电力暂态经典例题x

(P62习题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断路后短路电流交流分量初始值

发 电机:SN 200MW, UN 13.8kV,cos N 0.9,xd 0.92, x'd 0.32, x" d 0.20

变 压器:SN 240MW,220k V /13.8kV ,Us(%) 13

(P26例2-1、P62习题2-3-1 )一台额定功率为 300MW勺汽轮发电机,额定电压为 18kV,额定功率因数。有关

电抗标幺值为 Xd=Xq=,X d'=,x d"=x q"=。

(1 )试计算发电机在端电压为额定电压的空载情况下,端口突然三相短路后短路电流交流分量初始幅值 I" m及

r mo

(2 )若发电机在短路前处于额定运行状态,试求:

分别用E"、E'和E'q计算短路电流交流分量

I"、r 和 r do

计算稳态短路电流

1 X。

解:(1)已 知Eq0 Un

1, I"和I'的标

幺值为"1

--^― 5.99, I'丄

1

3.72

Xd

"0.167

Xd'

0.269

电流基准值即发电机■的定电流B

300

-11.32( kA)

.3 18 0.85

因此|" m和|' m的有名值为,m .. 2

5.99 11.32

95.9(kA ),l'm

.2 3.72

11 .32

59.5(kA )

(P28例2-2 )已知一台同步发电机运行在额定电压和额定电流的情况下, cos 0.85。若发电机为隐极机,Xd=,;

若发电机为凸极机,Xd=, Xq =。试分别计算它们的空载电动势 Eq以及电流的直轴和交轴分量 Id、lq。

解:(以下计算忽略充电阻)

令发电机端电压为00,则发电机电流为()1 ( 320) o

对于隐极机,

有:q

U

jx d I

1 j ( 320 ) 1.53 j0.85 1.75 (29°)

I d

1

sin(29 0

320) 0.87, I q 1 cos(29 0 320) 0.48

对于凸极机,

隹Q

U

jXq 1

1 j 0.65 ( 320) 1.45 (22.30), 22.3

I d

1

sin(22.3

0 320) 0.81, I q 1 cos(22.3 0 32°) 0.58

Eq

1.45 0.81

(1 -0.65) 1.73, Eq 1.73 (22.30 )

(P68例3-2、P85习题3-1-1 )图示一环形(或称网形)网络,已知各元件参数为:

发电机:G1-G3 100MW ,10.5kV, cos N 0.86, x" d 0.183

变压器:T1 -T3 120MVA ,115/10.5kV , U S (% ) 10.5

线路:三条线路完全相,长50km ,电抗0.44 / km

(1) 试计算母线三相短路后瞬时的f , G 1、G3送岀的I" G 1、I" g 2和1 - 3、2 - 3线路上的电流以及母1线2的电压

(2) 计算母线短路时的;及iG123。

3

3、

用叠加原理 ⑴计算的四个 主要步骤4、

用叠加原理 ⑴计算的四个 主要步骤

4、

作出系统在短路前I的值电路图

分析计算短路前的运状况以确定电压和彳各求量的正常分量值 计算短路后各待求量故障分量 -:

将2、3的计算结果叠加,得翔待求量的值I

(P85习题3-1-3 )图示一火电厂接线图,已知有关参数如下: 发电机变压器组: 发电机S 变压器S 降压变压器

500kV线路

500kV系统

N=600MW,U=20kV,cos =,x d"=;

N=720MVA,550/20kV,U s=14%;

S N=120MVA,525/37kV,Us=12%。

250km,x= km

x s~ 0.

?OOkA

JOOkV 垄 U

试计算fl点和f2点分别发生短路时系统和两台发电机 送出的I" ( fl点短路时不计厂用电动机反馈电流)

¥■用电

(P71

(P71 例 3-3、P118 习题 4-7-1 )图3-9 (a)所示为一火力发电厂主接线,已知相关参数如下。

发电机变压器组:

汽轮发电机Sn 300MW, 变压器 Sn 370MVA,242 自耦式联络变压器Sn :

330kV 线路 10km, x

(1)试计算1点短路时的f",l”G1,2,3。

,Un 20kV, cos n 0.85,Xd" 0.168

/20kV, Us 14%

240MVA,363 /242/38.5k V, US1-2 10% , US1-3 62% , US2-3 48%

0.321 /km,送至330kV线路始端母线短路的蹿电流先0kA。

(2 )若有两台升压变压器和一台自耦变压器高压侧星形中性点接地;

