电力系统暂态分析期末复习重点

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。

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 P63。

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 - ϕ /=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 212I +=I ； K M =1.8时,⎪⎭⎫ ⎝⎛=252.1mI 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-P343.基频交流分量初始值的推导 (1）空载P34(2）负载P414.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 dq 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P822。

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。

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。

电力系统分析-暂态复习要点第七章同步发电机基本方程1、为什么从a 、b 、c 变到d 、q 、0坐标系？定转子相对运动，磁链变化，导致电感随时间变化，从而磁链方程系统随时间变化，不易求解，派克变换将a,b,c 坐标系统的量转换为另一个坐标系统上的量，将变系数变换成常系数，解决系数随时间变化的问题2、解决系数矩阵不对称问题？通过选择适当的基准值，建立了同步电机基本方程的标幺制形式，解决了派克方程互感系数不可易的问题。

3、同步发电机稳态运行电压方程及向量图①隐极机（xd = xq ）；②凸极机（xd ≠ xq ）第八章三相短路暂态过程1、大扰动引起暂态过程（大扰动有哪些？短路&断线；横向故障&纵向故障）短路：相相，相地绝缘破坏而引起短接引起的通路横向故障断线：相或者两相断开纵向故障2、短路类型(f (1)、f (2)、f (1,1)、f (3))，短路几个基本概念（对称、不对称、金属、非金属、发生概率大小、危害程度），短路危害。

f (1)单相接地短路、f (2)两相短路、f (1,1)两相接地短路、f (3)三相短路。

三相短路为对称故障其余都为非对称故障发生概率大到小：单相接地短路，两相短路，两相接地短路，三相短路。

危害程度与发生概率相反。

危害：短路电流使设备电动力稳定破坏；短路电流使设备热效应稳定破坏，严重者因其火灾；影响用户正常生产、设置损坏用户设备；引起电力系统稳定性破坏，甚至造成系统瓦解、大面积停电；负序电流引起同步发电机等设备损坏；零序电流干扰电力线路周围的通讯线路3、无穷大系统三相短路计算（对有源网络列电压方程，解非齐次微分方程，获得通解和特解，即为短路全电流），短路冲击电流、短路全电流有效值、短路功率的计算和计算目的U()d q q q q d d q d d q q Q d q dQ q U jI x U E jI x E U jI x jI x E j x x I E U jIx ?=-??=-=++=+-=+4、发电机突然三相短路的电流分量与衰减规律①电流分量：定子：基频分量，直流分量，倍频分量；转子：直流分量，基频分量；②衰减规律：定子电流基频分量≌ 转子直流分量；时间常数取决于转子绕组；定子非周期分量及倍频分量≌ 转子基频分量，时间常数取决于定子绕组5、发电机暂态与次暂态等值电路①暂态等值电路——不计阻尼绕组②次暂态等值电路——计及阻尼（D ，Q 轴）绕组6、发电机各类电抗的大小比较和电动势大小比较第九章三相短路电流计算1、起始次暂态电流（交流分量初始有效值）、冲击电流计算①将系统中所有设备用次暂态参数表示，并将其在统一基准容量下标幺化；②网络化简，得到短路点电流标幺值（可根据短路点基准电压、基准容量得到有名值）③各发电机的起始次暂态电流：=发电机电势/发电机与短路点直接相连的电抗④计算短路点冲击电流：=电流幅值*冲击系数=*各发电机给短路点贡献电流有名值*冲击系数2、要计算短路电流任意时刻的有效值？采样计算曲线方法（弄清楚什么是转移电抗、什么是计算电抗）转移电抗：发电机与短路点的连接电抗，归算到系统基准容量下的；定义为如果除电动势Ｅ以外，其他电动势都为0，则Ｅ与此点Ｆ点的电流的比值即为该电源与短路点间的转移阻抗。

