电力系统暂态分析习题

1“电力系统暂态分析”课程习题讲解5．计算下图系统f点短路时的以下数值：（1）f点三相短路时的短路电流起始值I”f，冲击电流iM，最大有效值电流IM(取Ta=0.05s)（2）f点单相短路接地时发电机母线A处的线电压。解：取SB=60MVA,UB=Uav，作参数计算：线路：0726.0230601604.0221xx218.00726.03310xx变压器：125.0100/)61219(21Ix0650.0100/)61219(21IIx005.0100/)61219(21IIIx电抗器：263.0376062*x789.0263.033*x发电机：935.085.0/10601833.0dx12.185.0/106022.02x（1）f点三相短路时，故障分量的等值网络为：228.0)935.0005.0()125.00726.0()935.0005.0()125.00726.0(065.0)1(x39.4228.011)1(xIf;不计负荷，空载下在电压过零瞬间发生短路，其非周期分量值达最大，也就是最恶劣的短路条件。所以：10fUj0.0726j0.125-j0.005j0.935j0.065)1(fU2有名值：kAIf11.43736039.4冲击系数：82.1105.001.0ekM冲击系数：发电机机端1.9Mk；变压器高压端：1.8Mk；不考虑直流分量衰减（衰减较慢）2Mk冲击电流：kAIkifMM6.1011.4282.12最大有效值电流：kAkIIMfM29.6)182.1(2111.4)1(2122补充非故障处电流电压的计算310．简单电力系统接线及归算后的参数如下图。设各元件的正、负序阻抗相同，发电机电势不变化。试求：①该系统的静态稳定有功功率储备系数；②设某一回输电线路始端发生单相接地故障，若转子功角δ=90°时切出故障线路，问系统能否保持稳定运行？③若在δ=90°时切除故障线路，δ=100°时重合闸重合成功，系统能否保持稳定运行？④用等面积定则说明快关汽门对暂态稳定的作用。15.02Tx15.01Tx～△△T2LT1G00.1U4.1E回/4.0)2()1(LLxx回/0.1)0(Lx22.02.02xxdsTPJ10414.10解：一、正常运行的潮流及发电机内部运行参数的计算（初值计算）故障前网络√j0.15j0.204.1E00.1Uj0.15j0.4j0.47.015.024.015.02.0Ix电势节点到系统的直接联系的电抗27.014.1IIMxUEP00sinIMPP452414.1sinsin1010IMPP若是已知P0、Q0的情况，则IIxjQPjUxIjUE)(00二、静态稳定分析与计算有功功率储备系数%44.41%100414.1414.12%10000PPPkIMP整步功率系数414.145cos2coscossin00IMIIEEPxUExUEPS小干扰时的振荡频率P0δ0=45°PIMδP4HzPTfEJ060.1414.1105014.3214.32121000振荡周期mssfT4.9439434.006.11100三、暂态稳定计算与分析～△△T2LT1G00.1U①系统故障—正序等效定则：短路故障可用附加阻抗表示负序网络√j0.15j0.22j0.15j0.4j0.4？电源？电源1799.0)15.02.0//()15.022.0()2(x零序网络：？△环流√j0.15j0.15j1.0j1.0？△环流1219.0)15.05.0//(15.0)0(x(一般小于一个变压器的漏抗)②故障中网络√j0.15j0.354.1E00.1Uj0.4j0.4x△=xΣ(2)+xΣ(0)=0.3018求电源节点到系统的直接电抗4.1E00.1U1059.13018.035.035.035.035.0IIx52659.11059.114.1IIIIMxUEPsin2659.1sinIIMIIPP③故障切除后网络j0.15j0.354.1E00.1Uj0.49.015.04.035.0IIIx5556.19.014.1IIIIIMxUEPsin5556.1sinIIIMIIIPP④暂态稳定分析的等面积定则6.1145556.1414.1sin180sin180101IIIMhPP极限切除角IIMIIIMIIMhIIIMhTcmPPPPP00coscos)(cos2659.15556,145cos2659.16.114cos5556.118014.3)456.114(414.16009.02897.08951.06476.07168.106.53cm因为06.5390cmc，所以系统不能保持暂态稳定。面积积分法)cos(cos)(sin00000cIIMcIIMaccPPdPPAc)45cos90(cos2659.118014.3)4590(414.1)7071.00(2659.1110.12149.0δhP0δ0=45°PIMδPPIPIIPIII6)()cos(cossin00chchIIIMIIIMdecPPdPPAhc18014.3)906.114(414.1)90cos6.114(cos5556.16068.06476.00408.0以为AdecAacc，所以系统不能保持暂态稳定。四、重合闸动作分析若在δ=90°时切除故障线路，δ=100°时重合闸重合成功1352414.1sin180sin180101IMhPPhdPPdPPAIMIIIMdec1000100900)sin(sin18014.3)90100(414.1)90cos100(cos5556.118014.3)100135(414.1)100cos135(cos28633.00669.12467.02701.02270.0因Adec=0.2270Aacc=02149，所以系统能保持暂态稳定。五、快关汽门对暂态稳定的作用δhP0δ0=45°PIMδPPIPIIPIIIh‘hδhP0δ0=45°PIMδPPIPIIPIII