3 10.5 U B2 115kV ， I B1 30 0.15kA 3 115 U B3 6.3kV ， I B1 2.75kA 3 6.3

电力系统暂态分析期末复习重点

1、无限大功率电源的特点是什么？无限大功率电源供电情况下，发生三相短路时，短路电流中包含有哪些电流分量，这些电流分量的变化规律是什么？ 答：无限大功率电源的特点是频率恒定、端电压恒定；短路电流中包含有基频交流分量（周期分量）和非周期分量；周期分量不衰减，而非周期分量从短路开始的起始值逐渐衰减到零。 2、中性点直接接地电力系统，发生概率最高的是那种短路？中性点直接接地电力系统发生概率最高的是单相接地短路；对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大是三相短路。 3、输电线路装设重合闸装置为什么可以提高电力系统并列运行的暂态稳纵向故障 纵向故障指电力系统断线故障（非全相运行），它包括一相断线和两相断线两种形式。 2、负序分量 是三相同频不对称正弦量的分量之一其特点是三相辐值相等频率相同、相位依次相差1200、相序为C －B －A －C 。 4、转移阻抗 转移阻抗是在经网络等效变换消去除短路点和电源节点后，所得网形网络中电源节点与短路点之间的连接阻抗。 5、同步发电机并列运行的暂态稳定性 答：同步发电机并列运行的暂态稳定性指受到大干扰作用后，发电机保持同步运行的能力，能则称为暂态稳定，不能则称为暂态不稳定。 6、等面积定则 答：在暂态稳定的前提下，必有加速面积等于减速面积，这一定则称为等面积定则。 8、在隐极式发电机的原始磁链方程中，那些电感系数是常数？哪些是变化的？变化的原因是什么？ 答：在隐极式发电机的原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子绕组之间的互感系数、定子绕组的自感系数、定子各绕组之间的互感系数均为常数；定子三相绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化的，变化的原因是转子旋转时，定子绕组和转子绕组之间存在相对位置的周期性改变。 9、提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是什么？具体措施有那些？ 答：提高电力系统并列运行静态稳定性的根本措施是缩短“电气距离”，具体的措施有： 1）采用分裂导线2）线路串联电力电容器；3）采用先进的励磁调节装置；4）提高输电线路的电压等级； 5）改善系统结构和选择适当的系统运行方式； 10、简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是什么？ 简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定的条件是受扰运动中加速面积小于最大减速面积。 11、转移电抗与计算电抗有何异同？ 答：相同点是：转移电抗和计算电抗都是网络经化简消去除电源点和短路点之外的所有节点后，连接短路点与电源点的电抗标幺值。不同的是：转移电抗是以统一的功率基准值BS 为基准的电抗标幺值；计算电抗是以电源的额定容量NS 为基准的电抗标幺值。 12、简述应用对称分量法计算不对称短路故障处短路电流的步骤。 答：（1）绘制三序等值电路，计算三序等值电路参数； ② 对三序等值电路进行化简，得到三序等效网络（或三序电压平衡方程）； ③ 列故障处边界条件方程； ④ 根据边界条件方程绘制复合序网，求取故障处基本相的三序电流分量（或利用三序电压方程和边界条件方程求解故障处基本相三序电流分量） ⑤ 利用对称分量法公式，根据故障处基本相三序电流分量求故障处各相电流。 2、短路的危害 答：短路的主要危害主要体现在以下方面： 1）短路电流大幅度增大引起的导体发热和电动力增大的危害； 2）短路时电压大幅度下降引起的危害； 3）不对称短路时出现的负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。 1、短路电流最大有效值出现在（1）。A 、短路发生后约半个周期时； 2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时，应选（2）相作为分析计算的基本相。B 、特殊相 3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量，下述说法中正确的是（3）。C 、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减到其稳态值。 4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路，短路电流中一定存在（2）。 B 、正序分量和负序分量； 5、在简单电力系统中，如某点的三序阻抗021∑∑∑==Z Z Z ,则在该地点发生不同类型短路故障时，按对发电机并列运行暂态稳定 性影响从大到小排序，应为（2）。B 、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路； 6、发电机－变压器单元接线，变压器高压侧母线上短路时，短路电流冲击系数应取（2）。B 、1.8； 7、电力系统在事故后运行方式下，对并列运行静态稳定储备系数(%)P K 的要求是（）。C 、(%)P K ≧10。 8、下述各组中，完全能够提高电力系统并列运行暂态稳定性的一组是（2）。 B 、变压器中性点经小电阻接地、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障； 9、对于三相三柱式变压器，其正序参数、负序参数和零序参数的关系是（2）。 B 、正序参数与负序参数相同，与零序参数不同； 10、分析计算电力系统并列运行静态稳定性的小干扰法和分析计算电力系统并列运行暂态稳定性的分段计算法，就其实质而言都是为

