电力系统暂态分析考点总结
电力系统暂态分析(第四版)考试重点总结
第一章 电力系统故障分析的基础知识1.（短路）故障 电力系统中相与相之间或相与地之间的非正常连接类型 横向故障：短路故障；纵向故障:断线故障危害 （1)短路时，由于回路阻抗减小及突然短路时的暂态过程，使短路电流急剧增加（短路点距发电机电气距离愈近，短路电流越大)（2)短路初期，电流瞬时值最大,将引起导体及绝缘的严重发热甚至损坏;同时电气设备的导体间将受到很大的电动力，可能引起导体或线圈变形以致损坏（3)引起电网电压降低，靠近短路点处电压下降最多,影响用户用电设备的正常工作(4)改变电网结构，引起系统中功率分布的变化，从而导致发电机输入输出功率的不平衡，可能引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，造成系统解列，引起大面积停电(短路造成的最严重后果）(5）短路不平衡电流产生不平衡磁通，造成对通信系统的干扰2。
标幺值的计算 P63。
无穷大功率电源 电源的电压和频率保持恒定，内阻抗为零三相短路电流分量（1）稳态对称交流分量（2)衰减直流分量(衰减时间常数T a =L/R ，空载条件下短路角满足/α - ϕ /=90 ︒ 时,直流分量起始值最大）短路冲击电流 i M = K M I m ，K M ：冲击系数 K M =1～2短路电流最大有效值 ()2M m M 1-K 212I +=I ； K M =1.8时,⎪⎭⎫ ⎝⎛=252.1mI I M ；K M =1.9时，⎪⎭⎫ ⎝⎛=262.1m I I M 第二章 同步发电机突然三相短路分析1。
三相短路电流分量定子侧：直流分量，（近似）两倍基频交流分量，基频交流分量（两个衰减时间常数，暂态T d ''、次暂态T d '）转子侧：直流分量,基频交流分量（暂态过程中，定子绕组中基频交流分量和转子中直流分量衰减时间常数相同,定子侧直流分量和转子中基频交流分量衰减时间常数相同）2。
分析中引入的物理量及其物理意义 P27-P343.基频交流分量初始值的推导 (1）空载P34(2）负载P414.Park 变换 交流量→对称直流分量将静止的abc 三相绕组中的物理量变换为旋转的dq0等值绕组中的物理量5.空载短路电流表达式 P68 式（2—131）()()000000'002t cos 1'12cos 1'12t cos 'θθθ+⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎪⎭⎫ ⎝⎛-=---a a d T t q d q T t q d q d q T t d q dq a e x x E e x x E x E e x E x E i 6.自动调节励磁装置对短路电流的影响自动调节励磁装置的动作将会使短路电流的基频交流分量增大，但由于励磁电流的增加是一个逐步的过程,因而短路电流基频交流分量的初始值不会受到影响第三章 电力系统三相短路电流的实用计算1.简单系统短路电流交流分量初始值计算P822。
电力系统暂态分析期末总结
电力系统暂态分析期末总结一、电力系统暂态分析的基本理论电力系统暂态分析是通过对电力系统中的各种暂态过程进行建模和仿真，研究系统的暂态稳定性和安全性。
其基本理论包括以下几个方面：1. 基于瞬时功率理论的暂态分析模型：电力系统暂态过程的描述和分析主要基于瞬时功率理论。
瞬时功率理论是基于电路方程和能量守恒原理，通过对电网节点之间的功率流动进行分析，求解节点电压和电流的变化。
常用的模型包括节点电压方程、发电机和负荷模型等。
2. 暂态过程建模：电力系统的暂态过程可以分为起动过程、短路过程和故障过程等。
在建模过程中，需要对各种设备和元件进行合理的建模，包括发电机、变压器、传输线路、负荷和开关等。
