重庆大学电力系统暂态分析—电力系统暂态分析-绪论

第1章习题答案一、暂态作业1、 电力系统中的元件参数和运行参数指什么？答：元件参数由系统元件的物理性质决定，代表元件的特性。

如电阻、电抗、电导、输入阻抗和转移阻抗，变压器变比，时间常数和放大倍数等。

运行参数定量的确定系统的运行状态，包括功率、电压、电流、频率以及电动势相量间的角位移等。

2、 电网发生故障后的暂态过程分为那二个阶段？各自有何特点？电网应该采用何种措施予以应对？答：分为电磁暂态过程和机电暂态过程。

电磁暂态过程是在变压器、输电线等元件中，并不牵涉角位移、角速度等机械量的暂态过程。

机电暂态过程是电力系统中的转动元件由于机械转矩和电磁转矩（或功率）之间的不平衡而引起。

应采用一些合理的假设，忽略一些相互影响的因素，抓住过程中的主要矛盾进行研究。

3、 电力系统电磁暂态分析的主要任务是什么？答：主要任务是分析短路故障后电网中电流，电压的变化。

4、 电力系统短路故障的分类、危害，以及短路计算的目的是什么？答：分类：短路故障分对称短路和不对称短路，其中不对称短路包括两相短路、单相短路接地和两相短路接地。

危害：①短路电流大（热、电动效应）；②故障点附近电压下降；③功率不平衡失去稳定；④不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。

短路计算的目的：短路计算的结果可以作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、在电力系统中合理地配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。

5、 无限大电源的含义是什么？无限大电源供电的三相短路电流包含了几种分量？有何特点？答：短路点距离电源的电气距离较远时，短路导致电源输出功率的变化量远小于电源所具有的功率，则称该电源是无限大电源。

无限大电源供电的三相短路电流包含两种分量，即交流（周期）分量和直流（自由、非周期）分量。

交流分量又称稳态短路电流，sin()pa m i I t ωαϕ=+-，m I 为稳态短路电流的幅值，α为短路时电源电压的初相角，ϕ为短路后电回路的阻抗角，其值的大小主要取决于回路阻抗大小（成反比）；直流分量a t T aa i Ce -=，其产生原因是由于短路前后电感电流不能突变，其初值C 为t=0时刻的短路前稳态值与短路后稳态值之差，是不断减小的直流电流，其减小的速度与电路中/L R 值有关。

重庆大学网络教育学院-2020年春季学期课程作业电力系统暂态分析第3次-参考资料
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一、计算题 (共 4 题、0 / 20 分 )
1、
如图所示，该系统由一台发-变组通过线路向中性点直接接地的纯负荷供电。

计算线路AB 末端分别发生BC相断线和A相断线时故障点处A相的各序电流和电压。

参考答案是：
2、
凸极同步发电机的额定容量为200MW，额定电压13.8kV，额定功率因素都
，其相关电抗分别为x d=0.92 x q=0.69 x d'=0.32 x d''=x q''=0.2。

忽略电阻，计算在额定运行状态下机端三相短路的稳态短路电流、暂态电流和次暂态电流的交流分量标幺值。

参考答案是：。

第二篇第一章电力系统暂态分析绪论(Introduction of Power System TransientAnalysis)（第十三讲）1问题1、什么叫暂态？暂态与稳态有何差别？2、短路的原因、后果及类型？3、如何分析电力系统短路？4、无穷大电源短路电流的组成与特点？2§1 电力系统的两种运行状态1、稳态－Steady State：正常的、相对静止的运行状态；电压、电流、功率有什么特点？哪些计算是？2、暂态过程－Transient Process ：从一个稳态向另一个稳态的过渡过程；电压、电流、功率有什么特点？哪些计算是？34电力系统处于稳态的特点节点电压幅值、频率、相位不随时间变化；线路电流幅值、频率、相位不随时间变化。

