华电栗然.《电力系统分析基础》第2章
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华北电力大学任建文电力系统分析基础
分裂导线——每相分成若干根，相互之间保持一 定距离400-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大
第二节 电力线路的结构
二.杆塔 结构
作用分
木塔——已不用 钢筋混凝土塔—单杆、型杆 铁塔—用于跨越，超高压输电、耐张、转角、
换位。独根钢管—城市供电
直线杆塔—线路走向直线处，只承受导线自重 耐张杆塔—承受对导线的拉紧力 转向杆塔—用于线路转弯处 换位杆塔—减少三相参数的不平衡 终端杆塔—只承受一侧的耐张力，导线首末端 跨越杆塔—跨越宽度大时，塔高：100—200米
第二节 电力线路的结构
结构
多股线绞合—J 扩径导线—K
排列：1、6、12、18 普通型：LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型：LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型：LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积
扩大直径，不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400 和普通钢芯相区别，支撑层6股
电力工程系
Department of Electrical Engineering
电力系统分析基础 Power System Analysis Basis
（二）
任建文
North China Electric Power University
第二章 电力网参数及等值电路
本章主要内容：
1. 输电方式——交流、直流、特·高压、灵活交流
FACTS装置：指FACTS家族中具体的成员，指用于提 供一个或多个控制交流输电系统参数的电力电子系 统或其他静止设备
提高交流输电传输功率的方法（FACTS）静止同步补偿器
Static Synchronous Compensator
系统
电力系统分析第二版课件第二章
物理现象：
➢ 电流流过导线时会因电阻损耗产生热量； 电阻R
➢ 交流电流通过电力线路时，导线内部和周围都产生交变磁场，
交变磁通将在导线中产生感应电动势；
电抗X
➢ 交流电压加在电力线路上，在导线周围产生交变电场，在它
的作用下，不同相的导线之间和导线与大地之间产生位移电
流，形成容性电流和容性功率； 电纳B
－1
第二章 电力网的正序参数和等值电路
本书中无特殊说明，所有功率指三相总功率，电压均指线电压， 电流为线电流。
取
S ~ 3U I* 3U Iθuθi
3U IScosjsi nPjQ
负荷
滞后功率因数 超前功率因数
运行时，所吸取的无功功率
为正，感性无功 为负，容性无功
发电机
滞后功率因数
运行时，所发出的无功功率
d1d 213 d1n：某根导n线 1根与 导其 线余 间的
分裂导线线路由于每相导线等值半径的增大，使每相电抗减小，一 般比单根导线线路的电抗约减小20%以上。一般分裂根数为2、3、4时， 每公里的电抗分别在0.33、0.30、0.28欧姆左右。当分裂根数更多时， 费用增加很多，电抗下降不明显，因此一般很少超过4根。
－11
§2-1 电力线路的数学模型
－12
§2-1 电力线路的数学模型
第二章 电力网的正序参数和等值电路
分析电力系统
掌握各元件的电气特性，建立数学模型
电力系统正常运行时，系统的三相结构和三相负荷完全对称， 系统各处电流和电压都对称，并只含正序分量的正弦量。
系统不对称运行或发生不对称故障时，电压和电流除包含正序 分量外，还可能出现负序和零序分量。
CB
A
A
B
电力系统分析基础课件
§1.1 电力系统的基本概念
三、我国电力工业和电力系统的发展史
1、基本发展史 • 1882年，英国人成立上海光电公司，中国第一个发电厂，一台12kW直流发电机 • 1911年，杨树浦发电厂动工，1913年开始发电，到1924年，共有12台发电机， 装机121MW。 • 1954年，中国自行设计施工的第一条220kV输电线路（369km）建成，从丰满水 电站输送电能到虎石台变电所。这是中国输电线路建设史上的一个里程碑。
析
涉及功率、功角—导致系统振荡、稳定性破坏、异步运行
静稳
暂稳
如何学习这门课程
1、先修课程：电路，电机学 2、听课为主，自学为辅 3、看书2～3遍 4、及时、独立的完成作业 5、理解基本概念，不要死记硬背 6、多翻阅电网技术、电力系统自动化等期刊，