1，电力系统运行状态由【运行参量】来表述；包括功率，电压，电流，频率，相间角位移2，电力系统运行状态：【稳态】【暂态】3，电力系统的暂态过程可以分为【波过程】【机电过程】【电磁过程】4，电力系统短路故障有【三相短路】【两相短路】【单相短路接地】【两相短路接地】，单相短路占绝大多数；【三相断路】三相回路是对称的，其余都不对称。

4.5在简单电力系统中，如某点的三序阻抗相等，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：三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路5，减少短路电流对电力系统危害的措施为：用【电抗器】限制短路电流的数值，用【继电保护装置】限制短路电流存在的时间。

【重合闸】临时性会自然恢复的短路；6，短路故障又称【横向故障】，断线故障【纵向故障】7，各元件参数标幺值计算法：准确计算法电抗有名值不归算；近似计算法归算；8，无穷大电力系统是指电源的【幅值】【频率】在故障过程中能维持不变。

9，短路后全电流由周期分量和非周期分量组成，两部分中属于交流分量的是【周期】分量,属于直流分量的是【非周期】分量10，短路冲击电流ia在短路发生经过【半个周期】（f为50HZ时时间为0.01s）出现，主要用于【检验电气设备，载流导体的动稳定度】；短路电流有效值It检验开关断流能力。

11，电动机容量大于12MW，所以发电机短路电流冲击系数取1.8；电动机冲击系数取1.912，短路电流计算法有【准确计算法】【准确计算法】，准确计算法按变压器【实际变比】计算；准确计算法按变压器【额定电压的平均值之比】计算1. 何为派克变换，实质是什么？研究同步发电机基本方程式时，为什么要进行派克变换？答：派克变换是将空间静止不动定子A、B、C三相绕组用两个随转子同步旋转的绕组和一个零轴绕组来等效替换，两个随转子同步旋转的绕组一个位于转子d 轴方向，称为d轴等效绕组；一个位于q轴方向称为q轴等效绕组。

派克变换的目的是将原始磁链方程中的变系数变换为常系数，从而使发电机的原始电压方程由变系数微分方程变换为常系数微分方程，以便于分析计算。

三 基本方程的拉氏运算形式和运算电抗分析同步转速、三相短路，ω=1，i a +i b +i c =0 (一) 不计阻尼绕组 1．基本方程q d d d ri u ψψ-+-= f ad d d d i x i x +-=ψ d q q q ri u ψψ++-= q q q i x -=ψ f f f f i r u ψ+= f f d ad f i x i x +-=ψ 取拉氏变换，得)())(()()(0p p p p rI p U q d d d d ψψψ--+-= )())(()()(0p p p p rI p U d q q q q ψψψ+-+-= ))(()()(0f f f f f p p p I r p U ψψ-+=)()()(p I x p I x p f ad d d d +-=ψ)()(p I x p q q q -=ψ)()()(p I x p I x p f f d ad f +-=ψ仅关心定子量，消去)(p I f 、)(p f ψ，励磁电压方程中，代入磁链表达式 0))()(()()(f f f d ad f f f p I x p I x p p I r p U ψ-+-+= 解得 ff d ad f f f px r p I px p U p I +++=)()()(0ψ代入)(p d ψ式，得ff d ad f f add d d px r p I px p U x p I x p ++++-=)()()()(0ψψ)()())((20p I px r px x p U px r x d ff add f f f f ad +--++=ψ)()())()((0p I p x p U p G d d f f -+=ψ 仅以定子量表示的基本方程为：)())(()()(0p p p p rI p q d d d d ψψψ--+-= )()())()(()(0p I p x p U p G p d d f f d -+=ψψ )())(()()(0p p p p rI p d q q q q ψψψ+-+-= )()(p I x p q q q -=ψ2．运算电抗直轴运算电抗 ff add d px r px x p x +-=2)(● 含有运算符p 的运算形式；● 是I d (p)的比例系数，具有电抗量纲，是计及励磁回路影响的定子回路电抗。

