电力系统暂态上机(华北电力大学12~13)

电力系统暂态分析一、判断题（本大题共10分，共 5 小题，每小题 2 分）1. 对称短路时仅有正序分量，不对称短路时会出现正序、负序和零序分量。

2. 三相变压器负序电抗与其正序电抗相同。

3. 同步发电机负序电抗与其正序电抗相同。

4. 短路时网络中任意处的电流、电压均都满足用相量或序分量表示的边界条件。

5. 自耦变压器的零序电抗通常不会为无穷大。

二、填空题（本大题共60分，共 20 小题，每小题 3 分）1. 具有转子阻尼绕组的同步发电机机端短路瞬时的状态称为 ______ ，电枢反应磁通的路径是 ______ 。

2. 单相短路的复合序网图中三序网络是 ______ 关系。

3. 计算三相短路电流交流分量初始值时，远离短路点的电动机按 ______ 模型处理，短路点附近的电动机均按 ______ 模型处理。

4. 节点阻抗矩阵是 ______ 的逆矩阵。

5. 一般在工程实用计算中为了简便，通常用 ______ 替代交轴暂态电动势6. 同步发电机机端三相短路至稳态后，电枢反应磁通的路径是 ______ 、______ 、 ______ 。

7. 极限切除角度对应的切除时间被称为 ______ 。

8. 短路计算时通常假设各电源的电动势相位 ______ 。

9. 当接地短路点位于变压器三角形或不接地星形绕组侧时，变压器的零序电抗为 ______ 。

10. 通常，同步发电机和异步电动机定子绕组通常是 ______ 接线，其零序电抗为 ______ 。

11. 同步发电机负载三相短路时，定子绕组交轴感应电动势在短路前后是______ 。

12. ______ 定则可用于分析简单系统的暂态稳定性问题。

13. 利用节点导纳矩阵求解系统中三相短路，通常采用 ______ 方法求解网络方程。

14. 由于存在转子阻尼绕组，同步发电机定子绕组的次暂态电抗值比同步电抗值和暂态电抗值都 ______ 。

15. 同步发电机三相短路时，转子绕组电流存在交流分量的原因是 ______ 、______ 。

电力系统暂态分析习题答案电力系统暂态分析习题答案电力系统暂态分析是电力系统工程中的一个重要环节，它涉及到电力系统在短时间内发生的暂态过程，如短路故障、开关操作等。

通过对电力系统暂态分析习题的解答，我们可以更好地理解和掌握电力系统的暂态行为。

一、短路故障分析1. 问题描述：一台发电机在运行过程中发生了短路故障，其短路电流为10kA，短路电压为0.1pu。

求短路电阻和短路电抗的值。

解答：根据短路电流和短路电压的定义，我们可以得到以下公式：短路电流 = 短路电压 / (短路电阻 + j短路电抗)代入已知值，得到：10kA = 0.1pu / (短路电阻 + j短路电抗)通过复数的运算，我们可以将上式转化为实部和虚部相等的两个方程：0.1 / (短路电阻^2 + 短路电抗^2) = 100 = 0.1 / (短路电阻^2 + 短路电抗^2)解方程组，得到短路电阻的值为0.01 pu，短路电抗的值为0。

2. 问题描述：一台发电机在运行过程中发生了短路故障，其短路电流为20kA，短路电压为0.2pu。

已知短路电抗为0.1 pu，求短路电阻的值。

解答：同样地，根据短路电流和短路电压的定义，我们可以得到以下公式：20kA = 0.2pu / (短路电阻 + j0.1pu)通过复数的运算，我们可以将上式转化为实部和虚部相等的两个方程：0.2 / (短路电阻^2 + 0.1^2) = 200 = 0.2 / (短路电阻^2 + 0.1^2)解方程组，得到短路电阻的值为0.01 pu。

二、暂态过程分析1. 问题描述：一台发电机在运行过程中突然断开负荷，导致发电机电压下降。

已知发电机的额定电压为1pu，负荷功率因数为0.8，负荷电流为0.5pu。

求负荷断开后的发电机电压。

解答：根据功率的定义，我们可以得到以下公式：发电机电压 = 负荷电流 * 发电机电压 * 负荷功率因数代入已知值，得到：发电机电压 = 0.5pu * 1pu * 0.8解方程，得到负荷断开后的发电机电压为0.4pu。

（完整版）电⼒系统暂态分析（第⼆章习题答案）第2章作业参考答案2-1 为何要对同步发电机的基本电压⽅程组及磁链⽅程组进⾏派克变换？答：由于同步发电机的定⼦、转⼦之间存在相对运动，定转⼦各个绕组的磁路会发⽣周期性的变化，故其电感系数（⾃感和互感）或为1倍或为2倍转⼦⾓θ的周期函数（θ本⾝是时间的三⾓周期函数），故磁链电压⽅程是⼀组变系数的微分⽅程，求解⾮常困难。

因此，通过对同步发电机基本的电压及磁链⽅程组进⾏派克变换，可把变系数微分⽅程变换为常系数微分⽅程。

2-2 ⽆阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦和转⼦电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？试⽤磁链守恒原理说明它们是如何产⽣的？答：⽆阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦电流中出现的分量包含：a）基频交流分量(含强制分量和⾃由分量)，基频⾃由分量的衰减时间常数为T d’。

b）直流分量（⾃由分量），其衰减时间常数为T a。

c）倍频交流分量（若d、q磁阻相等，⽆此量），其衰减时间常数为T a。

转⼦电流中出现的分量包含：a）直流分量(含强制分量和⾃由分量)，⾃由分量的衰减时间常数为T d’。

b）基频分量（⾃由分量），其衰减时间常数为T a。

产⽣原因简要说明：1)三相短路瞬间，由于定⼦回路阻抗减⼩，定⼦电流突然增⼤，电枢反应使得转⼦f绕组中磁链突然增⼤，f绕组为保持磁链守恒，将增加⼀个⾃由直流分量，并在定⼦回路中感应基频交流，最后定⼦基频分量与转⼦直流分量达到相对平衡（其中的⾃由分量要衰减为0）.2)同样，定⼦绕组为保持磁链守恒，将产⽣⼀脉动直流分量（脉动是由于d、q不对称），该脉动直流可分解为恒定直流以及倍频交流，并在转⼦中感应出基频交流分量。

这些量均为⾃由分量，最后衰减为0。

2-3 有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦和转⼦电流中出现了哪些分量？其中哪些部分是衰减的？各按什么时间常数衰减？答：有阻尼绕组同步发电机突然三相短路时，定⼦电流和转⼦电流中出现的分量与⽆阻尼绕组的情况相同。