了解新概念，专业领域的成果和分析。
课程介绍
1.传统的课程划分
简单电力网稳态分析与计算—功率流动、
手工潮流计算
（8学时）
第一章 电力系统的基本概念
1、电力系统的概念和组成 2、对电力系统运行的基本要求 3、电力系统的电压等级 4、电力系统的接线方式和中性点接地 5、电力系统的负荷
课程介绍
电 力
电力系统的基本知识和等值网络
系
统 电力系统正常运行状况的分析和计算
稳
§1.1 电力系统的基本概念
• 1972年，第一条330kV超高压输电线路建成，从刘家峡水电站至汉中，全长534 公里。随后330kV线路延伸到陕甘宁青4个省区，形成西北跨省联合电网 。
•1981年，第一条500千伏超高压输电线路投入运行，从河南平顶山姚孟火电厂到 湖北武昌凤凰山变电所，使中国成为世界上第8个拥有500千伏超高压输电的国家。
华北电力大学电力系统分析部分基础知识
华北电力大学《电力系统分析》思考题部分参考答案1. 电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2）答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。
电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。
动力系统：电力系统和动力部分的总和。
2. 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5）答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。
但难以表示各主要电机电器间的联系。
电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。
但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。
3. 电力系统运行的特点和要求是什么？（p5）答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。
（2）电能不能大量储存。
(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。
（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。
（5）对电能质量的要求颇为严格。
要求：（1）保证可靠的持续供电。
（2）保证良好的电能质量。
（3）保证系统运行的经济性。
4. 电网互联的优缺点是什么？（p7）答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。
同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。
联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。
5. 我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？（p8-9）答：额定电压等级有（kV）：3、6、10、20、35、60、110、154、220、330、500、750、1000平均额定电压有（kV）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。
华电《电力系统分析基础》 PPT
电网监视与控制
SCADA－数据采集与监视控制系统 （Supervisory Control And Data Acquisition ）
电气设备在线监测与故障诊断（计划检修→状态检修） 负荷分级（一级、二级、三级），故障时，按负荷等级
限电。
➢负荷（一级 二级 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。
一、电力系统的形成与发展 二、电力系统的基本概念 三、电力系统的基本参量和接线图
电的产生
1831年 法拉第发现 电磁感应定律
交流发电机 直流发电机 直流电动机
= 直流发电机
100~400V
电弧灯
M 直流电动机
特点：输电电压低，输送距离短，输送功率小。
高压输电
1882年，法国人M ·德波列茨将位于弥斯巴赫煤矿的蒸汽 机发出的电能输送到 57km外的慕巴黑，并用以驱动水泵。
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.保证良好的电能质量
衡量电能质量的基本指标：
