电力系统故障分析

电力系统故障分析

1 故障基础知识

电力系统的故障一般分为简单故障和各种复杂故障。简单故障是指电力系统正常运行时某一处发生短路或断线故障的情况，其又可分为短路故障（横向故障）和断线故障（纵向故障），而复杂故障则是指两个或两个以上简单故障的组合。短路故障有4种类型：三相短路（(3)K ）、两相短路（(2)K ）、单相接地短路（(1)K ）和两相短路接地（(1.1)K ）；断线故障分为一相断线和两相断线。其中发生单相接地短路故障的概率最高，占65%。在本次设计中，对这六种故障都进行了建模仿真，由于单相接地短路故障发生的几率最高，因此本文将该故障作为典型例子来分析建模仿真过程。

2 单相短路接地故障分析

假设系统短路前空载，短路模拟图如图1所示。

图1 单相接地短路

当系统中的f 点发生单相（A 相）直接短路接地故障时，其短路点的边界条件为A 相在短路点f 的对地电压为零，B 相和C 相从短路点流出的电流为零，即：

00fA fB fC U I I ===

将式子（1）转换成各个序分量之间的关系。对于0fA U =，有如下关系：

(1)(2)(0)0fA fA fA fA U U U U =++=

根据0fB fC I I ==可以得出：

2(1)2(2)(0)111103311

10fA fA fA fA fA fA fA I I a

a I I a a I I I ??????

??????????==????????????

????????????????

于是，单相短路接地时，用序分量表示的边界条件为：

(1)(2)(0)(1)(2)(0)

fA fA fA fA fA fA fA U U U U I I I ?=++=??

==?? (1)

(2)

(3)

由边界条件组成复合序网（复合序网是指在短路端口按照用序分量表示的边界条件，将正序、负序和零序三个序网相互连接而成的等值网络）从A 相短路接地的序分量边界条件式（3）可见，它相当于三序序网的端头进行串联，如图2所示

图2 单相接地短路复合序网

复合序网直观地表达了不对称短路故障的地点和类型，对复合序网进行分析计算，可以解出短路点处的各序电压，电流分量，如下： （1）电流分量

序电流分量为 ：

0(1)(2)(0)(1)(2)(0)

fA fA fA fA fA U U I I I Z Z Z Z

∑∑∑===

=

++∑

三相电流为：

(1)033/0

fA fA fA fB fC I I U Z

I I ?==∑??

==?? （2）电压分量

序电压分量为：

(1)(1)(1)(2)(0)00(2)(2)0

(0)(0)0

()/fA fA fA fA fA fA fA fA U U I Z U Z Z Z Z U U Z Z U U Z ∑∑∑∑∑?

??=-=+∑????

?=-?∑?

?=-?∑?

三相电压为：

(4)

fC I =fC I =(5)

fC I =fC I =

(6)

fC I =fC I =

()()()()(1)(2)(0)222

(1)(2)(0)(2)(2)(1)

22

(1)(2)(0)(2)(2)(1)011fA

fA fA fA fB fA fA fA fA fC fA fA fA fA U U

U U U a U aU U a a Z a Z I U aU a U U a a Z a Z I ∑∑∑∑?=++=????=++=-+-????

???=++=-+-???

(7)

fC I =fC I =

(完整版)电力系统分析基础知识点总结

一．填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定 电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路 电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本 形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联 电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参 数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV） （225.5KV）（231KV）。 二：思考题 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、35、110、220、330、500 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%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） S 。当功率一定时电压越高电流越小，导线答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为

电力系统分析课程总结

电力系统分析课程总结报告 学院（部）：电气学院 专业班级：电气工程学生姓名：** 指导教师：**** 2014年6 月28 日

目录 1电力系统概述和基本概念 (1) 1.1电力系统概述 (1) 1.2电力系统中性点的接地方式 (3) 2电力系统元件参数和等值电路 (3) 2.1电力线路参数和等值电路 (4) 2.2变压器、电抗器的参数和等值电路 (4) 2.3发电机和负荷的参数及等值电路 (5) 2.4电力网络的等值电路 (5) 3简单电力网络潮流的分析与计算 (6) 3.1电力线路和变压器的功率损耗和电压降落 (6) 3.2开式网络的潮流计算 (7) 3.3环形网络的潮流分布 (7) 4电力系统潮流的计算机算法 (7) 4.1电力网络的数学模型 (8) 4.2等值变压器模型及其应用 (8) 4.3节点导纳矩阵的形成和修改 (8) 4.4功率方程和变量及节点分类 (9) 4.5高斯-塞德尔法潮流计算 (9) 4.6牛顿-拉夫逊法潮流计算 (9) 4.7P-Q分解法潮流计算 (9) 5电力系统有功功率的平衡和频率调整 (10) 5.1电力系统中有功功率的平衡 (10) 5.2电力系统的频率调整 (11) 6电力系统的无功功率平衡和电压调整 (11) 6.1电力系统中无功功率的平衡 (12) 6.2电力系统的电压管理 (12) 6.3电力系统的几种调压方式 (13) 6.4电力线路导线截面的选择 (13) 7电力系统各元件的序参数和等值电路 (14)

