电力系统暂态分析第四章

电力系统稳态与暂态分析模型构建第一章：引言随着电力系统规模的不断扩大和能源结构不断调整，电力系统的稳态和暂态问题变得越来越突出和复杂。

电力系统稳态和暂态分析模型构建是电力系统研究的重要内容之一。

本文旨在介绍电力系统稳态和暂态分析模型构建及其应用，为电力系统的传输、配电和控制等方面的研究提供参考和探讨。

第二章：电力系统稳态分析模型构建电力系统稳态是指在一定的负荷下，电力系统中各个元件的电压、电流及相角等参数的运行情况称为电力系统的稳态。

电力系统稳态分析是对电力系统中各个元件的电压、电流等稳态参数进行分析和计算。

电力系统稳态分析模型构建包括电力系统稳态方程和电力系统节点导纳矩阵的构建。

2.1 电力系统稳态方程的构建电力系统稳态方程是指在一定的负荷下，电网内各节点的功率平衡方程、潮流方程和支路电流方程的集合。

电力系统中节点的功率平衡方程是指电力系统内各元件的有功、无功电流和功率之间的关系，节点的潮流方程是指节点间的电压、电流之间的关系，支路电流方程是指支路上电流和电压的关系。

2.2 电力系统节点导纳矩阵的构建节点导纳矩阵是指由电力系统中各元件的电气参数组成的矩阵，是电力系统潮流计算的基本工具之一。

节点导纳矩阵的构建需考虑各元件的电气参数和连接方式，不同的元件有不同的导纳矩阵。

第三章：电力系统暂态分析模型构建电力系统暂态是指电力系统中电压、电流等参数发生非周期性、非稳态变化的过程称为电力系统的暂态。

电力系统暂态分析是对电力系统在各种运行模式下，对于一种突然或周期性的故障所产生的暂态过程进行分析和计算。

电力系统暂态分析模型构建可分为电力系统暂态方程和电力系统暂态反演模型。

3.1 电力系统暂态方程的构建电力系统暂态方程是指电力系统发生暂态过程中，各元器件的状态方程、控制方程、约束方程、注入方程和输出方程的集合。

电力系统暂态方程的构建需先确定故障及其类型，然后进行暂态模型建立。

3.2 电力系统暂态反演模型电力系统暂态反演模型是指在电力系统发生暂态过程后，通过已知的电压、电流等参数，求解出故障的原因和位置。

电力系统中的电磁暂态分析与建模方法研究第一章：介绍在现代社会中，电力系统扮演着至关重要的角色。

然而，电力系统的稳定性和可靠性一直是一个挑战。

在电力系统运行过程中，暂态问题会产生，特别是在电力系统发生故障时。

因此，电磁暂态分析与建模方法的研究对于电力系统的正常运行至关重要。

第二章：电磁暂态问题概述电力系统中的电磁暂态问题是指电力系统在发生故障、开关操作等事件时所产生的瞬态现象。

电力系统暂态问题主要包括短路故障、开关操作、大负荷变化等。

这些暂态问题会导致电压和电流的剧烈变化，进而影响电力系统的稳定性和可靠性。

第三章：电磁暂态分析方法电磁暂态分析方法是指用于分析电磁暂态问题的方法和技术。

常用的电磁暂态分析方法包括时域方法和频域方法。

时域方法基于电磁场的时间变化进行分析，能够提供更详细的暂态信息。

频域方法则基于电磁场的频谱进行分析，能够提供系统的频率响应特性。

第四章：电磁暂态建模方法电磁暂态建模方法是指用于建立电力系统暂态模型的方法和技术。

在电磁暂态建模中，常用的方法包括潮流计算、状态估计、线路参数估计、设备模型等。

潮流计算是电力系统分析中的基本方法，用于确定电力系统中各节点的电压和功率。

状态估计用于通过测量值推测电力系统中的未知状态变量。

线路参数估计用于确定电力系统中线路的参数，包括电阻、电感和电容等。

设备模型包括变压器、发电机、输电线路、负荷等模型。

第五章：电磁暂态分析与建模在电力系统中的应用电磁暂态分析与建模在电力系统中有广泛的应用。

其中之一是故障分析。

通过对电磁暂态分析和建模，可以快速准确地判断电力系统中的故障类型和位置，为故障处理提供有效的依据。

此外，电磁暂态分析与建模还可以用于评估电力系统在不同工况下的稳定性和可靠性，为电力系统规划、运行和维护提供技术支持。

第六章：电磁暂态分析与建模方法的发展趋势随着技术的不断进步，电磁暂态分析与建模方法也在不断发展。

未来的发展趋势主要包括以下几个方面。

首先，基于人工智能的电磁暂态分析与建模方法将得到广泛应用。

电力系统分析目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析,研究的内容分为两类,一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。

第一章电力系统的基本概念1—1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的?1—3 我国电网的电压等级有哪些？1—4 标出图1—4电力系统中各元件的额定电压。

