同步發(fā)電機(jī)基本方程為什么要進(jìn)行派克變換？

磁鏈方程式中出現(xiàn)變系數(shù)的主要原因：

(1)

轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)使定、轉(zhuǎn)子繞組間產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，致使定、轉(zhuǎn)子繞組間的互感系數(shù)發(fā)生相應(yīng)的周期性變化。

(2)

轉(zhuǎn)子在磁路上只是分別對于d軸和q軸對稱而不是任意對稱的，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)也導(dǎo)致定子各繞組的自感和互感的周期性變化。

①變換后的電感系數(shù)都變?yōu)槌?shù)，可以假想dd繞組，qq繞組是固定在轉(zhuǎn)子上的，相對轉(zhuǎn)子靜止。

②派克變換陣對定子自感矩陣起到了對角化的作用，并消去了其中的角度變量。Ld,Lq,L0

為其特征根。

③變換后定子和轉(zhuǎn)子間的互感系數(shù)不對稱，這是由于派克變換的矩陣不是正交矩陣。

④Ld為直軸同步電感系數(shù)，其值相當(dāng)于當(dāng)勵(lì)磁繞組開路，定子合成磁勢產(chǎn)生單純直軸磁場時(shí)，任意一相定子繞組的自感系數(shù)。

派克變換的物理意義是什么？它將觀察者的角度從靜止的定子繞組轉(zhuǎn)移到隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上，從而使得定子繞組自、互感，定、轉(zhuǎn)子繞組間互感變成常數(shù)，大大簡化了同步電機(jī)的原始方程。

派克變換：將a、b、c三相靜止的繞組通過坐標(biāo)變換等效為d軸dd繞組、q軸qq繞組，與轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)。

試寫出同步電機(jī)的基本實(shí)用化方程。

電勢方程：

磁鏈方程：

試說明、、和的名稱：

：同步電機(jī)縱軸同步電抗；：同步電機(jī)橫軸同步電抗；

：同步電機(jī)縱軸電樞反應(yīng)電抗；和同步電機(jī)橫軸電樞反應(yīng)電抗

什么叫短路？所謂短路，是指一切不正常的相與相之間或相與地之間（對于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況。正常運(yùn)行時(shí)，除中性點(diǎn)外，相與相之間或相與地之間是絕緣的。如果由于某種原因使其絕緣破壞而構(gòu)成了通路，我們就稱電力系統(tǒng)發(fā)生了短路故障。

電力系統(tǒng)簡單短路故障共有四種類型：三相短路、兩相短路、兩相短路接地和單相接地短路。其中三相短路又稱為對稱短路，其它三種類型的短路都稱為不對稱短路。電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，單相接地短路發(fā)生的幾率最大，約占70%左右；兩相短路較少；三相短路發(fā)生的幾率最少。三相短路發(fā)生的幾率雖然少，但后果較嚴(yán)重，所以要給以足夠的重視，況且，從短路計(jì)算的方法來看，一切不對稱短路的計(jì)算，在采用對稱分量法以后，都?xì)w結(jié)為對稱短路的計(jì)算。因此，對三相短路的研究具有重要的意義。

短路的原因

①絕緣材料的自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所

帶來的設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。

?②惡劣天氣：雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。

?③人為誤操作，如運(yùn)行人員帶負(fù)荷拉刀閘，線路或

設(shè)備檢修后未拆除地線就加上電壓引起短路。

?④挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。

短路的危害(1)電流劇增：設(shè)備發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時(shí)間較長，可使設(shè)備過熱甚至損壞；由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。

(2)電壓大幅度下降，對用戶影響很大。

(3)當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長時(shí)，并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)可能失去同步，破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，造成大面積停電，這是短路最嚴(yán)重的后果。

(4)發(fā)生不對稱短路時(shí)，三相不平衡電流會(huì)在相鄰的通訊線路感應(yīng)電勢，影響通訊。

計(jì)算短路電流的目的短路電流計(jì)算結(jié)果是選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等）的依據(jù)；是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定的基礎(chǔ)；是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的依據(jù)，根據(jù)它可以確定限制短路電流的措施。

無限大功率電源?

