电力系统分析基础第二章
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第一章:电力系统基本概念1.1 电力系统简介电力系统的定义电力系统的基本组成部分电力系统的主要设备及其功能1.2 电力系统的分类交变电力系统与直流电力系统同步电力系统与异步电力系统高压电力系统与低压电力系统1.3 电力系统的运行方式电力系统的正常运行方式电力系统的不正常运行方式电力系统的稳定性和可靠性第二章:电力系统参数与电路模型2.1 电力系统参数电压、电流、功率和能量阻抗、电抗和容抗电力系统的等效电路2.2 电力系统的电路模型单相电路模型三相电路模型2.3 电力系统的相量图相量图的表示方法相量图的应用相量图的绘制与分析第三章:电力系统的稳定性与控制3.1 电力系统的稳定性电力系统稳定性的定义电力系统稳定性的判据电力系统稳定性的分析方法3.2 电力系统的控制电力系统控制的目标电力系统控制的方法电力系统控制的设备及其作用3.3 电力系统的保护与故障处理电力系统保护的作用与分类电力系统保护的方法与设备电力系统故障的类型与处理方法第四章:电力系统的优化与经济运行4.1 电力系统的优化电力系统优化的定义与目标电力系统优化的方法与算法电力系统优化的应用领域4.2 电力系统的经济运行电力系统经济运行的定义与目标电力系统经济运行的优化方法与算法电力系统经济运行的应用领域4.3 电力系统的节能与环保电力系统的节能措施与效果电力系统的环保措施与要求电力系统的可持续发展第五章:电力系统的负荷与短路分析5.1 电力系统的负荷电力系统负荷的分类与特性电力系统负荷的预测与计算电力系统负荷的分配与控制5.2 电力系统的短路分析短路故障的类型与特点短路分析的方法与步骤短路电流的计算与分析5.3 电力系统的保护与故障处理电力系统保护的作用与分类电力系统保护的方法与设备电力系统故障的类型与处理方法第六章:电力系统的传输与分配6.1 电力系统的传输输电线路的类型与特性输电线路的传输能力与损耗输电线路的优化设计与运行6.2 电力系统的分配配电线路的类型与特性配电线路的分配原则与方法配电线路的优化运行与维护6.3 电力系统的电压与无功控制电压控制的重要性与方法无功功率的概念与作用无功补偿设备的类型与配置第七章:电力系统的可靠性评估7.1 电力系统可靠性的指标与计算电力系统可靠性的基本指标电力系统可靠性的统计计算方法电力系统可靠性的评估模型7.2 电力系统的可靠性分析电力系统故障的类型与影响电力系统故障的传播与影响分析电力系统可靠性的优化提高措施7.3 电力系统的可靠性管理电力系统可靠性管理的重要性电力系统可靠性管理的方法与流程电力系统可靠性数据的收集与分析第八章:电力市场的运行与管理8.1 电力市场的概念与结构电力市场的定义与特点电力市场的结构与参与者电力市场的运作机制8.2 电力市场的运行与监管电力市场的运行规则与流程电力市场的监管机构与法规电力市场的竞争与公平性8.3 电力市场的交易与合同电力市场的交易类型与方式电力市场的合同管理与风险控制电力市场的信息技术支持第九章:电力系统的未来发展趋势9.1 电力系统的绿色与可持续发展清洁能源的发展与利用电力系统的绿色转型与减排电力系统的可持续发展战略9.2 电力系统的智能化与自动化智能电网的概念与架构电力系统的自动化控制技术电力系统的信息化与数字化转型9.3 电力系统的新技术与创新新能源技术的发展与应用电力系统的储能技术与需求响应电力系统的微电网与分布式能源第十章:电力系统的案例分析与实践10.1 电力系统的案例分析电力系统故障案例的分析与启示电力系统优化运行案例的分析与借鉴电力市场改革案例的分析与评价10.2 电力系统的实践操作电力系统的模拟与仿真电力系统的实验与测试电力系统的现场实习与操作培训10.3 电力系统的项目管理电力项目的基本流程与管理原则电力项目的风险评估与控制电力项目的质量管理与进度控制重点和难点解析一、电力系统的基本概念和分类:理解电力系统的定义、组成部分以及不同分类方式是理解后续内容的基础。
专业课复习重难点1. 重点第一章电力系统的基本概念1. 掌握和理解电力系统、电力网及动力系统的概念,注意它们之间的联系和区别。
着重理解电力系统是发电、送电和用电的整体。
2. 了解我过电力系统的发展史。
3. 掌握电力系统运行的特点及对电力系统运行的要求。
4. 掌握电力系统电气接线图和地理接线图的概念和它们的应用。
5. 掌握电力系统各种接线方式的主要特点。
