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电力系统电磁暂态分析Ch11.电力系统暂态指电力系统受突然的扰动后，运行参数发生较大的变化即引起电磁暂态、机电暂态过程。
电磁暂态是电压电流等电气运行参数的快速变化过程。
机电暂态是角速度等机械运行参数的慢速变化。
电力系统电磁暂态分析是研究交流电力系统发生短路（断线）后电压电流的变化。
2.元件参数指发电机、变压器、线路的属性参数，运行参数指反映电力系统运行状态的电气、机械参数。
3.故障类型：短路（三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地）、断线（一相断线、两相断线）。
对称故障（三相短路）、不对称故障（不对称短路、断线故障）。
短路故障（横向故障）、断线故障（纵向故障、非全相运行）。
简单故障：指电力系统中仅有一处发生短路或断线故障，复杂故障：指电力系统中有多处同时发生不对称故障。
4.短路危害：短路电流大使设备过热并产生一定的电动力、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。
短路计算目的:电气设备选型、继电保护整定、确定限制短路电流措施、电气接线方式的选择。
短路解决措施：继电保护快速隔离、自动重合闸、串联电抗器。
5. 无限大功率电源指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的电源。
6.无限大功率电源的三相突然短路电流：1.短路电流含有二种分量：基频稳态分量、直流暂态分量。
2.基频稳态分量比短路前电流大，其大小受短路后回路的阻抗值决定。
3.直流暂态分量其大小由短路前电流和短路后电流的交流稳态值决定，并按短路后回路的时间常数Ta 衰减为0（出现原因：短路前后电感电流不能突变）。
7.最大短路电流条件：短路前线路空载、短路后回路阻抗角≈90°、电压初始角α为0°或180°。
出现时间：在短路后0.01秒时刻出现。
短路冲击电流：指在短路时可能达到的最大短路电流瞬时值。
三相电流中那相的直流分量起始值越大，则其短路电流越大。
电力系统暂态分析期末总结一、电力系统暂态分析的基本理论电力系统暂态分析是通过对电力系统中的各种暂态过程进行建模和仿真，研究系统的暂态稳定性和安全性。
其基本理论包括以下几个方面：1. 基于瞬时功率理论的暂态分析模型：电力系统暂态过程的描述和分析主要基于瞬时功率理论。
瞬时功率理论是基于电路方程和能量守恒原理，通过对电网节点之间的功率流动进行分析，求解节点电压和电流的变化。
常用的模型包括节点电压方程、发电机和负荷模型等。
2. 暂态过程建模：电力系统的暂态过程可以分为起动过程、短路过程和故障过程等。
在建模过程中，需要对各种设备和元件进行合理的建模，包括发电机、变压器、传输线路、负荷和开关等。
建模的准确性和合理性对于分析系统的暂态稳定性和安全性非常重要。
3. 暂态稳定性分析方法：暂态稳定性分析主要研究系统在暂态过程中的稳定性问题，包括暂态稳定限界、失稳边界和稳定域等。
常用的方法包括鲁棒稳定性分析、直接暂态稳定性分析和维持性暂态稳定性分析等。
4. 暂态过程仿真和分析工具：暂态过程仿真是研究电力系统暂态稳定性的重要手段之一。
常用的暂态分析工具包括EMTP/ATP、PSCAD、PSSE等。
这些工具可以对系统的各种暂态过程进行仿真和分析，并提供相应的结果和参数。
二、电力系统暂态分析的实际应用电力系统暂态分析在电力系统规划、设计和运营中有广泛的应用，可以帮助解决以下几个方面的问题：1. 电力系统规划和设计：电力系统规划和设计需要考虑到系统的暂态稳定性和安全性要求。
暂态分析可以评估系统在各种暂态过程中的稳定性，并据此进行线路选址、设备容量配置和接线方式设计等。
2. 变电站设备选择和配置：变电站是电力系统中的重要组成部分，其暂态稳定性和安全性对整个系统的运行有重要影响。
暂态分析可以评估变电站的设备选型和配置方案，保证变电站在各种暂态过程中的稳定性。
3. 发电机和负荷调度：发电机和负荷的调度对于电力系统的稳态和暂态稳定性非常重要。
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。
第一套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？对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大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。
3、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。
4、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。
5、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。