端電壓幅值和頻率都保持恒定，內(nèi)阻抗為零。電源內(nèi)阻抗小于短路回路總阻抗的10%，即可認(rèn)為是無限大功率電源

什么是短路沖擊電流？它在什么條件下出現(xiàn)？與短路電流周期分量有什么關(guān)系？

答：

短路沖擊電流指短路電流最大可能的瞬時(shí)值，用表示。其主要作用是校驗(yàn)電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度。

當(dāng)電路的參數(shù)已知時(shí)，短路電流周期分量的幅值是一定的，而短路電流的非周期分量則按指數(shù)規(guī)律單調(diào)衰減，因此，非周期電流的初值越大，暫態(tài)過程中短路全電流的最大瞬時(shí)值就越大。使非周期電流有最大初值的條件應(yīng)為：

相量差有最大可能值；

相量差在t＝0時(shí)與時(shí)間軸平行。

即短路前電路處于空載狀態(tài)（即），并且短路發(fā)生時(shí)電源電勢剛好過零值（即合閘角＝0），非周期電流的最大初值。將，和＝0代入式（6-7）可得：

短路電流的波形如圖6-4所示。由圖可見，短路電流的最大瞬時(shí)值在短路發(fā)生后約半個(gè)周期時(shí)出現(xiàn)。若Hz，這個(gè)時(shí)間約為0.01秒，將其代入式（6-8），可得短路沖擊電流

稱為沖擊系數(shù)，它表示沖擊電流為短路電流周期分量幅值的多少倍。當(dāng)時(shí)間常數(shù)由零變到無窮大時(shí)，的取值范圍為。在短路電流的實(shí)用計(jì)算中，當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，?。划?dāng)短路發(fā)生在發(fā)電廠高壓母線側(cè)時(shí)，取；在其它地點(diǎn)短路時(shí)，取。

短路容量

也稱短路功率，等于短路電流有效值同短路處的正常工作電壓（一般用平均額定電壓）的乘積。即

用標(biāo)幺值表示時(shí)

短路容量主要用來校驗(yàn)開關(guān)的切斷能力。把短路容量定義為短路電流和工作電壓的乘積，是因?yàn)橐环矫骈_關(guān)要能切斷這樣大的短路電流，另一方面，在開關(guān)斷流時(shí)其觸頭應(yīng)能經(jīng)受住工作電壓的作用。在短路的實(shí)用計(jì)算中，常只用周期分量電流的初始有效值來計(jì)算短路容量。

短路電流最大有效值的計(jì)算公式是其中是短路電流周期分量幅值，是短路電流周期分量有效值。

無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然短路時(shí)定子和勵(lì)磁繞組都有哪些自由分量？

答：無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)突然短路時(shí)，定子繞組的自由分量有基頻分量，非周期及倍頻分量；轉(zhuǎn)子繞組的自由分量有直流分量和基頻分量。

計(jì)算電抗如何定義的？與轉(zhuǎn)移電抗的關(guān)系是什么？

計(jì)算電抗：歸算到發(fā)電機(jī)額定容量的外接電抗xe和發(fā)電機(jī)縱軸次暫態(tài)電抗標(biāo)么值的和：

與轉(zhuǎn)移電抗的關(guān)系是：

什么是計(jì)算曲線？其在短路電流計(jì)算中的作用是什么？

短路電流周期分量的標(biāo)么值可表示為計(jì)算電抗和時(shí)間的函數(shù)，反映短路電流周期分量的標(biāo)么值與計(jì)算電抗和時(shí)間關(guān)系的一組曲線就稱為計(jì)算曲線，計(jì)算曲線經(jīng)常作成數(shù)字表的形式應(yīng)用，用以計(jì)算電流電流周期分量在某一時(shí)刻的值。