电力系统暂态分析（自己总结的）电力系统暂态分析过程（复习提纲）第一篇电力系统电磁暂态过程分析（电力系统故障分析）1 第一章电力系统故障分析的基本知识1.1故障概述1.2标幺制1.2.1标幺值1.2.2基准值的选取1.2.3基准值改变时标幺值的换算1.2.4变压器联系的不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算一、准确计算法二、近似计算法1.3无限大功率电源供电的三相短路电流分析1.3.1暂态过程分析1.3.2短路冲击电流和短路电流有效值一、短路冲击电流二、短路电流有效值习题2 第二章同步发电机突然三相短路分析2.1同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形及其分析2.2同步发电机空载下三相短路后内部物理过程以及短路电流分析2.2.1短路后各绕组的此联及电流分量一、定子绕组磁链和短路电流分量1、励磁主磁通交链定子三相绕组的磁链2、短路瞬间三相绕组磁链的瞬时值3、磁链守恒原理的作用4、三相短路电流产生的磁链5、对应的i 的三相短路电流二、励磁绕组磁链和电流分量1、强制励磁电流产生的磁链2、电子三相交流电流的电枢反应3、定子直流电流的磁场对励磁绕组产生的磁链4、按照磁链守恒原理励磁回路感生的电流和磁链三、等效阻尼绕组的电流四、定子和转子回路（励磁和阻尼回路的统称）电流分量的对应关系和衰减2.2.2短路电流极基频交流分量的初始和稳态有效值一、稳态值二、初始值1、不计阻尼回路时基频交流分量初始值2、计及阻尼回路作用的初始值2.2.3 短路电流的近似表达式一、基频交流分量的近似表达式二、全电流的近似表达式2.3 同步发电机负载下三相短路交流电流初始值2.3.1 正常稳态运行时的相量图和电压平衡关系2.3.2 不计阻尼回路时的初始值'I 和暂态电动势'q|0|E 、'|0|E一、交轴方向二、直轴方向2.3.3 计及阻尼回路的''I 和次暂态电动势''|0|E一、交轴方向二、直轴方向2.4 同步发电机的基本方程2.4.1 同步发电机的基本方程和坐标转换一、发电机回路电压方程和磁链方程二、派克变换及d 、q 、0、坐标系统的发电机基本方程1、磁链方程的坐标变换2、电压平衡方程的坐标变换2.4.2 基本方程的拉氏运算形式和运算电抗一、不计阻尼绕组时基本方程的拉氏运算形式，运算电抗和暂态电抗二、计及阻尼绕组时基本方程的拉氏运算形式，运算电抗和暂态电抗2.5 应用同步发电机基本方程分析突然三相短路电流2.5.1 不计阻尼绕组时的短路电流一、忽略所有绕组的电阻以分析d i 、q i 各电流分量的初始值二、dq i 的稳态值三、计及电阻后的dq i 各分量的衰减1、d i 直流分量的衰减时间常数2、dq i 中基频交流分量的衰减时间常数3、计及各分量衰减的dq i四、定子三相短路电流五、交轴暂态电动势2.5.2 计及阻尼绕组时的短路电流一、dq i 各分量的初始值二、dq i 的稳态直流三、计及电阻后的dq i 各分量的衰减1、d i 直流分量的衰减2、q i 直流分量的衰减3、dq i 中基频交流分量的衰减时间常数四、定子三相短路电流五、次暂态电动势1、交轴次暂态电动势''Eq 2、直轴次暂态电动势''Ed2.6自动调节励磁装置对短路电流的影响3 第三章电力系统三相短路电流的实用计算3.1短路电流交流分量初始值计算3.1.1计算的条件和近似3.1.2简单系统''I计算3.1.3复杂系统计算3.2计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理3.2.1等值网络3.2.2用节点阻抗矩阵的计算方法3.2.3用节点导纳矩阵的计算方法一、应用节点导纳矩阵计算短路电流的原理二、三角分解法求导纳型节点方程3.2.4短路点在线路上任意处的计算公式3.3其他时刻短路电流交流分量有效值的计算3.3.1运算曲线法一、方法的基本原理二、运算曲线的制定三、应用运算曲线计算的步骤四、合并电源简化计算五、转移阻抗3.3.2应用计算系数计算一、无限大功率电源二、发电机和异步电动机4 