7.1对称分量法 (14) 7.2同步发电机的负序电抗和零序电抗 (14) 7.3异步电动机的参数和等值电路 (15) 7.4变压器的零序参数和等值电路 (15) 7.5电力系统的序网络 (15) 8电力系统故障的分析与实用计算 (15) 8.1由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算 (16) 8.2电力系统三相短路的实用计算 (16) 8.3电力系统不对称短路的分析与计算 (16) 8.4电力系统非全相运行的分析 (17) 9机组的机电特性 (17) 9.1电力系统运行稳定性的基本概念 (17) 9.2同步发电机组的运动方程式 (17) 9.3发电机的功-角特性方程式 (18) 9.4异步电动机的机电特性 (18) 9.5自动调节励磁系统对功-角特性的影响 (18) 10电力系统的静态稳定性 (19) 10.1电力系统静态稳定性的基本概念 (19) 10.2小扰动法的基本原理和分析在电力系统静态稳定性中的应用 (19) 10.3电力系统电压、频率及负荷的稳定性 (20) 10.4调节励磁对电力系统静态稳定性的影响 (20) 10.5保证和提高电力系统静态稳定性的措施 (20) 11电力系统的暂态稳定性 (21) 11.1电力系统暂态稳定性概述 (21) 11.2简单电力系统暂态稳定性的定性分析 (22) 11.3简单电力系统暂态稳定性的定量分析 (22) 11.4发电机转子运动方程的数值解法 (22) 11.5提高电力系统暂态稳定性额措施 (23) 致谢 (23)

初中物理电路故障分析--珍藏版

一、初中物理电路故障分析 1、电压表示数为零的情况 A 电压表并联的用电器发生短路 (一灯亮一灯不亮，电流表有示数) B 电压表串联的用电器发生断路 (两灯都不亮，电流表无示数) C 电压表故障或与电压表连线发生断路 (两灯都亮，电流表有示数) 2、电压表示数等于电源电压的情况 A 电压表测量的用电器发生断路 （两灯都不亮，电流表无示数） 注：此时不能把电压表看成断路，而把它看成是一个阻值很大的电阻同时会显示电压示数的用电器，由于电压表阻值太大，根据串联电路分压作用，电压表两端几乎分到电源的全部电压，电路中虽有电流但是很微弱，不足以使电流表指针发生偏转，也不足以使灯泡发光。如果题目中出现“约”、“几乎”的字眼时，我们就锁定这种情况。 B 电路中旁边用电器发生短路 （一灯亮一灯不亮，电流表有示数） 总结：如图，两灯泡串联的电路中，一般出现的故障问题都是发生在用电器上，所以通常都有这样一个前提条件已知电路中只有一处故障，且只发生在灯泡L1或L2上。 若两灯泡都不亮，则一定是某个灯泡发生了断路，如果电压表此时有示数，则一定是和电压表并联的灯泡发生了断路，如果电压表无示数，则一定是和电压表串联的灯泡发生了断路。此两种情况电流表均无示数。 若一个灯泡亮另一个灯泡不亮，则一定是某个灯泡发生了短路，如果电压表此时有示数，则一定是和电压表串联的灯泡发生了短路，如果电压表此时无示数，则一定是和电压表并联的灯泡发生了短路。此两种情况电流表均有示数 3、用电压表电流表排查电路故障 A、用电压表判断电路故障，重要结论：电压表有示数说明和电压表串联的线路正常，和电压表并联的线路有故障。若电路中只有一处故障则电压表无示数时，和电压表并联的线路一定正常。

《电路分析基础》学习总结

《电路分析基础》学习总结 通过电路基础的学习，我们的科学思维能力，分析计算能力，实验研究能力和科学归纳能力有了很大的提高，为下学期我们学习电子技术打下了基础。 对于我们具体的学习内容，第一到第四章，主要讲了电路分析的基本方法，以及电路等效原理等，而后面的知识主要是建立在这四章的内容上的，可以说，学好前面这四章的内容是我们学习电路基础的关键所在。在这些基础的内容中又有很多是很容易被忽略的。对于第五章的内容，老师让我们自主讲解的方式加深了我们的印象，同时也让我们学会如何去预习，更好的把握重点，很符合自主学习的目的。至于第六章到第十章的内容则完全是建立在前四章的内容上展开的，主要就是学会分析电路图结构的方法，对于一二阶电路的响应问题，就是能分析好换路前后未变量和改变量，以及达到稳态时所求量的值。 对于老师上课方法的感想：首先感谢窦老师和杨老师的辛苦讲课，窦老师声音洪亮，讲课思路清晰，让我们非常受益，杨老师的外语水平让我们大开眼界，在中文教学中，我们有过自主学习的机会，也让大家都自己去讲台上讲课，加深了我们的印象，而且对于我们学习能力有很大提高，再是

老师讲课的思路，让我受益不凡，在这之中感受到学习电路的方法。在双语班的教学中，虽然外语的课堂让我们感觉很有难度，有的时候甚至看不懂ppt上的单词，临时上课的时候去查，但是老师上课时经典的讲解确实很有趣味，不仅外语水平是一定的锻炼，同时也是学习电路知识，感觉比起其他班的同学，估计这应该是一个特色点吧。 对于学习电路感想：学习电路，光上课听老师讲课那是远远不够的，大学的学习都是自主学习，没有老师的强迫，所以必须自己主动去学习，首先每次上完课后的练习，我觉得很有必要，因为每次上完课时都感觉听的很懂，看看书呢，也貌似都能理解，可是一到做题目就愣住了，要么是公式没有记住，要么是知识点不知道如何筛选，所以练习很重要，第二点，应该要反复回顾已经学过的内容，只有反复记忆的东西才能更深入，不然曾经学过的东西等到要用就全都忘记了，不懂得应该多问老师，因为我们是小班，这方面，老师给了我们足够的机会。 另外，我们电路分析基础的课程网站，里面的内容已经比较详实，内容更新也比较快，经常展示一些新的内容，拓宽了我们的视野。

最新电力系统分析总结(复习资料)