不對稱短路，各序電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布有什么特點(diǎn)？

電源點(diǎn)的正序電壓最高，隨著對短路點(diǎn)的接近，正序電壓將逐漸降低，到短路點(diǎn)即等于短路處的正序電壓。短路點(diǎn)的負(fù)序和零序電壓最高。離短路點(diǎn)愈遠(yuǎn)，節(jié)點(diǎn)的負(fù)序電壓和零序電壓就愈低。電源點(diǎn)的負(fù)序電壓為零。由于變壓器是YNJ接法，零序電壓在變壓器三角形一側(cè)的出線端已經(jīng)降至零了。

試說明正序和負(fù)序電流經(jīng)過y-d11(星三角變壓器)后的相位變化。

經(jīng)過

Y，d11接法的變壓器，由星形側(cè)到三角形側(cè)時(shí)，正序系統(tǒng)電壓電流逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)過30度負(fù)序系統(tǒng)順時(shí)針轉(zhuǎn)過30度。即三角側(cè)正序電壓電流超前星側(cè)30度；三角側(cè)負(fù)序分量落后星側(cè)30度。

用公式表示為：

什么是對稱分量法？正序、負(fù)序、零序各有什么特點(diǎn)？

答：對稱分量法指在三相電路中，任意一組不對稱的三相量、、可以分解為三組三相對稱的正序、負(fù)序、零序分量的故障分析法。正序分量的特點(diǎn)為：三相量大小相等，相位互差120度，且與系統(tǒng)正常對稱運(yùn)行時(shí)相序相同，為一平衡三相系統(tǒng)。負(fù)序分量特點(diǎn)：三相量大小相等，相位互差度120度，且與系統(tǒng)正常對稱運(yùn)行時(shí)相序相反，為一平衡三相系統(tǒng)。零序分量特點(diǎn)：三相大小相等，相位一致。

什么是序阻抗？答：所謂元件的序阻抗，指元件三相參數(shù)對稱時(shí)元件兩端某一序的電壓降與通過該元件的同一序電流的比值。

分別稱為該元件的正序阻抗、負(fù)序阻抗和零序阻抗。電力系統(tǒng)每個(gè)元件的正序、負(fù)序和零序阻抗可能相同，也可能不同，視元件的結(jié)構(gòu)而定。

電力系統(tǒng)中各元件序阻抗有何特點(diǎn)？

答：變壓器和輸電線路屬于靜止元件，同步發(fā)電機(jī)和異步電動(dòng)機(jī)屬于旋轉(zhuǎn)元件。對于靜止元件，當(dāng)施加正序或負(fù)序電壓時(shí)，產(chǎn)生的自感和互感電磁關(guān)系是完全相同的，所以正序阻抗等于負(fù)序阻抗；由于零序分量和正序、負(fù)序分量性質(zhì)不同，故一般情況下零序阻抗不等于正序、負(fù)序阻抗。對于旋轉(zhuǎn)元件，通以正序和負(fù)序電流所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場方向剛好相反，而零序電流并不產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的氣隙磁通，所以正序、負(fù)序、零序阻抗互不相等。

同步發(fā)電機(jī)對稱運(yùn)行時(shí)，只有正序電勢和正序電流，此時(shí)的電機(jī)參數(shù)就是正序參數(shù)。發(fā)電機(jī)不對稱運(yùn)行時(shí)，由于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子縱橫軸間的不對稱，在定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組中將產(chǎn)生一系列高次諧波。發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗的定義為：發(fā)電機(jī)負(fù)序端電壓的基頻分量與負(fù)序電流基頻分量的比值。

綜合負(fù)荷的各序阻抗是怎樣確定的？

綜合負(fù)荷的正序參數(shù)常用以下恒定阻抗（以其額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值）表示:，為避免復(fù)數(shù)運(yùn)算，等值的純電抗來代表綜合負(fù)荷其值為計(jì)及降壓變壓器及饋電線路的電抗，以異步電動(dòng)機(jī)為主要成分的綜合負(fù)荷的負(fù)序電抗（以其額定容量平均額定電壓為基準(zhǔn)的標(biāo)么值）取為