电力系统自动化-实验一 自动准同期并网实验

实验一自动准同期并网实验 1.本次实验的目的和要求 1）加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件。 2）掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。 3）熟悉同步发电机准同期并列过程。 2.实践内容或原理 自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比，增加了频差调节和压差调节功能，自动化程度大大提高。 微机准同期装置的均频调节功能，主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机组的调速机构发出准确的调速信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。 微机准同期装置的均压调节功能，主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机的励磁系统发出准确的调压信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。此过程中要考虑励磁系统的时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达到较小的数值，更有利于平稳地进行并列。 图1 自动准同期并列装置的原理框图 3.需用的仪器、试剂或材料等 THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台 4.实践步骤或环节 选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置；将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式；“自动”方式。 1）发电机组起励建压，使n=1480rpm；U g=400V。（操作步骤见第一章） 2）查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置（出厂设置）。如果不符，则进行相关修改。然后，修改准同期装置中的整定项： “自动调频”：投入；“自动调压”：投入。

“自动合闸”：投入。 3）在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作 在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。 ⑴微机准同期装置的其他整定项（导前时间整定、允许频差、允许压差）分别按表1，2，3修改。 注：QF0合闸时间整定继电器设置为t d-（40～60ms）。t d为微机准同期装置的导前时间设置。微机准同期装置各整定项的设置方法可参考附录四（微机准同期装置使用说明）、实验三（压差、频差和相差闭锁与整定）等实验内容。 ⑵操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键，U g=410V，n=1515 rpm，待电机稳定后，按下微机准同期装置投入键。 观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，微机调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，微机励磁调节装置上有什么反应。 微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时，观察本记录旋转灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度，以及发出命令时对应的灯光的位置。 微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应点亮关系，以及与旋转灯光整步表灯光的位置。 注：当一次合闸过程完毕，微机准同期装置会自动解除合闸命令，避免二次合闸。此时若要再进行微机准同期并网，须按下“复位”按钮。 4）发电机组的解列和停机。 5.教学方式 老师先进行实验原理及步骤的讲解，演示操作过程，并且提醒学生在实验过程当中的注意事项。同时，根据每个实验的不同，提出相关问题，激发学生的创新思维，提高学生解决实际问题的能力。 6.考核要求