1、有发电厂中的电气部分、各类变电所、输配电线路及各种类型的用电器组成的整体，称为电力系统 2、按电压等级的高低，电力网可分为：1低压电网（<1kv）2中低电网（11000kv） 3、负荷的分类：1.按物理性能分：有功负荷、无功负荷 2.按电力生产与销售过程分：发电负荷、供电负荷、和用电负荷 3.按用户性质分：工业、农业、交通运输业和人民生活用电负荷 4.按负荷对供电的可靠性分：一级、二级、三级负荷 4、我国电力系统常用的4种接地方式：1.中性点接地 2.中性点经消弧线圈接地3.中性点直接接地 4.中性点经电阻的电抗接地小电流接地方式：（1.2）优点：①可靠性能高②单相接地时，不易造成人身或轻微轻微的人身和设备安全事故缺点：经济性差、容易引起谐振，危及电网的安全运行。大接地电流方式：（3.4）优点：①能快速的切除故障、安全性能好②经济性好。缺点：系统供电可靠性差（任何一处故障全跳） 5、消弧线圈的工作原理：在单相接地时，可以线圈的电流Il补偿接地点的容性电流消除接地的不利影响补偿方式：①全补偿：Ik=Il时，Ie=0.容易发生谐振，一般不用②负补偿，Il< Ik时，Ie为纯容性，易产生谐振过电压③过补偿：Il>Ik时，Ie为纯感性，一般都采用过电压法。 6、架空线路的组成：①导线、②避雷线、③杆塔、④绝缘子、⑤金具 7、电力网的参数一般分为两类：一类是由元件结构和特性所决定的参数，称为网络参数，如R、G、L等；另一类是系统的运行状态所决定的参数，称为运行参数，如I、V、P等。 8、分裂导线用在什么场合，有什么用处？一般用在大于350kv的架空线路中。可避免电晕的产生和增大传输容量。 9、导线是用来反映的架空线路的泄漏电流和电晕所引起的有功损耗的参数。 10、三绕组变压器的绕组排列方式：①中、高、低②低、中、高排列原则：①高压绕组电压高，故绝缘要求也高，一般在最外层、②升压变压器一般采用：---- 1、标么值：是指实际有名值与基准值得的比值。优点：可以用来简化计算缺点：同一实际值可能对应着多个不同的标么值。基准值的选取：①基准值的单位应与有名值的单位相同、②所选取的基准值物理量之间应符合电路的基本关系、③P33 12、短路：指一切不正常的相与相之间的或相与地面之间的通路。形式： ①三相电路、②单相短路接地、③两相短路、④两相短路接地。 13、短路计算的任务; ①在选择电气设备时，要保证电气设备要有足够的动稳定性和热稳定性，这都要以短路计算为依据。②为了合理地配置各种继电保护装，并正确整定其参数，必须进行短路电流的计算。③在设计发电厂的变电所的主接线时，需要对各种可能的设计方案进行详细的技术经济比较，以便确定最优设计方案，这也要以短路计算为依据。④进行电力系统暂态稳定的计算，也包含一些电流计算的内容。 14、无穷大电源：是一种为了理论上简化分析的需要，所假定的可以输出无穷大的功率的电源。特点：①电源频率和电压保持不变、②电源的内阻为零。 15、短路要做的假设：①由无穷大电源供电、②短路前处于稳态、③电路三相对称。16、短路电流实际上包括两个分量：①是周期性分量，即稳态短路电流，它是短路电流中的强迫分量，其幅值Im取决于电源电动势的幅值和电路参数。 ②是非周期分量，它是短路电流中的自由分量，按指数形式衰减。17、 短路冲击电流：是指短路电流中最大可能的瞬时值，同非周期分量有关。18、对称分量法：是将一组不对称的三相量看成三组不同的对称三相量之和。三相量为：①正序分量：各相量的绝对值相等、相互之间有120°的相位，且与系统在正常对称运行下的相序相同。Ib1=Ia1?e-j120、Ic1= Ia1?ej120; ②负序分量：各相量的绝对值相等，相互之间有120°的相位差但与正常运行时的相许相反，以A相为基准相，有Ib2=Ia2?ej120、Ic2=Ia2?ej-120；③零序分量：各相量的绝对值相等，相位相同，也即Ia0=Ib0=Ic0。19、力系统元件的序参数：同步发电机的负序和零序阻抗：正序电抗、负序电抗、零序电抗。20、电网中各发电机之间合并的条件：①发电机的特性（类型、参数等）是否大致相同，②发电机到短路点的电气距离是否大致相等。 21、短路功率主要用来校验断路器的切断能力。22、不对称故障：①纵向故障：指的是网络中的两个相邻节点k和k′之间出现不正常的断开或三相阻抗不相等的情况。②横向故障：23、非全相断线：是指一相断线和两相断线的非全线断线形式。非全相断线的运行是在故障口出现了某种不对称状态，系统的其余某部分的参数还是三相对称的，可以运用对称分量法进行分析。 24、潮流计算的几个量：①电压降落：指供电支路首末端电压的相位差； ②电压损耗：指供电支路首末端两端电压的数量差，即为（U1-U2）；③电压偏移：指电网中某点的实际电压U与其额定电压UN之差，有时用百分数表示，即：电压偏移=（U-Un）/Un*100% ; ④电压调整：指线路末端在空载时的电压U20与负载时的电压U2的数量差。由于输电线路的电容效应，特别是超高压输电线路的电容效应，在空载时线路末端电压值上升较大。25、电源输出的功率由两部分组成：①一部分与负荷和线路阻抗有关、②第二部分与负荷无关，只与两端电源的电压差和线路阻抗有关，称为循环功率。 26、通过对负荷节点的功率流向的分析会发现：①有的负荷只需要单方向提供电力就能满足负荷供电的要求，②而有的负荷必须从两个方向或两个以上方向同时同时提供电力才能满足负荷的供电要求。这种必须同时从两个方向或以上提供电力才能满足负荷供电要求的负荷节点，称为功率分点。27、闭式网络中电压最低点的判断：功率分点就是整个电力网电压的最低点。①在较高电压级的电网中，由于X>>R，此时电压最低点往往是无功功率分点。