电力系统暂态分析课程教学大纲第一章

第一章 电力系统故障分析的基本知识

第一节 故障概述

一、故障的分类

在电力系统的运行过程中，不可避免地会出现故障。凡造成电力系统运行不正常的任何连接或情况均称为电力系统故障。电力系统故障有多种类型，如短路、断线或它们的组合。短路又称为横向故障，断线又称为纵向故障。短路又可分为单相接地短路、两相短路、两相接地短路和三相短路，分别记为)1(f 、)2(f 、)1,1(f 和)3(f 。三相短路时三相回路仍然是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相回路

不对称，因此称为不对称短路。断线故障又可分为单相断线和两相断线，分别记为）

（1O 和）（2O 。三相断线如同开断一条支路，一般不作为故障处理。断线又称为非全相运行，

也是一种不对称故障。大多数情况下在电力系统中一次只有一处故障，称为简单故障或单重故障。但有时可能有两处或两处以上同时发生故障，称为复杂故障或多重故障。由此，将电力系统故障分类归纳如下：

1）从形式上分为：短路故障和断线故障，或简单故障和复杂故障； 2）从分析方法上分为：对称故障和不对称故障；

3）从计算方法上分为：并联型故障（复合序网并联的情况）和串联型故障（复合序网串联的情况）。

二、短路故障

电力系统中最常发生、危害最严重的是短路故障。因此故障计算的重点是短路，也常称为短路计算。

1. 短路的定义

短路是电力系统最常见、也是最严重故障。所谓短路，是指电力系统正常运行情况之外的一切相与相或相与地（对于中性点接地的系统）之间的短接。电力系统正常运行时，相与相及相与地之间是不直接相连的，或者说是相互绝缘的。如果由于某种原因使绝缘破坏，形成了相互间的通路，就发生了短路。

2. 短路的原因

由上述定义可知，导致短路发生的根本原因是电气设备载流体部分相与相之间或相与地之间的绝缘损坏。引起绝缘破坏的很多，包括客观原因和主观原因。客观原因有：绝缘材料自然老化、污秽或机械损伤，雷击过电压造成的闪络放电或避雷器动作；污染造成绝缘子在正常工作电压下放电；大风或覆冰引起电杆倒塌或断线，动物跨接，树枝碰线等。主观原因有：设计、安装及维护所带来的设备缺陷，挖沟损伤电缆，人为误操作（如检修后未拆接地线就合闸，或者带负荷拉隔离刀闸等）

等。运行经验和统计资料表明，各类短路发生的几率不同，其中单相接地短路发生得最多，三相短路发生得最少。在所有短路故障短路故障中，三相短路约占5%，单相接地短路约占65%，两相短路约占10%，两相接地短路约占20%。虽然三相短路发生的几率最小，但其产生的后果最严重，同时它又是分析不对称故障的基础，因此应重点进行研究。

3. 短路的危害（或后果）

短路故障对电力系统的正常运行和电气设备有很大的危害。短路类型、发生的地点和持续时间不同，其后果也不相同。可能只破坏局部地区的正常供电，也可能威胁整个系统的安全运行。短路的危害（或造成的后果）可以从短路时的现象来说明，有以下几个方面：

1）短路电流急剧增大。由于电源供电回路的总阻抗突然减小以及由此产生的暂态过程，使短路电流急剧增大，可能超过额定电流许多倍。短路点距发电机的电气距离越近，短路电流越大。短路电流流过电气设备时，使发热增加，若持续时间较长，可能使电气设备过热甚至损坏。由于短路电流的电动力效应，导体间还将产生很大的机械应力，可能使导体变形甚至损坏。

2）短路点产生电弧。电弧的高温可能烧坏电气设备。

3）电网电压大幅度下降，影响用户正常工作。三相短路时，短路点电压为零，短路点附近的电压也明显下降。系统中最主要的电力负荷是异步电动机，它的电磁转矩与其端电压的平方成正比。电压下降时，异步电动机的电磁转矩显著减小，转速随之下降；当电压大幅下降时，异步电动机甚至可能停转。造成用户减产、停产、产品质量下降或报废、设备损坏等严重后果。

4）可能使电力系统运行的稳定性遭到破坏。短路相当于改变了电网结构，必然引起系统中功率分布的变化，使发电机的输出功率也相应地变化。但是发电机的输入功率是由原动机决定的，由于响应速度较慢，不可能立即发生相应的变化，因而发电机的输入和输出功率出现不平衡，使发电机转子加速；有的发电机加速快、有的加速慢，从而使发电机相互之间的相角差越来越大，可能引起并列运行的发电机失去同步，造成系统稳定破坏，进而系统解列，造成大面积停电。这是短路造成的最严重危害。大面积停电事故被喻为国民经济的灾难。

