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110 30 15 110 105. 0 22 2 4 x 電抗器：電抗器：4 . 0 3 . 0 62. 2 6 . 6 6 05. 0 5 x 電纜線路：電纜線路：14. 0 6 . 6 30 5 . 208. 0 2 6 x 電源電動勢標幺值：電源電動勢標幺值：16. 1 5 . 9 11 E 近似算法：近似算法： 取取MVASB30，各段電壓電流基準值分別為：，各段電壓電流基準值分別為： kVUB5 .10 1 ，kAIB65. 1 5 .103 30 1 kVUB115 2 ，kAIB15. 0 1153 30 1 kVUB3 . 6 3 ，kAIB75. 2 3 . 63 30 1 各元件電抗標幺值：各元件電抗標幺值： 發(fā)電機：發(fā)電機：26. 0 5 .10 30 30 5 .10 26. 0 2 2 1 x 變壓器變壓器 1 T：11. 0 5 .31 30 115 121 105. 0 2 2 2 x 輸電線路：輸電線路：073. 0 115 30 804 . 0 2 3 x 變壓器變壓器 2 T：21. 0 15 30 115 115 105. 0 2 2 4 x 電抗器：電抗器：44. 0 3 . 0 75. 2 3 . 6 6 05. 0 5 x 電纜線路：電纜線路：151. 0 3 . 6 30 5 . 208. 0 2 6 x 電源電動勢標幺值：電源電動勢標幺值：05. 1 5 .10 11 E 發(fā)電機：發(fā)電機：32. 0 5 . 9 30 30 5 .10 26. 0 2 2 1 x 變壓器變壓器 1 T：121. 0 5 .31 30 110 121 105. 0 22 2 2 x 輸電線路：輸電線路：079. 0 110 30 804 . 0 2 3 x 變壓器變壓器 2 T：21. 0 110 30 15 110 105. 0 22 2 4 x 電抗器：電抗器：4 . 0 3 . 0 62. 2 6 . 6 6 05. 0 5 x 電纜線路：電纜線路：14. 0 6 . 6 30 5 . 208. 0 2 6 x 電源電動勢標幺值：電源電動勢標幺值：16. 1 5 . 9 11 E 1-3-1 在例在例 1-4 中，若中，若 6.3kV 母線的三相電壓為：母線的三相電壓為： )cos(3 . 62tU sa )120cos(3 . 62 tU sa )120cos(3 . 62 tU sa 在空載情況下在空載情況下f點突然三點突然三相短路，設突然三相短路時相短路，設突然三相短路時 30。 試計算：試計算： （1）每條電纜中流過的短路電流交流分量幅值；）每條電纜中流過的短路電流交流分量幅值； （2）每條電纜三相短路電流表達式；）每條電纜三相短路電流表達式； （3）三相中哪一相的瞬時電流最大，并計算其近似值；）三相中哪一相的瞬時電流最大，并計算其近似值； （4）為多少度時，為多少度時，a 相的最大瞬時電流即為沖擊電流。相的最大瞬時電流即為沖擊電流。 解： （解： （1）由例題可知：一條線路的電抗）由例題可知：一條線路的電抗797. 0x，電阻，電阻505. 0r， 阻抗阻抗943. 0 22 xrZ，衰減時間常數(shù)，衰減時間常數(shù) sT005. 0 505. 0314 797. 0 三相短路時流過的短路電流交流分量的幅值等于：三相短路時流過的短路電流交流分量的幅值等于： kA Z U I m fm 45. 9 943. 0 3 . 62 （2）短路前線路空載，故）短路前線路空載，故0 0 m I sTa005. 0 505. 0314 797. 0 64.57arctan r x 所以所以 t a eti 200 64.27cos45. 9)64.27cos(45. 9 t b eti 200 64.147cos45. 9)64.147cos(45. 9 t b eti 200 36.92cos45. 9)36.92cos(45. 9 (3)對于對于 abc 相：相：64.27 a ，64.147 b ，36.92 c ， 可以看出可以看出 c 相跟接近于相跟接近于 90，即更與時間軸平行，所以，即更與時間軸平行，所以 c 相的瞬時值相的瞬時值 最大。最大。 kAiti cc 72.10)01. 0()( max （4） 若若 a 相瞬時值電流為沖擊電流，則滿足相瞬時值電流為沖擊電流，則滿足 90 a ，即，即 64.14736.32或。 