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4.1对称分量法4.2对称分量法在不对称故障分析中的应用4.3同步发电机的负序和零序电抗4.3.1同步电机不对称短路时的高次谐波电流4.3.2同步发电机的负序电抗4.3.3同步发电机的零序电抗4.4异步电动机的负序和零序电抗4.5变压器的零序电抗和等值电路4.5.1双绕组变压器一、YNd接线变压器二、YNy接线变压器三、YNyn接线变压器4.5.2三绕组变压器4.5.3自耦变压器4.6输电线路的零序阻抗和电纳4.6.1输电线路的零序阻抗一、单根导线——大地回路的自阻抗二、双回路架空输电线路的零序阻抗三、架空地线的影响四、电缆线路的零序阻抗4.6.2架空线路的零序电容（电纳）一、分析导线电容的基本公式二、单回线路的零序电容三、同杆双回路的零序电容4.7零序网络的构成5 第五章不对称故障的分析计算5.1各种不对称短路时故障处的短路电流和电压5.1.1单相接地短路[(1)f]5.1.2两相短路[(2)f]5.1.3两相接地短路[(11)f，]5.1.4正序增广网络的应用一、正序增广网络二、应用运算曲线求故障处正序短路电流5.2非故障处电流、电压的计算5.2.1计算各序网中任意处各序电流、电压5.2.2对称分量经变压器后的相位变化5.3非全相运行的分析计算5.3.1三序网络及其电压方程5.3.2一相断线5.3.3两相断线5.4计算机计算程序原理框图第二篇电力系统机电暂态过程分析（电力系统的稳定性）6 第六章电力系统稳定性问题概述和各元件机电特征6.1概述6.2同步发电机组的机电特性6.2.1同步发电机组转子运动方程6.2.2发电机的电磁转矩和功率一、简单系统中发电机的功率二、隐极同步发电机的功-角特性三、凸极式发电机的功-角特性四、发电机功率的一般近似表达式6.2.3电动势变化过程的方程式6.3自动调节励磁系统的作用原理和数学模型6.3.1主励磁系统一、直流励磁机励磁二、交流励磁机励磁三、他励直流励磁机的方程和框图6.3.2自动调节励磁装置及其框图6.3.3自动调节励磁系统的简化模型6.4负荷特性6.4.1恒定阻抗（导纳）6.4.2异步电动机的机电特性——变化阻抗一、异步电动机转子运动方程二、异步电动机转差率的变化——等值阻抗的变化6.5柔性输电装置特性6.5.1静止无功补偿器（SVC）一、晶闸管控制的电抗器二、晶闸管投切的电容器三、SVC的静态特性和动态模型6.5.2晶闸管控制的串联电容器（TCSC）一、基本原理二、导通阶段三、关断阶段7 第七章电力系统静态稳定7.1简单电力系统的静态稳定7.2小干扰法分析简单系统表态稳定7.2.1小干扰法分析简单系统的静态稳定一、列出系统状态变量偏移量的线性状态方程二、根据特征值判断系统的稳定性7.2.2阻尼作用对静态稳定的影响7.3自动调节励磁系统对静态稳定的影响7.3.1按电压偏差比例调节励磁一、列出系统状态方程二、稳态判据的分析三、计及T时系统的状态方程和稳定判据e7.3.2励磁调节器的改进一、电力系统稳定器及强力式调节器二、调节励磁对静态稳定影响的综述7.4多机系统的静态稳定近似分析7.5提高系统静态稳定性的措施7.5.1采用自动调节励磁装置7.5.2减小元件的电抗一、采用分裂导线二、提高线路额定电压等级三、采用串联电容补偿7.5.3改善系统的结构和采用中间补偿设备一、改善系统的结构二、采用中间补偿设备8 第八章电力系统暂态稳定8.1电力系统暂态稳定概述8.2简单系统的暂态稳定性8.2.1物理过程分析一、功率特性的变化二、系统在扰动前的运行方式和扰动后发电机转子的运动情况8.2.2等面积定则8.2.3发电机转子运动方程的求解一、一般过程二、改进欧拉法8.3发电机组自动调节系统对暂态稳定的影响8.3.1自动调节系统对暂态稳定的影响一、自动调节励磁系统的作用二、自动调节系统的作用8.3.2计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定分析8.4复杂电力系统的暂态稳定计算8.4.1假设发电机暂态电动势和机械功率均为常数，负荷为恒定阻抗的近似计算法一、发电机作为电压源时的计算步骤二、发电机作为电流源时的计算步骤8.4.2假设发电机交轴暂态电动势和机械功率为常数一、坐标变换二、发电机电流源与网络方程求解8.4.3等值发电机8.5提高暂态稳定性的措施8.5.1故障的快速切除和自动重合闸装置的应用8.5.2提高发电机输出的电磁功率一、对发电机实行强行励磁二、电气制动三、变压器中性点经小电阻接地8.5.3减少原动机输出的机械功率8.5.4系统失去稳定后的措施一、设置解析点二、短期异步运行和再同步的可能性。