5）不对称接地短路时系统中流过的不平衡电流产生的不平衡磁通，会在邻近平行的通讯线路上感应出很大的电动势，对通讯产生干扰，甚至危及设备和人身的安全。

4. 限制短路电流的措施

为了减少短路故障的发生，电力系统必须采取合理的防雷措施、降低过电压水平，采取合适的配电装置，以及加强对运行、维护的管理等。为了减少短路故障对

电力系统的危害，可以采取限制短路电流的措施。

1）最主要措施：迅速隔离短路部分，即继电保护断开短路点两端断路器。由于大部分属瞬时故障，因此广泛采用自动重合闸措施。所谓自动重合闸：短路后断路器迅速断开，使故障部分与系统隔离，经一定时间再合上断路器。对于瞬时性故障，重合成功，系统恢复正常运行；如果是永久性故障，合上后短路仍存在，则须通过“后加速”再次快速断开断路器。由于多数故障是瞬时性故障，所以重合闸成功率很高，达到90%以上。

2）线路上装设电抗器。 5. 计算短路电流的目的

计算短路时系统电压、电流分布。它是解决发电厂、变电站及整个电力系统的设计、运行等一系列电力技术问题所不可缺少的一种基本计算。是

1）选择和校验电气设备，如断路器、互感器、瓷瓶、母线、电缆等的依据。 2）比较和选择发电厂和电力系统电气主接线的供依据。 4）继电保护设计和整定的基础。 5）确定限制短路电流措施的根据。 6）事故分析的依据。

第二节 标幺值

一、标幺值的概念

1. 标幺值的定义

位的物理量）

基准值（与有名值同单量）

有名值（有单位的物理标幺值=

2. 对标幺值的理解

1）并非新鲜事物，日常生活经常使用。例如：今年产量同比增长10%，意思是把去年的产量当作1来看，今年产量增加0.1（即10%）。

2）用标幺值来表示一个量，是把这个量和一个基准量去比较，并把基准量当作1个衡量单位来看待。

3）对于同一个实际有名值，基准值选得不同，其标幺值也不同。因此，当我们说一个量的标幺值时，须同时说明它的基准值；否则，标幺值的意义不明确。

3. 采用标幺值的优点

1）易于比较电力系统各元件的特性及参数。例如：一台额定值为110kV 、10MVA 的变压器，短路电压为6kV .11S1=U 。另一台额定值为10.5kV 、7.5MVA 的变压器，短路电压为 1.05kV S2=U 。 两台变压器的短路电压实际值相差很大，不好比较。如

果都取它们各自的额定电压作为基准值，则标幺值为

105.01106

.11*s1==U

100.010.51.05

*2s ==U

说明它们的短路电压都是额定电压的10%左右。

2）便于判断电气设备的特性和参数的好坏。例如：如果运行中的发电机端电压是10.5kV ，相电流是1kA ，从这些数值不能断定运行情况是否正常。但如果得到的数据是以发电机额定值作为基准值的标幺值0.1*=U ，8.0*=I ，则立即可断定发电机运行完全正常。

3）简化计算。

二、标幺值的基本公式

设电阻、电抗、阻抗的基准值为B Z 。则 B *Z R R =

；B *Z X X =；B

*Z Z Z = （1-1） 【例1-1】***+=?+=?

+=X R Z Z X

Z R Z Z X R Z j j j B

B B 设电流、电压、功率的基准值为B I 、B U 、B S 。则 B *I I I =

；B *U U U = ；B *S P P =；B

*S Q Q =；B *S S S = （1-2） 【例1-2】***+=?+=?

+=Q P S S Q

S P S S Q P S j j j B

B B 三、基准值的选取

三相交流电路短路电流计算中使用的物理量有4个：电压U 、电流I 、功率S 和阻抗Z 。所以，基准值也有4个，即电压基值B U 、电流基值B I 、功率基值B S 和阻抗基值B Z 。

原则上基准值可随意选取，但实际上为了计算的方便，基准值的选择必须遵守一定的约束。具体而言，对于三相交流短路， U 、I 、S 和Z 之间有如下关系

ZI U 3= （1-3）

UI S 3= （1-4）

如果选定各量基准值满足以下约束关系

B B B 3I Z U = （1-5） B B B 3I U S = （1-6）

则有

*I Z I Z ZI U U U *B B B *33===

（1-7） **I U I U UI S S S ===

B

B B *33 （1-8） 即在标幺值条件下，三相电路的关系式类似于单相电路。其意义：只要遵守式（1-5）、式（1-6）的约束关系，虽然计算用的是一相的等值电路，其中某点的电压和功率本来只代表该点的相电压和一相的功率标幺值，但同时又代表该点的线电压和三相总功率的标幺值，只不过在换算成有名值时要注意它们的基准值是不一样的。这样就给三相系统的计算带来很大的方便。