电压质量 35kV及以上：±5% 10kV及以上：±7% 频率质量 ±0.2 ~ 0.5Hz
主要指标：
电压偏差、频率偏差、谐波畸变率、三相不平衡度、 电压波动和闪变。
电气接线图：主要显示系统中某发电厂（变电所） 内的发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主 微观
要电机、电器、线路之间的电气接线。
1.2 电力系统运行的特点和要求
1. 可以很方便地转换成其他形式的能，如光能、热 能、机械能、化学能等。
2. 便于生产、输送、分配、使用，易于控制。
3. 可以方便地将自然界的一次能源转化为电能，如 煤、石油、天然气、水能、核能、风能和太阳能 等。
SCADA－数据采集与监视控制系统 （Supervisory Control And Data Acquisition ）
电气设备在线监测与故障诊断（计划检修→状态检修） 负荷分级（一级、二级、三级），故障时，按负荷等级
限电。
➢负荷（一级 二级 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。
一、电力系统的形成与发展 二、电力系统的基本概念 三、电力系统的基本参量和接线图
电的产生
1831年 法拉第发现 电磁感应定律
交流发电机 直流发电机 直流电动机
= 直流发电机
100~400V
电弧灯
M 直流电动机
特点：输电电压低，输送距离短，输送功率小。
高压输电
1882年，法国人M ·德波列茨将位于弥斯巴赫煤矿的蒸汽 机发出的电能输送到 57km外的慕巴黑，并用以驱动水泵。
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.保证良好的电能质量
衡量电能质量的基本指标：
电压质量 35kV及以上：±5% 10kV及以上：±7% 频率质量 ±0.2 ~ 0.5Hz
主要指标：
电压偏差、频率偏差、谐波畸变率、三相不平衡度、 电压波动和闪变。
电气接线图：主要显示系统中某发电厂（变电所） 内的发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主 微观
要电机、电器、线路之间的电气接线。
1.2 电力系统运行的特点和要求
1. 可以很方便地转换成其他形式的能，如光能、热 能、机械能、化学能等。
2. 便于生产、输送、分配、使用，易于控制。
3. 可以方便地将自然界的一次能源转化为电能，如 煤、石油、天然气、水能、核能、风能和太阳能 等。
电力系统分析第二章
17
三.自耦变压器的参数和数学模型
就端点条件而言，自耦变压器可完全等值于普通变压 器，但由于三绕组自耦变压器第三绕组的容量总小于变 压器的额定容量，因此需要进行归算。 对于旧标准：
SN ' , Pk ( 2 −3) = Pk ( 2 −3) Pk (1−3) S 3 SN S ' , U k ( 2 −3) % = U k' ( 2 − 3) % N U k (1−3) % = U k (1−3) % S S3 3 SN ' = Pk (1−3) S 3
还可以进一步改写为：
Dm x1 = 0.1455 lg , r ' = 0.779 r r'
在近似计算中，可以取架空线路的电抗为
0.40Ω / km
25
3.分裂导 加了导线半径，从而减少了导线电抗。 可以证明：
x1 = 0.1445 lg Dm 0.0157 + req n
Pk (1− 2 ) = P
' k (1 − 2 )
IN 2 ( ) = 4 Pk' (1− 2 ) IN / 2 IN 2 ) = 4 Pk' ( 2 − 3 ) IN / 2
Pk ( 2 − 3 ) = Pk' ( 2 − 3 ) (
然后，按照100/100/100计算电阻的公式计算各绕组电 阻。
为增加架空线路的性能而采取的措施
目的：减少电晕损耗或线路电抗。 多股线 其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一 层为6股，第二层为12股，第三层为18股，以此类推 扩径导线 人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不 同之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用。 分裂导线 又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保 持一定的距离。但会增加线路电容。
三.自耦变压器的参数和数学模型
就端点条件而言，自耦变压器可完全等值于普通变压 器，但由于三绕组自耦变压器第三绕组的容量总小于变 压器的额定容量，因此需要进行归算。 对于旧标准：