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）？A6、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。
电力系统暂态分析概述电力系统暂态分析是电力系统工程中的重要环节，它主要研究电力系统在暂态过程中的运行状态和稳定性。
暂态过程是指系统发生突发故障后，从故障发生到系统恢复正常运行的过程。
电力系统暂态分析的目的是评估系统在故障情况下的电压、电流和功率等参数的变化，以便采取相应的措施来保障系统的平安运行。
暂态分析的方法暂态分析的方法主要有以下几种：1. 数值计算法数值计算法是一种较为常用的暂态分析方法。
它通过建立电力系统的数学模型，采用数值计算的技术来模拟系统在暂态过程中的行为。
数值计算法可以分为直接法和迭代法两种。
直接法是指直接求解系统方程组，得到系统在每个时刻的状态；迭代法是指通过屡次迭代求解，逐步逼近真实解。
数值计算法的优点是适用范围广，可以模拟各种不同类型的暂态过程，但计算量大，耗时较长。
2. 等效方法等效方法是一种简化计算的暂态分析方法。
它通过将电力系统中的各个元件等效为简化的模型，来简化暂态分析的计算过程。
等效方法主要包括等值电路法和等值参数法。
等值电路法是指将电力系统中的元件用等效电路来代替，以简化计算；等值参数法是指将电力系统中的元件用等效参数来代替，以简化计算。
等效方法的优点是计算速度快，但往往精度较低。
3. 软件仿真法软件仿真法是一种基于计算机软件的暂态分析方法。
它利用计算机软件来构建电力系统的模型，并通过仿真计算得到系统在暂态过程中的行为。
常用的电力系统暂态分析软件有PSS/E、EMTP等。
软件仿真法的优点是模型灵巧性高，能够模拟复杂的暂态过程，但需要具备一定的计算机编程和模拟仿真的技术。
暂态分析的应用暂态分析在电力系统工程中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景：1. 故障分析暂态分析可以用于故障分析，即在系统发生故障后，分析故障对系统的影响。
通过暂态分析，可以评估故障引起的电压暂降、电压暂升和电流过载等情况，以及评估故障后的系统稳定性和可靠性。
2. 保护设备设计暂态分析可以用于保护设备的设计。
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。
《电力系统暂态分析》要点总结目录知识结构图 (2)1.电力系统故障分析 (2)1.1PARK变换 (2)1.2标么值下的磁链方程和电压方程 (3)1.3同步发电机各种电势的表达式 (3)1.4发电机阻抗的概述 (4)1.5（次）暂态电抗和（次）暂态电势 (5)1.6发电机三相短路电流 (6)1.7对称分量法 (7)1.8叠加定理 (7)1.9电力系统简单故障分析 (8)2.电力系统稳定性 (11)2.1电力系统稳定性概述 (11)2.2同步发电机的机电模型 (11)2.3同步发电机电磁转矩和电磁功率 (11)2.4简单电力系统的静态稳定 (12)2.5简单电力系统的暂态稳定 (13)12知识结构图1.电力系统故障分析1.1PARK 变换正变换：逆变换：PARK 变换的作用和意义：派克变化是一种线性变换，将定子abc 坐标变换到转子同步旋转的dqo 坐标。
在d 、q 、o 坐标系中，磁链方程成为线性代数方程，电压方程成为线性微分方程。
从而使得同步电机的数学模型成为常系数方程，或者说将abc 坐标下“理想电机”的时变数学模型转化为非时变数学模型。
派克变换是电机模型取得的一次巨大的突破。
⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+----+-=212121)120sin()120sin(sin )120cos()120cos(cos 32 θθθθθθP ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+-+----=-1120120112012011)sin()cos()sin()cos(sin cos Pθθθθθθ31.2标么值下的磁链方程和电压方程Ψd =−x d i d +x ad i f +x ad i D Ψq =−x q i q +x aq i Q Ψ0=−x 0i 0Ψf =−x ad i d +x f i f +x ad i D ΨD =−x ad i d +x ad i f +x D i D ΨQ =−x aq i q +x Q i Q u d =dΨd dt −ωΨq −ri d u q =dΨq dt +ωΨd −ri q u 0=dΨ0dt −ri 0 u f =dΨf dt+r f i f0=dΨD dt +r D i D 0=dΨQ dt+r Q i Q其中x ad 称为纵轴电枢反应电抗，描述电枢（定子）电流产生的磁场对主磁极磁场（励磁）的影响，x d 称为定子纵轴同步电抗，x q 称为定子横轴同步电抗。
电力系统暂态分析电力系统暂态分析是指对电力系统在暂态过程中的电压、电流、功率等参数进行研究和分析的过程。
暂态过程是指系统发生突变、故障等原因引起的瞬时变化过程，一般持续时间很短，但对电力系统的稳定运行和设备安全具有重要影响。