6. 牢固掌握电力系统额定电压等级的概念和各种电压等级的适用范围。
能熟练正确地选择用电设备、发电机、变压器的额定电压。
7. 了解电力系统中性点运行方式对电力系统运行的影响,掌握中性点运行方式和分类以及消弧线圈的作用。
第二章电力系统各元件的特性参数和等值电路1. 掌握发电机电抗的计算公式和等值电路。
2. 掌握电力线路的参数和等值电路。
(1)掌握电力线路每相导线单位长度电阻、电抗和电纳的计算公式。
(2)了解电力线路电阻、电抗、电导和电纳等参数的物理含义及影响这些参数的主要因素。
(3)了解架空电力线路电晕临界电压的计算方法。
熟练掌握如何校验架空电力线路是否发生电晕。
(4)理解架空电力线路采用分裂导线的作用意义,并掌握其参数的计算方法。
5)掌握电力线路的等值电路(单相等值图)及其参数的计算方法。
6)了解电力线路长度对其等值电路参数的影响,并能在实际问题中正确处理。
3. 掌握变压器的参数和等值电路(1)熟练掌握双绕组变压器的电阻、电抗、电导、电纳的计算公式。
(2)熟练利用变压器的短路试验数据和空载试验数据计算各种类型变压器r形等值电路参数的方法。
4. 掌握电力网的等值电路(1)充分理解多电压等级网络进行参数和变量归算的意义。
熟练掌握多电压等级网络参数和变量归算的方法。
(2)充分理解表么制在电力系统分析和计算中的意义。
熟练掌握表么值的定义和数学表达式,各量表么值求法以及在多电压等级网络中表么值归算的两种方法。
熟练掌握表么值和有名值相互转换的方法。
第三章简单电力系统潮流计算1. 熟练掌握电力线路和变压器中功率损耗和电压降落的公式,正确计算等值电路图中的功率分布。
电力系统分析基础2试题答案(全)自测题(一)—电力系统的基本知识一、单项选择题(下面每个小题的四个选项中,只有一个是正确的,请你在答题区填入正确答案的序号,每小题2.5分,共50分)1、对电力系统的基本要求是(1)。
A、保证对用户的供电可靠性和电能质量,提高电力系统运行的经济性,减少对环境的不良影响;2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于(1)。
A、一级负荷;3、对于供电可靠性,下述说法中正确的是(4)。
D、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。
4、衡量电能质量的技术指标是(2)。
电压,频率B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率;5、用于电能远距离输送的线路称为(3)。
C、输电线路;6、关于变压器,下述说法中错误的是(2)B、变压器不仅可以对电压大小进行变换,也可以对功率大小进行变换;7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是(1)。
A、燃料消耗率、厂用电率、网损率;8、关于联合电力系统,下述说法中错误的是(4)。
A、联合电力系统可以更好地合理利用能源;B、在满足负荷要求的情况下,联合电力系统的装机容量可以减少;C、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量;D、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。
9、我国目前电力系统的最高电压等级是(4)。
D、交流1000kv,直流800kv。
10、用于连接220kv和110kv两个电压等级的降压变压器,其两侧绕组的额定电压应为(4)。
A、220kv、110kv;B、220kv、115kv;C、242Kv、121Kv;D、220kv、121kv。
11、对于一级负荷比例比较大的电力用户,应采用的电力系统接线方式为(2)。
B、双电源供电方式;12、关于单电源环形供电网络,下述说法中正确的是(3)。
C、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量,但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况;13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用,下述说法中错误的是(4)。
第二章 思考题及习题答案2-1 架空线路的参数有哪些?这几个参数分别由什么物理原因而产生?答:架空线路的参数有电阻、电抗、电导和电纳。