由于必须满足式（1-5）、式（1-6）的约束关系，4个物理量基准值中只有2个是独立的，可以预先任意选定其中2个，另2个须由式（1-5）、式（1-6）导出。在电力系统计算中，习惯上预先选定基准功率)MV A (B S 和基准电压)kV (B U ，则基准电流)kA (B I 和基准阻抗)(B ΩZ 分别为

B

B

B 3U S I =

（1-9） B 2

B

B

B

B B

B B 333S U U S U I U Z === （1-10）

工程惯用值：100B =S MVA 或1000B =S MVA ；N B U U =或av B U U =。

四、标幺值的换算

电力系统各元件出厂时均会给出参数的标幺值，这些标幺值是以元件本身的额定值作为基准值来表示的，而在电力系统计算时，必须取统一的基准值。因此必须进行标幺值的换算。

1. 换算公式

设以元件本身额定值为基准值表示的标幺值电抗为)N *(X ；以统一选取的基准值表示的标幺值电抗为)(*B X 。则按定义有

2N

N N 2N N )N *(U XS S U X

Z X X ===

（1-11） 2B

B B 2B B )B *(U XS S U X Z X X ===

（1-12）

可得

2

B N N

B )

N (*)B (*???

? ??=U U S S X X （1-13） 额定容量N S 小，则电抗)B *(X 大：小机组、小变压器的电抗大；大机组、大变压器的电抗小。

简单网络计算，若选取N B S S =，则可减少参数计算量。 2. 系统主要元件电抗标幺值换算公式

各元件给出)N *(X 的形式不同，从而转换公式的形式也不同。

1）发电机：已知d

)N *(X X ''= 2

B N N

B d

B *(???

? ??''=U U S S

X X ） （1-14） 2）变压器：已知100

%

S )N *(U X =

，%S U 为短路电压百分值 2

B N N B S B (*100%???

?

??=U U S S U X ） （1-15） 3）电抗器：已知100

%

R )N *(X X =

，%R X 为电抗百分值 N

B

B N R 2

B N B R B (*100%100%I I U U X U U S S X X =???? ??=N ） （1-16） 4）输电线：已知每公里电抗值x ，线路长度l 2

B

B

B *(U xlS X =

） （1-17） 五、多级电压系统中元件参数标幺值的计算

电力系统有多个电压等级，通过变压器互联。由于各级电压不同，在统一选定某一电压等级电网基准电压后，各级的基准电压、从而各级的基准电流和基准阻抗也不同，它们与变压器的变比有关。根据选用的变压器变比的方式不同，元件参数标幺值的计算方法分为准确计算法和近似计算法。

1. 准确计算法

采用变压器的实际变比。一般用于潮流计算、稳定计算和要求准确的故障计算。计算步骤如下：

1）选定基准功率B S 。

2）选定某一电压等级电网的基准电压1B U 。

3）按变压器的实际变比计算各电压等级电网的基准电压2B U 、3B U 、…。 4）计算各电压等级电网的基准电流和基准阻抗 1

B B 1B 3U S I =

；2

B B 2B 3U S I =

；3

B B 3B 3U S I =

；…

B 21B 1

B S U Z =；B 2

2

B 2B S U Z =；B

23B 3B S U Z =；… （5）按各电压等级的基准阻抗，计算各电压等级电网元件阻抗的标幺值。 2. 近似计算法

采用变压器的平均变比。一般用于短路电流实用计算。 （1）平均（额定）电压和平均变比的概念

平均（额定）电压。一般取接在某级电网的升压变压器和降压变压器额定电压的平均值。通常升压变压器额定电压比电网额定电压高10%，降压变压器额定电压为电网额定电压。所以，如果设N U 为电网的额定电压，则平均电压

N N

N av 05.12

1.1U U U U =+≈

平均变比。两电压等级的额定电压的平均值（称为平均额定电压，简称平均电压）之比。

（2）计算步骤

采用平均变比后，当基准段的基准电压取该段的平均电压时，任何一段的基准电压就等于该段的平均电压，从而不必再折算各段的基准电压。计算步骤如下：

1）选定基准功率B S 。

2）计算各电压等级电网的基准电流和基准阻抗 3

.63B (6k V)B ?=

S I ；5

.103B (10k V)B ?=S I ；37

3B (35kV)B ?=

S I ；…

B 2(6k V)