第2章一、简答题1.电力系统暂态过程的分类(1)波过程：与操作和雷击的过电压有关，涉及电流、电压波的传播，过程最短暂。

(2)电磁暂态过程：与短路（断线）等故障有关，涉及工频电流、电压幅值随时间的变化，持续时间较波过程长（毫秒~秒）(3)机电暂态过程：与系统振荡、稳定性破坏、异步运行等有关,涉及发电机组功率角、转速、系统频率、电压等随时间的变化，过程持续时间较长（秒~分钟）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？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，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.同步发电机突然三相短路时，定子绕组电流中包含哪些电流分量？转子励磁绕组中包含哪些电流分量？阻尼绕组中包含哪些电流分量？它们的对应关系和变化规律是什么？定子电流中包含基频周期分量、非周期分量和倍频分量。

转子励磁绕组中包含强制直流分量、自由非周期分量和基频交流自由分量。

d轴阻尼绕组中包含非周期自由分量和基频交流自由分量；q轴阻尼绕组中仅包含基频交流分量。

定子绕组中基频周期分量电流与d轴阻尼绕组、励磁绕组中的非周期分量相对应，并随着转子励磁绕组中非周期自由分量和d轴阻尼绕组中非周期分量的衰减而最终达到稳态值（与转子励磁绕组中强制直流分量相对应）；定子绕组中非周期分量和倍频分量与转子励磁绕组、阻尼绕组中的基频交流分量相对应，并随着定子绕组非周期分量和倍频分量衰减到零而衰减到零。

4.同步发电机原始磁链方程中哪些电感系数为常数？哪些电感系数是变化的？变化的原因是什么？凸极式同步发电机原始磁链方程中，转子各绕组的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数；定子绕组的自感系数、定子绕组间的互感系数、定子各绕组与转子各绕组之间的互感系数是变化，变化的原因有二，一是凸极式同步发电机转子在d轴和q轴方向磁路不对称，二是定子绕组和转子绕组之间存在相对运动。

电力系统暂态分析复习概念：第一章1．电力系统故障分为横向故障（短路)和纵向故障（断线）短路类型断线种类2、变压器的容量越小，其电抗标么值越大。

（√）3、短路电流包含什么分量,是否衰减？4、冲击电流作用：主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定。

5、冲击系数取值:冲击系数的取值范围是1~2，短路回路只有电阻时冲击系数取1 。

6、冲击电流以及最大有效值电流均出现在短路发生后约半个周期。

7、近似计算中，一般取变压器的变比为各电压级的平均额定电压之比。

8、无限大功率电源（或系统）的内阻抗为零，能保持电压和频率的恒定。

第二章1、同步发电机突然三相短路后,定子绕组和转子绕组中各有哪些短路电流分量？其对应关系如何？同步发电机在三相突然短路后，定子电流中包括基频周期分量、非周期分量、倍频分量。