1—5 请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题:⑴ 发电机G 、变压器1T 2T 3T 4T 、三相电动机D 、单相电灯L 等各元件的额定电压。

⑵ 当变压器1T 在+2。

5％抽头处工作，2T 在主抽头处工作，3T 在-2。

5%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。

1-6 图1—6中已标明各级电网的电压等级.试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。

1-7 电力系统结线如图1—7所示，电网各级电压示于图中.试求：⑴发电机G 和变压器1T 、2T 、3T 高低压侧的额定电压。

⑵设变压器1T 工作于+2。

5％抽头， 2T 工作于主抽头，3T 工作于—5%抽头，求这些变压器的实际变比。

习题1-4图1-8 比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围.1-9 什么叫三相系统中性点位移?它在什么情况下发生？中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加3倍?1—10 若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么？ 1—11 什么叫分裂导线、扩径导线？为什么要用这种导线？1-12 架空线为什么要换位？规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？1—13 架空线的电压在35kV 以上应该用悬式绝缘子,如采用X —4。

第四章 对称分量法及元件的各序参数和等值电路第一节 对称分量法• 三个不对称相量可用三组对称相量来表示⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡)0()2()1(2211111a a a c b aF F F a a a a F F F S P F T F •= • 三个不对称相量可以分解为三组对称相量⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a a a a F F F a a a a F F F 111113122)0()2()1( P S F T F •=-1 特点1：对称分量具有明确的物理意义第二节 在不对称故障分析中的应用一.三相阻抗的对称分量三相静止对称元件：三相对称：scc bb aa z z z z ===，mac bc ab z z z z ===支路电压方程：缩写为： p p p I z U =∆ 作变换： p pp I T T z T U T 111---•=∆ ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆c b a s mm m s m m m sc b a cc cb ca bc bb ba ac ab aa c b a I I Iz z z z z z z z z I I I z z z z z z z z z U U U得：s s p I z U =∆其中： ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+--==-m s m s ms p s z z z z z z T z T z 20000001以序分量表示的支路电压方程为：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡•⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+--=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡∆∆∆)0()2()1()0()2()1()0()2()1()0()92)1(0000002000000a a a a a a m s m s ms a a a I I I z z z I I I z z z z z z U U U 三相对称系统对称分量变换为三个互不耦合的正、负、零序系统。

电力系统暂态分析部分习题答案(参考)第一章 电力系统故障分析的基本知识1-2、发电机F1和F2具有相同的容量，它们的额定电压分别为6.3kV 和10.5kV ，若以它们的额定值为基本条件的发电机电抗的标么值是相同的，问这两个发电机电抗的欧姆值的比值是多少？ 解：X G1*(N)＝X G1*S N1/U N12 X G2*(N)＝X G2*S N2/U N22∵X G1*(N)＝X G2*(N) ∴X G1*S N1/U N12＝X G2*S N2/U N22 故：X G1/ X G2＝U N12/ U N22＝6.32/10.52＝0.36 1-4、求：①准确计算各元件电抗的标么值，基本段取I 段U BI ＝10.5kV 。

②工程近似计算各元件电抗的标么值，S B ＝100MVA 。

解：① 精确计算法U BI ＝10.5kV S B ＝100MVA U BII ＝5.101215.10⨯＝10.5kV U BIII ＝1106.65.101215.10⨯⨯＝7.26kV T50MV A 10.5kV X d ’’=0.1560MV A 10.5kV/121kV U k %=10.5 0.4Ω/km 100km30MV A110kV/6.6kV U k %=10.53.05010015.0''*=⨯=d X 175.05.10100605.101005.1022*1=⨯⨯=T X 273.01211001004.02*=⨯⨯=L X 289.0121100301101005.1022*2=⨯⨯=T X ② 近似计算法U B ＝U av S B ＝100MVA3.05010015.0''*=⨯=d X 175.0601001005.10*1=⨯=T X 302.01151001004.02*=⨯⨯=L X 35.0301001005.10*2=⨯=T X 1-5、某一线路上安装一台Xk%＝5的电抗器，其额定电流为150A ，额定电压为6kV ，若另一台额定电流为300A 、额定电压为10kV 的电抗器来代替它，并要求保持线路的电抗欧姆值不变，问这台电抗器的电抗百分数值应是多少？解：∵2221113100%3100%N N R N N R R I UX I U X X ⨯=⨯=∴61503001065%%122112=⨯⨯=⨯⨯=N N N N R R I I U U X X1-12、 (1) 若短路前空载，计算短路电流的周期分量及短路电流最大有效值；(2) 若A 相非周期分量电流的初值为零及最大时，计算相应的B 、C 相非周期分量电流的初始值；(3) 若短路前变压器满负荷运行，功率因数为0.9（低压侧），计算最大非周期分量电流的初始值，并与空载时短路比较。