B 3.6S Z =；B 2(10k V)B 5.10S Z = ；B

2

(35k V)B 37S Z =；… 3）按各电压等级的基准阻抗，计算各电压等级电网元件阻抗的标幺值。 （3）系统主要元件电抗标幺值换算公式的简化

近似计算法中，当某一电压级采用平均（额定）电压时，就认为这一电压级内

所有元件的额定电压都等于平均（额定）电压，而不管其实际额定电压的数值是多少。变压器的变比就认为等于它所联接的两侧电网的平均（额定）电压之比。这样一来，系统主要元件电抗标幺值换算公式也得到简化，即

1）发电机

N

B

d

B *(S S X X ''=） （1-18） 2）变压器

N

B

S B *(100%S S U X =

） （1-19）

由式（1-18）、式（1-19）可见：发电机、变压器容量越大，则电抗越小。 3）电抗器：电抗器作为限制短路电流用，为保证其参数的准确性，仍采用准确计算公式，这是一个特例。即

N B

B N R 2

B N N B R B (*100%100%I I U U X U U S S X X =???

? ??=

） （1-20） 4）输电线

2

av

B

B *(U xlS X =

） （1-21） 由式（1-21）可见：输电线路电压越高，则电抗越小。电抗与电压的平方成反比。

【例1-3】如图1-1所示输电系统，试画出其等值电路并计算各元件参数的标幺值。

kV 5.10

26.0=X 11kV

=E kV 121/5.105

.10%S =U kV 6.6/1105.10%S =U .3kA

05

%R =X km

/4.0Ω=x km

/08.0Ω=x

（a ）

*E

(b)

*E (c)

图1-1 例1-3图

（a ）接线图；（b ）准确计算等值电路图；（c ）近似计算等值电路图

解：（1）准确计算法。选第II 段为基本段，并取MV A 100B =S 、kV 1212B =U 。则其他两段的基准电压为

kV 5.101211215

.101B =?=U

kV 26.7121110

6

.63B =?=U

各段的基准电流为 kA 5.55.10310031001B 1B =?=

=

U I

kA 48.0121310031002B 2B =?==

U I

kA 95.726

.7310031003

B 3B =?==

U I

各元件电抗标幺值为

发电机G ：87.030100

5.105.102

6.02

*1=???

?????=X 变压器1T ：33.05.31100

1211211005.102

*

2=???

?????=X 线路L ： 22.0121

100

804.02

*3=??=X 变压器2T ：58.0151001211101005.102

*

4=???

?????=X 电抗器R ： 09.13

.095

.726.761005*5=??=

X 电缆C ： 38.026

.7100

5.208.02

*6=??=X 电源电动势标幺值为

05.15

.1011

*==E

（2）近似计算法。仍取MV A 100B =S 。则各段的基准电压和基准电流为 kV 5.101B =U ；kA 5.55.10310031001B 1B =?=

=

U I

kV 1152B =U ；kA 5.0115

310031002

B 2B =?==

U I

kV 3.63B =U ；kA 2.93

.6310031003

B 3B =?=

=

U I

各元件电抗标幺值为

发电机G ： 87.030100

26.0*1=?

=X 变压器1T ： 33.05

.31100

1005.10*2=?=X

线路L ： 24.0115

100

804.02

*3=??=X 变压器2T ：70.015100

1005.10*4=?=X

电抗器R ： 46.13

.02

.93.661005*5=??=X

电缆C ： 50.03

.6100

5.208.02*6=??=X

电源电动势标幺值为

05.15

.1011

*==E

六、频率、角速度和时间的基准值

1）频率：50Hz N B ==f f 。

2）角速度：159265.3141002B B ===ππωf rad/s 。

3）时间：159265.314110011B B ===?

πωt s 。其物理意义，是以同步转速旋转1rad 所需要的时间。据此有**ω=f ，当50Hz N ==f f 时，还有以下关系

有名值： L X ω= LI =ψ ωψ=E t ωsin

标幺值： **L X = ***I X =ψ **ψ=E *sin t

第三节 无限大功率电源供电的三相短路电流分析

一、无限大功率电源的概念

所谓无限大功率电源是指当电力系统电源距短路点的电气距离较远时，由短路引起的电源送出功率的变化量Q P S ?+?=?j 远小于电源的功率S ，即S S ?>>。

无限大功率电源的特点：

1）由于P P ?>>，所以认为在短路过程中电源的频率恒定，即const.=f 。 2）由于Q Q ?>>，所以认为在短路过程中电源的端电压恒定，即const.=U 。 3）功率无穷大，即∞=S 。 4）内阻抗等于零，即0S =Z 。

实际上不存在无限大功率电源，这是一个相对的概念。一般在S S %3

∑

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

《电力系统暂态分析》课程教学大纲(第七章)

