电力系统暂态分析课后答案整理版最新.docx
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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UB2110kV,SB30MVA,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UB2110kV,SB30MVA,则其余两段的电压基准值分
别为:
U
B1
kU
10.5110kV9.5kV
1B2
121
UB3
UB2
110
k2
6.6kV
110
6.6
电流基准值:
IB1
SB
30
1.8kA
3UB1
3
9.5
IB2
SB
30
0.16kA
3UB2
3
110
IB3
SB
30
2.62kA
3UB3
3
6.6
各元件的电抗标幺值分别为:
发电机:
x1
0.26
10.52
30
0.32
30
9.52
变压器T1:
x2
0.105
1212
30
0.121
1102
31.52
输电线路:
x3
0.480
30
0.079
1102
变压器T2:
x4
0.105
1102
30
0.21
152
1102
电抗器:
x5
0.05
6
2.62
0.4
6.6
0.3
电缆线路:
x6
0.08
2.5
30
0.14
6.62
11
电源电动势标幺值:
E1.16
9.5
②近似算法:
取SB
30MVA,各段电压电流基准值分别为:
UB110.5kV,IB1
30
1.65kA
3
10.5
UB2115kV,I
UB36.3kV,I
B2
B3
30
3
0.15kA
115
30
3
2.75kA
6.3
各元件电抗标幺值:
发电机:
x1
0.26
10.52
30
0.26
30
10.52
变压器T1:
x2
30
0.1
0.105
31.5
输电线路:
x3
0.4
30
0.073
80
1152
变压器T2:
x4
30
0.21
0.105
15
电抗器:
x5
0.05
6
2.75
0.44
6.3
0.3
电缆线路:
x6
0.08
2.5
30
0.151
6.32
11
电源电动势标幺值:
E
1.05
10.5
习题2
解:
(1)准确计算:
UB3UB(110)115kV
U
UB2
k
B3
2
220
115209.1kV
121
UB1
UB3
115220
10.5
9.1kV
k2k1
121
242
各段的电流基准值为:
IB1
SB
220
14.0kA
3UB1
3
9.1
IB2
SB
220
0.6kA
3UB2
3
209.1
SB
220
1.1kA
IB3
3
115
3UB3
各元件的电抗标幺值分别为:
发电机:
x1
0.30
10.52
220
0.29
2400.8
9.12
变压器T1:
x2
0.1410.52
220
0.14
3002
9.12
输电线路:
x3
0.42
230
220
0.49
209.12
变压器T2:
x4
0.14
2202
220
0.12
2802
209.12
(2)近似算法:
UB1
10.5kV,IB1
220
12.10kA
3
10.5
UB2
231kV,IB2
220
0.55kA
3
231
UB3
121kV,IB3
220
1.05kA
3
121
各元件电抗标幺值:
发电机:
x1
0.30
220
0.22
240/0.8
变压器T1:
x2
0.14
220
0.10
300
220
输电线路:
x3
0.42
230
0.40
2312
变压器T2:
x4
0.14
220
0.11
280
习题3
要点:
以下摘自《国家电网公司电力系统安全稳定计算规定》:
2.4.1暂态稳定是指电力系统受到大扰动后,各同步电机保持同步运行并过渡到新的或
恢复到原来稳态运行方式的能力,通常指保持第一、第二摇摆不失步的功角稳定,是电力系
统功角稳定的一种形式。
2.5.1动态稳定是指电力系统受到小的或大的扰动后,在自动调节和控制装置的作用下,保持较长过程的运行稳定性的能力,通常指电力系统受到扰动后不发生发散振荡或持续的振
荡,是电力系统功角稳定的另一种形式。
两者均是系统受扰动后恢复的能力,均属于功角的稳定,暂态是偏移正常运行状态很
小的暂时的状态,能很快达到正常状态,而动态稳定更多依靠于自动调节和控制装置的作用,
时间较长,波动较大。
1.3.1
(1)
Um
2*6.3
Im
9.45KA
z
0.943
(2)
arctanx
arctan0.797
57.64o
r
0.505
L
0.797
Ta
0.005
R314*0.505
Im|0|0
ia9.45cos(t27.64o)9.45cos27.64oe200t
或ia
9.45cos(
t27.64o)8.37e200t
ib
9.45cos(
t
147.64o)
9.45cos147.64oe200t
ic
9.45cos(
t
92.36o)
9.45cos92.36oe200t
或:
将ua改写成ua
2*6.3sin(t
90o),带入公式得
ia
9.45sin(
t
62.36o)
9.45sin62.36oe200t
ib
9.45sin(
t
57.64o)
9.45sin57.64oe200t
ic
9.45sin(
t
182.36o)9.45sin182.36oe200t
(3)a,b,c相初始相角分别|
|为62.36o,57.64o,177.64o,故a相瞬时电流最大
0.01
iMIm
Im*e0.005
10.73KA
(4)由|
90
|
90得=57.64或-122.36
1.3.2
CIm|0|sin(
|0|)
Imsin(
)
a相
9030)
9.45sin(309057.64)8.12KA
2*0.18sin(30
B相7.86KA
c相0.26KA
2.2.1取基准值UB
13.8kV,SB240MVA,则
IB
SB
240
3*UB
10.04kA
3*13.8
发电机次暂态电抗标幺值
''
''
UN2
*SB
0.216
xd*
xd
SN/cosUB2
变压器的电抗标幺值xT*
US(%)*UTN2
*SB
0.13
100
SN
UB2
电流标幺值Im''*
1
2.89
0.13
0.216
第二章
2-2-1一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态,发电机空载运行,其端电