②在较低电压级的电网中，由于R>>X,此时电压最低点往往是有功功率分点。28、潮流计算的主要内容：①电流和分布的计算、②节点电压和电压损耗的计算、③功率损耗的计算。29、对每个节点i来讲，通常有四个变量：①发电机发出的有功功率和无功功率、②电压幅值和相位30、根据电力系统的实际运行条件，一般将节点分为以下三种类型：①PQ节点：这类节点P和Q是给定的，节点电压（幅值、相位）是待求量。电力系统中的绝大多数节点属于这一类型。②PU 节点：这类节点是P和U是给定的，节点的Q和电压的相位待求。③平衡节点：平衡节点只有一个，它的电压幅值U和相位已给定，P和Q为待求量。31、 ①平衡节点：在潮流分布算出之，网络中的功率损耗是未知的。因此网络中至少有一个节点的P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡，故称为平衡节点。②基准节点：必须选定一个节点，指定电压相位为0，作为计算各点电压相位的参考。这个节点称为基准节点。习惯上把基准节点和平衡节点选为同一点，称为平衡节点。32、高斯—塞得尔潮流计算步骤：P130 功率因数：cos＠=Pmax/Sn 33、每一次选代中，对于PU节点，必须作以下几项计算：①修正节点电压、②计算节点无功功率、③无功功率超限检查。 34、几种常见的无功功率电源：①同步发电机、②同步调相机及同步电动机、③并联电容器、④静止无功功率补偿器svc、⑤高压输电线的充电功率。 35、中枢点电压的调节方式：①逆调压：对于中枢点至各负荷点的供电线路较长，各负荷变化规律大致相同，且负荷波动较大的网络中，在最大负荷时，线路上电压损耗增大，适当提高中枢电压以抵偿增大的电压损耗防止负荷点的电压过低；在最小负荷时，线路上电压损耗减小，适当降低中枢点电压以防止负荷点的电压过高。这种在最大负荷时提高中枢电压，在最负荷时降低中枢点电压的调压方式i，称为逆调压。②顺调压：对于负荷变化较小哦，线路不长的网络，在允许电压偏移范围内，最大负荷时，电压可以低一些；最小负荷时，电压可以搞一些，这种方式称为顺调节。③恒调压：对于负荷变动较小，供电线路上电压损耗也较小的电力网络，无论是最大负荷还是最小负荷，只要中枢点电压维持在允许电压偏移范围内的某一个或较小范围内，就是可以保证各负荷点的电压质量。36、变压器的分接头：一般设在高压和中压绕组上。对于6300kv?A 及以下的变压器中，高压侧有三个分接头。每个分接头可使电压变化5%，各分接头电压分别为：0.95Un、Un、1.05Un。对于容量为8000kv?A 及以上的变压器，高压侧有5个分接头。各分接头电压分别为：0.95Un、0.975Un、Un、1.025Un、1.05Un，记为：Un（+/-）2*2.5% 37绕组变压器：三绕组变压器除高压侧有分接头外，一般中压侧也有分接头可供选择。首先根据低压侧母线的调压要求，在高—低压绕组之间进行计算，选取高压侧的分接头电压，即变比Uth/Un;然后根据中压侧母线的调压要求及选取的高压侧分接头电压Uth在高—中压侧绕组之间进行计算，选取中压侧的分接头电压Utm。确定变比为Uth/Utm/Un1 38、频率的一次调整：当负荷波动时，将引起频率的变化。这时发电机组的出力在调速器的作用下，也将作适当的调整；负荷从系统中吸收的实际功率也将作一定调整，从而在新的频率下，达到新的功率平衡。 39、频率的二次调整：一次调整是由调速器来调节，其结果是发电机增加的输入功率小于实际增加的负荷功率，此时频率仍旧小于fn。为了使系统稳定运行在fn下，此时用自动调频装置去调整，使发电机的静态曲线向上平移，直至系统发电机组的输入功率能符合负荷功率的增长的需要使系统频率运行于fn 上。序参数：对称的三相电路中流过不同序列的电流时，所遇到的阻抗是不同的，然而同一相序的电压和电流间仍符合欧姆定律。40、降低网损的技术措施：①提高用户处的功率因数，避免无功功率还距离传送；②在闭式网络中实行功率经济分布；③组织变压器经济运行; ④合理组织各发电厂经济运行； ⑤合理选择导线的截面积；⑥调整用户的负荷曲线，调峰节电。⑦合理安排检修计划；⑧适当提高电力网的运行电压水平。41、等微增率准则：就是运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，这样就是使系统总的燃料消耗 为最小，从而是最经济的。42、提高电力系统静态稳定性的措施：①减小元件 的电抗、②采用自动调节励磁装置、③改善系统的结构和采用中间补偿设备。 1、有发电厂中的电气部分、各类变电所、输配电线路及各种类型的用电器组成 的整体，称为电力系统2、按电压等级的高低，电力网可分为：1低压电网 （<1kv）2中低电网（11000kv）3、负荷的分类：1.按物理性能 分：有功负荷、无功负荷 2.按电力生产与销售过程分：发电负荷、供电负荷、 和用电负荷 3.按用户性质分：工业、农业、交通运输业和人民生活用电负荷 4. 按负荷对供电的可靠性分：一级、二级、三级负荷4、我国电力系统常用 的4种接地方式：1.中性点接地 2.中性点经消弧线圈接地3.中性点直接接地 4. 中性点经电阻的电抗接地小电流接地方式：（1.2）优点：①可靠性能 高②单相接地时，不易造成人身或轻微轻微的人身和设备安全事故缺点：经济 性差、容易引起谐振，危及电网的安全运行。大接地电流方式：（3.4）优 点：①能快速的切除故障、安全性能好②经济性好。缺点：系统供电可靠性 差（任何一处故障全跳）5、消弧线圈的工作原理：在单相接地时，可 以线圈的电流Il补偿接地点的容性电流消除接地的不利影响补偿方式：①全 补偿：Ik=Il时，Ie=0.