第七章电力系统暂态稳定 第一节概述 暂态稳定是指电力系统在某个正常运行方式下，突然受到某种大的干扰后，经过一段暂态过程，所有发电机能否恢复到相同速度下运行，能恢复则称系统在这种运行方式下是暂态稳定的。 暂态稳定与运行方式和扰动量有关。因此不能够泛泛地说电力系统是暂态稳定或不稳定的，只能说在某种运行方式和某种干扰下系统是暂态稳定或不稳定的。在某种运行方式下和某种扰动下是稳定的，在另一种运行方式和另一种扰动下可能就是不稳定的。 所谓的运行方式，对系统而言，就是系统的负荷功率的大小，或发电功率的大小；对输电线路而言，就是输送功率的大小。功率越大，暂态稳定性问题越严重。 所谓大干扰一般指短路故障、切除大容量发电机、切除输变电设备、切除或投入大负荷。一般短路最为严重，多数情况研究短路故障干扰。短路故障扰动量的大小与短路地点、短路类型、短路切除时间有关。短路可能发生在输电线路上，也可能发生在母线或变压器上。一般发生在母线上较为严重。短路发生在输电线路上，一般靠近电源侧的较为严重。短路分为单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路。一般三相短路较为严重，次之两相接地短路，单相接地短路最轻。这里所说的短路是单重故障，如果有多种故障，一般多重故障较为严重。发生短路后，借助断路器断开，将故障的线路、或母线或变压器隔离，保证非故障部分继续运行。短路切除时间越短，对暂态稳定越有利。短路切除时间包括继电保护装置和断路器动作的时间。装有自动重合闸的输电线路，被隔离的输电线路会重新投入运行，如果是瞬时性故障，重合就成功，电网恢复原有状态；如果是永久性故障，重合不成功，故障线路再次被隔离。重合成功对暂态稳定有利，重合不成功对暂态稳定更不利。 一般用短路故障来检验系统是否暂态稳定。我国颁布的《电力系统安全稳定导则》规定：①发生单相接地故障时，要保证电力系统安全稳定运行，不允许失负荷； ②发生三相短路故障时，要保证电力系统稳定运行，允许损失少量负荷；③发生严重故障时，系统可能失稳，允许损失负荷，但不允许系统瓦解和大面积停电，应尽快恢复正常运行。 大扰动后的暂态过程大致分为三阶段：（1）起始阶段：故障后1秒钟内，调节装置还来不及起作用。（2）中间阶段：大约5秒钟，调节装置起作用。（3）后期阶段：几十秒～几分钟，热力设备动作过程也起作用。本课程主要介绍前两个阶段。 暂态稳定分析的基本假设：（1）不计定子绕阻电磁暂态过程中的非周期分量电 121

电力系统暂态分析复习大纲

电力系统暂态分析复习大 纲 The pony was revised in January 2021

电力系统暂态分析复习提纲 第一篇电力系统故障分析 1．短路的定义、基本类型；短路计算的意义；产生短路故障的原因；短路冲击电流定义及定义式 2．无限大功率电源的定义；有无限大功率电源供电的三相电路发生短路时短路电流的特点 3．输电系统等值电路参数标幺值计算 4．空载情况下短路后定子回路与转子回路各电流分量及相互对应关系 5．短路电流交流分量初始值计算 6．派克变换物理意义及计算 7．计算空载电动势 8．电力系统三相短路的实用计算 9．运算曲线法计算短路电流(个别变化法及同一变化法) 10．对称分量法基本概念及计算(相序分量) 11．变压器零序等值电路

12．架空输电线零序阻抗 13．作零序等值网络图 14．不对称短路故障、各相、序电流及电压的推导；作电流电压相量图 15．各序电流比较 16．正序等效定则 17．不同短路形式,变压器两侧电流相量图 第二篇电力系统稳定性分析 1．电力系统稳定性问题基本概念 2．发电机功率角特性推导及特性曲线 3．静态稳定概念；静态稳定实用判据；静态稳定极限；整步功率系数；静态稳定储备系数 4．小干扰；小干扰法分析系统静态稳定性 5．提高系统静态稳定性措施 6．暂态稳定概念；影响电力系统暂态稳定的因素 7．等面积定则及定义 8．提高系统暂态稳定性措施

电力系统暂态分析复习思考题及参考答案 绪论： 1、电力系统运行状态的分类 答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。 2、电力系统的干扰指什么？ 答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。例如短路故障、电力元件的投入和退出等。 3、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？ 答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。 4、为简化计算在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？