O tU ,I,ϕ,ω5电力系统处于暂态的特点－频率时变暂态过程2003.8.14.美加大停电--离Newark（New Jersey）700哩处频率变化电力系统处于暂态的特点－电压时变暂态过程2003.8.14.美加大停电－Newark（New Jersey）电压变化6⏹暂态过程中各电气参量随时间变化，能不能用相量来分析？为什么？⏹电力系统调频、调压是否会引起电力系统出现暂态过程？如何分析的？7§2 电力系统的暂态过程一、三类暂态过程•波过程（第一类电磁暂态过程）：操作、雷击过电压相关，涉及电流、电压波的传播，微秒～毫秒级－高电压工程（波阻抗）•电磁暂态过程（第二类）：短路、断线故障相关，涉及电流/压、磁链等电磁变量的快速变化，毫秒～秒级－故障分析（2、3章）•机电暂态过程：系统振荡、稳定性破坏、异步运行相关，涉及机组功率角、转速、系统频率、电压等的变化，秒～分钟级－稳定性分析（4章）9沿线路以光速传播的冲击波（微秒级）c分布参数模型！电压沿线路的分布1011绝缘子设计，放电研究等等均涉及波过程变电站接线12电磁暂态过程－短路电流（毫秒级）发电机短路后的一相短路电流电力系统电力电子化趋势明显•发电：大量发电设备通过变换器接入-分布式发电、储能-调节特性发生大的变化•输电：柔性交、直流输电，传统直流•配电：电力电子变压器、电力电子断路器、柔性交直流配电•用电：大量负荷经整流或变换器接入-变频器、变流器-有功、无功与电压、频率等关系大变•能源互联网：调控主要由电力电子技术实现电磁暂态分析越来越重要！VSC-HVDC的基本结构基于两电平或箝位型多电平的VSC-HVDC机电暂态过程（摇摆相量为发电机内电势相量，时间：秒～分钟）机电暂态动画1516二、什么导致暂态过程的产生扰动：短路故障（Short Circuit Fault ）－常见的严重扰动－系统内元件（？）不同相之间的或相与地之间的短路故障。

电⼒系统暂态分析讲义第⼀次课教学内容：绪论；电⼒系统故障分析概述教学⽬的：通过本节的教学使学⽣了解电⼒系统运⾏状态的分类和本课程研究的内容；了解电⼒系统故障的类型。

教学步骤：绪论⼀、复习电⼒系统的概念1、电⼒系统由发电机、变压器、线路和负荷组成的⽹络。

它包括通过电⽓的或机械的⽅式连接在⽹络中的设备。

2、电⼒系统的设备分类电⼒元件：⽤于电能的⽣产、变换、输送、分配和消费的设备；控制元件：⽤来改变系统的运⾏状态的设备和装置。

如以后要讲的ZTL、ZTS 和继电保护装置等。

⼆、电⼒系统运⾏状态的描述电⼒系统的运⾏状态⽤运⾏参量来描述。

运⾏参量指反映电⼒系统运⾏状态的物理量，具体有功率、电压、电流、频率、发电机电势相量之间的⾓位移等。

运⾏参量直接由系统参数决定。

系统参数指代表系统元件特性的参数。

如电阻、电抗、电导、电纳、输⼊阻抗、变压器变⽐、时间常数、放⼤倍数等。

系统参数由系统元件的物理性质决定，例如输电线路的电抗取决于导线的截⾯、长度、⼏何均距等。

三、电⼒系统运⾏状态的分类电⼒系统的运⾏状态分为暂态和稳态两种。

1、稳态系统参数保持不变时，描述电⼒系统运⾏状态的运⾏参量亦为常数，电⼒系统的这种运⾏状态称为稳态。

事实上，系统参数是时刻变化的，例如负荷阻抗时刻都在改变，因⽽各运⾏参量亦不能保持常数。

但如果各运⾏参量只在某⼀平均值附近做微⼩的变化，我们就可以认为运⾏参量为常数，即系统的运⾏状态为稳态。

换句话说，电⼒系统的稳态实际上是⼀种相对稳定的运⾏状态。

2、暂态1）暂态的概念系统运⾏参量的⼤⼩由系统参数决定，当系统参数变化后，运⾏参量就会从原来的⼀组数值变为⼀组新的数值，也就是电⼒系统从⼀种稳定运⾏状态变为另⼀种稳定运⾏状态。

由于电⼒系统中惯性元件（电抗、电容、发电机的转⼦等）的作⽤，电⼒系统从⼀种运⾏状态变为另⼀种运⾏状态需要⼀定的过渡过程，这个过渡过程中的电⼒系统运⾏状态称为电⼒系统暂态运⾏。

事实上电⼒系统的参数时刻都在改变，因⽽电⼒系统总是处于暂态过程中。