第二章第二章 同步發(fā)電機突然三相短路分析同步發(fā)電機突然三相短路分析 2-2-1 一發(fā)電機、變壓器組的高壓側(cè)斷路器處于斷開狀態(tài)，發(fā)電機空一發(fā)電機、變壓器組的高壓側(cè)斷路器處于斷開狀態(tài)，發(fā)電機空 載運行， 其端電壓為額定電壓。 試計算變壓器高壓側(cè)突然三相短路后載運行， 其端電壓為額定電壓。 試計算變壓器高壓側(cè)突然三相短路后 短路電流交流分量初始值短路電流交流分量初始值 m I 。 發(fā)電機：發(fā)電機：MWSN200，kVUN8 .13，9 . 0cos N ，92. 0 d x，32. 0 d x， 2 . 0 dx 變壓器：變壓器：MVASN240，kVkV8 .13/220，13(%) S U 解：解： 取基準值取基準值kVUB8 .13，MVASB240 電流基準值電流基準值kA U S I B B B 04.10 8 .133 240 3 則變壓器電抗標幺值則變壓器電抗標幺值 13. 0 .813 240 240 .813 100 13 100 % 2 2 2 2 B B N TNS T U S S UU x 發(fā)電機次暫態(tài)電抗標幺值發(fā)電機次暫態(tài)電抗標幺值 216. 0 8 .13 240 9 . 0 200 8 .13 2 . 0 cos 2 22 2 2 B B N N N dd U S S U xx 次暫態(tài)電流標幺值次暫態(tài)電流標幺值86. 2 22. 013. 0 11 dT xx I 有名值有名值kAIm05.3804.1086. 22 2-3-1 例例 2-1 的發(fā)電機在短路前處于額定運行狀態(tài)。的發(fā)電機在短路前處于額定運行狀態(tài)。 （1）分別用）分別用 E ， E 和和 q E 計算短路電流交流分量計算短路電流交流分量 I ， I 和和 d I ； （2）計算穩(wěn)態(tài)短路電流）計算穩(wěn)態(tài)短路電流 I。 解： （解： （1） 01 0 U， 32185. 0cos1 1 0 I 短路前的電動勢：短路前的電動勢： 4.7097.132167.0100 0 jIxjUE d 3 .11166. 132269. 010 0 0 jIx jUE d 957. 0)321 .41sin(1 0 d I 754.01.41cos1 0 q U 01. 1957. 0269. 0754. 0 000 ddqq IxUE 92. 2957. 026. 2754. 0 000 ddqq IxUE 所以有：所以有： 57. 6167. 0/097. 1 0 d xEI 33. 4269. 0/166. 1 0 d xEI 75. 3269. 0/01. 1 0 dqd xEI （2）29. 126. 2/92. 2/ 0 dq xEI 第三章第三章 電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算電力系統(tǒng)三相短路電流的實用計算 第四章第四章 對稱分量法即電力系統(tǒng)元件的各序參對稱分量法即電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路數(shù)和等值電路 4-1-1 若有三相不對稱電流流入一用電設備，試問：若有三相不對稱電流流入一用電設備，試問： （1）改用電設備在什么情況下，三相電流中零序電流為零？）改用電設備在什么情況下，三相電流中零序電流為零？ （2）當零序電流為零時，用電設備端口三相電壓中有無零序電）當零序電流為零時，用電設備端口三相電壓中有無零序電 壓？壓？ 用電 設備 aI bI cI )0( I )0( U )0( Z 答： （答： （1）負載中性點不接地；）負載中性點不接地； 三相電壓對稱；三相電壓對稱； 負載中性點接地，且三相負載不對稱時，端口三相電壓對負載中性點接地，且三相負載不對稱時，端口三相電壓對 稱。稱。 （2） 4-6-1 圖圖 4-37 所示的系統(tǒng)中一回線路停運， 另一回線路發(fā)生接地故障，所示的系統(tǒng)中一回線路停運， 另一回線路發(fā)生接地故障， 試做出其零序網(wǎng)絡圖。試做出其零序網(wǎng)絡圖。 L 3 1 1T 1G 1n x L 3 2 2T2G 2n x 解：畫出其零序等值電路解：畫出其零序等值電路 )0( U 第五章第五章 不對稱故障的分析計算不對稱故障的分析計算 5-1-2 圖圖 5-33 示出系統(tǒng)中節(jié)點示出系統(tǒng)中節(jié)點f處不對稱的情形。