电力系统暂态分析模拟考试试题

电力系统暂态分析 判断题（下述说法是否正确，在你认为正确的题号后打“√”，错误的打“×”，每小题1分，共10分） 1、分析电力系统并列运行稳定性时，不必考虑负序电流分量的影响。（） 2、任何不对称短路情况下，短路电流中都包含有零序分量。（） 3、发电机中性点经小电阻接地可以提高和改善电力系统两相短路和三相短路时并列运行的暂态稳定性。（） 4、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，短路电流中的周期分量不衰减，非周期分量也不衰减。（） 5、中性点直接接地系统中，发生几率最多且危害最大的是单相接地短路。（） 6、三相短路达到稳定状态时，短路电流中的非周期分量已衰减到零，不对称短路达到稳定状态时，短路电流中的负序和零序分量也将衰减到零。（） 7、短路电流在最恶劣短路情况下的最大瞬时值称为短路冲击电流。（） 8、在不计发电机定子绕组电阻的情况下，机端短路时稳态短路电流为纯有功性质。（） 9、三相系统中的基频交流分量变换到系统中仍为基频交流分量。（） 10、不对称短路时，短路点负序电压最高，发电机机端正序电压最高。（） 答案：1、√ 2、× 3、× 4、× 5、× 6、× 7、√ 8、× 9、× 10、√ 二、单项选择题(在每小题的三个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。每小题2分，共20分) 1、近似计算法中，变压器的变比应采用（）。 A、实际变比； B、额定变比； C、平均额定变比。 2、电力系统一相断线时的复合序网在形式上与（）的复合序网相同。 A、单相接地短路； B、两相短路接地； C、两相短路。 3、电力系统的复杂故障是指（）。 A、横向故障； B、纵向故障； C、电力系统中不同地点同时发生不对称故障。 4、如三相短路瞬间A相非周期电流起始值为最大值，则B、C两相非周期分量电流起始值（）。 A、大小相等，均等于A相非周期分量的一半； B、大小相等，均等于零； C、大小不相等。 5、下图所示网络中，f点发生三相短路时，关于短路点右侧网络中的电流正确的说法是（）。 A、不存在电流； B、过渡过程中存在电流； C、电流始终存在。 6、同步发电机直轴电抗三者之间的大小关系为（）。 7、不同类型短路对电力系统并列运行暂态稳定性的影响也不一样，下述说法中正确的是（）。 A、三相短路影响最大，以下依次是两相短路、单相接地短路、两相短路接地； B、三相短路影响最大，以下依次是两相短路接地，两相短路、单相接地短路； C、单相接地短路影响最大，以下依次是两相短路、两相短路接地、三相短路。 8、对于三个单相变压器组成的三相变压器组，不对称短路分析时，对励磁电抗的处理方法是（）。 A、负序和正序励磁电抗可以视为无限大，零序励磁电抗一般不能视为无限大；

电力系统暂态分析课后答案(整理版)最新

第一章 1-2-1 对例1-2，取kV 1102 =B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺 值。 解：①准确计算法： 选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为： 9.5kV kV 110121 5 .10211=?= =B B U k U kV 6.66 .6110 110 223=== k U U B B 电流基准值： kA U S I B B B 8.15 .9330 311=?== kA U S I B B B 16.0110 330 322=?== 3 2.62B I kA = == 各元件的电抗标幺值分别为： 发电机： 32.05.930305.1026.0221=??=*x 变压器1T ： 121.05.3130 110121105.02222=??=*x 输电线路： 079.011030 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ： 21.011030 15110105.02224=??=*x 电抗器： 4.03 .062.26.6605.05=?? =*x 电缆线路： 14.06.630 5.208.026=??=*x

电源电动势标幺值： 16.15 .911 == *E ②近似算法： 取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为： kV U B 5.101=，kA I B 65.15.10330 1=?= kV U B 1152= ，20.15B I kA = = kV U B 3.63= ，3 2.75B I kA = = 各元件电抗标幺值： 发电机： 26.05.1030 305.1026.0221=??=*x 变压器1T ： 230 0.1050.131.5x *=? = 输电线路： 073.011530 804.023=??=*x 变压器2T ： 430 0.1050.2115 x *=?= 电抗器： 44.03 .075 .23.6605.05=??=*x 电缆线路： 151.03.630 5.208.026=??=*x 电源电动势标幺值： 05.15.1011 ==*E 习题2 解：（1）准确计算： 3(110)115B B U U kV == 322220 115209.1121 B B U U kV k = =?= 312122010.51159.1121242 B B U U kV k k = =??= 各段的电流基准值为：