SN ' , Pk ( 2 −3) = Pk ( 2 −3) Pk (1−3) S 3 SN S ' , U k ( 2 −3) % = U k' ( 2 − 3) % N U k (1−3) % = U k (1−3) % S S3 3 SN ' = Pk (1−3) S 3
还可以进一步改写为：
Dm x1 = 0.1455 lg , r ' = 0.779 r r'
在近似计算中，可以取架空线路的电抗为
0.40Ω / km
25
3.分裂导 加了导线半径，从而减少了导线电抗。 可以证明：
x1 = 0.1445 lg Dm 0.0157 + req n
Pk (1− 2 ) = P
' k (1 − 2 )
IN 2 ( ) = 4 Pk' (1− 2 ) IN / 2 IN 2 ) = 4 Pk' ( 2 − 3 ) IN / 2
Pk ( 2 − 3 ) = Pk' ( 2 − 3 ) (
然后，按照100/100/100计算电阻的公式计算各绕组电 阻。
为增加架空线路的性能而采取的措施
目的：减少电晕损耗或线路电抗。 多股线 其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一 层为6股，第二层为12股，第三层为18股，以此类推 扩径导线 人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不 同之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用。 分裂导线 又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保 持一定的距离。但会增加线路电容。
电力系统分析基础2篇
电力系统分析基础2篇电力系统分析基础（上篇）电力系统分析是电力工程的核心内容之一，它涉及电力系统建设、运行和管理等多个环节。
本篇将介绍电力系统分析的基本概念、基本原理、计算方法等内容。
一、电力系统分析的基本概念1. 电力系统电力系统是由发电、输电、配电等组成的，它是将原始能源转化为电能并传送到用户的网络系统。
电力系统可以分为两个方面：一方面是电力系统的结构，包括电源、输电、配电等构成；另一方面是指电力系统中的电气参数，包括电压、电流、功率等。
2. 电力系统分析电力系统分析是指对电力系统进行分析、计算、仿真和优化等，以实现电力系统的安全稳定运行、节能减排和经济高效等目标的一系列技术和方法。
电力系统分析主要包括三个方面：电力系统的稳态分析、暂态分析和动态分析。
3. 稳态、暂态和动态稳态是指电力系统在稳定运行条件下的状态，它是一种静态状态。
暂态是指电力系统在发生电磁扰动、短路故障等干扰时所经历的状态变化，它是一种短暂的动态状态。
动态是指电力系统在发生电力负载不断变化、系统参数不断变化等条件下所经历的状态变化，它是一种连续动态状态。
二、电力系统分析的基本原理1. 电力系统中的电气参数电力系统中的电气参数包括电压、电流、功率等。
电压是电力系统中的一种比较重要的电气参数，电力系统在稳态工作时，电压的波动范围应该在一定的范围内，以保证电力系统正常运行。
2. 电力系统的运行模式电力系统的运行模式包括平衡态、不平衡态、稳定性等。
电力系统在稳态工作时，应保持平衡态，以保证电力系统的电气参数处于正常范围内。
不平衡态是指电力系统中某些电气参数出现不平衡现象，如电压失衡、电流不平衡等情况。
3. 电力系统传输线路的无损耗特性输电线路是电力系统中不可缺少的组成部分，它是将电能从发电厂输送到各个用电点的重要组成部分。
电力系统传输线路具有一定的无损耗特性，它可以将高压电能以较小的损耗输送到远距离的用电点，以满足用户对电能的需求。
电力系统稳态分析02第二章
Pk (1 Pk ( 2
2)
=P
' k (1 2 )
IN 2 ( ) = 4 Pk' (1 IN / 2 IN 2 ( ) = 4 Pk' ( 2 IN / 2
2)
3)
=P
' k ( 2 3)
3)
然后，按照100/100/100计算电阻的公式计算各绕组电 阻。
28
按最大短路损耗求解（与变压器容量比无关）
36
ACSR(Aluminum Conductor steel Reinforced)
d d d d d d d d
分裂导线
双分裂;三分裂;四分裂
架空地线(OPGW)的截面图(260mm2) Composite fiber-Optic Ground Wire
37
为增加架空线路的性能而采取的措施
' k (13) 2 2
对于新标准，也是按最大短路损耗和经过归算的短路电
压百分比值进行计算。
