电力系统暂态分析(第三版)习题答案

1-2-1 对例1-2，取，,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，，则其余两段的电压基准值分别为：

电流基准值：

各元件的电抗标幺值分别为：

发电机：

变压器：

输电线路：

变压器：

电抗器： 

电缆线路：

电源电动势标幺值：

②近似算法：

取，各段电压电流基准值分别为：

，

，

，

各元件电抗标幺值：

发电机：

变压器：

输电线路：

变压器：

电抗器： 

电缆线路：

电源电动势标幺值：

发电机：

变压器：

输电线路：

变压器：

电抗器： 

电缆线路：

电源电动势标幺值：

1-3-1 在例1-4中，若6.3kV母线的三相电压为：

在空载情况下点突然三相短路，设突然三相短路时。

试计算：

（1）每条电缆中流过的短路电流交流分量幅值；

（2）每条电缆三相短路电流表达式；

（3）三相中哪一相的瞬时电流最大，并计算其近似值；

（4）为多少度时，a相的最大瞬时电流即为冲击电流。

解：（1）由例题可知：一条线路的电抗，电阻，阻抗，衰减时间常数

三相短路时流过的短路电流交流分量的幅值等于：

  （2）短路前线路空载，故

所以

(3)对于abc相：，，，

可以看出c相跟接近于，即更与时间轴平行，所以c相的瞬时值最大。

（4） 若a相瞬时值电流为冲击电流，则满足，即。

第二章 同步发电机突然三相短路分析

2-2-1 一发电机、变压器组的高压侧断路器处于断开状态，发电机空载运行，其端电压为额定电压。试计算变压器高压侧突然三相短路后短路电流交流分量初始值。

发电机：，，，，，

变压器：，，

解： 取基准值，

    电流基准值

则变压器电抗标幺值

发电机次暂态电抗标幺值

次暂态电流标幺值

有名值

2-3-1 例2-1的发电机在短路前处于额定运行状态。

     （1）分别用，和计算短路电流交流分量，和；

     （2）计算稳态短路电流。

解：（1），

      短路前的电动势：

所以有：

（2）

第三章 电力系统三相短路电流的实用计算

第四章 对称分量法即电力系统元件的各序参数和等值电路

4-1-1 若有三相不对称电流流入一用电设备，试问：

（1）改用电设备在什么情况下，三相电流中零序电流为零？

（2）当零序电流为零时，用电设备端口三相电压中有无零序电压？

答：（1）①负载中性点不接地；

       ②三相电压对称；

       ③负载中性点接地，且三相负载不对称时，端口三相电压对称。

（2）

4-6-1 图4-37所示的系统中一回线路停运，另一回线路发生接地故障，试做出其零序网络图。

解：画出其零序等值电路

第五章 不对称故障的分析计算

5-1-2 图5-33示出系统中节点处不对称的情形。若已知、，由点看入系统的，系统内无中性点接地。试计算。

解：正负零三序网如图（a），各序端口的戴维南等值电路如图（b）

（a）单相短路，复合序网图如图（c）

则：

（b）

5-1-3 图5-34示出一简单系统。若在线路始端处测量、、。试分别作出点发生三相短路和三种不对称短路时、、和（可取0、0.5、1）的关系曲线，并分析计算结果。

解：其正序等值电路：

5-2-1 已知图3-35所示的变压器星形侧B、C相短路的。试以为参考向量绘制出三角形侧线路上的三相电流相量：

     （1）对称分量法；

     （2）相分量法。

1、对称分量法

三角侧零序无通路，不含零序分量，

则： 

2、相分量法

① 电流向量图：其中相电流与相电流同相位，与、与同相位。

且、、。原副边匝数比。

化为矩阵形式为：

第六章 电力系统稳定性问题概述和各元件的机电特性

6-2-2 若在例6-2中的发电机是一台凸极机。其参数为：

    ，，，，，

试计算发电机分别保持，，为常数时，发电机的功率特性。 

解：（1）取基准值，，，则阻抗参数如下：

系统的综合阻抗为：

（2）正常运行时的，，，：

，，

①由凸极机向量图得：

令，则：

②与例题6-2

(3)各电动势、电压分别保持不变时发电机的功率特性：

(4)各功率特性的最大值及其对应的功角

1）。最大功率角为

2）。最大功率角为

3）。最大功率角为，则有

4）。最大功率角为，则有

第七章 电力系统静态稳定

7-2-1 对例7-1，分别计算下列两种情况的系统静态稳定储备系数：

（1）若一回线停运检修，运行参数（，，）仍不变。

（2）发电机改为凸极机（，）其他情况不变。

(1)一回线路停运，其等值电路为：

1）

求得：

2）

3）

4）功率极限

5）静态稳定储备系数

（2）凸极机

1）

求得：

2）

3）

     4）

     由得

5）

第八章 电力系统暂态稳定

8-2-2 在例8-1中若扰动是突然断开一回线路，是判断系统能否保持暂态稳定。

取基准值：SB=220MVA,UB=Uav

末端标幺值：，，，

如未特殊说明，参数应该都是标幺值，省略下标*号

正常运行时：根据例6-2的结果

，

功率最大值：

此处有改动

切除一条线路， 功率最大值

，

加速面积

最大可能的减速面积：

系统能保持暂态稳定

8-2-3 在例7-1中，已知，假设发电机，若在一回线路始端发生突然三相短路，试计算线路的极限切除角。

解：正常运行时：， 

由例7-1 ，

计算电流①根据末端功率电压（此处未知末端参数）    ②例7-1

由于三相短路

故障中的，即三相短路切断了系统与发电机的联系。此时。

故障切除后：，

极限切除角：