压为额定电压。
试计算变压器高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值
Im。
发电机:
S
MW,
,
,
,
,
N
200
UN
13.8kV
cos
N0.9xd
0.92xd
0.32xd0.2
变压器:
SN
240MVA,220kV/13.8kV,US(%)
13
解:
取基准值UB
13.8kV,SB
240MVA
电流基准值IB
SB
240
10.04kA
3UB
3
13.8
则变压器电抗标幺值xT
US%
UTN2
SB
13
13.82
240
0.13
100
SN
UB2
100
240
13.82
发电机次暂态电抗标幺值
UN2
SB
13.82
2402
0.216
xd
xd
SN
UB20.2200
13.82
cosN
0.9
次暂态电流标幺值
I
1
1
2.86
xT
xd
0.13
0.22
有名值Im
2
2.86
10.0438.05kA
2-3-1例2-1的发电机在短路前处于额定运行状态。
(1)分别用E,E和Eq计算短路电流交流分量I,I和Id;
(2)计算稳态短路电流I。
解:
(1)U0
10,I
01
cos10.85
1
32
短路前的电动势:
E0
U0
jxdI
0
1
j0.167
32
1.0977.4
E0
U
0
jxdI0
1
j0.269
32
1.166
11.3
Id0
1
sin(41.1
32)0.957
Uq0
1
cos
41.1
0.754
Eq0
Uq0
xdId
0
0.754
0.2690.9571.01
Eq0
Uq0
xdId0
0.754
2.26
0.9572.92
所以有:
I
E0
xd
1.097/0.167
6.57
I
E0
xd
1.166/0.269
4.33
Id
Eq0
xd
1.01/0.269
3.75
(2)I
Eq0
/xd
2.92/2.26
1.29
2-4-1解:
对不计阻尼绕组的情形
Ud
r
id
d
q
Uq
r
iq
q
d
Uf
rf
if
f
d
xd
id
xad
if
q
xqiq
f
xad
id
xf
if
由定子三相开路:
id=iq=0
得:
Ud
xad
dif
d
q
dt
Uq
q
d
xad
if
Uf0
rf
if
rf
if
xf
dif
f
dt
Uf0
rf
t
Uf0
exf
可以解得:
if
rf
rf
rf
t
Uf0exf
带入得:
Ud
xad
rf
Uf0
rf
t
Uf0)xad
Uf0
rf
t
Uq
xad
(
exf
(1exf
)
rf
rf
rf
可得:
Ua
cos
sin
1
Ud
Ub
cos(
120)
sin(
120)
1
Uq
Uc
cos(
120)
sin(
120)
1
U0
Ud
cost
Uq
sin
t
Ud
cos(
t
120)
Uq
sin(
t
120)
Ud
cos(
t
120)
Uq
sin(
t
120)
Ua
xad
Uf0
e
xf
Ub
xad
Uf0
e
xf
Uc
xad
Uf0
e
xf
rf
t
xadUf0
rf
t
xf
cos
t
sint
(1exf
)
rf
rf
t
Uf0
rf
t
xf
exf
cos(
t
120)
xad
sin(
t
120)
(1
)
rf
rf
t
Uf0
rf
t
xf
exf
cos(
t
120)
xad
sin(
t
120)
(1
)
rf
2-5,6-1
Eqm
t
id
(1
eTd)
xdxL
iq
0
uGd
xL*
iq
0
t
uGq
xL*id
Eqm*xL(1eTd)
xdxL
2-5,6-2
励磁突增前:
I|0|=UG
1.317.5
jxL
EQ
UG
JxqI|0|
1.35
50.3
Iq|0|
1.31cos(50.3
7.5)50.3
0.96
50.3
Iq|0|
1.31sin(50.3
7.5)(50.3
90)
0.8939.3
而Eq|0|=UG+jxdId
jxqIq1.84
50.3
由
Uf|0|
0.1Uf|0|得:
Eqm0.184
Eqm
t
Td)
t
id
(1
e
0.136(1e
0.26)
xdxq
iq
0
t
ia
0.136(1
e
0.26)cost
Eqm*xL
t
t
uGq
Td)0.027(1
(1
e
e0.26)
xd
xL
uGd
0
t
uGa
0.027(1
e
0.26)sint
设励磁突增前:
UGa|0|
2cos(t15)
ia|0|
2*1.31cos(t7.5)
t
iaia|0|
ia
2*1.31cos(t
7.5)0.136(1e0.26)cost
则有:
t
UGa
2cos(t15)0.027(1
e0.26)sint
第三章
3-1-1
j0.15
j0.075
x1
j0.075
j0.1
-1
j0.1
-1
j0.1
x2
-1
X1
1
j0.15
j13;
1
1
60
j0.2
j0.1
X2
1
39
;
1
j0.15j
1
700
13
j0.075
j
60
I
1
j17.9487
39j
700
IG1
If13
j0.075
j4.6154;
jj0.075
60
j13
IG2
IG3
0.5If13j
60
j6.6667;
j0.075
60
IG''
1
4.6154
60
15.2268
3*10.5
IG''
2
6.6667
60
21.9944
3*10.5
3-1-2
x7
X3+x4+x6
-1
X
X
8
1
0.17826;
1
1
0.5(X1
X2)X70.5(X3
X4X6)
1
0.2565;If
1
9
1
3.89856
1
X9
X1X2
X8
IG1
If
X8
X2
1000
X1
X2
X2
57.758
321
IG2
IG30.5If
X7
0.5(X3X4
X6)
X1
1000
10.34
0.5(X1
X2)0.5(X3
X4X6)X1
X2X2
321
3-1-3
(1)
SB1000MVA,平均额定电压为基准值;
1000
X12500.3020.274;
5252
X
X
X
X
X
X
i''f
2
3
4
5
8
6
1.1410000.194
720
1000
0.2170.3255
600
1.9
2.1210001
120
1
0.1794
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