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电力系统分析第1章讲稿课次一：基本要求：了解各种接线方式的特点，理解对电力系统运行的基本要求，掌握电力系统的基本概念。
教学的重点：架空线路的导线和换位，电力系统的额定电压等级。
第1章电力系统的基本概念1.1 电力系统的组成和特点1.1.1 电力系统的组成一次能源——随自然界演化生产的动力资源二次能源——电能，由一次能源转换而，电力系统：把这些生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统，它包括从发电、变电、输电、配电直到用电这样一个全过程。
动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分。
电力网：电力系统中输送和分配电能的部分，它包括升、降压变压器和各种电压的输电线路。
1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求1．电力系统的特点（1）电能的生产与消费具有同时性(2) 电能与国民经济各部门和人民日常生活关系密切（3）电力系统的过渡过程非常短暂2．对电力系统运行的要求（1）保证安全可靠地供电（2）保证良好的电能质量（3）保证电力系统运行的经济性1.2 电力系统的电压等级和规定1.2.1 电力系统的额定电压表1.1电力系统的额定电压（单位：KV）1．电力线路：额定电压和用电设备的额定电压相等，这一电压称为网络的额定电压，2．发电机：额定电压比网络的额定电压高5％。
3．变压器一次侧：与网络额定电压相等，但直接与发电机联接时，其额定电压应等于发电机额定电压。
二次侧：应比网络额定电压高10％，只有内阻抗小于7.5％的小型变压器和供电距离很短的变压器，才比网络额定电压高5%。
例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电力线路的额定电压。
试求发电机和变压器绕组的额定电压。
解：发电机G的额定电压为10.5KV。
T低压侧额定电压为10.5KV，高压侧额定电压为242KV；变压器:1T高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV ，变压器:2低压侧额定电压为38.5KV；T高压侧额定电压为110KV，低压侧额定电压为11KV；变压器:3T高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV；变压器:4T高压侧额定电压为10.5KV，低压侧额定电压为3.15KV。
电力系统的电磁环网运行成涛成连生湖南省电力公司（湖南长沙410007）摘要分析了电力系统电磁环网运行存在的问题，电磁环网运行必须具备的条件。
对湖南电网现在和益、长500 kV送变电工程投运后西部500／220 kV电磁环网提出了开环运行的建议。
关键词电力系统电磁环网1 引言1．1电力系统的电磁环网是指不同电压等级的输电线路通过变压器磁或电磁耦合构成的环形电网。
1．2电力系统一个新的更高的电压等级问世的早期，网络在结构上不可能做到非常坚强，而是一步步完善、加强并日臻合理的。
在这个完善、强化的过程中，为了获取大的网络传输功率，以合理利用廉价资源，满足用户对最大用电的要求等，电力系统大多出现一个或多个电磁环网运行。
1．3电力系统电磁环网运行，通常是指2个相邻电压等级的电气元件联结成环网运行。
2个以上电压等级的电气设备形成电磁环网运行的情况，只有在调度员处理事故或转移负荷的短暂时刻里，通过验算确无问题，方可采用这种过渡式的临时的极端特殊的电力系统运行方式。
2 电磁环网开环运行的必要性2．1 在电力系统运行中，对电磁环网运行往往比较忌讳。
据统计，我国1970～1990年共发生与电网结构相关的功角和电压稳定破坏事故187次，其中与高低压网络结构有关的事故达55次，占20．2％。
国外与电磁环网相关的大停电事故也屡见不鲜，如1996年7月2日美国西部电力系统大停电事故，当PACI（三回500 kV交流）断开后，大量潮流涌向东部345／230 kV网络，导致电压稳定破坏，WSCC解列为5个孤岛，200多万个用户停电，损失负荷10576 MW，最长停电时间达6．4 h。
同年8月10日，该电力系统同类性质的事故再度发生，停电用户、损失负荷、停电时间都远远超过7月2日事故。
因此，人们往往“谈环色变”，只要可能，电磁环网均采取开环方式运行。