31
第三节 电力线路的参数和数学模型
电力线路结构简述
电力线路按结构可分为
架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等
架空线路的导线和避雷线
导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线
32
33
34
35
架空线路的导线和避雷线
认识架空线路的标号
× × × × — ×/×
钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料，其中：L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示 铝合金 例如：LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额 定截面积为50的普通钢芯铝线。
2)
=P
' k (1 2 )
IN 2 ( ) = 4 Pk' (1 IN / 2 IN 2 ( ) = 4 Pk' ( 2 IN / 2
2)
3)
=P
' k ( 2 3)
3)
然后，按照100/100/100计算电阻的公式计算各绕组电 阻。
28
按最大短路损耗求解（与变压器容量比无关）
36
ACSR(Aluminum Conductor steel Reinforced)
d d d d d d d d
分裂导线
双分裂;三分裂;四分裂
架空地线(OPGW)的截面图(260mm2) Composite fiber-Optic Ground Wire
37
为增加架空线路的性能而采取的措施
' k (13) 2 2
对于新标准，也是按最大短路损耗和经过归算的短路电
压百分比值进行计算。
31
第三节 电力线路的参数和数学模型
电力线路结构简述
电力线路按结构可分为
架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等
架空线路的导线和避雷线
导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线
32
33
34
35
架空线路的导线和避雷线
认识架空线路的标号
× × × × — ×/×
钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料，其中：L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示 铝合金 例如：LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额 定截面积为50的普通钢芯铝线。
电力系统分析习题集及答案华北电力大学
电力系统分析习题集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
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？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？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。
电力系统的基本概念与运行要求PPT课件( 75页)
电力系统分析基础 Power System Analysis Basis
（一）
主讲人：栗然
课程介绍
1.传统的课程划分
电力系统稳态分析—正常的、相对静止的
运行状态
电力系统暂态分析—从一种运行状态向另
一种运行状态的过渡过程
课程介绍
电 力
电力系统的基本知识和等值网络
系
统 电力系统正常运行状况的分析和计算
• 高自然功率的紧凑型输电线路（俄罗斯、巴西），我国 500kV紧凑型输电线路北京昌平到房山。
• 灵活输电又称柔性输电可以很灵活的调节电网功率，国 外已有较广泛应用。
§1.1 电力系统的基本概念
三、我国电力工业和电力系统的发展史
1、基本发展史
• 1882年，英国人成立上海光电公司，中国第一个发电厂， 一台12kW直流发电机
西、南非等国） • 我国西北电网750kV（青海官亭—甘肃兰州），2005年投运 • 2009年我国首条1000kV（山西长治晋东南变电站－南阳－湖
北荆门变电站）投运，645km，实现华北和华中电网互连
§1.1 电力系统的基本概念
3、直流输电线路、高自然功率的紧凑型线路以及灵活交流 输电（FACTS）等多种多样输电新技术的研究也取得很大 进展，有的已进入工程实践。
（2）电力网：电力系统中输送与分配电能的部分。 （3）动力系统：动力部分与电力系统组成的整体。