異步電動(dòng)機(jī)及多數(shù)負(fù)荷常常接成三角形，或者接成不接地的星形，零序電流不能流通，故取故不需要建立負(fù)荷的零序等值阻抗。

變壓器零序阻抗及其等值電路:變壓器等值電路中的參數(shù)不僅同變壓器結(jié)構(gòu)有關(guān)，有的參數(shù)也同所通電流的序別有關(guān)。變壓器漏抗反映了原、副邊繞組的磁耦合緊密程度，漏磁通與所通電流的序別無關(guān)。因此變壓器的正序、負(fù)序、零序等值漏抗相等。變壓器的勵(lì)磁電抗:當(dāng)變壓器通以負(fù)序電流時(shí)主磁通的路徑與通以正序電流時(shí)完全相同，因此變壓器的正序勵(lì)磁電抗和負(fù)序勵(lì)磁電抗相等。變壓器的零序勵(lì)磁電抗：與變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)有關(guān)。三個(gè)單相變壓器組成的三相變壓器組，三相四柱式（或五柱式）變壓器，零序主磁通（與正序主磁通一樣）也能在鐵芯中形成回路，因而勵(lì)磁電抗的數(shù)值很大。在短路計(jì)算中，上述變壓器xm(0)=∞，即把勵(lì)磁支路斷開。

三相三柱式變壓器，當(dāng)其繞組通過零序電流時(shí)，零序主磁通（與正序主磁通不同）不能在鐵芯中形成回路，被迫經(jīng)過絕緣介質(zhì)和外殼形成回路。因此，三相三柱式變壓器的在短路計(jì)算中，視為有限值，大致取值范圍xm(0)=0.3～1.0。

8架空輸電線零序?yàn)槭裁磿?huì)比正序電抗大？

（1）三相零序電流通過大地返回，大地電阻使每相的等值電阻增大；（2）三相電流相序相同，每一相零序電流產(chǎn)生的自感磁通和另外兩相零序電流產(chǎn)生的互感磁通是助增的，使每一相等值電感增大。

9不對稱短路時(shí)電壓分布規(guī)律：（1）越靠近電源側(cè)，正序電壓數(shù)值越高；越靠近短路點(diǎn)側(cè)，正序電壓數(shù)值越低。（2）越靠近短路點(diǎn)側(cè)，負(fù)序和零序電壓數(shù)值越高；越遠(yuǎn)離短路點(diǎn)側(cè)，負(fù)序和零序電壓數(shù)值越低。

10電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定？簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是什么？

答：電力系統(tǒng)在某一運(yùn)行方式下受到小干擾后，能否恢復(fù)到原來運(yùn)行狀態(tài)的能力。簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是在工作點(diǎn)：（其中是發(fā)電機(jī)的輸出的電磁有功出力，是發(fā)電機(jī)的功角）

11電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定？電力系統(tǒng)失去暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)是什么？

答：電力系統(tǒng)受到大干擾后，能否不失步地過渡到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的能力?？梢杂秒娏ο到y(tǒng)受大擾動(dòng)后功角隨時(shí)間變化的特性作為暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)。若功角δ經(jīng)過振蕩后能穩(wěn)定在某一個(gè)數(shù)值，則表明發(fā)電機(jī)之間重新恢復(fù)了同步運(yùn)行，系統(tǒng)具有暫態(tài)穩(wěn)定性。如果電力系統(tǒng)受大擾動(dòng)后功角不斷增大，則表明發(fā)電機(jī)之間已不再同步，系統(tǒng)失去了暫態(tài)穩(wěn)定。

正序等效定則

在簡單不對稱短路的情況下，短路點(diǎn)電流的正序分量，與在短路點(diǎn)每一相中加入附加電抗而發(fā)生三相短路時(shí)的電流相等。這就是不對稱短路的正序等效定則。

簡單不對稱短路電流正序分量通式：

試說明利用正序等效定則計(jì)算不對稱短路的步驟：

填空題

1在制定負(fù)序網(wǎng)絡(luò)時(shí)，負(fù)序電流能流通的元件與正序電流的相同，但所有電源的負(fù)序電勢等于零。

2系統(tǒng)發(fā)生兩相短路時(shí)，短路點(diǎn)正序電流的計(jì)算公式是

對于任意一組不對稱的三相相量電流或電壓，可以分解為三組三相對稱的正序、負(fù)序、零序分量

4.電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)應(yīng)包含那些元件？

1.正序網(wǎng)絡(luò)