容易发生谐振，一般不用②负补偿，Il< Ik时，Ie为纯容 性，易产生谐振过电压③过补偿：Il>Ik时，Ie为纯感性，一般都采用过电压法。 6、架空线路的组成：①导线、②避雷线、③杆塔、④绝缘子、⑤金具 7、 电力网的参数一般分为两类：一类是由元件结构和特性所决定的参数，称为网络 参数，如R、G、L等；另一类是系统的运行状态所决定的参数，称为运行参数， 如I、V、P等。8、分裂导线用在什么场合，有什么用处？一般用在大于 350kv的架空线路中。可避免电晕的产生和增大传输容量。9、导线是用来反映 的架空线路的泄漏电流和电晕所引起的有功损耗的参数。 10、三绕组变压器的绕组排列方式：①中、高、低②低、中、高排列原 则：①高压绕组电压高，故绝缘要求也高，一般在最外层、②升压变压器一般 采用：---- 1、标么值：是指实际有名值与基准值得的比值。优点：可以用来简 化计算缺点：同一实际值可能对应着多个不同的标么值。基准值的选取：①基 准值的单位应与有名值的单位相同、②所选取的基准值物理量之间应符合电路的 基本关系、③P33 12、短路：指一切不正常的相与相之间的或相与地面之间的通路。形式： ①三相电路、②单相短路接地、③两相短路、④两相短路接地。 13、短路计算的任务; ①在选择电气设备时，要保证电气设备要有足够的动 稳定性和热稳定性，这都要以短路计算为依据。②为了合理地配置各种继电保护 装，并正确整定其参数，必须进行短路电流的计算。③在设计发电厂的变电所的 主接线时，需要对各种可能的设计方案进行详细的技术经济比较，以便确定最优 设计方案，这也要以短路计算为依据。④进行电力系统暂态稳定的计算，也包含 一些电流计算的内容。 14、无穷大电源：是一种为了理论上简化分析的需要，所假定的可以输出 无穷大的功率的电源。特点：①电源频率和电压保持不变、②电源的内阻为零。 15、短路要做的假设：①由无穷大电源供电、②短路前处于稳态、③电路三相对 称。16、短路电流实际上包括两个分量：①是周期性分量，即稳态短路电流， 它是短路电流中的强迫分量，其幅值Im取决于电源电动势的幅值和电路参数。 ②是非周期分量，它是短路电流中的自由分量，按指数形式衰减。17、 短路冲击电流：是指短路电流中最大可能的瞬时值，同非周期分量有 关。18、对称分量法：是将一组不对称的三相量看成三组不同的对称三相量之 和。三相量为：①正序分量：各相量的绝对值相等、相互之间有120°的相位， 且与系统在正常对称运行下的相序相同。Ib1=Ia1?e-j120、Ic1= Ia1?ej120; ②负 序分量：各相量的绝对值相等，相互之间有120°的相位差但与正常运行时的相 许相反，以A相为基准相，有Ib2=Ia2?ej120、Ic2=Ia2?ej-120；③零序分量：各 相量的绝对值相等，相位相同，也即Ia0=Ib0=Ic0。19、力系统元件的序参数： 同步发电机的负序和零序阻抗：正序电抗、负序电抗、零序电抗。20、电网中 各发电机之间合并的条件：①发电机的特性（类型、参数等）是否大致相同，② 发电机到短路点的电气距离是否大致相等。 21、短路功率主要用来校验断路器的切断能力。22、不对称故 障：①纵向故障：指的是网络中的两个相邻节点k和k′之间出现不正常的断开 或三相阻抗不相等的情况。②横向故障：23、非全相断线：是指一相断线和两 相断线的非全线断线形式。非全相断线的运行是在故障口出现了某种不对称状 态，系统的其余某部分的参数还是三相对称的，可以运用对称分量法进行分析。 24、潮流计算的几个量：①电压降落：指供电支路首末端电压的相位差； ②电压损耗：指供电支路首末端两端电压的数量差，即为（U1-U2）；③电压偏 移：指电网中某点的实际电压U与其额定电压UN之差，有时用百分数表示， 即：电压偏移=（U-Un）/Un*100% ; ④电压调整：指线路末端在空载时的电压 U20与负载时的电压U2的数量差。由于输电线路的电容效应，特别是超高压输 电线路的电容效应，在空载时线路末端电压值上升较大。25、电源输出的 功率由两部分组成：①一部分与负荷和线路阻抗有关、②第二部分与负荷无关， 只与两端电源的电压差和线路阻抗有关，称为循环功率。 26、通过对负荷节点的功率流向的分析会发现：①有的负荷只需要单方向 提供电力就能满足负荷供电的要求，②而有的负荷必须从两个方向或两个以上方 向同时同时提供电力才能满足负荷的供电要求。这种必须同时从两个方向或以上 提供电力才能满足负荷供电要求的负荷节点，称为功率分点。27、闭式网络中 电压最低点的判断：功率分点就是整个电力网电压的最低点。①在较高电压级的 电网中，由于X>>R，此时电压最低点往往是无功功率分点。②在较低电压级的 电网中，由于R>>X,此时电压最低点往往是有功功率分点。28、潮流计算的 主要内容：①电流和分布的计算、②节点电压和电压损耗的计算、③功率损耗的 计算。29、对每个节点i来讲，通常有四个变量：①发电机发出的有功 功率和无功功率、②电压幅值和相位30、根据电力系统的实际运行条件， 一般将节点分为以下三种类型：①PQ节点：这类节点P和Q是给定的，节点电 压（幅值、相位）是待求量。电力系统中的绝大多数节点属于这一类型。②PU 节点：这类节点是P和U是给定的，节点的Q和电压的相位待求。③平衡节点： 平衡节点只有一个，它的电压幅值U和相位已给定，P和Q为待求量。31、 ①平衡节点：在潮流分布算出之，网络中的功率损耗是未知的。因此 网络中至少有一个节点的P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡， 故称为平衡节点。②基准节点：必须选定一个节点，指定电压相位为0，作为计 算各点电压相位的参考。这个节点称为基准节点。