• 几个基本参量
(1) 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。
§1.1 电力系统的基本概念
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。
（一）
主讲人：栗然
课程介绍
1.传统的课程划分
电力系统稳态分析—正常的、相对静止的
运行状态
电力系统暂态分析—从一种运行状态向另
一种运行状态的过渡过程
课程介绍
电 力
电力系统的基本知识和等值网络
系
统 电力系统正常运行状况的分析和计算
• 高自然功率的紧凑型输电线路（俄罗斯、巴西），我国 500kV紧凑型输电线路北京昌平到房山。
• 灵活输电又称柔性输电可以很灵活的调节电网功率，国 外已有较广泛应用。
§1.1 电力系统的基本概念
三、我国电力工业和电力系统的发展史
1、基本发展史
• 1882年，英国人成立上海光电公司，中国第一个发电厂， 一台12kW直流发电机
西、南非等国） • 我国西北电网750kV（青海官亭—甘肃兰州），2005年投运 • 2009年我国首条1000kV（山西长治晋东南变电站－南阳－湖
北荆门变电站）投运，645km，实现华北和华中电网互连
§1.1 电力系统的基本概念
3、直流输电线路、高自然功率的紧凑型线路以及灵活交流 输电（FACTS）等多种多样输电新技术的研究也取得很大 进展，有的已进入工程实践。
（2）电力网：电力系统中输送与分配电能的部分。 （3）动力系统：动力部分与电力系统组成的整体。
• 几个基本参量
(1) 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。
§1.1 电力系统的基本概念
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。
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RT (100%)
P U2
k max
N
2000S2N
RT (50%) 2 RT (100%)
2、由短路电压百分比求XT（制造商已归算，直接用）
U U U U 1 k1(%) 2
k(12) (%) k(13) (%) (%) k(23)
XT1
Uk
1(%
)U2 N
100SN
S2 N
()
注意单位：UN（V）、SN（VA）、Pk（W）
如 UN（KV）、SN（MVA）、Pk（KW）时
RT
Pk
U2 N
1000S2N
()
§2.2 变压器的数学模型
短路电压百分比
uk %
3 IN ZT 100% UN
ZT
uk%UN 100 3 IN
uk%
U2 N
100SN
§2.2 变压器的数学模型
1、由短路损耗求RT
1) 对于第Ⅰ类（100/100/100）
P I R I R P P 3 3 k(12)
2 N T1
2 N T2
k1
k2
P I R I R P P 3 3 k(13)
2 N T1
2 N T3
k1
k (13)
P P P P 1
2 k3
k (13)
k (23)
k (12)
RT1
Pk
1
U2 N
1000S2N
RT2
Pk
2
U2 N
1000S2N
RT3
பைடு நூலகம்
Pk
3
U2 N
1000S2N
§2.2 变压器的数学模型
对于第Ⅱ类（100/50/100）第Ⅲ类（100/100/50）
电力系统分析基础 Power System Analysis Basis
（二）
主讲人：栗然
第二章电力系统各元件的数学模型
1、发电机的数学模型 2、变压器的参数和数学模型 3、电力线路的参数和数学模型 4、电抗器和负荷的数学模型 5、电力网的数学模型
§2.1 发电机的数学模型
一、数学模型
电阻：小，忽略
一.线路的结构
架空线：导线、避雷器、杆塔、绝缘子、金具
电力线路
电缆线：导线、绝缘层、保护层
1、导线
要求：导电好、机械强度大、抗腐蚀能力强
材料
铝—L—常用，机械强度不够，钢芯铝线 钢—G—导电性差，做避雷线 铜—T—最好，但贵 铝合金—HL
§2.3 电力线路的参数和数学模型
结构
多股线绞合—J 扩径导线—K
2、电抗
物理意义：导线通交流电，产生磁场自感、互感
外电抗
内电抗
几何均距Dm 3 D D D ab bc ca 等效半径r' 0.779r
对数关系：导线截面和布置无显著影响，一般0.4 Ω/km
正三角布置Dm=D；水平布置Dm=1.26D
分裂导线：改变磁场，增大了半径，减少了电抗
§2.3 电力线路的参数和数学模型
XT RT
XT
uk%UN 100 3 IN
uk%