正序網(wǎng)絡(luò)就是通常計(jì)算對稱短路時(shí)所用的等值網(wǎng)絡(luò)。除中性點(diǎn)接地阻抗、空載線路(不計(jì)導(dǎo)納)以及空載變壓器(不計(jì)勵(lì)磁電流)外，電力系統(tǒng)各元件均應(yīng)包括在正序網(wǎng)絡(luò)中，并用相應(yīng)的正序參數(shù)和等值電路表示。正序網(wǎng)絡(luò)中須引入各電源電勢，在短路點(diǎn)還須引入代替故障的正序電勢。電源中性點(diǎn)和負(fù)荷中性點(diǎn)電位相等，可以直接連接起來。2.負(fù)序網(wǎng)絡(luò)

負(fù)序電流能流通的元件與正序電流能流通的相同。因此，組成負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的元件與組成正序網(wǎng)絡(luò)的元件完全相同，只不過所有電源的負(fù)序電勢為零，所有元件的參數(shù)采用負(fù)序參數(shù)，在短路點(diǎn)引入代替故障的負(fù)序電勢。在負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中，各電源支路的中性點(diǎn)與負(fù)荷的中性點(diǎn)也可以直接連接起來。3.零序網(wǎng)絡(luò)

在短路點(diǎn)施加代表故障的零序電勢，查明零序電流流通的情況，凡是零序電流能流通的元件都應(yīng)包括在零序網(wǎng)絡(luò)中。由于發(fā)電機(jī)和負(fù)荷通常由三角形接法的變壓器繞組把零序電流隔開，即零序電流不流過發(fā)電機(jī)和負(fù)荷，因而零序網(wǎng)絡(luò)中通常不含有發(fā)電機(jī)和負(fù)荷。零序網(wǎng)絡(luò)中，所有元件的參數(shù)采用零序參數(shù)，在短路點(diǎn)引入代替故障的零序電勢。

5分析不對稱故障的常用方法為：對稱分量法。10分

1.同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程

2.隱極式發(fā)電機(jī)的功率特性

3.凸極式發(fā)電機(jī)的功率特性

1.電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)

2.靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)

正常運(yùn)行方式和正常檢修運(yùn)行方式下，事故后運(yùn)行方式和特殊運(yùn)行方式下，3.小干擾法的基本原理

(1)

如果特征方程的所有根實(shí)部均為負(fù)值，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的；(2)如果特征方程有實(shí)部為正值的根（只要有一個(gè)），則系統(tǒng)是不穩(wěn)定的；(3)雖然沒有實(shí)部為正值的特征值，但如果有零特征值或?qū)嵅繛榱愕募兲摂?shù)特征值時(shí)，穩(wěn)定性的判斷要由初等因子的次數(shù)來確定。

4.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施：①采用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置②提高運(yùn)行電壓水平③較小輸電線路電抗④減小發(fā)動(dòng)機(jī)和變壓器電抗⑤改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.5提高電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的措施：快速切除故障；采用自動(dòng)重合閘；發(fā)動(dòng)機(jī)快速強(qiáng)行勵(lì)磁；發(fā)動(dòng)機(jī)電氣制動(dòng)；變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地；快速關(guān)閉汽門；切發(fā)動(dòng)機(jī)和負(fù)荷；設(shè)中間開關(guān)站；輸電線路強(qiáng)行串聯(lián)補(bǔ)償。

5.等面積定則

等面積定則：加速面積和減速面積的大小相等，轉(zhuǎn)子在加速期間積蓄的動(dòng)能增量在減速過程中全部耗盡，當(dāng)功角達(dá)到最大值時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速重新恢復(fù)同步。

6.極限切除角：如果在某一切除角時(shí)，最大可能的減速面積與加速面積大小相等，則系統(tǒng)將處于穩(wěn)定的極限情況，大于這個(gè)角度切除故障，系統(tǒng)將失去穩(wěn)定。這個(gè)角度成為極限切除角dc.lim。