习惯上把基准节点和平衡节点 选为同一点，称为平衡节点。32、高斯—塞得尔潮流计算步骤：P130 功 率因数：cos＠=Pmax/Sn 33、每一次选代中，对于PU节点，必须作以下几项 计算：①修正节点电压、②计算节点无功功率、③无功功率超限检查。 34、几种常见的无功功率电源：①同步发电机、②同步调相机及同步电动 机、③并联电容器、④静止无功功率补偿器svc、⑤高压输电线的充电功率。 35、中枢点电压的调节方式：①逆调压：对于中枢点至各负荷点的供电线 路较长，各负荷变化规律大致相同，且负荷波动较大的网络中，在最大负荷时， 线路上电压损耗增大，适当提高中枢电压以抵偿增大的电压损耗防止负荷点的电 压过低；在最小负荷时，线路上电压损耗减小，适当降低中枢点电压以防止负荷 点的电压过高。这种在最大负荷时提高中枢电压，在最负荷时降低中枢点电压的 调压方式i，称为逆调压。②顺调压：对于负荷变化较小哦，线路不长的网络， 在允许电压偏移范围内，最大负荷时，电压可以低一些；最小负荷时，电压可以 搞一些，这种方式称为顺调节。③恒调压：对于负荷变动较小，供电线路上电压 损耗也较小的电力网络，无论是最大负荷还是最小负荷，只要中枢点电压维持在 允许电压偏移范围内的某一个或较小范围内，就是可以保证各负荷点的电压质 量。36、变压器的分接头：一般设在高压和中压绕组上。对于6300kv?A 及以 下的变压器中，高压侧有三个分接头。每个分接头可使电压变化5%，各分接头 电压分别为：0.95Un、Un、1.05Un。对于容量为8000kv?A 及以上的变压器， 高压侧有5个分接头。各分接头电压分别为：0.95Un、0.975Un、Un、1.025Un、 1.05Un，记为：Un（+/-）2* 2.5% 37绕组变压器：三绕组变压器除高压侧有分 接头外，一般中压侧也有分接头可供选择。首先根据低压侧母线的调压要求，在 高—低压绕组之间进行计算，选取高压侧的分接头电压，即变比Uth/Un;然后根 据中压侧母线的调压要求及选取的高压侧分接头电压Uth在高—中压侧绕组之 间进行计算，选取中压侧的分接头电压Utm。确定变比为Uth/Utm/Un1 38、频率的一次调整：当负荷波动时，将引起频率的变化。这时发电机组 的出力在调速器的作用下，也将作适当的调整；负荷从系统中吸收的实际功率也 将作一定调整，从而在新的频率下，达到新的功率平衡。 39、频率的二次调整：一次调整是由调速器来调节，其结果是发电机增加 的输入功率小于实际增加的负荷功率，此时频率仍旧小于fn。为了使系统稳定 运行在fn下，此时用自动调频装置去调整，使发电机的静态曲线向上平移，直 至系统发电机组的输入功率能符合负荷功率的增长的需要使系统频率运行于fn 上。序参数：对称的三相电路中流过不同序列的电流时，所遇到的阻抗是不 同的，然而同一相序的电压和电流间仍符合欧姆定律。40、降低网损的 技术措施：①提高用户处的功率因数，避免无功功率还距离传送；②在闭式网络 中实行功率经济分布；③组织变压器经济运行; ④合理组织各发电厂经济运行； ⑤合理选择导线的截面积；⑥调整用户的负荷曲线，调峰节电。⑦合理安排检修 计划；⑧适当提高电力网的运行电压水平。41、等微增率准则：就是 运行的发电机组按微增率相等的原则来分配负荷，这样就是使系统总的燃料消耗 为最小，从而是最经济的。42、提高电力系统静态稳定性的措施：①减小元件 的电抗、②采用自动调节励磁装置、③改善系统的结构和采用中间补偿设备。 1、有发电厂中的电气部分、各类变电所、输配电线路及各种类型的用电器组成 的整体，称为电力系统2、按电压等级的高低，电力网可分为：1低压电网 （<1kv）2中低电网（11000kv）3、负荷的分类：1.按物理性能 分：有功负荷、无功负荷 2.按电力生产与销售过程分：发电负荷、供电负荷、 和用电负荷 3.按用户性质分：工业、农业、交通运输业和人民生活用电负荷 4. 按负荷对供电的可靠性分：一级、二级、三级负荷4、我国电力系统常用 的4种接地方式：1.中性点接地 2.中性点经消弧线圈接地3.中性点直接接地 4. 中性点经电阻的电抗接地小电流接地方式：（1.2）优点：①可靠性能 高②单相接地时，不易造成人身或轻微轻微的人身和设备安全事故缺点：经济 性差、容易引起谐振，危及电网的安全运行。大接地电流方式：（3.4）优 点：①能快速的切除故障、安全性能好②经济性好。缺点：系统供电可靠性 差（任何一处故障全跳）5、消弧线圈的工作原理：在单相接地时，可 以线圈的电流Il补偿接地点的容性电流消除接地的不利影响补偿方式：①全 补偿：Ik=Il时，Ie=0.容易发生谐振，一般不用②负补偿，Il< Ik时，Ie为纯容 性，易产生谐振过电压③过补偿：Il>Ik时，Ie为纯感性，一般都采用过电压法。 6、架空线路的组成：①导线、②避雷线、③杆塔、④绝缘子、⑤金具 7、 电力网的参数一般分为两类：一类是由元件结构和特性所决定的参数，称为网络 参数，如R、G、L等；另一类是系统的运行状态所决定的参数，称为运行参数， 如I、V、P等。8、分裂导线用在什么场合，有什么用处？一般用在大于 350kv的架空线路中。可避免电晕的产生和增大传输容量。9、导线是用来反映 的架空线路的泄漏电流和电晕所引起的有功损耗的参数。 10、三绕组变压器的绕组排列方式：①中、高、低②低、中、高排列原 则：①高压绕组电压高，故绝缘要求也高，一般在最外层、②升压变压器一般 采用：---- 1、标么值：是指实际有名值与基准值得的比值。优点：可以用来简 化计算缺点：同一实际值可能对应着多个不同的标么值。基准值的选取：①基 准值的单位应与有名值的单位相同、②所选取的基准值物理量之间应符合电路的 基本关系、③P33 12、短路：指一切不正常的相与相之间的或相与地面之间的通路。