(完整版)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 P6

3.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 212

I +=I ； K M =1.8时，⎪⎭⎫ ⎝⎛=252.1m I 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-P34

3.基频交流分量初始值的推导 (1)空载P34(2)负载P41

4.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 d

q 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P82

2.计算机计算复杂系统短路电流交流分量初始值的原理及计算过程 P95

3.转移阻抗 即消去中间节点后网形网络中电源与短路点间的连接阻抗

第四章 对称分量法及电力系统元件的各序参数和等值电路

1.对称分量法 将三组不对称电流唯一地分解成三组对称的电流来处理

正序（1）：幅值相等，相位相差120֯ ，a 超前b

负序（2）：幅值相等，相位与正序相反

零序（0）：幅值相位相同

()()()()()()()()()⎪⎩⎪⎨⎧++=++=++=021021021c c c c b b b b a a a a F F F F F F F

F F F F F ()()()⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡0a 2a 1a 22c b a 1a 1a 111F F F a a F F F

()()()⎥⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡c b a 220a 2a 1a 111a a

1a a 131F F F F F F 2.同步发电机负序电抗x (2) 发电机端点的负序电压基频分量与流入定子绕组的负序电流基频分量的比值

隐极机和有阻尼绕组的凸级机()2

2q d x x x ''+''=无阻尼绕组凸级机q d x x x '=)2(

同步发电机零序电抗x (0) 施加在发电机端点的零序电压基频分量与流入定子绕组的零序电流

基频分量的比值 ()d x x ''=6.0~15.0)0( （异步电动机x x ''≈)2(，

∞=)0(x ）

3.变压器零序电抗 P115

4.输电线路的零序阻抗计算 P123（离故障点越远，负序零序电压越小 零序阻抗在计及架空地线影响后减小）

5.零序等效电路（熟练）

第五章 不对称故障的分析计算

1.综合序网图推导

2.短路电压电流关系

(1)单相接地短路(f (1)) P138

(2)两相短路(f (2)) P141

(3)两相短路接地(f (1,1)) P143 （式5-29，5-33下方(1)(2)(3)）

3.非故障处电流电压的计算 P152 （例5-3，P150；例5-6，P163）

第六章 电力系统稳定性问题概述和各元件机电特性

1. 功角稳定性(同步稳定性) 系统的一个稳态运行方式在受到干扰后，所有发电机组经过一段过

程的运动变化后仍能恢复同步运行，即机组转子之间的电角度δ能

达到一个稳态值

分类：(1)静态稳定 电力系统受到小干扰后，不发生非周期性失步，自动恢复到初始运行状

态的能力；

(2)暂态稳定 电力系统受到大干扰后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复

到原来稳态运行方式的能力

(3)动态稳定 电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下，保

持长过程的运行稳定性的能力

2.同步发电机转子运动方程 P174

第七章 电力系统小干扰稳定性分析

1.小干扰稳定 电力系统受到任意小的干扰后，不发生自激振荡或单调性失步，自动恢复到原始

运行状态的能力 分为静态稳定和动态稳定两种

2.简单系统静态稳定判据

发电机输出电磁功率 δϕsin cos ∑=

=d q E x U E UI P (1)简单系统的静态稳定判据 00

>=P P E

E d dP δ （导数δd dP E 称为整步功率系数，其大小可以说明发电机维持同步运行的能力，即说

明静态稳定的程度）

δδcos ∑

=d q E x U E d dP 当δ小于︒90时，δ

d dP E 为正值，在这个范围内发电机的运行是稳定的。发电机出力越大，δ越接近︒90，其值愈小，稳定的程度愈低。当δ等于︒90时，是稳定与不稳定的分界点，称为静态稳定极限。在简单系统情况下，静态稳定极限所对应的功角正好与最大功率或称功率极限的功角一致。（图7-3，P230）