电力系统暂态分析考点总结

一、绪论 1.电力系统的运行状态由运行参量来描述，运行参量包括：功率，电压，电流， 频率以及电动势向量间的角位移等。 2.电力系统的运行状态有两种：稳态和暂态。 3.暂态过程分为机电过程和电磁过程。其中机电过程是由于机械转矩和电磁转 矩（或功率）之间的不平衡引起的。 4.电磁暂态过程主要分析短路故障后电网电流，电压的变化；机电过程（稳定 问题）主要分析发电机组转子的运动规律。 第一章电力系统故障分析的基本知识 1.短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。 2.三相系统中短路的基本类型：三相短路接地；两相短路接地；两相短路；单 相短路接地。 3.三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三 相回路不对称，故称为不对称短路。 4.产生短路的主要原因：电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。 5.短路对电力系统的危害（电源——线路——负荷） 一、短路电流的热效应会引起导体和绝缘的损坏；有短路电流流过时导体 会受到很大的冲击力的作用；短路点的电弧可能会烧坏电气设备。 二、短路会引起电网的电压降低，使异步电机（最主要的电力负荷）的电磁 转矩降低，电机转速减慢甚至停转，从而造成产品的报废和设备的损坏。 三、系统中发生短路相当于改变了电网结构，会引起系统中功率分布的变化， 使发电机的输入输出功率不平衡，引起发电机失去同步，破坏系统的稳 定性。 四、对通信系统产生干扰。 6.如何降低短路电流发生的概率 一、线路始端添加电抗器 二、添加继电保护装置 三、添加自动重合闸装置 7.短路计算的目的

一、电气设备的合理选择 二、继电保护装置的计算与整定 三、电力系统接线方式的合理选择 8.电抗器在电力系统中用来限制短路电流，而不是变换能量。 9.平均额定电压（kV） 10.无限大功率电源：电源电压幅值和功率均为恒定的电源。 一、电源功率无限大：外电路发生短路引起的功率改变对于电源来说可以 忽略不计。 二、无限大功率电源可以看作是无数个有限大功率电源并联而成，内阻抗 为零，电源电压保持恒定。 11.若供电电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10％时，则可以认为供电电源为无 限大功率电源 12.无限大功率电源三相短路电流的表达式； 13.短路电流的直流分量； 14.短路电流的交流分量。

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

电力系统暂态分析复习大纲内附真题和答案

绪论： 1、电力系统运行状态的分类 答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。 2、电力系统的干扰指什么？ 答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。例如短路故障、电力元件的投入和退出等。 3、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？ 答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。 4、为简化计算在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？ 答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机内部的机电暂态过程已经结束。 第一章： 1、电力系统的故障类型 答：电力系统的故障主要包括短路故障和断线故障。短路故障（又称横向故障）指相与相或相与地之间的不正常连接，短路故障又分为三相短路、两相短路、单相接地短路和两相短路接地，各种短路又有金属性短路和经过渡阻抗短路两种形式。三相短路又称为对称短路，其他三种短路称为不对称短路；在继电保护中又把三相短路、两相短路称为相间短路，单相接地短路和两相短路接地称为接地短路。断线故障（又称纵向故障）指三相一相断开（一相断线）或两相断开（两相断线）的运行状态。 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；

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

电力系统暂态分析第一章作业参考答案

第一章作业参考答案 一、简答题 1、电力系统的干扰指什么？什么情况下的干扰最大？ 答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。例如短路故障、电力元件的投入和退出等。其中短路造成的干扰最大。 2、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？ 答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果系统参数在某组数值附近作微小的持续变化，则描述电力系统运行状态的运行参量持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量保持平均值不变，即系统处于稳定工作状态。由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。 3、为简化计算，在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？ 答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机部的机电暂态过程已经结束。 4、简述电力系统的故障类型 答：电力系统的故障主要包括短路故障和断线故障。短路故障（又称横向故障）指相与相或相与地之间的不正常连接，短路故障又分为三相短路、两相短路、单相接地短路和两相短路接地，各种短路又有金属性短路和经过渡阻抗短路两种形式。三相短路又称为对称短路，其他三种短路称为不对称短路；在继电保护中又把三相短路、两相短路称为相间短路，单相接地短路和两相短路接地称为接地短路。断线故障（又称纵向故障）指三相中一相断开（一相断线）或两相断开（两相断线）的运行状态。 5、简述电力系统短路故障的危害 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。 6、简述断线的特点及危害 答：断线的特点是不会出现大的电流和低电压，但由于三相不对称，将在系统中产生负序和零序电流，所以断线的主要危害是负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。 7、电力系统故障分析中电压基准值、变压器变比通常如何选择？这样选择的目的是什么？ 答：电力系统故障分析中电压基准值通常选择基本级的平均额定电压作为电压基准值，变压器的变比

