电力系统暂态分析重点及答案

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。

《电力系统暂态分析》往届考题答案(部分问答题)☆试从电力系统短路时的基本现象分析其主要危害。

答：(1)由于电源供电回路的阻抗减小以及突然短路时的暂态过程, 使短路回路中的短路电流值大大增加，可能达到止常电流的几倍至儿十倍，使电气设备发热增加、机械力加大。

(2)短路点的电弧可能烧坏电气设备。

(3)短路会引起电网中电压下降，特别是靠近短路点处电压下降最多，影响用户止常工作，造成减产。

产品质量下降。

(4)短路相当于改变了电网结构，必然引起系统中功率分布的改变，有可能引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统的稳定，引起大面积停电事故。

(5)不对称接地短路所引起的不平衡电流产生不平衡磁通，会在邻近的、平行的通信线路上感应出相当大的感应电动势，造成对特性系统的干扰，甚至危及设备和人身安全。

☆三相交流电力系统标幺值计算中，基准值S B、班、人和Z B之间应满足什么约束关系？为什么要有这些约束？答：三相交流电力系统标幺值计算中，基准值S B、叽、人和乙之间应满足如下关系J5B=V3[/B Z BU = V3/B Z B式中：S B为三相功率的基准值；S'厶分别为线电压、线电流的基准值；Z B为每相阻抗的基准值。

满足这样的关系与正常三相对称电流所应满足的关系一致。

因而易于记忆；易于理解；便于电路分析计算，具体表现在标幺制下三相电路的关系式与单相电路相同，即f S* = UJ*☆三相交流电路中，已知功率标幺值为电压标幺值为匕，那么 电流标幺值为-沦是"盒？为什么？ 答：电流标幺值为I 佥。

因为 SS 1 _爲u_ S B _ S.一 u 一4☆如图所示的电压源W (0 = 311xsin ⑶4.16/ + Q ),在20"吋刻突然加到 RL 电路上，其中R = 20, L = 0.05H 。

问：(1) Q 取什么值时，屯流不 存在直流分量？(2)。

取什么值吋，电流直流分量最大？该电路情况相当于无限大功率电源供电的三和短路，冃短路前空 载的情况。

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。

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。

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。

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。

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。

输电线路装设重合闸装置可以提高电力系统并列运行的暂态稳定性的原因是它增大了受扰运动过程中的最大减速面积。

4、提高和改善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（列出三种以上）？答：提高和改善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；具体措施有输电线路采用分裂导线、输电线路串联电容器、改善电网结构、发电机装设先进的励磁调节装置、提高电力网的运行电压或电压等级等。

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S为基准的电抗标幺值；计算电抗是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。

以电源的额定容量N为什么小干扰法不能用来分析电力系统的暂态稳定性？小干扰法分析电力系统稳定性的原理是将描述电力系统受扰运动的非线性微分方程在原始运行点按泰勒级数展开，并略去其中状态变量增量的平方项以上的高次项，将描述电力系统受扰运动的非线性微分方程简化为关于状态变量增量的线性微分方程，然后通过求解该线性微分方程，确定状态变量的变化规律（即确定电力系统的稳定性）。

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 1101215.10211=⨯==B B U k U kV6.66.6110110223===k U U B B 电流基准值：kA U S I B B B 8.15.9330311=⨯==kA U S I B B B 16.0110330322=⨯==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 ：121.05.3130110121105.02222=⨯⨯=*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 UB 1152=，20.15B I kA ==kV UB 3.63=，3 2.75B I kA ==各元件电抗标幺值：发电机：26.05.1030305.1026.0221=⨯⨯=*x变压器1T ： 2300.1050.131.5x *=⨯= 输电线路： 073.011530804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ： 4300.1050.2115x *=⨯= 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 习题2 解：（1）准确计算：3(110)115B B U U kV ==322220115209.1121B B U U kV k ==⨯= 312122010.51159.1121242B B U U kV k k ==⨯⨯= 各段的电流基准值为：114.0B I kA ===20.6B I kA ===3 1.1B I kA ===各元件的电抗标幺值分别为：发电机：21210.52200.300.292400.89.1x *=⨯⨯=变压器1T ：222210.52200.140.143009.1x *=⨯⨯=输电线路：322200.422300.49209.1x *=⨯⨯= 变压器2T ：24222202200.140.12280209.1x *=⨯⨯= (2) 近似算法：kV UB 5.101=，112.10B I kA ==2231B U kV =，20.55B I kA ==3121B U kV =，3 1.05B I kA ==各元件电抗标幺值：发电机：12200.300.22240/0.8x *=⨯=变压器1T ： 22200.140.10300x *=⨯= 输电线路：322200.422300.40231x *=⨯⨯=变压器2T ： 42200.140.11280x *=⨯= 习题3 要点：以下摘自《国家电网公司电力系统安全稳定计算规定》：暂态稳定是指电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力，通常指保持第一、第二摇摆不失步的功角稳定，是电力系统功角稳定的一种形式。