臨界角

按式（9-122課本273頁）

極限切除角

7.功角

和發(fā)電機(jī)慣性時(shí)間常數(shù)的物理意義是什么？

答：功角表示轉(zhuǎn)子、定子合成磁場與轉(zhuǎn)子磁場之間的夾角（或者發(fā)動(dòng)機(jī)電勢與發(fā)動(dòng)機(jī)端電壓相量之間的夾角）。當(dāng)時(shí)轉(zhuǎn)子主磁場超前合成磁場，轉(zhuǎn)子上將受一個(gè)制動(dòng)性電磁轉(zhuǎn)矩，作用方向與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方

向相反。發(fā)電機(jī)慣性時(shí)間常數(shù)指在發(fā)動(dòng)機(jī)組轉(zhuǎn)子上施加額定轉(zhuǎn)矩后，轉(zhuǎn)子從靜止?fàn)顟B(tài)啟動(dòng)加速到額定轉(zhuǎn)速所需的時(shí)間。

三、計(jì)算題

計(jì)算第一題：已知無阻尼繞組同步發(fā)電機(jī)，已知PN=150MW，,Xd=1.04，Xq=0.69。試求在額定滿載運(yùn)行時(shí)的電勢EQ，Eq,。

解：用標(biāo)幺值計(jì)算，額定滿載時(shí)V=1.0，I=1.0。

（1）

先計(jì)算

由上圖的向量圖可得

=

（2）

確定的相位。

向量和間的相角差

同的相位差：

（3）

計(jì)算電流和電壓的兩個(gè)軸向分量

（3）

計(jì)算空載電勢

（4）

計(jì)算暫態(tài)電勢

根據(jù)向量圖6-22，可知

==1.197

電勢同機(jī)端電壓的相位差為

計(jì)算第二題

.如圖所示系統(tǒng)，已知各元件參數(shù)如下，f點(diǎn)發(fā)生兩相接地短路，試通過計(jì)算系統(tǒng)的各序等值網(wǎng)絡(luò)，求取故障點(diǎn)的各相電流和電壓。

發(fā)電機(jī)G-1：；

G-2：；

變壓器T-1：；

T-2：。

輸電線路L：。

解：各元件參數(shù)標(biāo)幺值計(jì)算（變壓器高壓側(cè)中性點(diǎn)屬于大接地系統(tǒng)，接地阻抗=0.發(fā)電機(jī)給出了視在功率故在計(jì)算時(shí)直接帶入，有功功率除以功率因數(shù)）

′選取基準(zhǔn)功率=100MVA和基準(zhǔn)電壓，計(jì)算各元件的各序電抗的標(biāo)幺值，計(jì)算結(jié)果標(biāo)于各序網(wǎng)絡(luò)圖中。

發(fā)電機(jī)：

變壓器T-1：

變壓器T-2：

輸電線路L：

（2）制訂各序網(wǎng)絡(luò)

正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中包括發(fā)電機(jī)G1、G2，變壓器T-1、變壓器T-2以及輸電線路L?,電源只發(fā)出正序電勢，故負(fù)序網(wǎng)絡(luò)中無電勢源。由于零序電流不流經(jīng)發(fā)電機(jī)因此，零序網(wǎng)絡(luò)中只包括變壓器T-1、T-2和輸電線路L。如下圖。

（3）計(jì)算各序組合電抗

基準(zhǔn)電流

短路點(diǎn)非故障相電壓為

==

短路點(diǎn)非故障相電壓有名絕對值=190.995KV

短路點(diǎn)非故障相電流有名絕對值

短路點(diǎn)故障相電壓有名絕對值

短路點(diǎn)故障相電流有名絕對值=3.25407KA

計(jì)算單相接地短路步驟：

①

選取基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓，分別計(jì)算各元件正序、負(fù)序、零序阻抗的標(biāo)幺值。

②

訂制各序網(wǎng)絡(luò)