形式： ①三相电路、②单相短路接地、③两相短路、④两相短路接地。 13、短路计算的任务; ①在选择电气设备时，要保证电气设备要有足够的动 稳定性和热稳定性，这都要以短路计算为依据。②为了合理地配置各种继电保护 装，并正确整定其参数，必须进行短路电流的计算。③在设计发电厂的变电所的 主接线时，需要对各种可能的设计方案进行详细的技术经济比较，以便确定最优 设计方案，这也要以短路计算为依据。④进行电力系统暂态稳定的计算，也包含 一些电流计算的内容。 14、无穷大电源：是一种为了理论上简化分析的需要，所假定的可以输出 无穷大的功率的电源。特点：①电源频率和电压保持不变、②电源的内阻为零。 15、短路要做的假设：①由无穷大电源供电、②短路前处于稳态、③电路三相对 称。16、短路电流实际上包括两个分量：①是周期性分量，即稳态短路电流， 它是短路电流中的强迫分量，其幅值Im取决于电源电动势的幅值和电路参数。 ②是非周期分量，它是短路电流中的自由分量，按指数形式衰减。17、 短路冲击电流：是指短路电流中最大可能的瞬时值，同非周期分量有 关。18、对称分量法：是将一组不对称的三相量看成三组不同的对称三相量之 和。三相量为：①正序分量：各相量的绝对值相等、相互之间有120°的相位， 且与系统在正常对称运行下的相序相同。Ib1=Ia1?e-j120、Ic1= Ia1?ej120; ②负 序分量：各相量的绝对值相等，相互之间有120°的相位差但与正常运行时的相 许相反，以A相为基准相，有Ib2=Ia2?ej120、Ic2=Ia2?ej-120；③零序分量：各 相量的绝对值相等，相位相同，也即Ia0=Ib0=Ic0。19、力系统元件的序参数： 同步发电机的负序和零序阻抗：正序电抗、负序电抗、零序电抗。20、电网中 各发电机之间合并的条件：①发电机的特性（类型、参数等）是否大致相同，② 发电机到短路点的电气距离是否大致相等。 21、短路功率主要用来校验断路器的切断能力。22、不对称故 障：①纵向故障：指的是网络中的两个相邻节点k和k′之间出现不正常的断开 或三相阻抗不相等的情况。②横向故障：23、非全相断线：是指一相断线和两 相断线的非全线断线形式。非全相断线的运行是在故障口出现了某种不对称状 态，系统的其余某部分的参数还是三相对称的，可以运用对称分量法进行分析。 24、潮流计算的几个量：①电压降落：指供电支路首末端电压的相位差； ②电压损耗：指供电支路首末端两端电压的数量差，即为（U1-U2）；③电压偏 移：指电网中某点的实际电压U与其额定电压UN之差，有时用百分数表示， 即：电压偏移=（U-Un）/Un*100% ; ④电压调整：指线路末端在空载时的电压 U20与负载时的电压U2的数量差。由于输电线路的电容效应，特别是超高压输 电线路的电容效应，在空载时线路末端电压值上升较大。25、电源输出的 功率由两部分组成：①一部分与负荷和线路阻抗有关、②第二部分与负荷无关， 只与两端电源的电压差和线路阻抗有关，称为循环功率。 26、通过对负荷节点的功率流向的分析会发现：①有的负荷只需要单方向 提供电力就能满足负荷供电的要求，②而有的负荷必须从两个方向或两个以上方 向同时同时提供电力才能满足负荷的供电要求。这种必须同时从两个方向或以上 提供电力才能满足负荷供电要求的负荷节点，称为功率分点。27、闭式网络中 电压最低点的判断：功率分点就是整个电力网电压的最低点。①在较高电压级的 电网中，由于X>>R，此时电压最低点往往是无功功率分点。②在较低电压级的 电网中，由于R>>X,此时电压最低点往往是有功功率分点。28、潮流计算的 主要内容：①电流和分布的计算、②节点电压和电压损耗的计算、③功率损耗的 计算。29、对每个节点i来讲，通常有四个变量：①发电机发出的有功 功率和无功功率、②电压幅值和相位30、根据电力系统的实际运行条件， 一般将节点分为以下三种类型：①PQ节点：这类节点P和Q是给定的，节点电 压（幅值、相位）是待求量。电力系统中的绝大多数节点属于这一类型。②PU 节点：这类节点是P和U是给定的，节点的Q和电压的相位待求。③平衡节点： 平衡节点只有一个，它的电压幅值U和相位已给定，P和Q为待求量。31、 ①平衡节点：在潮流分布算出之，网络中的功率损耗是未知的。因此 网络中至少有一个节点的P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡， 故称为平衡节点。②基准节点：必须选定一个节点，指定电压相位为0，作为计 算各点电压相位的参考。这个节点称为基准节点。习惯上把基准节点和平衡节点 选为同一点，称为平衡节点。32、高斯—塞得尔潮流计算步骤：P130 功 率因数：cos＠=Pmax/Sn 33、每一次选代中，对于PU节点，必须作以下几项 计算：①修正节点电压、②计算节点无功功率、③无功功率超限检查。 34、几种常见的无功功率电源：①同步发电机、②同步调相机及同步电动 机、③并联电容器、④静止无功功率补偿器svc、⑤高压输电线的充电功率。 35、中枢点电压的调节方式：①逆调压：对于中枢点至各负荷点的供电线 路较长，各负荷变化规律大致相同，且负荷波动较大的网络中，在最大负荷时， 线路上电压损耗增大，适当提高中枢电压以抵偿增大的电压损耗防止负荷点的电 压过低；在最小负荷时，线路上电压损耗减小，适当降低中枢点电压以防止负荷 点的电压过高。这种在最大负荷时提高中枢电压，在最负荷时降低中枢点电压的 调压方式i，称为逆调压。②顺调压：对于负荷变化较小哦，线路不长的网络， 在允许电压偏移范围内，最大负荷时，电压可以低一些；最小负荷时，电压可以 精品文档