若已知處不對稱的情形。若已知1 f x、 1 0 f U，由，由f點看入系統(tǒng)的點看入系統(tǒng)的1 )2()1( xx，系統(tǒng)內(nèi)無中性點接地。試，系統(tǒng)內(nèi)無中性點接地。試 計算計算cb、faI 。 a b c f f x f x f x )1( x )1( f )1(n 0fU )1(fU f x )2( x )2( f )2(n )2(fU f x )1( x )0( f )0(n )2(fU f x f xx/ )1( )1( f )1(n 0fU )1(fU )2( f )2(n )2(fU f xx/ )2( 戴維南等值 )0( f )0(n )2(fU f x f xx/ )1( )1( f )1(n 0fU )1(fU )2( f )2(n )2(fU f xx/ )2( )0( f )0(n )2(fU f x ）（a）（b）（c 解：正負零三序網(wǎng)如圖（解：正負零三序網(wǎng)如圖（a） ，各序端口的戴維南等值電路如圖（） ，各序端口的戴維南等值電路如圖（b） （a）單相短路，復合序網(wǎng)圖如圖（）單相短路，復合序網(wǎng)圖如圖（c） 則：則：5 . 0 15 . 05 . 0 1 / )2()1( 0 )0()2()1( fff f xxxxx U III （b） 5-1-3 圖圖 5-34 示出一簡單系統(tǒng)。若在線路始端處測量示出一簡單系統(tǒng)。若在線路始端處測量aag a IUZ 、 bbg b IUZ 、c cg c IUZ 。試分別作出。試分別作出f點發(fā)生三相短路和三種點發(fā)生三相短路和三種不對不對 稱短路時稱短路時 a Z、 b Z、 c Z和和（可取（可取 0、0.5、1）的關(guān)系曲線，并分析）的關(guān)系曲線，并分析 計算結(jié)果。計算結(jié)果。 f T G 1n x l 解：其正序等值電路：解：其正序等值電路： a E G x T x l lx 5-2-1 已知圖已知圖 3-35 所示的變壓器星形側(cè)所示的變壓器星形側(cè) B、 C 相短路的相短路的fI 。 試以。 試以fI 為為 參考向量繪制出三角形側(cè)線路上的三相電流相量：參考向量繪制出三角形側(cè)線路上的三相電流相量： （1）對稱分量法；）對稱分量法； （2）相分量法。）相分量法。 A B C a b c x y z aI bI cI fI 1、對稱分量法、對稱分量法 f f C B A A A A I Iaa aa I I I aa aa I I I 0 111 1 1 3 1 111 1 1 3 1 2 2 2 2 )0( )2( )1( )1(AI )1(bI )1(cI )1(aI fI )2(AI )2(aI )2(bI )2(cI fcaIII 3 3 fbII 3 32 三角側(cè)零序無通路，不含零序分量，三角側(cè)零序無通路，不含零序分量， 則：則： fccc fbbb faaa IIII IIII IIII 3 3 3 32 3 3 )2()1( )2()1( )2()1( 2、相分量法、相分量法 電流向量圖：其中相電流電流向量圖：其中相電流 a I與相電流與相電流 A I同相位，同相位， b I與與 B I、 c I 與與 C I同相位。同相位。 且且 Aa II 3 1 、 Bb II 3 1 、 Cc II 3 1 。 原副邊匝數(shù)比。 原副邊匝數(shù)比13 21 ：NN。 a I b I c I A I B I C I a I 化為矩陣形式為：化為矩陣形式為： f f C B A c b a c b a I I I I I I I I I I I0 101 110 011 3 1 101 110 011 3 1 101 110 011 第六章第六章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件的機電特性電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件的機電特性 6-2-2 若在例若在例 6-2 中的發(fā)電機是一臺凸極機。其參數(shù)為：中的發(fā)電機是一臺凸極機。其參數(shù)為： MWSN300，kVUN18，875. 0cos N ，298. 1 d x，912. 0 q x， 458. 