U2 N
100SN
UN（KV）、SN（MVA）
§2.2 变压器的数学模型
4、开路试验求GT、BT
条件：一侧开路，另一侧加额定电压
空载损耗：
GT
P0
1000U
2 N
(S)
空载电流百分比 I0%
有功分量Ig 无功分量Ib
I0
Ib
试验时小绕组不过负荷，存在归算问题，归算到SN
2) 对于（100/50/100）
2
Pk (12)
P' k (12)
IN 0.5IN
P 4 ' k (12)
2
Pk (23)
P' k ( 23 )
IN 0.5IN
P 4 ' k ( 23 )
四 分 裂 导 线
§2.3 电力线路的参数和数学模型
2.杆塔 结构
作用分
木塔——已不用 钢筋混凝土塔—单杆、型杆 铁塔—用于跨越，超高压输电、耐张、转角、
换位。独根钢管—城市供电
直线杆塔—线路走向直线处，只承受导线自重 耐张杆塔—承受对导线的拉紧力 转向杆塔—用于线路转弯处 换位杆塔—减少三相参数的不平衡 终端杆塔—只承受一侧的耐张力，导线首末端 跨越杆塔—跨越宽度大时，塔高：100—200米
二、同步发电机的允许运行范围
Xd
Eqn
Eqn
IN
UN
jINXd
UN
P EqU sin IN
Xd
§2.1 发电机的数学模型
受限条件
定子绕组： IN为限—S园弧
转子绕组： Eqn ife 励磁电流为限—F园弧 Xd
原动机出力：额定有功功率—BC直线
其它约束： 静稳、进相导致漏磁引起温升—T弧
3、长线路（分布参数—双曲函数）
书上例题 P51
§2.4 电抗器和负荷的数学模型
一、电抗器
电阻：小，忽略
XR %
XR ZN
100%
ZN
UN 3IN
电抗：
XR
XR %
100
UN 3IN
高电压等级可用于低电 压等级，不用SN
jXR
等值电路：
§2.4 电抗器和负荷的数学模型
二、负荷 以功率表示： SL=PL+jQL
U U U U 1 k2 (%) 2
k(12) (%) k(23) (%) (%) k(13)
XT 2
Uk
2(%
)U2 N
100SN
U U U U 1 k3 (%) 2
k(13) (%) k(23) (%) (%) k(12)
XT 3
Uk
3(%
)U2 N
规定最小直径
110KV—9.6mm 220KV—21.28mm 330KV—32.2mm 分裂导线
实测损耗，计算电导，一般忽略
g 1
Pg U2
103
S / km
电缆参数计算复杂，查手册
§2.3 电力线路的参数和数学模型
三、电力线路的等值电路
一般线路的等值电路（正常运行时忽略g）
r1 jx1 r1 jx1 r1 jx1
2
L
SL
§2.5 电力系统的等值电路
一、多电压等级网络中参数和变量的归算（有名值）
电力线、变压器等值电路级联成电力网等值电路 注意：多级电压网存在一个不同电压级之间的归算问题
1) 变压器的参数与UN有关，归算到哪一侧，值不同 2) 变压器的负载阻抗归算到某一侧时，和变比平方有关
3) 要级联等值电路，须将不同电压级下的阻抗、导纳、 电压、电流归算到同一级—基本级（取电网最高电压）
100SN
排列不同，阻抗不同，中间绕组最小，甚至为负，一般取0
§2.2 变压器的数学模型
三、自耦变压器
特点：电阻小、损耗小、运行经济、结构紧凑、电抗小、 输送容量大、重量轻、便于运输
接线：Y0/Y0/Δ ，第三绕组容量比额定容量小
2
损耗未归算
Pk(1- 3)
=
P' k(1- 3)
SN S3
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
A B C
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
3.绝缘子和金具
RT jXT
2、实际变压器
-jBT GT
通过短路和开路试 验求RT、XT、BT、 GT
§2.2 变压器的数学模型
3、短路试验求RT、XT
条件：一侧短路，另一侧加电压使短路绕组电流达到额定值
2
短路损耗：
Pk
I3 2 N
RT
3
SN 3UN
RT
S2 N
U2 N
RT
RT
Pk
U2 N
以阻抗和导纳表示：
~
。
。
IL
IL
。 UL
RT jXT
。 UL
-jBL
GL
S~L
PL
jQL
U L *IL
U2 L
Z* L
U2 L
RL j XL
RL
j XL
US~LL2
U2 L
S2 L
SL
U2 L
S2 L
(PL
jQL)
R US P L
2 L 2L L
2
X U Q L
L
UN
3
BT
I0%
I0 IN
100
I0
I%
100 IN
Ib
BT
I0%
100
SN U2
N
§2.2 变压器的数学模型
二、三绕组变压器