330kV系统中有中性点接地。计及 330kV两回线路的互感,试绘出

点接地短路时以下两种情况的零序网络。

中性点接地的自耦变压器与

中性点接地的自耦变压器与

解:

fl点在同一回线路上; fl点不在同一回线路上。

fl

负荷

出須

330kV

系统十

厂用

6

r jfi

2

2

对称分量:

(P118习题4

对地电压U

解:

正序b⑴

I c⑴

la(1)负序 Ib(2)

I c(2)

I()零序 I a(0) I b (o) I c(°)

2 I a (2)

1 (120°)

2 1 (240°)

ej120°

严0

. 3

j-

2

丄3

2

2 1)

ng (提示

(P118习题P4-6-1 )图示的系统中一回线路停运,另一回线路发生接地故障,试作出其零序网络图。

xf=1

xf=1、Uf0 1 ,由f点看入系统的

(P146习题5-1-2 )图示出系统中节点 f处不对称的情形。若已知 X⑴ X(2) 1,系统内无中性点接地。试计算 | fa、b、c

解:

(P147习题5-2-1 )已知如图所示变压器星形侧 B、C相短路时的

三相电流向量:(1)用对称分量法(2)用相量分析法

解:

(习题集P82习题8-13 )简单系统如图所示,f点发生三相短路。求(1)短路出次暂态电流和短路容量; (2)

发电机起始次暂态电流; (3)变压器 T2高压侧母线的起始残压(即短路瞬间的电压) 。图中负荷 L: 24MW

cos 0.9,它可看成由两种负荷并联组成: 电阻性负荷(照明等),6MW COS 1; 电动机负荷,等值电

抗x"=,短路前负荷母线的电压为。

G T1

GW)

30MVA

10.5kV x" d 0.22

解:

31.5MVA

10.5/121kV

Uk(%) 10.5

31.5MVA

110/10.5kV

Uk (%) 10.5

110kV

100km

x1 0.4 /km (每回)

(习题集P96习题9-21)计算图示网络中 解:

(

2)

._ 2 2

(P175习题6-2-1 )已知一水轮发电机额定功率为 300MV,额定功率因数为;飞轮转矩 GD为70000t ?m,转速

为125r/min 。

 (1)计算Tj;( 2)若全系统计算时的基准功率 Sb=200MVA说明Tj应如何归算。

(P1564M6-2. P1巧习il6-2-2)囲示驚单系中春元祥菲数如下土

盘电机畫:Sif=300MtttUir1SkVr cow收=0.85, =iq = 2^6.71^ =0.32; Sm-36WA, 1 fl/242kY,吐ffl) =14;

夏压器 T2: Sm=360WWA, 220/121 kV, (k00=14; T1 L

输电线确U; 1^22侏¥丄刃000 巧.(MlCJkiik _^7pj_

邃甘情况:无ffll大* 的功卑看PQSDfclt

Ct>sTo =0.98:无吐大Jfe^SL^MU=115kV?

咸讦算当我电席别保持為、E?「E「就及比旁君做时酣对李特性.

若麦电机是一台凸扱机.其 ^3001*^18kV, =0.875, 2^ ^=0.912, x'^. 458

试计算麦飪机分别保持Eq叶王二制以產叫卩户常敷甘*宗电祝丛购军轻出

1.0 (

1.0 (0°)

(P181例7-1、P202习题7-2-1 )图示一简单电力系统,图中标明了发电机(隐极机)的同步电抗、变压器和 线路电抗以及惯性时间常数 TJ (均以发电机额定功率为基准值) 。无限大系统母线电压为 1 /( 0°)。如果在发

电机端电压为时发电机向系统输送功率为, (1)试计算此运行方式下系统的静态稳定储备系数(设 Eq为常数)

以及振荡频率。(2)分别计算下列两种情况的系统静态稳定储备系数:

(U , Ug,若一回线路停运检修,运行参数 (u , UG,

(U , Ug,

发电机改为凸极机(Xd=1, xq=),其他情况不变。

解:

(P209例8-1、P229习题8-2-2、P214例8-3 )图示系统,若输电线路一会线路的始端发生两相

短路接地, 一回线路,

解:

(1)试计算能保持系统暂态稳定的极限切除角度; (2)若扰动是突然断开

试判断系统能否保持暂态稳定; (3)用改进欧拉法计算极限切除时间。

0.32

x'd

Tj 6s

P0 220 MW

cos 0 0.98

U

115kV

360 MVA

220 / 121 kV

Us (%) 14

(习题集P91习题9-3 )试绘制图中系统零序网络: