千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦電力系統(tǒng)暫態(tài)分析第一章作業(yè)參考答案第一章作業(yè)參考答案

一、簡答題

1、電力系統(tǒng)的干擾指什么？什么狀況下的干擾最大？

答：電力系統(tǒng)的干擾指任何可以引起系統(tǒng)參數(shù)變化的大事。例如短路故障、電力元件的投入和退出等。其中短路造成的干擾最大。

2、為什么說電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)是一種相對穩(wěn)定的運行狀態(tài)？

答：因為實際電力系統(tǒng)的參數(shù)時時刻刻都在變化，所以電力系統(tǒng)總是處在暫態(tài)過程之中，假如系統(tǒng)參數(shù)在某組數(shù)值附近作極小的持續(xù)變化，則描述電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的運行參量持續(xù)在某一平均值附近做極小的變化，我們就認為其運行參量保持平均值不變，即系統(tǒng)處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。由此可見系統(tǒng)的穩(wěn)定運行狀態(tài)實際是一種相對穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

3、為簡化計算，在電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程分析和機電暫態(tài)過程分析中都采納了那些基本假設？

答：電磁暫態(tài)分析過程中假設系統(tǒng)頻率不變，即認為系統(tǒng)機電暫態(tài)過程還沒有開頭；機電暫態(tài)過程中假設發(fā)電機部的機電暫態(tài)過程已經(jīng)結(jié)束。

4、簡述電力系統(tǒng)的故障類型

答：電力系統(tǒng)的故障主要包括短路故障和斷線故障。短路故障（又稱橫向故障）指相與相或相與地之間的不正常銜接，短路故障又分為三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相短路接地，各種短路又有金屬性短路和經(jīng)過渡阻抗短路兩種形式。三相短路又稱為對稱短路，其他三種短路稱為不對稱短路；在繼電庇護中又把三相短路、兩相短路稱為相間短路，單相接地短路和兩相短路接地稱為接地短路。斷線故障（又稱縱向故障）指三相中一相斷開（一相斷線）或兩相斷開（兩相斷線）的運行狀態(tài)。

5、簡述電力系統(tǒng)短路故障的危害

答：短路的主要危害主要體現(xiàn)在以下方面：

1）短路電流大幅度增大引起的導體發(fā)熱和電動力增大的危害；

2）短路時電壓大幅度下降引起的危害；

3）不對稱短路時浮現(xiàn)的負序電流對旋轉(zhuǎn)電機的影響和零序電流對通訊的干擾。

6、簡述斷線的特點及危害

答：斷線的特點是不會浮現(xiàn)大的電流和低電壓，但因為三相不對稱，將在系統(tǒng)中產(chǎn)生負序和零序電流，所以斷線的主要危害是負序電流對旋轉(zhuǎn)電機的影響和零序電流對通訊的干擾。

7、電力系統(tǒng)故障分析中電壓基準值、變壓器變比通常如何挑選？這樣挑選的目的是什么？

答：電力系統(tǒng)故障分析中電壓基準值通常挑選基本級的平均額定電壓作為電壓基準值，變壓器的變比

采納平均額定變比。這樣挑選的目的是為了簡化計算，由于在此狀況下，各級電網(wǎng)的電壓基準值就是其所在電壓等級的平均額定電壓，而無需通過計算求取。

8、簡述無限大功率電源供電狀況下發(fā)生三相短路時短路電流的組成及其變化邏輯

答：無限大功率電源供電狀況下發(fā)生三相短路時，短路電流包括基頻溝通周期重量和非周期重量。非周期重量從短路開頭的初始值按指數(shù)邏輯隨時光逐漸衰減到零，周期重量不衰減。

9、簡述非周期重量浮現(xiàn)的緣由；在不計電阻影響狀況下，非周期重量取得最大值和最小值的條件；三相非周期重量電流起始值的之間的關系如何？

答：非周期重量是為了維持短路眨眼電流不發(fā)生突變而浮現(xiàn)的自由重量；非周期重量取得最大值的條件是短路前空載，短路發(fā)生在電壓瞬時值過零眨眼（由于假如電壓)sin(αω+=tUuma，則在不計

