电力系统暂态分析要点总结

第一章

1.短路的概念和类型

概念：指一切不正常的相与相与地（对于中性点接地的系统）之间发生通路或同一绕组之间的匝间非

正常连通的情况。类型：三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路。

2.电力系统发生短路故障会对系统本身造成什么危害？

1）短路故障是短路点附近的支路中出现比正常值大许多倍的电流，由于短路电流的电动力效应，导体间将产生巨大的机械应力，可能破坏导体和它们的支架。

2）比设备额定电流大许多倍的短路电流通过设备，会使设备发热增加，可能烧毁设备。

3）短路电流在短路点可能产生电弧，引发火灾。

4）短路时系统电压大幅度下降，对用户造成很大影响。严重时会导致系统电压崩溃，造成电网大面积停电。

5）短路故障可能造成并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，造成大面积停电。这是短路故障的最严重后果。

6）发生不对称短路时，不平衡电流可能产生较大的磁通在邻近的电路内感应出很大的电动势，干扰附近的通信线路和信号系统，危及设备和人身安全。

7）不对称短路产生的负序电流和电压会对发电机造成损坏，破坏发电机的安全，缩短发电机的使用寿命。3．同步发电机三相短路时为什么进行派克变换？

目的是将同步发电机的变系数微分方程式转化为常系数微分方程式，从而为研究同步发电机的运行问

题提供了一种简捷、准确的方法。

4.同步发电机磁链方程的电感系数矩阵中为什么会有变数、常数或零？

变数：因为定子绕组的自感系数、互感系数以及定子绕组和转子绕组间的互感系数与定子绕组和转子绕

组的相对位置θ角有关，变化周期前两者为π，后者为2π。根本原因是在静止的定子空间有旋转的转子。

常数：转子绕组随转子旋转，对于其电流产生的磁通，其此路的磁阻总不便，因此转子各绕组自感系数

为常数，同理转子各绕组间的互感系数也为常数，两个直轴绕组互感系数也为常数。

零：因为无论转子的位置如何，转子的直轴绕组和交轴绕组永远互相垂直，因此它们之间的互感系数

为零。

5.同步发电机三相短路后，短路电流包含哪些分量？各按什么时间常数衰减？

1）定子短路电流包含二倍频分量、直流分量和交流分量；励磁绕组的包含交流分量和直流分量；D轴

阻尼绕组的包含交流分量和直流分量；Q轴阻尼包含交流分量。

2）定子绕组基频交流分量、励磁绕组直流分量和阻尼绕组直流分量在次暂态时按Td’’和Tq’’衰减，在暂

态情况下按Td’衰减；定子绕组的直流分量、二倍频分量和励磁绕组交流分量按Ta衰减。

6.用物理过程分析同步发电机三相短路后各绕组短路电流包含哪些分量？

短路前，定子电流为iwo，转子电流为ifo；三相短路时，定子由于外接阻抗减小，引起一个强制交流

分量△iw，定子绕组电流增大，相应电枢反应磁链增大。励磁绕组为保持磁链守恒，将增加一个直流分

量△ifɑ，其切割定子使定子产生交流分量△iw’。

定子绕组中iwo，iw，iw’不能守恒，所以必产生一个脉动直流，可将其分解为恒定直流分量和二倍频

交流分量。由于励磁绕组切割定子绕组磁场，因此励磁绕组与定子中脉动直流感应出一个交变电流△ifw。

又因为D轴阻尼与励磁回路平行，所以同样含有交流分量和直流分量。

由于假设定子回路电阻为零，定子基频交流只有直轴方向电枢反应因此Q轴绕组中只有基频交流分量

而没有直流分量。

第四章

1.额定转速同为3000转/分的汽轮发电机和水轮发电机，哪一个启动比较快？

水轮发电机启动较快。

2.水轮机的转动惯量比汽轮机大好几倍，为什么惯性时间常数Tj比汽轮机小？

水轮机极对数多于汽轮机的极对数，由n=60f/p得水轮机的额定转速小于汽轮机的转速，又因为惯性时

间常数为Tj=2.74GD2n2/（1000S B），所以T正比于n2，所以水轮机的Tj比汽轮机小。

3.什么是电力系统稳定性？什么是电力系统静态稳定、暂态稳定？区别？

（1）电力系统稳定性：指当电力系统在某一运行状态下突然受到某种干扰后，能否经过一定时间后又