建模的准确性和合理性对于分析系统的暂态稳定性和安全性非常重要。
3. 暂态稳定性分析方法：暂态稳定性分析主要研究系统在暂态过程中的稳定性问题，包括暂态稳定限界、失稳边界和稳定域等。
常用的方法包括鲁棒稳定性分析、直接暂态稳定性分析和维持性暂态稳定性分析等。
4. 暂态过程仿真和分析工具：暂态过程仿真是研究电力系统暂态稳定性的重要手段之一。
常用的暂态分析工具包括EMTP/ATP、PSCAD、PSSE等。
这些工具可以对系统的各种暂态过程进行仿真和分析，并提供相应的结果和参数。
二、电力系统暂态分析的实际应用电力系统暂态分析在电力系统规划、设计和运营中有广泛的应用，可以帮助解决以下几个方面的问题：1. 电力系统规划和设计：电力系统规划和设计需要考虑到系统的暂态稳定性和安全性要求。
暂态分析可以评估系统在各种暂态过程中的稳定性，并据此进行线路选址、设备容量配置和接线方式设计等。
2. 变电站设备选择和配置：变电站是电力系统中的重要组成部分，其暂态稳定性和安全性对整个系统的运行有重要影响。
暂态分析可以评估变电站的设备选型和配置方案，保证变电站在各种暂态过程中的稳定性。
3. 发电机和负荷调度：发电机和负荷的调度对于电力系统的稳态和暂态稳定性非常重要。
电力系统暂态分析考点总结
一、绪论1.电力系统的运行状态由运行参量来描述，运行参量包括：功率，电压，电流，频率以及电动势向量间的角位移等。
2.电力系统的运行状态有两种：稳态和暂态。
3.暂态过程分为机电过程和电磁过程。
其中机电过程是由于机械转矩和电磁转矩（或功率）之间的不平衡引起的。
4.电磁暂态过程主要分析短路故障后电网电流，电压的变化；机电过程（稳定问题）主要分析发电机组转子的运动规律。
第一章电力系统故障分析的基本知识1.短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。
2.三相系统中短路的基本类型：三相短路接地；两相短路接地；两相短路；单相短路接地。
3.三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三相回路不对称，故称为不对称短路。
4.产生短路的主要原因：电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
5.短路对电力系统的危害（电源——线路——负荷）一、短路电流的热效应会引起导体和绝缘的损坏；有短路电流流过时导体会受到很大的冲击力的作用；短路点的电弧可能会烧坏电气设备。
二、短路会引起电网的电压降低，使异步电机（最主要的电力负荷）的电磁转矩降低，电机转速减慢甚至停转，从而造成产品的报废和设备的损坏。
三、系统中发生短路相当于改变了电网结构，会引起系统中功率分布的变化，使发电机的输入输出功率不平衡，引起发电机失去同步，破坏系统的稳定性。
四、对通信系统产生干扰。
6.如何降低短路电流发生的概率一、线路始端添加电抗器二、添加继电保护装置三、添加自动重合闸装置7.短路计算的目的一、电气设备的合理选择二、继电保护装置的计算与整定三、电力系统接线方式的合理选择8.电抗器在电力系统中用来限制短路电流，而不是变换能量。
9.平均额定电压（kV）10.无限大功率电源：电源电压幅值和功率均为恒定的电源。
一、电源功率无限大：外电路发生短路引起的功率改变对于电源来说可以忽略不计。
二、无限大功率电源可以看作是无数个有限大功率电源并联而成，内阻抗为零，电源电压保持恒定。
电力系统暂态分析总复习
•
•
Uf Uf 0Zff If
•
•
Uf zf I f 0
•
If
•
Uf0
Z ff z f
第四章 电力系统运行稳定性的基本 概念和各元件的机电特性
第一节 电力系统运行稳定性的基本概念
第二节 同步发电机组的机电特性 第三节 发电机励磁系统与原动机系统