電阻的狀況下阿，短路后短路電流周期重量)90sin(0-+=αωtIima，當短路前空載時有

)90sin(000--=-=ααmapaIii，如要使0αai取得最大值mI，則1|)90sin(|0=-α，即

001800＝或αα=，此時00=au）

短路電流取得最小值的條件為0)90sin()sin(0

|0||0|=α?αmmII或短路眨眼相量m

mII-|0|與橫軸平行。當短路發(fā)生在空載時上述條件為0|)90sin(|0

=-αmI，即090=α或0

90-=α（2700

），也

就是短路發(fā)生在電壓瞬時值最大眨眼時，短路電流周期重量起始值最小，等于零。

三相非周期重量不能同時取得最大值或最小值，（由于當A相非周期重量取得最大值時

001800＝或αα=，此時mmmbpbIIIii2

130sin|)120900sin(|||||00000===-=α；

mmmcpcIIIii2

1

30sin|)120900sin(|||||00000=

=+--=-=α。同理可以證實三相非周期重量也不能同時取得最小值），且總有三相非周期重量起始值之和為零。

10、設么叫最惡劣短路條件、短路沖擊電流和最大有效值電流

答：最惡劣短路條件指短路前空載、短路發(fā)生在電壓瞬時值過零時（不計各元件電阻）；短路沖擊電流指最惡劣短路條件下的短路電流的最大瞬時值；最大有效值電流為最惡劣短路條件下短路電流的最大有效值。

11．什么叫無限大功率電源？其特點是什么？實際工作中在什么條件下可以將實際的有限功率電源？答：容量為無限大的電源稱為無限大功率電源；無限大功率電源的特點是電源阻抗為零，電源端電壓和頻率恒定，（由于當電源的功率無限大時，任何干擾（包括短路故障）引起的有功功率波動相對于電源的無限大功率而言都可忽視不計，所以電源的頻率不因干擾而波動；又因為無限大功率電源可以看作由無限個有限功率電源并聯(lián)而成，因為有限功率電源的阻抗是有限的按照戴維南定理，無限大功率電源的阻抗

為無限個有限功率電源的阻抗的并聯(lián)值，明顯為零，當電源的阻抗為零時，該電源為恒壓源，所以電壓保持不變）。

實際工作中，當實際電源阻抗在短路回路總阻抗中所占比例小于10％時，該電源就可以視為無限大功率電源。（由于電源阻抗小，短路時電源端電壓變化不大，可視為不變，即該電源可視為無限大功率電源）。

無限大功率電源的特點是電源阻抗為零，電源端電壓和頻率恒定；當實際電源阻抗占短路回路總阻抗的比例小于10%時，即可將實際電源視為無限大功率電源。

12．在無限大功率電源供電狀況下，假如短路前空載，不計電阻影響，請寫出短路發(fā)生在A相電壓從負半周進入正半周的眨眼時，各相短路電流中非周期重量的起始值。

答：

)sin(2)sin(2|0||0|0|0|0φαφαα=-=PapaaIIiii

)120sin(2)120sin(20|0|0|0|0|0|0φαφαα=-=PbpbbIIiii)120sin(2)120sin(20|0|0|0|0|0|0φαφαα-+--+=-=PcpccIIiii

將00|

0|9000===φα，，I代入得：

ppaIIi2)90sin(200=-?-=α

ppbIIi2

2

)210sin(20

-=-?-=α

ppcIIi2

2)30sin(200-

=?-=α13、在無限大功率電源供電狀況下，假如短路前空載，短路回路阻抗角為600，請指出在什么狀況下發(fā)生短路時，A相短路電流中的非周期重量起始值最大。

答：由于：)sin(2)sin(2|0||0|0|0|0dPapaaIIiiiφαφαα=-=

將0|

0|=I，060=dφ代入上式可得：

)60sin(200--=ααPaIi

當||0αai取得最大值時，1)60sin(0±=-α

。

1)60sin(0=-α時，009060=-α，0150=α；

1)60sin(0-=-α時，0027060=-α，)30(33000-=或α。

所以，在題目所給條件下，要使A相短路電流中的非周期重量起始值最大，短路應發(fā)生在0150=α，

或)30(33000-=α

時。

二、計算題

1、（1-2-1）解：

取kVUMVASBB11030==、。①近似計算法

近似計算法時，取變壓器變比為平均額定電壓之比，各元件額定電壓為平均額定電壓。10KV電網(wǎng)基準電壓為)(043.10110115

5

.101)10(KVUkUBB=?==;6KV電網(wǎng)基準電壓為)(026.6110115

3

.62)6(KVUkUBB=?==發(fā)電機電抗標么值284.0043.1030

305.1026.02

2*

=??=Gx；變壓器T1電抗標么值109.0110

305.311151005.102

2*1=??=Tx；變壓器T2電抗標么值230.0110

30151151005.102

22

=??=Tx；110KV線路電抗標么值0793.0110

30

804.02

*=?

?=IIx；6KV電纜線路電抗標么值165.0026

.630

5.208.02

*=??=IIIx；電抗器電抗標么值500.0026.6303

.033.610052*=???=DKx;②精確計算法

精確計算法時，取變壓器變比為實際變比，各元件電壓取額定電壓。

10KV電網(wǎng)基準電壓為)(545.9110121

5

.101)10(KVUkUBB=?==;6KV電網(wǎng)基準電壓為)(6.6110110

6

.62)6(KVUkUBB=?==發(fā)電機電抗標么值315.0545

.930

305.1026.02

2*

=??=Gx；

變壓器T1電抗標么值121.0110

305.311211005.102

2*1=??=Tx；變壓器T2電抗標么值21.0110

30151101005.102

22

=??=Tx；110KV線路電抗標么值0793.0110

30

804.02

*=??=IIx；6KV電纜線路電抗標么值138.06

.630

5.208.02

*=?

?=IIIx；電抗器電抗標么值398.06.6303

.03610052

*=???=DKx;2、（1-3-1）

解：按照例1－4計算數(shù)據(jù)計算如下：

①每條線路中流過的短路電流溝通重量幅值為

)(857.3943

.033.6KAIm=?=

②每條電纜三相短路電流表達式按照空載狀況下短路電流表達式：

)cos()cos(?α?αω+=msmaItIia

Tt

e

-

)120cos()120cos(00?α?αω+=msmbItIia

Tte-)120cos()120cos(00?α?αω-+--++=msmaItIia

Tte

-

將0

30=α、064.57505

.0797

.0==arctg

?、)(005.0sTa=代入上式得005

.00

417.3)64.27cos(857.3)64.27cos(857.3)64.27cos(857.3tsTtsae

tetia

-

==ωω

005

.0000000258.3)64.27120cos(857.3)64.27120cos(857.3)64.27120cos(857.3tsTtsbe

tetia

-

-+--==ωω

005

.0000000159.0)64.27120cos(857.3)64.27120cos(857.3)64.27120cos(857.3tsTtsce

tetia

-

-

+-+=+=ωω

③瞬時值最大相及其近似值

由三相短路電流表達式可知，a相短路電流非周期重量起始值最大，所以a相短路電流的瞬時值最大。

因為A相電流瞬時值最大時，st0115.0314

)18064.271(0

≈+=

π，所以最大瞬時值電流近似值)(200.4417.3857.3005

.00115.0kAe

iM=+=-

④由短路沖擊電流的定義可知，a相短路電流最大瞬時值為短路沖擊電流時，0

180±=-?α，或

00=-?α即00064.23764.57180=+=α、00036.12218064.57-=-=α，或

064.57==?α。

3、（1-3-2）解：

)(162.3)64.5730cos(857.3)3030cos(18.02)]

cos()cos([0

000|0||0|0kAIIimmaf-=?==?α?α

)(131.3)64.147cos(857.3)120cos(18.02)]120cos()120cos([0

0|0|0|0|0kAIIimmbf=?==?α?α

)

(0