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(第三版)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 ：21.011030 15110105.02 224=?? =*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=，kA I B 15.0115 330 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 115115105.02 24=??=*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：079.011030 804.02 3=? ?=*x 变压器2T ：21.011030 15110105.02 224=?? =*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 1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为： )c o s (3.62αω+?= t U s a )120cos(3.62 -+?=αωt U s a )120cos(3.62 ++?=αωt U s a

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 o 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）不对称短路时岀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岀现在（1）o 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）o 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）o 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Z^ = Z 5= Z 5 ，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）o 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）o 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K p（%）的要求是（）。C、K p（%）仝10o 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；

电力系统暂态分析重点及答案

单项选择题 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（3）。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 而言都是为了求（1）。A 、t -δ 曲线 1、计算12MW 以上机组机端短路冲击电流时，短路电流冲击系数应取（2）。 B 、1.9； 2、发电机三相电压为：)sin(αω+=t U u m a 、)120sin(0-+=αωt U u m b ，)120sin(0++=αωt U u m c ，如将短路发生时刻 作为时间的起点（0=t ） ，当短路前空载、短路回路阻抗角为800（感性）时，B 相短路电流中非周期分量取得最大值的条件是（2） B 、0110=α； 3、具有阻尼绕组的凸极式同步发电机，机端发生三相短路时，电磁暂态过程中定子绕组中存在（1）。 A 、基频交流分量、倍频分量和非周期分量； 4、中性点直接接地系统中发生不对称短路时，故障处短路电流中（3）。 C 、可能存在，也可能不存在零序分量，应根据不对称短路类型确定。 5、在中性点直接接地的电力系统中，如电力系统某点不对称短路时的正序电抗、负序电抗和零序电抗的关系为)2()1() 0(22∑∑∑==Z Z Z ， 则该点发生单相接地短路、两相短路、两相短路接地和三相短路时，按故障处正序电压从大到小的故障排列顺序是（3）。 C 、单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路。 6、中性点不接地系统中，同一点发生两相短路和两相短路接地两种故障情况下，故障相电流的大小关系为（1）。 A 、相等； 7、电力系统中，f 点发生两相经过渡阻抗Z f 短路时，正序增广网络中附加阻抗?Z 为（2） B 、f Z Z +∑)2(； 8、电力系统两相断线时的复合序网在形式上与（1）的复合序网相同。A 、单相金属性接地短路； 9、电力系统的暂态稳定性是指电力系统在受到（2）作用时的稳定性。B 、大干扰； 10、切除双回输电线路中的一回，对电力系统的影响是（2）。 B 、既会降低电力系统并列运行的静态稳定性，也会降低电力系统并列运行的暂态稳定性； 判断： 1、变压器中性点经小电阻接地可以提高接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。（√） 2、对称分量法不能用于非线性电力网的不对称短路分析。（√） 3、不管电力系统中性点采用什么样的运行方式，其零序等值电路都是一样的。（╳） 4、在)0()2() 1(∑∑∑==x x x 的情况下，三相短路与单相接地短路时故障相的短路电流相同，因此它们对于电力系统并列运行暂态稳定性的影 响也相同。（╳） 5、输电线路采用单相重合闸与采用三相重合闸相比较，单相重合闸更有利于提高单相接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。（√）

电力系统暂态分析复习大纲()

电力系统暂态分析复习提纲 第一篇电力系统故障分析 1．短路的定义、基本类型；短路计算的意义；产生短路故障的原因；短路冲击电流定义及定义式 2．无限大功率电源的定义；有无限大功率电源供电的三相电路发生短路时短路电流的特点 3．输电系统等值电路参数标幺值计算 4．空载情况下短路后定子回路与转子回路各电流分量及相互对应关系 5．短路电流交流分量初始值计算 6．派克变换物理意义及计算 7．计算空载电动势 8．电力系统三相短路的实用计算 9．运算曲线法计算短路电流(个别变化法及同一变化法) 10．对称分量法基本概念及计算(相序分量) 11．变压器零序等值电路 12．架空输电线零序阻抗

13．作零序等值网络图 14．不对称短路故障、各相、序电流及电压的推导；作电流电压相量图 15．各序电流比较 16．正序等效定则 17．不同短路形式,变压器两侧电流相量图 第二篇电力系统稳定性分析 1．电力系统稳定性问题基本概念 2．发电机功率角特性推导及特性曲线 3．静态稳定概念；静态稳定实用判据；静态稳定极限；整步功率系数；静态稳定储备系数 4．小干扰；小干扰法分析系统静态稳定性 5．提高系统静态稳定性措施 6．暂态稳定概念；影响电力系统暂态稳定的因素 7．等面积定则及定义 8．提高系统暂态稳定性措施