电阻反映线路通过电流时产生的有功功率损失效应;电抗反映载流导线周围产生的磁场效应;电导反映电晕现象产生的有功功率损失效应;电纳反映载流导线周围产生的电场效应。
2-2 分裂导线的作用是什么?如何计算分裂导线的等值半径?答:分裂导线可使每相导线的等效半径增大,并使导线周围的电磁场发生很大变化,因此可减小电晕损耗和线路电抗。
分裂半径计算公式为ni ni eq d r r 12=∏=2-3 电力线路一般以什么样的等值电路来表示?答:短线路一般采用一字型等值电路,中等长度线路采用π型等值电路,长线路采用修正值表示的简化π型等值电路。
2-4 双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示?变压器的导纳支路与电力线路的导纳支路有何不同?答:双绕组和三绕组变压器通常采用Γ型等值电路,即将励磁支路前移到电源侧。
变压器的导纳支路为感性,电力线路的导纳支路为容性。
2-5 发电机的等值电路有几种形式?它们等效吗?答:发电机的等值电路有两种表示形式,一种是用电压源表示,另一种是以电流源表示,这两种等值电路是等效的。
2-6 电力系统负荷有几种表示方式?答:电力系统负荷可用恒定的复功率表示,有时也可用阻抗或导纳表示。
2-7 多级电压电网的等值网络是如何建立的?参数折算时变压器变比如何确定?答:在制定多电压等级电力网的等值电路时,必须将不同电压级的元件参数归算到同一电压级。
采用有名制时,先确定基本级,再将不同电压级的元件参数的有名值归算到基本级。
采用标幺制时,元件标幺值的计算有精确计算和近似计算两种方法。
精确计算时,归算中各变压器的变比取变压器的实际额定变比;近似计算时,取变压器两侧平均额定电压之比。
2-8 有一条110kV 的双回架空线路,长度为100km ,导线型号为LGJ-150,计算外径为16.72mm ,水平等距离排列,线间距离为4m ,试计算线路参数并作出其π型等效电路。
习题2-1 正三角形排列的架空输电线,若无架空地线。
设对于三相平衡正序电流,输电线每相等值电抗为1x ,试定性比较:(1)对于三相平衡负序电流,输电线的每相等值电抗比1x 大还是小?(2)三根输电线通入三个完全相同的电流,以大地为地线,此时的输电线每相等值电抗比1x 大还是小?(3)若有架空地线,则此时对于三相平衡正序电流,输电线的每相等值电抗比1x 大还是小?(4)三根输电线通入三个完全相同的电流,在有架空地线与无架空地线(以大地为地线)两种情况下,哪一种情况的输电线每相等值电抗大?简要说明理由。
2-2 双回110kV 架空线路、水平排列,线路长100km 。
导线型号为LGJ-150,线间距离为4m 。
(1)计算每公里线路的阻抗及电纳; (2)画出线路全长的等值电路并标上参数;(3)线路对地所产生的容性无功功率是多少(按额定电压计算)?2-3 某架空输电线,额定电压是220kV ,长为180km ,导线为LGJ-400,水平排列,线间距离为7m ,导线完全换位。
求该线路的参数R 、X 及B ,并作出等值电路图。
若以100MV A 、 220kV 为基准,求R 、X 、B 的标么值。
2-4 某6kV 电缆输电线路,长4km ,每公里长电缆的电路参数为 2.1r =Ω,0.1x =Ω,616010b −−=×Ω,计算此线路的参数。
若电缆输送电流为80A ,(1)计算线路电容的充电功率(按额定电压计算)与输送容量之比; (2)计算电抗与电阻之比, (3)画出等值电路。
2-5 一回500kV 架空输电线,长500km ,每相由三根各相距40cm 的LGJJ -400导线组成,三相导线水平排列(如图),相互间距12m ,按下列三种要求计算此架空线的电路参数,并画出相应的等值电路。
(1)不考虑分布参数特性; (2)近似考虑分布参数特性; (3)精确考虑分布参数特性。
题图2-52-6 某变压器额定容量为31.5MV A ,变比为110/38.5kV ,200kW S P Δ=,%10.5%S U =,86kW O P Δ=,% 2.7%O I =,试求变压器参数并画出等值电路。
电力系统分析课后习题答案第一章电力系统概述和基本概念1-1 电力系统和电力网的定义是什么?答:通常将生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电电力线路等,使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等,以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体,称为电力系统。