数学模型
第一节 电力系统运行稳定性 的基本概念
3
12
12
12
派克变换实现了不同坐标系电流 的等价变换
派克变 换矩阵
idq0 Piabc
iaR uq R
0
id iq
pd pq
11ssqd
u0
R
i0
p0
0
uf
Rf
if
pf
0
0 0
0
RD
RQ
（一）列出系统状态变量偏移量的线性状态方程
dδ dt
ω 1ω0
dω dt
1 TJ
PT
E qU xd
sinδ
0
1
dδ( δ) dt
dδ dt
ωω 0
d( 1ω) dt
dd tωT1J PT
EqUsi xd
nδ(0 δ)
PeE xq dU sin δ0 (δ)E xq dU siδn0ddP δe0δ21!dd2δP 2e0δ2 E xq dU siδn0ddP δe0δP0PePTPe
第二节 同步发电机组的机电特性
重点：
发电机转子运动方程 掌握发电机组的惯性时间常数及物理意义。 推导隐极机以Eq、E’q、E’、UG表示的有功功率表达式 功率极限、暂态磁阻功率的概念 隐极机、凸极机功率极限的区别
电力系统分析-暂态复习要点
第七章 同步发电机基本方程1、为什么从a 、b 、c 变到d 、q 、0坐标系？（定转子相对运动，磁链变化，导致电感随时间变化，从而磁链方程系统随时间变化，不易求解，希望将变系数变换成常系数）——派克变换——解决系数随时间变化的问题2、解决系数矩阵不对称问题？（标幺制，选取合适的基准值）3、同步发电机稳态运行电压方程及向量图①隐极机（x d = x q ）；②凸极机（x d ≠ x q ）第八章 三相短路暂态过程1、大扰动引起暂态过程（大扰动有哪些？短路&断线；横向故障&纵向故障）2、短路类型(f (1)、f (2)、f (1,1)、f (3))，短路几个基本概念（对称、不对称、金属、非金属、发生概率大小、危害程度），短路危害。
3、无穷大系统三相短路计算（对有源网络列电压方程，解非齐次微分方程，获得通解和特解，即为短路全电流），短路冲击电流、短路全电流有效值、短路功率的计算和计算目的4、发电机突然三相短路的电流分量与衰减规律U()d q q q q d d q d d q q Q d q d Q q U jI x U E jI x E U jI x jI x E j x x I E U jIx ⎧=-⎪⎨=-⎪⎩⇒=++=+-=+①电流分量：定子：基频分量，直流分量，倍频分量；转子：直流分量，基频分量；②衰减规律：定子电流基频分量 ≌ 转子直流分量；时间常数取决于转子绕组；定子非周期分量及倍频分量 ≌ 转子基频分量，时间常数取决于定子绕组5、发电机暂态与次暂态等值电路①暂态等值电路——不计阻尼绕组②次暂态等值电路——计及阻尼（D ，Q 轴）绕组6、发电机各类电抗的大小比较和电动势大小比较()()q q d d d q q q d d q q d q d q q d q U E jx I U jx I E U jx I jx I U jx I j x x I E j x x I ''⎧=-⎪⎨=-⎪⎩''→=++''=++-''=+-()()q q d d d d q q q d d d q q d d q q dq d q E u x i E u x i U E E jx I jx I E jx I jx I E jx I j x x I ''''=+⎧⎪⎨''''=-⎪⎩''''''''=+--''''''=--''''''''=---2=+//=+////ad d q d ad f d d ad f D f q Q qq x x x x x x x x x x x x x x E E E E σσσσσ'''>>->='''>>>第九章三相短路电流计算1、起始次暂态电流（交流分量初始有效值）、冲击电流计算①将系统中所有设备用次暂态参数表示，并将其在统一基准容量下标幺化；②网络化简，得到短路点电流标幺值（可根据短路点基准电压、基准容量得到有名值）③各发电机的起始次暂态电流：=发电机电势/发电机与短路点直接相连的电抗④计算短路点冲击电流：各发电机给短路点贡献电流有名值*=电流幅值*冲击系数=冲击系数2、要计算短路电流任意时刻的有效值？