电力系统短路故障潮流计算

电力系统课程设计 电力系统短路故障的计算机 算法程序设计 姓名 学号 班级 指导教师钟建伟

1.课程设计说明： 摘要：本文根据电力系统三相对称短路的特点，建立了合理的三相短路的数学模型，在此基础上，形成电力系统短路电流实用汁算方法；节点阻抗矩阵的支路追加法．编制了对任意一个电力系统在任意点发生短路故障时三相短路电流及其分布的通用计算程序该办法适用予各种复杂结构的电力系统．从一个侧面展示了计算机应用于电力系统的广阔前景． 根据所给的电力系统，编制短路电流计算程序，通过计算机进行调试，最后完成一个切实可行的电力系统计算应用程序。通过自己设计电力系统计算程序使同学们对电力系统分析有进一步理解，同时加强计算机实际应用能力的训练。 电力系统的短路故障是严重的，而又是发生几率最多的故障，一般说来，最严重的短路是三相短路。当发生短路时，其短路电流可达数万安以至十几万安，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环。为此，当发生短路时，继电保护装置必须迅速切除故障线路，以避免故障部分继续遭受危害，并使非故障部分从不正常运行情况下解脱出来，这要求电气设备必须有足够的机械强度和热稳定度，开关电气设备必须具备足够的开断能力，即必须经得起‘可能最大短路的侵扰而不致损坏。因此，电力系统短路电流计算是电力系统运行分析，设计计算的重要环节，许多电业设计单位和个人倾注极大精力从事这一工作的研究。由于电力系统结构复杂，随着生产发展，技术进步系统日趋扩大和复杂化，短路电流计算工作量也随之增大，采用计算机辅助计算势在并行。 概念简介 短路：电力系统故障的基本形式。 短路故障：电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的连接。 短路类型：4种。最多的短路类型：单相短路 对称短路（三相短路）、非对称短路（其余三种短路类型）。 断线故障（非全相运行、纵向故障）：一相断线、二相断线。 不对称故障：非对称短路、断线故障 简单、复杂故障：简单故障指系统中仅有一处短路或断线故障；复杂故障指系统中不同地点同时发生不对称故障。 短路原因、危害 原因：客观（绝缘破坏：架空线绝缘子表面放电，大风、冰雹、台风）、主观（误操作）。 危害：短路电流大（热效应、电动效应）、故障点附件电压下降、功率不平衡失去稳定、不对称故障产生不平衡磁通影响通信线路。

电力系统分析川大课件小结与习题

电力网的电能损耗 1. 电力网的电能损耗和损耗率 在分析电力系统运行经济性时，常常要求计算一段时间内电力网的电能损耗。在规定时间段内对有功功率的积分便是电能损耗。如果功率为恒定值，则电能损耗就是功率乘以时间。通常以年（即365×24=8760小时）作为计算时间段，称为电力网年电能损耗。 例如8760小时分为n段，其中第i段时间为△ti(h),全网功率损耗为△Pi(MW),则全网年电能损耗为。 在同一时间内，电力网损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的损耗率，简称网损率或线损率，即 电力网损耗率=(3-54) 其中，在给定的时间（日、月、季或年）内，系统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差称为供电量； 这里介绍一种常用的电能损耗简化计算方法，用于逐个计算线路或变压器的年电能损耗，即最大负荷损耗时间法。 如果线路中输送的功率一直保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，则称为最大负荷损耗时间 保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的电能损耗恰好等于线路全年的实际电能损耗，则称为最大负荷损耗时间。 (3-63) 若认为电压接近于恒定，则 (3-64) 由此可见，最大负荷损耗时间τ与视在功率表示的负荷曲线有关。在一定功率因数下视在功率与有功功率成正比，而有功功率负荷曲线的形状在某种程度上可由最大负荷利用小时数反映。因此，τ与线路负荷的功率因数和Tmax有关。通过对一些典型负荷曲线的分析，得到τ与Tmax及cosρ的关系,如表3-1所示。 使用这一方法只需计算最大负荷时线路或变压器的功率损耗 ,再按负荷的Tmax和cosρ从表3-1查得τ，就可用下式计算线路的年电能损耗