第四章 对称分量法及电力系统元件的各序等值电路三相短路属对称短路，短路电流交流分量是对称的。

在对称三相电路中，三相阻抗相同，三相电压、电流有效值相等。

因此对称三相系统三相短路的分析与计算，可只分析和计算其中一相。

单相接地短路、两相短路、两相接地短路以及单相断线、两相断线属不对称故障故障。

不对称故障时，三相阻抗不同，三相电压、电流的有效值不等，相与相之间相位差也不相等。

因此不对称故障的分析与计算，就不能只分析其中一相。

通常采用对称分量法。

第一节 对称分量法适用于线性电路：可应用叠加原理。

一、对称分量法的基本思想1918年，美国学者C.L.Fortescue 提出：n 相的不对称分量，可以分解为n 组的对称分量。

应用于三相交流电力系统，对称分量法的基本思想是：任意3个不对称相量，可以分解为3组对称分量。

即(1)a F 、(1)b F 、(1)c F ——称为正序分量 a F 、b F 、c F (2)a F 、(2)b F 、(2)c F ——称为负序分量 (0)a F、(0)b F 、(0)c F ——称为零序分量 这3组对称分量具有不同的相序。

然后对3组对称分量系统分别进行求解，求得3组对称分量，最后在进行叠加，求得3个不对称分量。

相量F可以是：电流、电压、电势或磁链等电路学中的相量。

二、基本公式1．正序分量：(1)a F 、(1)b F 、(1)c F )1(c F三相分量大小：相等；相位：互差120°电角度；相序：b 相超前a 相240°电角度，c 相超前a 相120°电角度。

因此，有如下关系)1(2)1(240)1(0a a j b F a F e F == )1()1(120)1(0a a j c F a F e F == 式中2321120101200jea j +-=∠==； 2321240102402jea j --=∠==。

2．负序分量：(2)a F 、(2)b F 、(2)c F)2F三相分量大小：相等；相位：互差120°电角度；相序：b 相超前a 相120°电角度，c 相超前a 相240°电角度。

电力系统分析基础李庚银答案第四章1. 引言在电力系统中，分析和评估系统的性能和稳定性非常重要。

电力系统分析基础是一个重要的学科，它涵盖了电力系统的各个方面，包括潮流计算、短路计算、稳定状态和暂态稳定性等。

在本章中，我们将讨论电力系统分析基础的相关内容。

2. 潮流计算潮流计算是电力系统分析的基础。

它用于确定系统中各个节点的电压和功率的分布情况。

潮流计算通常基于一组节点电压和功率的方程组，通过迭代求解来得到系统的潮流分布。

在潮流计算中，我们需要考虑节点的注入功率、节点电压和导纳矩阵等因素。

3. 短路计算短路计算是另一个重要的电力系统分析方法。

它用于分析电力系统中的短路故障，以确定故障后的电流、电压和功率等参数。

短路计算通常基于电力系统的拓扑结构和元件参数，通过求解短路电流和电压等方程来确定系统的短路情况。

短路计算可以帮助我们评估电网的稳定性，并采取相应的措施来保护设备和改进系统性能。

4. 稳定状态稳定状态分析是电力系统分析的另一个重要方面。

它用于评估电力系统在稳定工作条件下的性能和稳定性。

稳定状态分析通常涉及发电机、变压器、传输线以及负载等元件的动态响应。

通过分析这些元件的电压、频率和功率等参数，我们可以评估电力系统的稳定性并优化系统的运行。

5. 暂态稳定性暂态稳定性是电力系统分析中的重要概念。

它用于评估系统在故障恢复后的稳定性和响应时间。

暂态稳定性分析涉及系统的瞬时电流和电压等参数，以及设备的动态响应。

通过分析暂态稳定性，我们可以评估系统的冗余性和可靠性，并优化系统的设计和操作。

6. 总结电力系统分析基础是研究电力系统工程中的一个重要领域。

在本章中，我们讨论了潮流计算、短路计算、稳定状态和暂态稳定性等相关内容。

这些技术和方法可以帮助我们分析和评估电力系统的性能和稳定性，并指导系统的设计和运行。

电力系统分析基础的学习对于电力系统工程师和研究人员来说是非常重要的，它们可以帮助我们理解和解决电力系统中的各种问题。

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 1101215.10211=⨯==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：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：121.05.3130110121105.02222=⨯⨯=*x 输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x电抗器：4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*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 65.15.103301=⨯=kV U B 1152=，kA I B 15.01153301=⨯=kV U B 3.63=，kA I B 75.23.63301=⨯=各元件电抗标幺值：发电机：26.05.1030305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：11.05.3130115121105.0222=⨯⨯=*x 输电线路：073.011530804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01530115115105.0224=⨯⨯=*x电抗器：44.03.075.23.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：151.03.6305.208.026=⨯⨯=*x 电源电动势标幺值：05.15.1011==*E 发电机：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：121.05.3130110121105.02222=⨯⨯=*x 输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x电抗器：4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*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：在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时ο30=α。