电力系统暂态分析(第四版)考试重点总结

第一章 电力系统故障分析的基础知识 1.(短路)故障 电力系统中相与相之间或相与地之间的非正常连接 类型 横向故障：短路故障；纵向故障：断线故障 危害 (1)短路时，由于回路阻抗减小及突然短路时的暂态过程，使短路电流急剧增加（短路 点距发电机电气距离愈近，短路电流越大） (2)短路初期，电流瞬时值最大，将引起导体及绝缘的严重发热甚至损坏;同时电气设备 的导体间将受到很大的电动力，可能引起导体或线圈变形以致损坏 (3)引起电网电压降低，靠近短路点处电压下降最多，影响用户用电设备的正常工作 (4)改变电网结构，引起系统中功率分布的变化，从而导致发电机输入输出功率的不平 衡，可能引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，造成系统解列，引起大 面积停电（短路造成的最严重后果） (5)短路不平衡电流产生不平衡磁通，造成对通信系统的干扰 2.标幺值的计算 P6 3.无穷大功率电源 电源的电压和频率保持恒定，内阻抗为零 三相短路电流分量(1)稳态对称交流分量(2)衰减直流分量（衰减时间常数T a =L/R ，空载条件下短 路角满足/α - ? /=90 ? 时，直流分量起始值最大） 短路冲击电流 i M = K M I m ，K M :冲击系数 K M =1~2 短路电流最大有效值 ()2M m M 1-K 212 I +=I ； K M =1.8时，??? ??=252.1m I I M ；K M =1.9时，??? ? ?=262.1m I I M 第二章 同步发电机突然三相短路分析 1.三相短路电流分量 定子侧：直流分量，(近似)两倍基频交流分量，基频交流分量（两个衰减时间常数，暂态T d ''、次暂态T d '）转子侧：直流分量，基频交流分量 （暂态过程中，定子绕组中基频交流分量和转子中直流分量衰减时间常数相同，定子侧直流分 量和转子中基频交流分量衰减时间常数相同） 2.分析中引入的物理量及其物理意义 P27-P34 3.基频交流分量初始值的推导 (1)空载P34(2)负载P41 4.Park 变换 交流量→对称直流分量 将静止的abc 三相绕组中的物理量变换为旋转的dq0等值绕组中的物理量 5.空载短路电流表达式 P68 式(2-131) ()()000000'002t cos 1'12cos 1'12t cos 'θθθ+??? ??--??? ??+-+??????+??? ??-=---a a d T t q d q T t q d q d q T t d q d q a e x x E e x x E x E e x E x E i 6.自动调节励磁装置对短路电流的影响 自动调节励磁装置的动作将会使短路电流的基频交流分量增大，但由于励磁电流的增加是 一个逐步的过程，因而短路电流基频交流分量的初始值不会受到影响 第三章 电力系统三相短路电流的实用计算 1.简单系统短路电流交流分量初始值计算P82 2.计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理及计算过程 P95 3.转移阻抗 即消去中间节点后网形网络中电源与短路点间的连接阻抗 第四章 对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路 1.对称分量法 将三组不对称电流唯一地分解成三组对称的电流来处理 正序（1）：幅值相等，相位相差 ，a 超前b 负序（2）：幅值相等，相位与正序相反 零序（0）：幅值相位相同 ()()()()()()()()()?????++=++=++=021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F F F F F F ()()()???? ????????????????=??????????0a 2a 1a 22c b a 1a 1a 111F F F a a F F F

电力系统自动化-实验一自动准同期并网实验

1.本次实验的目的和要求 1 ）加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件。 2）掌握自动准同期装置的工作原理及使用方法。 3）熟悉同步发电机准同期并列过程。 2.实践内容或原理 自动准同期并列装置设置与半自动准同期并列装置相比，增加了频差调节和压差调节功能，自动化程度大大提高。 微机准同期装置的均频调节功能，主要实现滑差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机组的调速机构发出准确的调速信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。 微机准同期装置的均压调节功能，主要实现压差方向的检测以及调整脉冲展宽，向发电机的励磁系统发出准确的调压信号，使发电机组与系统间尽快满足允许并列的要求。此过程中要考虑励磁系统的时间常数，电压升降平稳后，再进行一次均压控制，以使压差达到较小 的数值，更有利于平稳地进行并列。 3.需用的仪器、试剂或材料等 THLZD-2型电力系统综合自动化实验平台 4.实践步骤或环节 选定实验台上面板的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置; 将“励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“自动”位置。 微机励磁装置设置为“恒U g”控制方式；“自动”方式。 1）发电机组起励建压，使n=1480rpm ；U g=400V。（操作步骤见第一章） 2 ）查看微机准同期各整定项是否为附录八中表1的设置（出厂设置）。如果不符，则 进行相关修改。然后，修改准同期装置中的整定项： “自动调频”：投入；“自动调压”：投入。 实验自动准同期并网实验 图1自动准同期并列装置的原理框图

