电力系统分析理论-9

第一章1、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何确定的？答:电力系统的额定电压：能保证电气设备的正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压。

电力系统各元件的额定电压：a.用电设备的额定电压应与电网的额定电压相同。

b.发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%，用于补偿线路上的电压损失。

c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压，二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10%。

2、电力线路的额定电压与输电能力有何关系？答：相同的电力线路，额定电压越高，输电能力就越大。

在输送功率一定的情况下，输电电压高，线路损耗少，线路压降就小，就可以带动更大容量的电气设备。

3、什么是最大负荷利用小时数？答：是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。

第二章1、分裂导线的作用是什么？分裂导线为多少合适？为啥？答：在输电线路中，分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，分裂的根数越多，电抗下降也越多，但是分裂数超过4时，电抗的下降逐渐趋缓。

所以最好为4分裂。

2、什么叫变压器的空载试验和短路试验？这两个试验可以得到变压器的哪些参数？答：变压器的空载试验：将变压器低压侧加电压，高压侧开路。

此实验可以测得变压器的空载损耗和空载电流变压器的短路试验：将变压器高压侧加电压，低压侧短路，使短路绕组的电流达到额定值。

此实验可以测得变压器的短路损耗和短路电压。

3、对于升压变压器和降压变压器，如果给出的其他原始数据都相同，它们的参数相同吗？为啥？答：理论上只要两台变压器参数一致（包含给定的空载损耗，变比，短路损耗，短路电压），那么这两台变压器的性能就是一致的，也就是说可以互换使用，但是实际上不可能存在这样的变压器，我们知道出于散热和电磁耦等因数的考虑，一般高压绕组在底层（小电流），低压绕组在上层（大电流，外层便于散热）。

绕组分布可以导致一二次绕组的漏磁和铜损差别较大，故此无法做到升压变压器和降压变压器参数完全一致。

辽宁工程技术大学电力系统分析课程设计设计题目9节点电力网络潮流计算指导教师院（系、部）专业班级学号姓名日期电气工程系课程设计标准评分模板电力系统分析课程设计任务书9节点系统单线图如下：基本数据如下：母线名基准电压区域号电压上限电压下限发电 1 16.5000 2 18.1500 14.8500 发电 2 18.000 1 19.800 16.2000 发电 3 13.8000 1 15.1800 12.4200 GEN1-230 230.000 2 0.0000 0.0000 GEN2-230 230.000 1 0.0000 0.0000 GEN3-230 230.000 1 0.0000 0.0000 STNA-230 230.000 2 0.0000 0.0000 STNB-230 230.000 2 0.0000 0.0000 STNC-230 230.000 1 0.0000 0.0000数据组I 侧母线J 侧母线编号所属区域单位正序电阻正序电抗正序充电电纳的1/2常规GEN1-230 STNA-230 1 I侧标么0.010000 0.085000 0.088000 常规STNA-230 GEN2-230 2 I侧标么0.032000 0.161000 0.153000 常规GEN2-230 STNC-230 3 I侧标么0.008500 0.072000 0.074500 常规STNC-230 GEN3-230 4 I侧标么0.011900 0.100800 0.104500 常规GEN3-230 STNB-230 5 I侧标么0.039000 0.170000 0.179000 常规STNB-230 GEN1-230 6 I侧标么0.017000 0.092000 0.079000表3 两绕组变压器数据负荷数据电网12-1班数据目录1 PSASP软件简介 (1)1.1 PSASP平台的主要功能和特点 (7)1.2 PSASP的平台组成 (8)2 牛顿拉夫逊潮流计算简介 (9)2.1 牛顿—拉夫逊法概要 (9)2.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算 (11)2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法 (6)3 九节点系统单线图及元件数据 (8)3.1 九节点系统单线图 (8)3.2 系统各项元件的数据 (9)4 潮流计算的结果 (11)4.1 潮流计算后的单线图 (17)4.2 潮流计算结果输出表格 (18)5 结论 (22)6 参考文献 (17)1 PSASP软件简介“电力系统分析综合程序”（Power System Analysis Software Package,PSASP）是一套历史悠久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，是高度集成和开发具有我国自主知识产权的大型软件包。

电力系统继电保护隐性故障分析发布时间：2022-05-25T02:07:18.178Z 来源：《科学与技术》2022年2月第3期作者：朱乐晨康水华[导读] 电力系统中的继电保护是一种能够识别故障并处理的措施，是保护系统免受干扰的重要防线朱乐晨康水华国网抚州供电公司江西抚州 344100摘要：电力系统中的继电保护是一种能够识别故障并处理的措施，是保护系统免受干扰的重要防线。