电力系统中,各种电压等级的输配电力线路及升降变压器所组成的部分称为电力网络。
1-2 电力系统接线图分为哪两种?有什么区别?答:地理接线图: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。
地理接线图不能更加详细地反映电力系统各电气设备之间的连接关系。
电气接线图: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、电力线路之间的电气接线。
电气接线图并不侧重反映系统中发电厂、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。
1-3 对电力系统运行的基本要求是什么?电能生产的基本特点是什么?答:对电力系统运行的基本要求是:(1)保证系统运行的安全可靠性(2)保证良好的电能质量(3)保证运行的经济性。
另外,环境保护问题日益受到人们的关注。
火力发电厂生产的各种污染物质,包括氧化硫、氧化氮、飞灰等排放量将受到严格限制,也将成为对电力系统运行的要求。
电能生产的特点是:(1)电能与国民经济各个部门、国防和日常生活之间的关系都很密切。
(2)电能不能大量储存。
(3)电力系统中的暂态过程十分迅速(4)对电能质量的要求比较严格。
1-4 电力系统的额定电压是如何确定的?系统元件的额定电压是多少?什么叫电力线路的平均额定电压?答:电力系统额定电压的确定,首先应从电力系统输送电能的经济性上考虑。
因为电力线路的三相输送功率S和线电压U、线电流I之间的关系为S=sqrt(3)UI,当输送功率S一定时,输电电压U越高,则电流I越小,因此选用的导线截面积可相应减小,投资也就越小。
但电压U越高,对绝缘的要求越高,杆塔、变压器、断路器等的绝缘的投资也越大。
电力系统分析第二章(电网的正序参数和等值电路)总结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,并且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。
静止元件的负序分量参数和等值电路与正序分量完全相同 取负荷滞后功率因数运行时,所吸收的无功功率为正,感性无功 负荷超前功率因数运行时,所吸收的无功功率为负,容性无功 发电机滞后功率因数运行时,所发出的无功功率为正,感性无功 发电机超前功率因数运行时,所发出的无功功率为负,容性无功第一节:电力线路的数学模型一.电力线路的物理现象及电气参数用电阻R 来反映电力线路的发热效应,用电抗X 反映线路的磁场效应,用电纳B 来反映线路的电场效应,用电导G 来反映线路的电晕现象和泄漏现象。
(1)线路的电阻:考虑温度的影响则:(2)线路的电抗:.各相导线有自感,导线之间有互感。
用一相等值电路分析.三相导线间距离不等时,各相电感互不相等。
为使线路阻抗对称,每隔一段距离将三相导线进行换位最常用的电抗计算公式进一步可得到 ()()QP sin cos S U I 3θθU I 3I U3S i u *j j ~+=+=∠=-∠==ϕϕϕ [])20(120-+=t r r t αSr ρ=141105.0lg6.42-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=r m r D f x μπ)导线单位长度的电抗(km x /1Ω-)或导线的半径(cm mm r - 1=-r r μμ数,对铜、铝,导线材料的相对导磁系)交流电频率(Hz f -还可以进一步改写为:在近似计算中,可以取架空线路的电抗为0.40Ω/km分裂导线线路的电抗:分裂导线的采用改变了导线周围的磁场分布,等效地增加了导线半径,减小了导线表面的电场强度,避免正常运行时发生电晕。
同时也减少了导线电抗(三)线路的电纳:在电力系统稳态分析中,将用一相等值电容来反映导线上的电荷与本相导线上的电压以及另外两相导线上的电压对他的影响线路电容: 线路电纳: 架空线路的电纳变化不大,一般为2.85×10-6S/km分裂导线线路的电纳:(四)线路的电导:对于110V 以下的架空线路,与电压有关的有功功率损耗主要是由绝缘子泄漏电流引起的。