采样计算曲线方法（弄清楚什么是转移电抗、什么是计算电抗）转移电抗：发电机与短路点的连接电抗，归算到系统基准容量下的；计算电抗：将转移电抗归算到对应发电机额定容量下的（查表）。
考研知识点 电力系统暂态分析
• 当f点发生三相短路时，这个电路即被分成两个 独立的电路，其中左边的一个仍与电源相连接， 而右边的一个则变为没有电源的短接电路。
• 在短接电路中，电流将从它发生短路瞬间的初始 值衰减到零，在这一衰减过程中，该电路磁场中 所储藏的能量将全部转化为电阻中所消耗的热能。
• 在与电源相连的左侧电路中，每相的阻抗已变为 R+jwL，其电流将要由短路前的数值逐渐变化到 由阻抗R+jwL所决定的新稳态值，短路电流计算 主要是对这一电路进行的。
•
arctg L为稳态短路电流和电源电压
间的相角
R
•
短路电流的自由分量电流为：
t
L
iaa ce
R
• 又称为直流分量或非周期分量，它是不断减小的 直流电流。
t
• 则短路的全电流i为a ia iap Im sin(t ) ce
• 则短路的全电流为
t
ia ia iap Im sin(t ) ce
• 二、电力系统三相短路电流的周期分量与非周期 分量
• 上图所示的三相短路，短路发生前，电路处于稳 态，其a 相的电流表达式为
ia Im 0 sin(t 0 )
I
Um
• 式中 m 0
(R R)2 2 (L L)2 为正常回路电
流的幅值
•
0
arctg (L L)
(R R)
正常回路阻抗角
电压，将其他电压级下的电抗有名值归算到基本电压级 下：
• 假设选定第一段作为基本段，其它各段的参数均向这一 段归算，然后选择功率基准值和电压基准值分别为SB ， UB1。各元件的电抗标么值计算如下
• （1）发电机。发电机就在基本段，其电抗有名 值不需归算，故有
电力系统暂态分析知识讲解
电⼒系统暂态分析知识讲解电⼒系统暂态⼀、判断题1、分析电⼒系统并列运⾏稳定性时，不必考虑负序电流分量的影响。
（√）2、短路电流在最恶劣短路情况下的最⼤瞬时值称为短路冲击电流。
（√）3、不对称短路时，短路点负序电压最⾼，发电机机端正序电压最⾼。
（√）4、由于电⼒系统中三序分量是相互独⽴的，所以可以分别计算，然后再将各序分量迭加得到各相的电流和电压。
“√”5、快速切除故障有利于改善简单电⼒系统的暂态稳定性。
“√”6、中性点不接地系统中发⽣两相短路接地时流过故障相的电流与同⼀地点发⽣两相短路时流过故障相的电流⼤⼩相等。
“√”7、电⼒系统横向故障指各种类型的短路故障“√”8、运算曲线的编制过程中已近似考虑了负荷对短路电流的影响，所以在应⽤运算曲线法计算短路电流时，可以不再考虑负荷的影响。
“√”9、从严格的意义上讲，电⼒系统总是处于暂态过程之中。
（√）10、不管同步发电机的类型如何，定⼦绕组与转⼦绕组之间互感系数都是变化的。
（√）11、对称分量法只能⽤于线性电⼒系统不对称故障的分析计算。
（√）12、派克变换前后，发电机⽓隙中的磁场保持不变。
（√）13、同步发电机转⼦的惯性时间常数J T反映了转⼦惯性的⼤⼩。
（√）14、短路计算时的计算电抗是以发电机的额定容量为基准的电抗标⼳值。
（√）15、切除部分负荷是在电⼒系统静态稳定性有被破坏的危机情况下，采取的临时措施⼆、选择题1、近似计算法中，变压器的变⽐应采⽤（C ）。
A、实际变⽐；B、额定变⽐；C、平均额定变⽐。