近些年来，大型停电事故发生，多是由于继电保护导致的隐性故障。

隐性故障是永久性缺陷，进而导致保护不正确动作，对电力系统装置造成影响，从而触发永久性缺陷。

并且隐性故障通常不会直接被发现，是在系统出现问题后才能被察觉，对系统运行造成更大的影响。

关键词：电力系统；继电保护；隐性故障1继电保护隐性故障产生的危害 1.1造成大面积的故障事故一旦隐性故障被触发,就会在电力系统出现故障的时候,或者正确切除继电器正确后,电力系统的潮流会出现重新分配,导致有隐性故障的继电器出现错误操作或者拒动现象,加上其他保护系统也会存在某些隐性故障,最终整个电力系统的稳定性会受到威胁,导致发生大面积的故障或者整个电力系统崩溃,造成十分严重的后果。

1.2损害发电设备隐性故障在引发电力系统的大面积故障都会经过一定的发展过程,隐形故障发生前期,电力系统会有某些无法预知事件,致使其在非正常状态中工作。

系统内的很多设备也许都会达到运行的极限,但是由于实时监测设备的不完备,无法察觉非正常这种运行状态。

因此,一旦系统的某处出现故障,就会引起一系列的连锁反应,将电力网分割为几个独立的过发电区及过负荷区,过负荷区会崩溃,出现大面积停电事故,过发电区则可能会损害发电设备,造成严重后果。

2继电保护隐性故障产生原因 2.1错误的整定导致隐性故障出现错误保护定值整定的问题大部分原因是认为造成的保护定值尚为具备一定的适应能力,而且操作人员的自身技术水平不到位,操作过程中责任心不强都导致大量问题的产生。

第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？1-2 电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3 我国电网的电压等级有哪些？1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。

6kV D10kV 220kV 110kV 3 35kV 10kV 380/220 kV1 2～ 2 D×31110kV35kV 6kV380/220kV380/220kVD D×D D××习题1-4图1-5请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题：T1110kV T235kVT36kV1 2D 3～10kVT4380VG10kV 单相×L ×习题1-5图⑴发电机G、变压器T1T2T3T4、三相电动机D、单相电灯L等各元件的额定电压。

⑵当变压器T1在+2.5%抽头处工作，T2在主抽头处工作，T3在-2.5%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。

1-6 图1-6中已标明各级电网的电压等级。

试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。

T1 T2110kV10kV～220kVG 6kVT3D235kVT43kVD1习题1-6图1-7 电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。

试求：⑴发电机G和变压器T1、T2、T3高低压侧的额定电压。

⑵设变压器T1工作于+2.5%抽头，T2工作于主抽头，T3工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。

10kV T1 110kV～GT2T335kV 10kV习题1-7图1-8 比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。

1-9 什么叫三相系统中性点位移？它在什么情况下发生？中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加3倍？1-10 若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么？第二章电力系统各元件的参数及等值网络2-1 一条110kV、80km的单回输电线路，导线型号为LGJ—150，水平排列，其线间距离为4m，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。

案例9：电力系统安全分析一、案例正文电力系统运行状态可分为正常和非正常两种运行状态。

安全正常状态下等式约束和不等式约束条件都得到满足，具有足够的备用容量和适当的安全裕度，能够承受偶然事故而不超过任何约束条件。

对于各种非正常状态，电力系统安全控制可分为预防控制、校正控制、紧急控制和恢复控制。

将电力系统运行状态进行分类之后，就能够调度控制电力系统。

电网调度中心的任务就是使系统维持在正常运行状态。

对电力系统中每时每刻变化的负荷，调节发电机的出力，使之与负荷的需求相适应，以保证电能的质量。

同时，还应在保证安全的条件下，实现电力系统的经济运行。

电力系统安全分析的研究主要集中在网络的简化等值，快速潮流计算方法，以及预想事故的自动筛选。

1.1电力系统运行状态分类随着电网规模的扩大，电网运行现分为以下几种状态：正常状态、警戒状态、紧急状态（事故状态）、崩溃状态和恢复状态（事故后状态），它们之间的关系如图1所示。

图1 电力系统运行状态1.1.1正常状态在正常运行状态下，电网中总有功和无功功率出力能与负荷总的有功和无功功率的需求达到平衡；电网的各母线电压和频率在正常运行的允许偏差范围内；各电源设备和输变电设备均在规定的限额内运行；电力系统有足够的旋转备用和紧急备用以及必要的调节手段，使电网能承受正常的干扰（如无故障断开一台发电机或一条线路），而不会使电网中各设备过载，或电压和频率偏差超出允许范围。

在正常运行状态下，系统不仅能以电压和频率合格的电能质量满足客户的用电需求，而且还有适当的安全储备，电网能承受正常扰动所不断造成的有害的后果（如设备过负荷等），对不大的负荷变化能通过调节手段，可从一个正常运行状态变化到另一个正常运行状态。