第一章作业参考答案一、简答题1、电力系统得干扰指什么？什么情况下得干扰最大？答:电力系统得干扰指任何可以引起系统参数变化得事件。

例如短路故障、电力元件得投入与退出等。

其中短路造成得干扰最大。

2、为什么说电力系统得稳定运行状态就是一种相对稳定得运行状态？答:由于实际电力系统得参数时时刻刻都在变化,所以电力系统总就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得持续变化,则描述电力系统运行状态得运行参量持续在某一平均值附近做微小得变化,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。

由此可见系统得稳定运行状态实际就是一种相对稳定得工作状态。

3、为简化计算,在电力系统电磁暂态过程分析与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得机电暂态过程已经结束。

4、简述电力系统得故障类型答:电力系统得故障主要包括短路故障与断线故障。

短路故障(又称横向故障)指相与相或相与地之间得不正常连接,短路故障又分为三相短路、两相短路、单相接地短路与两相短路接地,各种短路又有金属性短路与经过渡阻抗短路两种形式。

三相短路又称为对称短路,其她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,单相接地短路与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)得运行状态。

5、简述电力系统短路故障得危害答:短路得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得导体发热与电动力增大得危害;2)短路时电压大幅度下降引起得危害;3)不对称短路时出现得负序电流对旋转电机得影响与零序电流对通讯得干扰。

6、简述断线得特点及危害答:断线得特点就是不会出现大得电流与低电压,但由于三相不对称,将在系统中产生负序与零序电流,所以断线得主要危害就是负序电流对旋转电机得影响与零序电流对通讯得干扰。