本文将介绍电力系统暂态分析的基本原理、方法和应用。
一、电力系统暂态分析的基本原理在电力系统中，暂态过程主要包括大电流暂态和大电压暂态。
大电流暂态一般是由于系统突发故障引起的，如短路故障；大电压暂态则是由于系统发生突变，如开关切换等。
暂态过程中，电力系统的电压、电流和功率等参数会发生瞬时的变化，因此需要进行暂态分析来研究这些变化对系统和设备的影响。
暂态分析的基本原理是根据电力系统的物理特性和传输线路的数学模型，通过求解微分方程组或差分方程组，获得系统在暂态过程中各个时刻的电压、电流和功率等参数。
在电力系统暂态分析中，常用的数学模型包括传输线模型、发电机模型、变压器模型等，这些模型可以描述不同设备在暂态过程中的响应特性。
二、电力系统暂态分析的方法电力系统暂态分析的方法主要包括数值计算方法和仿真计算方法。
数值计算方法是通过数学公式和数值计算技术，求解电力系统暂态过程的物理方程。
常用的数值计算方法包括龙格-库塔法和差分法等。
仿真计算方法是通过建立电力系统的数学模型，利用计算机软件进行模拟计算，得到系统在暂态过程中各个时刻的参数。
常用的仿真计算软件包括PSCAD、EMTP-RV等。
在进行电力系统暂态分析时，需要先确定系统的故障类型、故障位置和故障参数等。
然后，根据故障类型选择适当的暂态分析方法，并进行故障电流和故障电压等参数的计算。
最后，根据计算结果进行参数比较和评估，确定系统在暂态过程中的稳定性和设备的安全性。
三、电力系统暂态分析的应用电力系统暂态分析在电力系统的设计、运行和维护中起着重要的作用。
具体应用包括：1. 设备选择和配置：通过对电力系统暂态过程的分析，可以评估不同设备的暂态稳定性，选择合适的设备并进行合理配置，确保系统在暂态过程中能够正常运行。
电力系统中的稳态与暂态稳定性分析在现代社会中，电力系统的安全稳定运行对于社会的正常运转至关重要。
为了保证电力系统的稳定性，需要对其稳态和暂态稳定性进行全面分析和评估。
本文将详细介绍电力系统中的稳态和暂态稳定性，并探讨如何进行分析与评估。
一、稳态稳定性分析稳态稳定性是指电力系统在无外部扰动时，各元件的电压、电流和功率的稳定性。
稳态稳定性分析的目的在于评估电力系统在稳定运行条件下的功率输送能力和电压稳定性。
对于大规模电力系统而言，稳态稳定性分析主要关注以下几个方面：1.1. 动态平衡电力系统中的各个节点之间存在复杂的相互作用关系，通过分析电力系统的节点功率平衡方程，可以确定系统是否能够实现动态平衡。
动态平衡能保证电力系统中的功率产生和负荷消耗之间达到平衡状态，从而确保系统的稳定运行。
1.2. 电压稳定性电力系统中的电压稳定性是指当电流发生变化时，系统中各个节点的电压能否保持在一定范围内。
通过稳态电压稳定性分析，可以确定系统的电压裕量，进而确定是否需要进行电压调节以保持系统的稳定运行。
1.3. 功率输送能力稳态稳定性分析还包括对电力系统的功率输送能力进行评估。
通过计算电力系统中的功率流分布，可以确定系统中各个传输线路的负荷能力和输电能力，从而保证系统能够满足实际用电需求。
二、暂态稳定性分析暂态稳定性是指电力系统在外部扰动（如故障、突然负荷变化等）发生后，系统从扰动状态回到正常稳定状态的能力。
暂态稳定性分析的目的在于评估电力系统在面对外部扰动时的抗干扰能力和恢复能力，以及故障后系统的稳定性。
2.1. 风险评估暂态稳定性分析中的一个重要任务是对可能导致系统暂态不稳定的故障进行风险评估。
通过分析故障类型、发生概率以及可能产生的影响，可以确定系统各个元件和设备的安全裕度，并制定相应的防护措施。
2.2. 故障后稳定性分析当电力系统中发生故障时，暂态稳定性分析可以评估系统能否在故障后恢复到正常运行状态。
这需要考虑系统的稳定极限和压降裕度，以及各个节点的电压和功率恢复速度等因素。
暂态分析知识点总结一、暂态分析概述暂态分析是电路分析中的一种重要方法，用于分析电路在瞬态过程中的运行情况。
在电路中，当电源或负载发生瞬时变化时，电路中各个元件的电压和电流也会发生瞬时变化，这种瞬时变化的过程称为暂态过程。
暂态分析可以有效地帮助工程师分析电路在瞬时过程中的稳定性和性能。
二、暂态分析的基本方法1. 微分方程方法微分方程方法是一种基本的暂态分析方法，它利用电路中各个元件的电压和电流之间的关系，建立描述电路暂态过程的微分方程。
然后通过求解微分方程，得到电路在瞬时过程中的运行情况。
2. 状态方程方法状态方程方法是一种较为高级的暂态分析方法，它结合了电路中各个元件的动态特性，通过建立电路的状态方程，对电路进行深入的暂态分析。
状态方程方法可以较为精确地描述电路的暂态过程，适用于复杂的电路系统。
3. 时域分析方法时域分析方法是一种通用的暂态分析方法，它以时间为自变量，通过不同的计算方法对电路的暂态过程进行分析。
时域分析方法可以对电路进行直观的描绘，是工程师常用的暂态分析工具。
三、暂态分析的应用领域1. 电力系统中的暂态分析在电力系统中，暂态分析是一项非常重要的工作。
电力系统中存在着大量的负载变化，例如开关操作、电源故障等，这些都会引起电力系统的暂态过程。
通过对电力系统进行暂态分析，可以有效地评估系统的稳定性和安全性。