“自动合闸”：投入。 3)在自动准同期方式下，发电机组的并列运行操作 在这种情况下，要满足并列条件，需要微机准同期装置自动控制微机调速装置和微机励磁装置，调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允许范围内，相角差在零度前某一合适位置时，微机准同期装置控制合闸按钮进行合闸。 ⑴微机准同期装置的其他整定项(导前时间整定、允许频差、允许压差)分别按表1，2，3修改。 注：QFO合闸时间整定继电器设置为t d- (40?60ms )。t d为微机准同期装置的导前时 间设置。微机准同期装置各整定项的设置方法可参考附录四(微机准同期装置使用说明) 、实验三(压差、频差和相差闭锁与整定)等实验内容。 ⑵ 操作微机励磁装置上的增、减速键和微机励磁装置升、降压键，U g=410V , n=1515 rpm，待电机稳定后，按下微机准同期装置投入键。 观察微机准同期装置当“升速”或“降速”命令指示灯亮时，微机调速装置上有什么反应；当“升压”或“降压”命令指示灯亮时，微机励磁调节装置上有什么反应。 微机准同期装置“升压”、“降压”、“增速”、“减速”命令指示灯亮时，观察本记录旋转 灯光整步表灯光的旋转方向、旋转速度，以及发出命令时对应的灯光的位置。 微机准同期装置压差、频差、相差闭锁与“升压”、“降压”、“增速”、“减速”灯的对应 点亮关系，以及与旋转灯光整步表灯光的位置。 注：当一次合闸过程完毕，微机准同期装置会自动解除合闸命令，避免二次合闸。此时若要再进行微机准同期并网，须按下“复位”按钮。 5.教学方式 老师先进行实验原理及步骤的讲解，演示操作过程，并且提醒学生在实验过程当中的注 意事项。同时，根据每个实验的不同，提出相关问题，激发学生的创新思维，提高学生 解决实际问题的能力。 6.考核要求学生根据实验要求和步骤完成实验任务，按照实验报告的要求和格式按成实验报

电力系统暂态分析的课件以及习题答案全集

１－２ 发电机G 1和G 2具有相同的容量，他们的额定电压分别为 6.3 kV 和 10.5 kV 。若以其额定条件为基准的发电机电抗标幺值相等，这两台发电机电抗的欧姆数的比值是多少？ 解： S G1=S G2 U G1=6.3kV U G2=10.5kV x G1*=x G2* 2111 *1G G G G U S x x = 2 2 2 2*2G G G G U S x x = 36.05 .103.62 2222 1 22212121====G G G G G G G G U U U U S S x x １－３ 如图所示的电力网，图中已标明各元件的参数。要求： ⑴准确计算各元件电抗的标幺值（采用变压器实际变比），基本级为I 段，U BI =10.5 kV 。 ⑵近似计算各元件电抗的标幺值（采用变压器平均额定变比）。 S B 取 100 MV A 。 100km III X ”d=0.15 10.5/121 kV 50MVA I II 10.5kV 110/6.6kV U k %=10.5 0.4Ω/km U k %=10.5 解 ： (1) S B =100 MV A U BI =10.5 kV U BII =121kV kV U BIII 26.76.6110 121=?= 3.05 .105.105010015.02 222""*=??==BI N N B d d U U S S x x 175.05 .105.10601001005.10100%2 222* 1=??==BI N N B k T U U S S u x 2732.0121 1001004.02 21* =??==BII B L U S l x x 2892.0121 110301001005.10100%2 222* 2=??==BII N N B k T U U S S u x