此时，电网调度中心的任务是使系统维持在正常运行状态。

针对电力系统中每时每刻变化的负荷，调节发电机的出力，使之与负荷的需求相适应，以保证电能的频率质量。

同时，还应在保证安全运行的条件下，实现电力系统的经济运行。

第1章思考题与习题1-1动力系统、电力系统和电力网的基本组成形式如何？1-2电力系统的接线方式有几种？何谓开式网络？何谓闭式网络？1-3简述电力系统运行特点和要求。

1-4如何评价电能质量，电能质量的三个指标是什么？各有怎样要求？1-5为什么要规定电力系统的电压等级？简述主要电压等级。

1-6电力系统的各个元件（设备）的额定电压如何确定？举例说明。

1-7电力系统的负荷曲线有几种？什么是年持续负荷曲线和最大负荷利用小时数？T。

1-8某一负荷的年持续负荷曲线如图1-11所示，试求最大负荷利用小时数max图1-11 题1-8的年持续负荷曲线1-9试确定图1-12所示的电力系统中发电机和变压器的额定电压（图中标示电力系统的额定电压）。

图1-12题1-9电力系统接线图+抽头，T2运行于主抽头，1-10试求图1-12中各变压器的额定变比，当变压器T1运行于5%-抽头时，各变压器的实际变比是多少？T3运行于 2.5%1-11某电力系统的典型日负荷曲线如图1-13所示，试计算日平均负荷和负荷率。

图1-13题1-11的日负荷曲线第2章思考题与习题2-1 架空输电线路的电阻、电抗、电纳和电导是如何计算的，影响电抗的参数的主要因素是什么？2-1 架空线路采用分裂导线有哪些优点？电力线路一般采用什么样的等效电路表示？ 2-3 何谓自然功率？2-4 双绕组和三绕组变压器一般以什么样等值电路表示？2-5 对于升压型和降压型的变压器，如果所给出的其他原始数据均相同，它们的参数相同吗？为什么？2-7 什么称为变压器的额定变比、实际变比、平均额定电压变比，在归算中如何应用？ 2-8 何谓有名值？何谓标幺制？标幺制有什么优缺点？基准值如何选取？ 2-9 电力系统等值电路的元件参数计算时，何谓精确计算法？何谓近似计算法？它们分别用在怎样的场合？2-10 试推导由负荷功率求取恒定负荷阻抗或导纳的方法。

2-11 一条长度为600km 的500kV 架空线路，使用4×LGJ-400分裂导线，611110.01870.275 4.05100r x km b S km g -=Ω=Ω=⨯=、、、。

一. 计算题例2-6 已知Ω++=)52.63j 08.4(T Z ， 10110/11==k 试求出图中变压器不含励磁支路的Ⅱ型等值电路。

解：变压器阻抗折算到高电压侧时，含理想变压器的等值电路示于图，因此图中各支路阻抗为Ω+=Ω+=)52.63j 408.0(1052.63j 08.4k Z T ，Ω--=Ω+=-).0587j 453.0(10-152.63j 08.41k Z T Ω+=Ω⨯+=-).7060j 0453..0(1)-10(1052.63j 08.4)1(k k Z T例2-8 试计算如图所示输电系数各元件电抗的标幺值。

已知各元件的参数如下，发电机S G(N)=30MV ．A ，V G （N ）=10.5kV ，X G （N ）=0.26；变压器T-1 S T1(N)=31.5MV ．A ，V S %=10.5，k T1=10.5/121；变压器T-2 S T2(N)=15MV A ，V S %=10.5，k T2=110/6.6；电抗器 V R(N)=6kV ，I R(N)=0.3kA ，X R %=5；架空线路长80km ，每公里电抗为0.4Ω；电缆线路长2.5km ，每公里电抗为0.08Ω。

解：首先选择基准值，取全系统的基准功率S B =100MV ．A 。

121kVkV 121/5.1015.101V V )ⅡⅠ(B )ⅠB()ⅡB(===-k 7.26kV (110/6.6)1121kV )6.6/110()121/5.10(15.101V 1V V )ⅢⅡ(B )ⅡⅠ(B )ⅠB()ⅢⅡ(B )ⅡB()ⅢB(==⨯===---k k k各元件电抗的标幺值为87.05.10100305.1026.0V S S V X X 222)ⅠB(B G(N)2G(N)G(B)*G(B)*1=⨯⨯=⨯==x 33.05.101005.315.101005.10V S S V 100%V X 222)ⅠB(B T1(N2)2)ⅠT1(N S T1(B)*2=⨯⨯=⨯⨯==x 22.0121100804.0V S X X 22)ⅡB(B LL(B)*3=⨯⨯===x 58.0211100155.101005.10V S S V 100%V X 222)ⅡB(B T2(N2)2)ⅡT2(N S T2(B)*4=⨯⨯=⨯⨯==x 10065S V %V38.026.71005.208.0V S X X 22)ⅢB(B CC(B)*6=⨯⨯===x习题1-2 电力系统的部分接线示于题图1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。