2. 电子电路中的暂态分析在电子电路中，暂态过程也是一个重要的问题。
例如，数字电路中的时序问题、模拟电路中的信号变化等都需要进行暂态分析。
通过对电子电路进行暂态分析，可以更好地理解电子元件的运行特性，为电路设计和优化提供参考。
3. 控制系统中的暂态分析在控制系统中，暂态分析是评估系统动态响应特性的重要方法。
对于控制系统中的各个元件，如传感器、执行器等，通过进行暂态分析，可以更好地评估系统在干扰或控制命令变化时的响应情况。
四、暂态分析的注意事项1. 选择合适的分析方法在进行暂态分析时，需要根据电路的特性和分析的要求选择合适的分析方法。
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。
电⼒系统暂态分析考点总结⼀、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。
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。
第一套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？对电力系统并列运行暂态稳定性影响最大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 。
3、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。
4、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。
5、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。
5、写出电力系统发生两相金属性短路时的边界条件方程，并画出其复合序网。
答：电力系统发生两相金属性短路（以BC 两相短路为例）时的边界条件方程为：)2()1(fa fa I I -=、0)0(=fa I 、)2()1(fa fa U U =其复合序网如下图6、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。
1、变压器中性点经小电阻接地可以提高接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。
（ √ ）2、对称分量法不能用于非线性电力网的不对称短路分析。
（ √ ）3、不管电力系统中性点采用什么样的运行方式，其零序等值电路都是一样的。
（ ╳ ）4、在)0()2()1(∑∑∑==x x x 的情况下，三相短路与单相接地短路时故障相的短路电流相同，因此它们对于电力系统并列运行暂态稳定性的影响也相同。
（ ╳ ）5、输电线路采用单相重合闸与采用三相重合闸相比较，单相重合闸更有利于提高单相接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。
（ √ ）6、短路计算时，在任何情况下，变压器的正序励磁电抗和零序励磁电抗都可以视为无穷大。
（ ╳ ）7、采用良导体架空地线的架空输电线路，其正序、负序和零序电抗都比采用铁磁导体架空地线的架空输（ ╳ ）8、接地短路时，发电机机端负序电压最高，短路点零序电压最高。
（ ╳ ）9、在中性点不接地系统中，同一点发生两相金属性短路和两相金属性短路接地时，不仅两种情况下流过故障点的短路电流大小相等，两种情况下短路点三相对地电压大小也相同。
（ ╳ ）10、小干扰法不能用于电力系统暂态稳定性的分析。
（ √ ）2、以下图所示简单电力系统f 点发生三相短路为例，作图说明快速切除故障提高同步发电机并列运行稳定性的原 答：故障切除较慢和故障切除速度较快两种情况下的加速面积和最大减速面积如下图所示，从图可以看到快速切除故障一方面减小了加速面积，另一方面增大了最大减速面积，根据简单电力系统同步发电机并列运行暂态稳定性的条件可知，快速切除故障可以提高同步发电机并列运行的暂态稳定性。
图中：I P －正常运行情况下发电机的功角特性；II P －故障情况下发电机的功角特性；III P －故障切除后发电机的功角特性； 第一套1、画出下图所示电力系统f 点发生接地短路时的零序等值电路。
答：电力系统的零序等值电路如下图3．下图所示简单电力系统f 点发生三相短路时的实际切除角为500，请判断此系统能否保持暂态稳定。
已知以发电机额定容量为基准的各元件的电抗和系统电压标幺值为：8.0cos 8.00.15.025.08.121=======φ、、正常运行时、、、P U x x x x L T T d ,不考虑发电机励磁调节装置的作用，即认为发电机的空载电动势为常数。