转子绕组中的电流包含强制直流分量、自由非周期分量和基频交流自由分量。

d 轴阻尼绕组中包含非周期自由分量和基频交流自由分量,q轴阻尼绕组中仅含基频交流分量。

定子绕组中基频周期分量电流与d轴阻尼绕组中的非周期分量电流相对应，并随着转子励磁绕组中非周期自由分量和d轴阻尼绕组中非周期自由分量的衰减而最终达到稳态值（与转子励磁绕组中的强制直流分量相对应)；定子绕组中的非周期分量、倍频分量与转子绕组、阻尼绕组中的基频交流分量相对应，并随着定子绕组中的非周期分量、倍频分量衰减到零而衰减到零。

2、同步发电机的电抗x d＞x q＞x d’＞x d”.3、派克变换4、用a、b、c坐标系统和用d、q、0坐标系统表示的电压或电流是交、直流互换的。

5．在abc坐标制下，同步发电机的基本方程是时变系数的微分方程。

6、d、q坐标系是与转子同步旋转的坐标系。

7、励磁调节装置对短路电流的影响.第三章1、网络中某一电源和短路点之间直接相连的电抗称为转移电抗。

2、用运算曲线法计算短路电流第四章1、对称分量法是分析电力系统不对称故障的有效方法。

在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性。

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。

暂态电抗（xd' ）的物理意义？如果沿d轴方向把同步电机看做双绕组变压器，当励磁绕组短路时，从定子绕组测得电抗即为xd' 。

次暂态电抗（xd''）的物理意义？如果沿同步电机直轴方向，把电机看做三绕组变压器，次暂态电抗就是这个变压器的两个二次绕组（励磁绕组和直轴阻尼绕组）都短路时从一次侧（定子绕组侧）测得的电抗。

磁链守恒定律：任何闭合线圈，它所交链的磁链不能突变，当外来的磁场企图使闭合线圈所交链的磁链变化时，在该线圈中将感应出一个自由电流，使所产生的磁链恰好抵消这种变化，以保持总的合成磁链不突变。

冲击电流（最大有效值电流）：主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定性。

短路全电流：主要用于检验断路器的开断能力。

同步电机对称稳态运行相量图：ɑ-Φ的绝对值=90度时短路电流直流分量起始值的绝对值达到最大值（短路最恶劣条件）无限大功率电源：1：电源的频率和电压保持恒定2：电源的内阻抗为0 容量无穷大（实际上阻抗<10%）短路：电力系统正常运行之外相与相之间或相与地之间的连接自然因素和人为因素理想电机：对称性正弦性光滑性不饱和性Park变化：把观察者的观察点从静止定子转移到了转子上，定子静止三相绕组被两个同转子一起旋转的等效绕组所代替，并且三相对称交流变成了直流，id iq均为常数。

暂态过程：次暂态阶段暂态阶段短路稳态阶段短路计算假设：电势同相位负荷为恒定电抗不计磁路饱和对称三相系统金属短路忽略高压输电线的电阻和电容自耦变压器：不仅有磁联系还有电联系在暂态瞬间暂态电势Eq' 为什么不突变？因为ΦfΦd不突变在次暂态瞬间次暂态电势 Eq'' 为什么不突变？ΦQ不突变短路故障称为横向故障三相短路（对称短路），两相短路，两相短路接地，单相短路接地，不对称故障为纵向故障一相两相断线不平衡转矩)△Pa=PT- Pe>0加速转矩，发电机转子加速，功角开始增大反之亦然提高电力暂态稳定性措施：故障快速切除提高发电机输出的电磁功率（电气制动变压器经小电阻接地发电机强行励磁）减少原动机输出功率（切发电机快关汽门机械制动），中间设置开关站和采用强行串励补偿电力系统静态稳定性：一般指电力系统在运行中受到微小扰动后恢复它原来运行状态的能力电力系统正常运行标志：系统中的并联同步电机都有相同的电角速度暂态稳定性：电力系统受到一个大扰动后能从原来的平衡点，不失去同步过渡到新的运行状态并在新状态下稳定运行。