电力系统暂态分析习题答案

电力系统暂态分析李光琦 习题答案 第一章 电力系统分析基础知识 1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。 解：①准确计算法： 选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 110121 5 .10211=?= =B B U k U kV 6.66 .6110110 2 23=== k U U B B 电流基准值： kA U S I B B B 8.15.9330 311=?== kA U S I B B B 16.0110 330 322=?== 各元件的电抗标幺值分别为： 发电机：32.05.930 305.1026.0221=??=*x 变压器1T ：121.05 .3130 110121105.02 222=??=*x 输电线路：079.011030 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.0110 30 15110105.02224=??=*x 电抗器：4.03 .062.26.6605.05=?? =*x

电缆线路：14.06.630 5.208.02 6=??=*x 电源电动势标幺值：16.15 .911 ==*E ②近似算法： 取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为： kV U B 5.101=，kA I B 65.15.10330 1=?= kV U B 1152=，kA I B 15.0115330 1=?= kV U B 3.63=，kA I B 75.23 .6330 1=?= 各元件电抗标幺值： 发电机：26.05.1030 305.1026.0221=?? =*x 变压器1T ：11.05 .3130 115121105.0222=? ?=*x 输电线路：073.011530 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.015 30 115115105.0224=??=*x 电抗器：44.03 .075.23.6605.05=?? =*x 电缆线路：151.03.630 5.208.02 6=??=*x 电源电动势标幺值：05.15 .1011 == *E 发电机：32.05 .930 305.1026.0221=??=*x

电力系统暂态分析习题答案

电力系统暂态分析习题答 案 Last revision on 21 December 2020

电力系统暂态分析李光琦 习题答案 第一章 电力系统分析基础知识 1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。 解：①准确计算法： 选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 110121 5 .10211=?==B B U k U 电流基准值： 各元件的电抗标幺值分别为： 发电机：32.05.930 305.1026.0221=??=*x 变压器1T ：121.05 .3130 110121105.02 222=??=*x 输电线路：079.0110 30 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.0110 30 15110105.02224=??=*x 电抗器：4.03 .062.26.6605.05=?? =*x 电缆线路：14.06.630 5.208.02 6=??=*x 电源电动势标幺值：16.15 .911 ==*E ②近似算法： 取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为：

kV U B 5.101=，kA I B 65.15.10330 1=?= kV U B 1152=，kA I B 15.0115330 1=?= kV U B 3.63=，kA I B 75.23 .6330 1=?= 各元件电抗标幺值： 发电机：26.05.1030 305.1026.0221=?? =*x 变压器1T ：11.05 .3130 115121105.0222=? ?=*x 输电线路：073.0115 30 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.015 30 115115105.0224=??=*x 电抗器：44.03 .075.23.6605.05=?? =*x 电缆线路：151.03.630 5.208.02 6=??=*x 电源电动势标幺值：05.15 .1011 == *E 发电机：32.05.930 305.1026.0221=??=*x 变压器1T ：121.05 .3130 110121105.02 222=??=*x 输电线路：079.0110 30 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.0110 30 15110105.02224=??=*x

电力系统自动化与继电保护综合实验

一、电磁型电流继电器和电压继电器实验 一、实验目的 熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性：掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。 二、预习与思考 1、电流继电器的返回系数为什么恒小于1 ? 2、动作电流(压)、返回电流(压)和返回系数的定义是什么? 3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗? 4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途? 三、原理说明 DL-20c系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。 DY-20c系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高(过电压保护)或电压降低(低电压起动)的继电保护装置中。 D L-20c、D Y-20c系列继电器的内部接线图见图l-l。 上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。 过电流(压)继电器：当电流(压)升高至整定值(或大于整定值)时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。 低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。 继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值：若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。 转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。

图1-3过电压继电器实验接线图 四、实验设备 序号设备名称使用仪器名称数量l ZBll DL-24C／6电流继电器l 2 ZBl5 DY-28C／160电压继电器 1 3 ZB35 交流电流表 1 4 ZB36 交流电压表l 5 DZB0l-l 单相自耦调压器l 交流器 1 触点通断指示灯 1 单相交流电源l 可调电阻Rl 6.3 Ω/10A l 6 1000伏兆欧表l l、绝缘测试 单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻：对于额定电压为100伏以下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压的元