电力系统暂态分析复习思考题及参考答案 绪论： 1、电力系统运行状态的分类 答：电力系统的运行状态分为稳态运行和暂态过程两种，其中暂态过程又分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。波过程主要研究与大气过电压和操作过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁过渡过程主要研究与各种短路故障和断线故障有关的电压、电流的变化，有时也涉及功率的变化；机电暂态过程主要研究电力系统受到干扰时，发电机转速、功角、功率的变化。 2、电力系统的干扰指什么？ 答：电力系统的干扰指任何可以引起系统参数变化的事件。例如短路故障、电力元件的投入和退出等。 3、为什么说电力系统的稳定运行状态是一种相对稳定的运行状态？ 答：由于实际电力系统的参数时时刻刻都在变化，所以电力系统总是处在暂态过程之中，如果其运行参量变化持续在某一平均值附近做微小的变化，我们就认为其运行参量是常数（平均值），系统处于稳定工作状态。由此可见系统的稳定运行状态实际是一种相对稳定的工作状态。 4、为简化计算在电力系统电磁暂态过程分析和机电暂态过程分析中都采用了那些基本假设？ 答：电磁暂态分析过程中假设系统频率不变，即认为系统机电暂态过程还没有开始；机电暂态过程中假设发电机内部的电磁暂态过程已经结束。 第一章： 1、电力系统的故障类型 答：电力系统的故障主要包括短路故障和断线故障。短路故障（又称横向故障）指相与相或相与地之间的不正常连接，短路故障又分为三相短路、两相短路、单相接地短路和两相短路接地，各种短路又有金属性短路和经过渡阻抗短路两种形式。三相短路又称为对称短路，其他三种短路称为不对称短路；在继电保护中又把三相短路、两相短路称为相间短路，单相接地短路和两相短路接地称为接地短路。断线故障（又称纵向故障）指三相中一相断开（一相断线）或两相断开（两相断线）的运行状态。 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。 3、断线的特点及危害 答：断线的特点是不会出现大的电流和低电压，但由于三相不对称，将在系统中产生负序和零序电流，所以断线的主要危害是负序电流对旋转电机的影响和零序电流对通讯的干扰。 4、中性点直接接地系统中各种短路故障发生的概率

电力系统暂态分析课程设计报告书

科技大学 电力系统稳态分析课程设计 题目：基于MATLAB的电力系 统复杂潮流分析 学生：建峰 学号：1167130207 专业：电气工程及其自动化 班级：电气2011—2班 指导教师：景霞

摘要 电力系统潮流计算是电网分析的基础应用，是对复杂电力系统正常和故障条件下稳态运行状态的计算。给定电力系统的网络结构、参数和决定电力系统运行状况的边界条件，确定电力系统运行的方法之一是朝流计算。 MATLAB是一种交互式、面向对象的程序设计语言，广泛应用于工业界与学术界，主要用于矩阵运算．采用迭代法，通过建立矩阵的修正方程来依次迭代，逐步逼近真值来计算出电力网的电压，功率分布。 PQ分解法是极坐标形式牛顿-拉潮流计算的一种简化计算方法，。P—Q分解法通过对电力系统具体特点的分析，对牛顿法修正方程式的雅可比矩阵进行了有效的简化和改进。由于这些简化只涉及修正方程式的系数矩阵，并未改变节点功率平衡方程和收敛判据，因不会降低计算结果的精度。 用手算和计算机算法对其进行设计。使用MATLAB软件进行编程，在很大程度上节省了存，减少了计算量。通过对本题计算我们了解了一些工程计算和解决工程问题的方法。 关键词：潮流计算，PQ分解法，MATLAB

Electrical power system complex tidal current analysis based on MATLAB Power Flow Analysis Grid computing is the basis of applications, the complex power system under normal and fault conditions for the calculation of steady state operation. Given the power system network structure, parameters and decisions operation of the power system boundary conditions, to determine the method of operation of the power system is one of North Korea flow calculation. MATLAB is an interactive, object-oriented programming language, widely used in industry and academia, mainly for matrix calculation. Using iteration, the amendment through the establishment of matrix iterative equation to turn, gradually moving towards a true value to calculate the voltage electricity grid, power distribution. PQ decomposition method is the form of polar coordinates Newton - the widening trend of a simplified calculation method. P-Q decomposition method adopted by the specific characteristics of the power system analysis, Newton’s Law of the Jacobian matrix formula has effectively simplified and improved. As a result of these simplified formula that involves only the coefficient matrix, the balance of power has not changed node equations and the convergence criterion, because the results will not reduce the accuracy. Use MATLAB software programming, saving memory to a large extent, reduce the amount of computation. By this calculation we understand that a number of engineering calculation and solve engineering problems