（完整版）电⼒系统稳定分析电⼒系统暂态分析试题+答案1．采⽤分裂导线的⽬的是（ A ）A.减⼩电抗B.增⼤电抗C.减⼩电纳D.增⼤电阻2．下列故障形式中对称的短路故障为（ C ）A.单相接地短路B.两相短路C.三相短路D.两相接地短路3．简单系统静态稳定判据为（ A ）A.>0B.<0C.=0D.都不对4．应⽤等⾯积定则分析简单电⼒系统暂态稳定性，系统稳定的条件是（ C ）A.整步功率系数⼤于零B.整步功率系数⼩于零C.最⼤减速⾯积⼤于加速⾯积D.最⼤减速⾯积⼩于加速⾯积5．频率的⼀次调整是（ A ）A.由发电机组的调速系统完成的B.由发电机组的调频系统完成的C.由负荷的频率特性完成的D.由⽆功补偿设备完成的6.系统备⽤容量中，哪种可能不需要( A )A.负荷备⽤B.国民经济备⽤C.事故备⽤D.检修备⽤7．电⼒系统中⼀级负荷、⼆级负荷和三级负荷的划分依据是⽤户对供电的（A ）A.可靠性要求B.经济性要求C.灵活性要求D.优质性要求9．中性点不接地系统发⽣单相接地短路时，⾮故障相电压升⾼⾄（ A ）B.1.5倍相电压C.1.5倍线电压D.倍相电压10.P-σ曲线被称为( D )A.耗量特性曲线B.负荷曲线C.正弦电压曲线D.功⾓曲线11.顺调压是指( B )A.⾼峰负荷时，电压调⾼，低⾕负荷时，电压调低B.⾼峰负荷时，允许电压偏低，低⾕负荷时，允许电压偏⾼C.⾼峰负荷，低⾕负荷，电压均调⾼D.⾼峰负荷，低⾕负荷，电压均调低12.潮流⽅程是( D )A.线性⽅程组B.微分⽅程组C.线性⽅程D.⾮线性⽅程组13.分析简单电⼒系统的暂态稳定主要应⽤( B )A.等耗量微增率原则B.等⾯积定则C.⼩⼲扰法D.对称分量法14.电⼒线路等值参数中消耗有功功率的是（A）A.电阻B.电感C.电纳D.电容15.⼀般情况，变压器的负序电抗X T（2）与正序电抗X T（1）的⼤⼩关系为（C）A.X T（1）>X T(2)B.X T（1）C.X T（1）=X T(2)D.X T（1）>>X T(2)16.电⼒系统分析中，有功功率的单位常⽤（B）B.MWC.MVAD.V17.在下列各种故障类型中，属于纵向故障的是（D）A.两相短路B.两相断线C.单相接地短路D.两相短路接地18.利⽤P—Q分解法和⽜顿—拉夫逊法进⾏潮流计算，⼆者的收敛速度是（C）A.P—Q分解法⾼于⽜顿—拉夫逊法B.⽆法⽐较C.⽜顿拉夫逊法⾼于P—Q分解法D.两种⽅法⼀样19.电⼒系统的综合供电负荷加上⼚⽤电之和，称为（A）A.发电负荷B.供电负荷C.⽤电负荷D.⼯业负荷20.构成电⼒⽹的主要设备有（B）A.变压器，⽤户B.变压器，电⼒线路C.电缆，架空线D.电阻，电容21.系统发⽣两相接地短路故障时，复合序⽹的连接⽅式为（A）A.正序、负序、零序并联B.正序、负序并联、零序⽹开路C.正序、零序并联、负序开路D.零序、负序并联，正序开路22.系统发⽣两相短路故障时，复合序⽹的连接⽅式为（B）A.正序、负序、零序并联B.正序、负序并联、零序⽹开路C.正序、零序并联、负序开路D.零序、负序并联，正序开路23.系统发⽣单接地短路故障时，复合序⽹的连接⽅式为（A）A.正序、负序、零序串联B.正序、负序并联、零序⽹开路C.正序、零序并联、负序开路D.零序、负序并联，正序开路24.⼆相断线时的复合序⽹是在断⼝处( A )。

（完整版）电⼒系统暂态分析期末复习题答案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。

电力系统暂态分析复习提纲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；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。

电力系统暂态分析试卷（1）一、（25分）简答1．什么是电力系统短路故障？故障的类型有哪些？2．列出电力系统的各电压等级对应的平均额定电压？3．同步发电机三相短路时为什么要进行派克变换？4．分裂电抗的作用是什么？5．简述运算曲线法计算三相短路电流的步骤。

二、(15分)下图为一无穷大功率电源供电系统，设在K点发生三相短路，如果设计要求通过电源的冲击电流不得超过30 KA,问并行敷设的电缆线路最多容许几条？(K M=1.8)若选S B=100 MVA，U B=U av，试计算：(1) 电源G及系统S对f 点的转移电抗x Gf、x Sf。

(2) 如果根据运算曲线查得t = 0.2 秒时电源G的短路电流标么值为=2.6，则t = 0.2 秒时短路点总电流的有名值是多少？IG02.''四、（10分）系统接线如图所示, 当f 点发生不对称接地短路故障时, 试作出相应的各序等值网络。

(略去各元件电阻和所有对地导纳及变压器励磁导纳)五、（10分）如图所示系统，电抗为归算到统一基准值下的标么值（S B =100MVA ，U B =平均额定电压），用正序等效定则计算以下各种情况短路时，短路点的A 相正序电流有名值，（1）三相短路；（2）A 相接地短路；六、（10分）如图所示系统，求发电机电势E q 和静态稳定储备系数K p ？（注：图中参数为归算到统一基准值下的标么值S B =100MVA ，U B =平均额定电压）七、（15分）有一简单系统，已知发电机参数2.0='dx ，E΄ =1.2，原动机功率P T =1.5，线路参数如图所示，无穷大电源电压000.1∠=c U ，如果开关K 突然合上，电容电抗Xc=0.3试判断该系统能否保持暂态稳定?电力系统暂态分析试卷(2)一、简答（25分）1. 什么是短路？简述短路的现象和危害？2. 什么是短路冲击电流？出现冲击电流的条件是什么？3. 为什么同步发电机定、转子绕组的电感系数矩阵中会有零元素？4. 变压器中性点接小电阻的作用是什么？简要分析理由。