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 、；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 、；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）。

第6章1）电力系统故障大多数是短路，少数是断线。

短路分对称短路和不对称短路，而不对称短路的简单故障有三种。

短路主要原因是各种电气设备绝缘损坏。

短路对电力系统和用户的危害。

限制短路电流措施。

计算短路电流目的（2）无限大功率电源供电的三相短路电流包含周期分量和衰减直流分量。

短路冲击电流、最大有效值电流基本概念和计算方法。

（3）同步发电机等值电路和回路电压方程、磁链方程。

同步发电机电感系数特点，凸极机大部分电感系数变化，隐极机也有电感系数变化。

可用派克－戈列夫变换使电感系数为常数，对变换只需有基本了解4）同步发电机稳态运行方程和隐极机、凸极机等值电路。

暂态电势和电抗，次暂态参数和等值电路，根据磁链守恒原则，与电感绕组磁链成正比的电势在短路瞬间不突变，在稳态运行时确定数值，用于短路电流计算，这个概念非常重要。

（5）同步发电机突然三相短路物理过程分析，将同步发电机突然三相短路分次暂态、暂态和短路稳态三个阶段。

讨论无阻尼、有阻尼绕组同步发电机定子、转子绕组各种短路电流分量及产生原因、衰减规律。

其中定子绕组短路电流包含次暂态、暂态、短路稳态基频周期分量，倍频交流分量和直流分量等5种分量；转子绕组短路电流包含空载励磁电流、非周期自由分量、基频周期分量等3种分量。

重点是掌握定子和转子绕组中短路电流波形和近似计算公式（6）用派克－戈列夫方程对同步发电机突然三相短路电流进行了数学分析，用数学推导证明了物理过程分析的结论。

了解内容。

（7）三相短路电流实用计算是电力系统必须掌握的重点内容。

采用假设条件后，其计算原理非常简单，短路电流周期分量起始值(次暂态电流I")实用计算就是一般的交流短路计算，短路点及各支路中次暂态电流和各节点电压计算是重点内容之一。

（8）计算任意时刻短路点的短路电流(交流分量有效值)时，在电力系统工程计算中最常用的是运算曲线法，其计算步骤和包含概念必须掌握。

转移阻抗及其计算方法是另一种网络变换方法。

电力系统暂态分析期末复习题答案第2章同步发电机突然三相短路一、简答题1.电力系统暂态过程的分类暂态过程分为波过程、电磁暂态过程和机电暂态过程。

波过程主要研究与过电压有关的电压波和电流波的传递过程；电磁暂态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，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.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？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。

3.同步发电机突然三相短路时，定子绕组电流中包含哪些电流分量？转子励磁绕组中包含哪些电流分量？阻尼绕组中包含哪些电流分量？它们的对应关系和变化规律是什么？定子电流中包含基频交流分量、直流分量和倍频交流分量；转子励磁绕组中包含强制励磁电流分量、直流分量和基频交流分量；d轴阻尼绕组中包含直流分量和基频交流自由分量；q轴阻尼绕组中仅包含基频交流分量。

定子绕组中直流分量和倍频分量与转子励磁绕组中的基频交流分量相对应，两者共同衰减，最后衰减至零；转子回路直流分量与定子基频交流分量相对应，共同衰减但不会为零4.同步发电机原始磁链方程中哪些电感系数为常数？哪些电感系数是变化的？变化的原因是什么？凸极式同步发电机原始磁链方程中，转子的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数；定子的自感系数、定子绕组间的互感系数可变可不变，定子与转子间的互感系数是变化，变化的主因是转子旋转，辅因是转子凸级气息中d，q磁路不对称。

隐极式同步发电机原始磁链方程中，转子的自感系数、转子各绕组之间的互感系数为常数、定子的自感系数、定子绕组间的互感系数均为常数；定子与转子间的互感系数是变化的，变化的原因是定子绕组和转子绕组之间存在相对运动。

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。