③

計(jì)算基準(zhǔn)電流實(shí)際有名值，其中115KV為電壓基準(zhǔn)值。

④

計(jì)算單相短路時(shí)的附加電抗

⑤

計(jì)算

注意當(dāng)為單相短路時(shí)恒等于3

⑥

計(jì)算A相正序電流

⑦

計(jì)算故障相電流

非故障相電流對地電流

⑧

故障相對地電壓

⑨

非故障相對地電壓

計(jì)算兩相短路步驟：

①

選取基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓，分別計(jì)算各元件正序、負(fù)序、零序阻抗的標(biāo)幺值。

②

訂制各序網(wǎng)絡(luò)

③

計(jì)算基準(zhǔn)電流實(shí)際有名值，其中115KV為電壓基準(zhǔn)值。

④

計(jì)算單相短路時(shí)的附加電抗

⑤

計(jì)算

⑥

計(jì)算A相正序電流

⑦

計(jì)算故障相電流

=

非故障相電流

⑧

非故障相對地電壓

⑨

故障相對地電壓

2.電力系統(tǒng)如下圖所示，已知各元件參數(shù)如下。發(fā)電機(jī)G：250MW，變壓器T-1：300MVA，，變壓器T-2：300MVA，，線路L：，，。運(yùn)行初始狀態(tài)：，發(fā)電機(jī)無勵(lì)磁調(diào)節(jié)，試求功角特性、功率極限和靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)。

解：（1）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及運(yùn)算參數(shù)計(jì)算。取（最好?。?為使變壓器不出現(xiàn)非標(biāo)變比，各段基準(zhǔn)電壓選取為

各元件歸算后的標(biāo)幺值如下：

運(yùn)行參數(shù)計(jì)算

=

=（可不計(jì)算該算式）

（2）當(dāng)保持發(fā)電機(jī)無勵(lì)磁調(diào)節(jié)，時(shí)

功率特性

極限功率

（當(dāng)時(shí)有極限功率）

（3）當(dāng)保持發(fā)電機(jī)無勵(lì)磁調(diào)節(jié)時(shí)

靜態(tài)穩(wěn)定極限功率等于

正常運(yùn)行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)功率

靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)備系數(shù)

3.電力系統(tǒng)如下圖所示，已知各元件參數(shù)的標(biāo)幺值。發(fā)電機(jī)G：，，變壓器T-1：；變壓器T-2：。線路L：雙回。運(yùn)行初始狀態(tài)：。在輸電線路首端k點(diǎn)發(fā)生三相短路接地，試計(jì)算為了保證暫態(tài)穩(wěn)定而要求的極限切除角。

解：由初始條件畫出各種運(yùn)行工況下等值電路

（圖a）

（圖b）

（圖c）

（1）計(jì)算功角特性

1）正常運(yùn)行時(shí)。此時(shí)系統(tǒng)的等值電路如圖（a）所示。

=0.4264弧度

2）短路故障時(shí)。輸電線路始端短路時(shí)的負(fù)序和零序等值網(wǎng)絡(luò)的等值電抗分別為（三相對稱短路時(shí)無負(fù)序和零序電抗）

（兩相短路接地時(shí)）

（兩相短路接地時(shí)）

附加電抗為：三相短路時(shí)

（注：兩相短路接地時(shí)

單相接地短路時(shí)，兩相短路時(shí)）

按正序等效定則，短路時(shí)的正序增廣網(wǎng)絡(luò)如圖（b）所示，于是

（兩相短路接地時(shí)）

（三相短路接地）

此時(shí)的功角特性為

故

3）故障切除后。此時(shí)系統(tǒng)的等值電路如圖（c）所示

功角特性為

故

（2）計(jì)算極限切除角。

先求臨界角

=2.4542弧度

按式（9-122課本273頁）有

4.系統(tǒng)接線如題圖所示，已知各元件參數(shù)如下，試求f點(diǎn)三相短路時(shí)的起始次暫態(tài)電流、沖擊電流、短路電流最大有效值和短路功率的有名值。

其中，發(fā)電機(jī)G：；變壓器T：；

線路L：。

解：取，①

起始次暫態(tài)電流

②

沖擊電流

③

短路電流最大有效值

④

短路功率有名值