2、电⼒系统⼀相断线时的复合序⽹在形式上与（B ）的复合序⽹相同。
A、单相接地短路；B、两相短路接地；C、两相短路。
3、电⼒系统的复杂故障是指（C ）。
A、横向故障；B、纵向故障；C、电⼒系统中不同地点同时发⽣不对称故障。
4、如三相短路瞬间A相⾮周期电流起始值为最⼤值，则B、C两相⾮周期分量电流起始值（A ）。
A、⼤⼩相等，均等于A相⾮周期分量的⼀半；B、⼤⼩相等，均等于零；C、⼤⼩不相等。
暂态分析知识点总结
暂态分析知识点总结一、暂态分析概述暂态分析是电路分析中的一种重要方法，用于分析电路在瞬态过程中的运行情况。
在电路中，当电源或负载发生瞬时变化时，电路中各个元件的电压和电流也会发生瞬时变化，这种瞬时变化的过程称为暂态过程。
暂态分析可以有效地帮助工程师分析电路在瞬时过程中的稳定性和性能。
二、暂态分析的基本方法1. 微分方程方法微分方程方法是一种基本的暂态分析方法，它利用电路中各个元件的电压和电流之间的关系，建立描述电路暂态过程的微分方程。
然后通过求解微分方程，得到电路在瞬时过程中的运行情况。
2. 状态方程方法状态方程方法是一种较为高级的暂态分析方法，它结合了电路中各个元件的动态特性，通过建立电路的状态方程，对电路进行深入的暂态分析。
状态方程方法可以较为精确地描述电路的暂态过程，适用于复杂的电路系统。
3. 时域分析方法时域分析方法是一种通用的暂态分析方法，它以时间为自变量，通过不同的计算方法对电路的暂态过程进行分析。
时域分析方法可以对电路进行直观的描绘，是工程师常用的暂态分析工具。
三、暂态分析的应用领域1. 电力系统中的暂态分析在电力系统中，暂态分析是一项非常重要的工作。
电力系统中存在着大量的负载变化，例如开关操作、电源故障等，这些都会引起电力系统的暂态过程。
通过对电力系统进行暂态分析，可以有效地评估系统的稳定性和安全性。
2. 电子电路中的暂态分析在电子电路中，暂态过程也是一个重要的问题。
例如，数字电路中的时序问题、模拟电路中的信号变化等都需要进行暂态分析。
通过对电子电路进行暂态分析，可以更好地理解电子元件的运行特性，为电路设计和优化提供参考。
3. 控制系统中的暂态分析在控制系统中，暂态分析是评估系统动态响应特性的重要方法。
对于控制系统中的各个元件，如传感器、执行器等，通过进行暂态分析，可以更好地评估系统在干扰或控制命令变化时的响应情况。
四、暂态分析的注意事项1. 选择合适的分析方法在进行暂态分析时，需要根据电路的特性和分析的要求选择合适的分析方法。
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一、绪论
1.电力系统的运行状态由运行参量来描述，运行参量包括：功率，电压，电流，
频率以及电动势向量间的角位移等。
2.电力系统的运行状态有两种：稳态和暂态。
3.暂态过程分为机电过程和电磁过程。
其中机电过程是由于机械转矩和电磁转
矩（或功率）之间的不平衡引起的。
4.电磁暂态过程主要分析短路故障后电网电流，电压的变化；机电过程（稳定
问题）主要分析发电机组转子的运动规律。
第一章电力系统故障分析的基本知识
1.短路，是指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接。
2.三相系统中短路的基本类型：三相短路接地；两相短路接地；两相短路；单
相短路接地。
3.三相短路时三相回路依旧是对称的，故称为对称短路；其他几种短路均使三
相回路不对称，故称为不对称短路。
4.产生短路的主要原因：电气设备载流部分的相间绝缘或相对地绝缘被损坏。
5.短路对电力系统的危害（电源——线路——负荷）
一、短路电流的热效应会引起导体和绝缘的损坏；有短路电流流过时导体
会受到很大的冲击力的作用；短路点的电弧可能会烧坏电气设备。