解： 1)利用同步发电机的正常运行状态计算发电机的空载电动势 取系统电压作为参考相量，则电压降落的纵分量为U QX U QX PR U ∑∑∑=+=∆;电压降落的横分量为UPX U QR PX U ∑∑∑=-=δ.电压相量图如下： 根据相量图可得： 22)()(U PX U QX U E q ∑∑++=将 6.0=⨯=φtg P Q 、U=1.0、55.22/21=+++=∑T L T d X X X X X 代入上式得：25.3)155.28.0()155.26.01(22=⨯+⨯+=q E 2）计算同步发电机在各种运行状态下的功角特性正常运行时δδδsin 275.1sin 55.2125.3sin =⨯==∑I q I X UE P ：故障情况下：0=∞=∑II II P X 、故障切除后：δδδsin 161.1sin 8.2125.3sin =⨯==∑III q III X U E P 3）计算极限切除角 将678.0)275.18.0(sin )(sin 1010===--IM P P δ（弧度）、38.2)161.18.0(sin 14.3)(sin 14.3101=-=-=--IIIM h P P δ代入 IIM IIIM IIM h IIIM h cm P P P P P --+-=-)cos cos )((cos 0001δδδδδ得： 0135.63(105.1161.138.2cos 161.1)678.038.2(8.0(cos 弧度）＝=+-⨯=-cm δ 4）稳定性分析 由于实际的故障切除角小于极限切除角，所以系统能保持暂态稳定。
第一套第二套1、从严格的意义上讲，电力系统总是处于暂态过程之中。
（ √ ）2、无限大电源的频率保持不变，而电压却随着负荷的变化而变化，负荷越大电源的端电压越低。
（ × ）3、不管同步发电机的类型如何，定子绕组与转子绕组之间互感系数都是变化的。
（ √ ）4、对称分量法只能用于线性电力系统不对称故障的分析计算。
（ √ ）5、派克变换前后，发电机气隙中的磁场保持不变。
（ √ ）6、具有架空地线的输电线路，架空地线的导电性能越强，输电线路的零序阻抗越大。
（ × ）7、不对称短路时，发电机机端的零序电压最高。
（ × ）8、同步发电机转子的惯性时间常数J T 反映了转子惯性的大小。
（ √ ）9、短路计算时的计算电抗是以发电机的额定容量为基准的电抗标幺值。
（ √ ）10、切除部分负荷是在电力系统静态稳定性有被破坏的危机情况下，采取的临时措施。
（ √ ）1、短路电流最大有效值出现在（A ）。
A 短路发生后约半个周期时B 、短路发生瞬间；C 、短路发生后约1/4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（ B ）相作为分析计算的基本相。
A 、故障相；B 、特殊相；C 、A 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（ C ）。
A 、短路电流中除正序分量外，其它分量都将逐渐衰减到零；B 、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都不会衰减；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（ B ）。
A 、正序分量、负序分量和零序分量；B 、正序分量和负序分量；C 、零序分量。
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（ B ）。
A 、单相接地短路、两相短路、两相短路接地、三相短路；B 、三相短路、两相短路接地、两相短路、单相接地短路；C 、两相短路、两相短路接地、单相接地短路、三相短路。
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（B ）。
A ．2；B 。
1.8；C 。
1.9。
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（ C ）。
A 、(%)P K >30；B 、(%)P K ≧15~20；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（ B ）。
A 、装设有载调压变压器、线路装设重合闸装置、快速切除线路故障；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；C 、线路两端并联电抗器、快速切除线路故障、线路装设重合闸装置。
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（ B ）。
A 、正序参数、负序参数和零序参数均相同；B 、正序参数与负序参数相同，与零序参数不同；C 、正序参数、负序参数、零序参数各不相同。
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（A ）。
A 、t -δ曲线；B 、t P -曲线；C 、故障切除极限时间。
第二套1、写出正序增广网络中，短路点串入的附加阻抗∆X 在各种金属性短路故障情况下的表达式。
三相短路：∆X =0；单相接地短路：)0()2(∑∑∆+=X X X ；两相短路：)2(∑∆=X X 两相短路接地：)0()2()0()2(∑∑∑∑∆+=X X X X X 。
2、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；3、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。
