电力系统稳态分析复习资料教学文案

一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。

二、原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。

为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。

因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。

实验用一次系统接线图如图2所示。

图2 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。

原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。

原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。

实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。

发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。

“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。

为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。

为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。

此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。

三、实验项目和方法1．单回路稳态对称运行实验在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。

电力系统稳定性分析教案一、教学目标1、使学生理解电力系统稳定性的基本概念和分类。

2、帮助学生掌握电力系统静态稳定性和暂态稳定性的分析方法。

3、引导学生学会运用数学模型和仿真工具来评估电力系统的稳定性。

4、培养学生分析和解决电力系统稳定性相关问题的能力。

二、教学重难点1、重点电力系统静态稳定性和暂态稳定性的概念和原理。

影响电力系统稳定性的因素及其作用机制。

电力系统稳定性分析的数学模型和计算方法。

2、难点暂态稳定性分析中的时域仿真方法和等面积定则的应用。

复杂电力系统的建模和稳定性分析。

三、教学方法1、课堂讲授：讲解电力系统稳定性的基本概念、原理和分析方法。

2、案例分析：通过实际电力系统的案例，加深学生对稳定性问题的理解。

3、小组讨论：组织学生分组讨论电力系统稳定性相关的问题，培养学生的团队合作和解决问题的能力。

4、实验教学：利用电力系统仿真软件，让学生进行实际的稳定性分析实验，提高学生的实践能力。

四、教学过程1、课程导入（约 15 分钟）介绍电力系统在现代社会中的重要性，以及电力系统稳定性对可靠供电的影响。

举例说明电力系统失稳可能导致的严重后果，如大面积停电等，引发学生对电力系统稳定性问题的关注。

2、电力系统稳定性的基本概念（约 30 分钟）定义电力系统稳定性，包括功角稳定性、电压稳定性和频率稳定性。

解释静态稳定性和暂态稳定性的区别与联系。

介绍电力系统稳定性的评价指标，如功角差、电压偏差、频率偏差等。

3、电力系统静态稳定性分析（约 45 分钟）推导简单电力系统的静态稳定判据，即功率极限与静态稳定储备系数。

分析影响静态稳定性的因素，如发电机电抗、线路电抗、系统运行方式等。

通过实例计算，让学生掌握静态稳定性的分析方法。

4、电力系统暂态稳定性分析（约 60 分钟）讲解暂态稳定性分析的基本思路和方法，包括时域仿真法和等面积定则法。

以简单电力系统为例，应用等面积定则分析暂态稳定性。

介绍暂态稳定性分析中考虑的主要元件模型，如发电机、变压器、线路等。

《电力系统稳态分析》课程教案第一章电力系统的基本概念一．基本概念二．电力系统的结线方式三．电压等级及适用范围四．电力系统中性点的运行方式五．各类发电厂的运行特点一．基本概念电力系统——是由发电厂、输电线、配电系统及负荷组成的。

是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。

1⏹电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。

⏹总装机容量——指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。

⏹年发电量——指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。

⏹最大负荷——指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。

⏹额定频率——按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。

⏹最高电压等级——是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。

按对供电可靠性的要求将负荷分为三级⏹一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。

⏹二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。

⏹三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。

2二．电力系统的结线方式包括单回路放射式、干线式和链式网络优点：简单、经济、运行方便无备用结线缺点：供电可靠性差适用范围：二级负荷包括双回路放射式、干线式和链式网络优点：供电可靠性和电压质量高有备用结线缺点：不经济适用范围：电压等级较高或重要的负荷三．电压等级及适用范围⏹说明：⏹用电设备的容许电压偏移一般为±5%；⏹沿线路的电压降落一般为10%；⏹在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5%。

⏹电力网络中电压分布采取的措施：⏹取用电设备的额定电压为线路额定电压，使所有设备能在接近它们的额定电压下运行；3⏹取线路始端电压为额定电压的105%；⏹取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；⏹变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源，取一次侧额定电压等于用电设备额定电压；二次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路额定电压。

第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念一、基本要求掌握电力系统的组成和生产过程、电力系统运行的特点和基本要求；了解电力系统负荷的构成；掌握电力系统结线方式、电力系统的电压等级、电力系统中性点运行方式。

二、重点内容1、电力系统运行的特点电能具有易于转换、输送，便于实现自动化控制的优点；电能传输速度非常快；电能在电网中不能大量储存，只能转化成其它能量达到储存的目的（如蓄电池）。

2、电力系统运行的基本要求是：可靠、优质、经济。

3、电力系统结线方式电力系统结线方式分为无备用和有备用结线两类。

无备用结线包括单回路放射式、干线式和链式网络，有备用结线包括双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络。

4、电力系统的电压等级国家标准规定的标准电压等级主要有：3kV 、6kV 、10kV 、35kV 、110kV 、220kV 、330kV 、500kV、750kV ……。

5、电力系统中性点运行方式中性点运行方式主要分为两类：中性点直接接地和不接地，其中中性点不接地还包含中性点经消弧线圈接地。

中性点直接接地系统称为大电流接地系统；中性点不接地系统称为小电流接地系统。

综合考虑系统供电的可靠性以及设备绝缘费用的因素，在我国110kV及以上电压等级的系统采用中性点直接接地，35kV及以下电压等级的系统采用中性点不接地或经消弧线圈接地（35kV及以下电压等级的系统当单相接地的容性电流较大时，中性点应装设消弧线圈）。

三、例题分析例1-1: 举例说明无备用结线和有备用结线的优缺点。

解: (1) 无备用结线：每一个负荷只能由一回线供电，因此供电可靠性差；其优点在于简单、经济、运行方便。

G图1-1 无备用结线图1.1中，发电机额定容量为30MVA，输出电压等级为10kV。

经过升压变压器T-1，将电压等级升高到110kV。

L-1为110kV电压等级的高压输电线路，长度为80km。

T-2是降压变压器，将电压等级由110kV降为6kV。