二、短路会引起电网的电压降低，使异步电机（最主要的电力负荷）的电磁
转矩降低，电机转速减慢甚至停转，从而造成产品的报废和设备的损坏。
三、系统中发生短路相当于改变了电网结构，会引起系统中功率分布的变化，
使发电机的输入输出功率不平衡，引起发电机失去同步，破坏系统的稳
定性。
四、对通信系统产生干扰。
6.如何降低短路电流发生的概率
一、线路始端添加电抗器
二、添加继电保护装置
三、添加自动重合闸装置
7.短路计算的目的
一、电气设备的合理选择
二、继电保护装置的计算与整定
三、电力系统接线方式的合理选择
8.电抗器在电力系统中用来限制短路电流，而不是变换能量。
9.平均额定电压（kV）
10.无限大功率电源：电源电压幅值和功率均为恒定的电源。
一、电源功率无限大：外电路发生短路引起的功率改变对于电源来说可以
忽略不计。
二、无限大功率电源可以看作是无数个有限大功率电源并联而成，内阻抗
为零，电源电压保持恒定。
11.若供电电源内阻抗小于短路回路总阻抗的10％时，则可以认为供电电源为无
限大功率电源
12.无限大功率电源三相短路电流的表达式；
13.短路电流的直流分量；
14.短路电流的交流分量。
15.三相稳态短路电流为三个幅值相等，相角相差120°的交流电流，其幅值大
小取决于电源电压幅值和短路回路的总阻抗。
16.直流分量出现的原因是电感中电流在短路前后的瞬间不能突变。
直流分量值
越大，短路电流瞬时值越大。
17.在电源电压幅值和短路回路阻抗恒定的情况下，直流分量的起始值与电源电
压的初相角α，短路前回路中的电流值有关
18.当短路发生在电感电路中，短路前为空载时（I m|0|=0），直流分量电流最大，
若初始相角α满足|α−φ|=90°则一相短路电流的直流分量起始值的绝对值达到最大值，即等于稳态短路电流的幅值。
19.短路冲击电流：短路电流的最大瞬时值。
发生在短路发生后约半个周期后。
20.短路电流的有效值。
Kp14
21.短路冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的动稳定性能，短路电流的
有效值用于检验短路器的开断能力。
第二章
1、同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的短路电流交流分量的幅值随时间衰减的现象是与恒定电压源短路电流的最基本差别。
2、同步发电机空载三相短路的磁链方程
ψiω：−ψa0，−ψb0，−ψc0
ψiα：ψa|0|，ψb|0|，ψc|0|
ψiω为抵制主磁链而产生的三相对称磁链；ψiα维持短路前瞬间磁链，其三相值总是不相等的，且与短路发生的时刻有关，三相值之和为零
3、同步发电机空载三相短路后，D绕组中和励磁绕组一样为保持磁链守恒会感生直流电流和基频交流电流，而Q绕组中则只有基频交流，而没有直流电流，这是因为假设定子回路电阻为零，定子基频交流合成的只有直轴方向的电枢反应。
4、短路瞬间，转子阻尼绕组D和励磁绕组f均感生抵制定子直轴电枢反应磁通穿入的自由直流电流i Dα和i fα，迫使电枢反应磁通Φad“走D和f的漏磁路径，磁导小，对应的定子回路等值电抗x d"小，电流I”大，此状态称为次暂态状态。
由于D和f均有电阻，i Dα和i fα均要衰减，而其中i Dα很快衰减到很小，直轴电枢反应磁通可以穿入D，而仅受f的抵制仍走f的漏磁路径，此时磁导有所增加，即定子等值电抗x d‘比x d"大，定子电流I’比I”小，即所谓暂态状态。
此后，随着i fα逐渐衰减至零，电枢反应磁通最终全部穿入直轴，此时磁导最大，对应的定子电抗为x d，定子电流为I∞，即为短路稳态状态。
5、同步发电机空载基频交流分量的近似表达式
全电流的近似表达式
6、派克变换
7、派克变换的逆变换
8、同步发电机定子磁链方程
9、转子磁链方程。