0dx 試計算發(fā)電機分別保持試計算發(fā)電機分別保持 0q E， 0q E ， 0q U為常數(shù)時，發(fā)電機的功率為常數(shù)時，發(fā)電機的功率 特性。特性。 1T 1G L 2T kVU115 00 cos,P dU dI U IqI G GU E qU qE qE QE q qxI j )( LTe xxI jxI j d xI j q xI j d q )( qd dxxI j 解：（解：（1） 取基準值） 取基準值MVASB250，kVUB115 )110( ，kVUB209 121 220 115 )220( ， 則阻抗參數(shù)如下：則阻抗參數(shù)如下： 260. 1 209 242 875. 0 300 250 289. 1 2 d x 892. 0 209 242 875. 0 300 250 912. 0 2 q x 448. 0 209 242 875. 0 300 250 458. 0 2 d x 130. 0 209 242 360 250 14. 0 2 1 T x 108. 0 209 220 360 250 14. 0 2 2 T x 235. 0 209 250 20041. 0 2 1 2 L x 系統(tǒng)的綜合阻抗為：系統(tǒng)的綜合阻抗為： 473. 0235. 0108. 0130. 0 21 TLTe xxxx 733. 1473. 0260. 1 edd xxx 365. 1473. 0892. 0 eqq xxx 921. 0473. 0448. 0 edd xxx （2）正常運行時的）正常運行時的 0G U， 0 E ， 0q E， 0q E ： 1 250 250 0 P，2 . 0)98. 0(cos1 1 0 tgQ，1 115 115 U 由凸極機向量圖得：由凸極機向量圖得： 令令 01 SU，則：，則：3099.110198. 101)2 . 01 ()( 00 jUjQPI S 9974.468665. 1)2 . 01 (365. 1010 jjIjxUE q SQ 8677. 0)3099.119974.46sin(0198. 1)sin( IId 1858. 2)365. 1733. 1 (8677. 08665. 1)(00 qdd QqxxIEE 8736.375002. 1)2 . 01 (921. 0010 jjIx jUE d s 4812. 1)8736.3700.47cos(5002. 1)cos( 0 EEq 3702.231924. 1)2 . 01 (473. 001 0 jjIjxUU e SG 與例題與例題 6-2 193. 1)473. 0()473. 02 . 01 ()()( 222 0 2 0 0 U xP U xQ UU ee G 5 . 1921. 0)921. 02 . 01 ( 22 0 E 8665. 1365. 1)365. 12 . 01 ( 22 0 Q E 1858. 23193. 08665. 1)( 00 qddQq xxIEE 99.46 365. 12 . 01 365. 1 1 0 tg 4809. 1921. 0 365. 1 99.46cos866. 1 99.46cos 00 0000 d q qQ qddqq x x UE UxIUE (3)各電動勢、電壓分別保持不變時發(fā)電機的功率特性：各電動勢、電壓分別保持不變時發(fā)電機的功率特性： 2sin 2 sin 2 0 qd qd d q E xx xx U x UE P q 2sin 2 sin 2 0 qd dq d q E xx xx U x UE P q sin)1 (sinsinsin 1 d d dd E x x E U x UE x UE P sin)1 (sinsinsin 1 q e Ge G G e G U x x U U x UU x UU P q (4)各功率特性的最大值及其對應的功角各功率特性的最大值及其對應的功角 1）constEq 0 。最大功率角為。最大功率角為 0 d dP q E 2）constEq 0 。最大功率角為。最大功率角為 0 d dP q E 3）constE 0 。最大功率角為。最大功率角為 90，則有，則有 4）constUG 0 。最大功率角為。最大功率角為 90 G ，則有，則有 第七章第七章 電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定 7-2-1 對例對例 7-1，分別計算下列兩種情況的系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)：，分別計算下列兩種情況的系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)： （1）若一回線停運檢修，運行參數(shù)（）若一回線停運檢修，運行參數(shù)（ U， G U， 0 P）仍不變。）仍不變。 （2）發(fā)電機改為凸極機（）發(fā)電機改為凸極機（1 d x，8 . 0 q x）其他情況不變。）其他情況不變。 05. 1 GU sTJ6 L 00 . 1, 8 . 0 UPE (1)一回線路停運，其等值電路為：一回線路停運，其等值電路為： d x 1T x 2T xL x 1）8 . 0sin 1 . 06 . 01 . 0 05. 11 sin 21 GG TLT G E xxx UU P 求得：求得： 56.37 G 2） 7 .1483. 0 8 . 0 0156.3705. 1 )( 21 jxxxJ UU I TLT G 3） 6 .6657. 18 . 17 .1483. 001 jxIjUE d q 4）功率極限）功率極限872. 0 8 . 1 157. 1 d q MEM x UE PP q 5）靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)）靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)%9 8 . 0 8 . 0872. 0 P K （2）凸極機）凸極機 1）8 . 0sin 1 . 03 . 01 . 0 05. 11 sin 2 1 21 GG TLT G E xxx UU P 求得：求得： 4 .22 G 2） 29. 48 . 0 5 . 0 014 .2205. 1 ) 2 1 ( 21 j xxxJ UU I TLT G 3） 36.4838. 13 . 129. 48 . 001 jxI jUE q Q 37.5251. 1)29. 436.48sin(29. 48 . 036.4838. 1)( jxxI jEE qd dQq 4）2sin051. 0sin01. 12sin 2 sin 2 0 qd qd d q E xx xx U x UE P q 由由0 d dP q E 得得 26.84 5）015. 1)26.84( qq EME PP %89.26 8 . 0 8 . 0015. 1 P K 第八章第八章 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定 8-2-2 在例在例 8-1 中若擾動是突然斷開一回線路，是判斷系統(tǒng)能否保持中若擾動是突然斷開一回線路，是判斷系統(tǒng)能否保持 暫態(tài)穩(wěn)定。暫態(tài)穩(wěn)定。 MW360 MW300 MWP220 0 kV18 85. 0cos 36. 2 qd xx 32. 0 d x 23. 0 2 x sTJ6 . 0 kV242/18 14(%) S U kM200 kMx/41. 0 1 10 4xx MW360 kV121/220 14(%) S U kVU115 98. 0cos 0 304. 0j130. 0j 108. 0j470. 0j E 0 . 1U 1 0 P 2 . 0 0 Q 304. 0j130. 0j 108. 0j470. 0j E 0 . 1U 1 0 P 2 . 0 0 Q 正常運行a 斷開一條線路后b a b c P 0T P d e m 0 c EI P h EII P 取基準值：取基準值：SB=220MVA,UB=Uav 末端標幺值：末端標幺值：1 115 115 B U U U，1 220 220 0 B S P P， 2 . 0)sin(arccos sin 0 B B B S S S Q Q， 如未特殊說明，參數(shù)應該都是標幺值，省略下標如未特殊說明，參數(shù)應該都是標幺值，省略下標*號號 正常運行時：根據(jù)例正常運行時：根據(jù)例 6-2 的結(jié)果的結(jié)果 777. 0 d x，3924. 1777. 0)777. 02 . 01 ( 22 E 功率最大值：功率最大值：7920. 1 777. 0 3924. 1 max d x UE P 9201.33 777. 02 . 01 777. 0 tan 1 0 此處有改動此處有改動 1)9201.33sin( max0 PP T 切除一條線路切除一條線路012. 1 d x