2．2开环运行有很多可取之处a．稳定易于控制。
在开环网络中发生干扰，往往切除故障元件，再辅以有效的事故处理手段，即可平息事态发展。
继电保护课程设计环形网络一、课程目标知识目标：1. 让学生理解环形网络的基本概念，掌握其构成原理和特点；2. 使学生了解继电保护在环形网络中的应用，掌握相关保护原理和配置方法；3. 引导学生掌握环形网络故障分析的方法，并能运用所学知识解决实际问题。
技能目标：1. 培养学生运用继电保护知识对环形网络进行保护配置的能力；2. 提高学生分析环形网络故障原因，提出解决措施的能力；3. 培养学生团队协作和沟通能力，通过小组讨论，共同完成环形网络保护方案的设计。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电力系统及其自动化领域的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生严谨、务实的学习态度，提高对专业知识的敬畏之心；3. 引导学生认识到继电保护在电力系统安全稳定运行中的重要性，树立正确的安全意识。
本课程针对高年级学生，结合学科特点和教学要求，注重理论与实践相结合，旨在提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，使学生具备从事电力系统继电保护工作的基本素质和技能，为未来的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 环形网络基础知识：介绍环形网络的定义、构成原理、运行特点，结合教材相关章节，让学生对环形网络有全面的认识。
2. 继电保护原理：讲解继电保护的基本原理，包括差动保护、方向保护、距离保护等，重点分析这些保护在环形网络中的应用。
3. 环形网络保护配置：详细阐述环形网络的保护配置方法，结合教材实例，分析不同保护装置的选用和参数设置。
4. 故障分析及处理：教授环形网络故障分析方法，如序网分析方法、对称分量法等，并通过实际案例，让学生学会提出故障处理措施。
5. 实践操作：安排实践环节，让学生动手进行环形网络保护配置和故障分析，巩固所学知识。
教学内容安排和进度：1. 环形网络基础知识（2课时）2. 继电保护原理（4课时）3. 环形网络保护配置（4课时）4. 故障分析及处理（4课时）5. 实践操作（4课时）本教学内容紧密结合课程目标，注重科学性和系统性，按照教学大纲逐步推进，旨在帮助学生掌握环形网络及其继电保护相关知识，提高实际操作能力。
第3章简单电力系统的潮流计算3.4 环网潮流计算
3.4.1 环网中的初步功率分布
令流经Z
12的电流为，流经Z
23
的电流为，流经Z
31
的电流为
则根据KVL(Kirchhoff Voltage Law)可以列出：
如果节点2、3与负荷对应的电流分别为、，则：
假设全网各节点均为U
N
∠0°，则：
令流经Z
12
的功率为，可以得到：
可以理解为用力矩法求梁的反作用力：
这两个公式可以推广到2节点、4节点……。
在求得S
a 和S
b1
后，便可求得环网中各段的功率，即不包括线路功率损耗的功率
分布，这称为环网中的初步功率分布。
如果支路功率由两个方向实际流入一个节点，则该节点称为功率分点，可以标为
有时有功功率分点和无功功率分点不一致，可以分别表示为、。
3.4.2 环网的实际功率分布和电压降落
从功率分点将环网解开成两个开式网，然后分别对两个开式网计算功率分布和电压降落。
如果有功功率分点和无功功率分点不一致，则多以无功功率分点解开环网成为两个开式网。
=115kV，
[例3-5]如图系统，U
1
Z 12=13.2+j17.16Ω，Z 23=9.9+j12.87Ω=Z 31， (1) 试求功率分布。
(2) 不计电压降落横分量，2、3点电压各为多少？ 解:
(1)求功率分布
可见，功率分点为2点。
在功率分点2点将网络拆分成两个开式网：
(2) 当U 1=115kV 时，
[例3-6]两台型号不同的变压器并列运行，两台变压器的变比均为35/11kV ，变压器的额定容量及归算到35kV 侧的阻抗分别为：S TN1=10MVA ，Z T1=0.8+j9Ω； S TN2=20MVA ，Z T1=0.4+j6Ω。
低压侧负荷为，不计变压器
功率损耗，试求：
(1) 通过各变压器的功率；
(2) 有没有变压器过负荷？
解：作出等值电路。
(1) 通过各变压器的功率：
或：
(2) 通过各变压器的视在功率：
过负荷。
因此，变压器T
1。
