第1章 电力系统稳态分析_电力系统的基本概念

电力系统稳态分析(陈珩)-作业答案第一章电力系统的基本概念1．思考题、习题1-1．电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？答：由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的网络称为电力网。

把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起组成的整体称为电力系统。

发电厂的动力部分和电力系统合在一起称为动力系统。

1-2．对电力系统运行的基本要求是什么？答：（1）保证可靠地的持续供电（2）保证良好的电能质量（3）保证系统运行的经济性。

（4）环保性。

1-3．何为电力系统的中性点？其运行方式如何？它们有什么特点？我国电力系统中性点运行情况如何？答：星型连接的变压器或发电机的中性点就是电力系统的中性点。

中性点的运行方式有直接接地和不接地以及中性点经消弧线圈接地。

直接接地供电可靠性低。

系统中一相接地，接地相电流很大，必须迅速切除接地相甚至三相。

不接地供电可靠性高，对绝缘水平的要求也高。

系统中一相接地时，接地相电流不大，但非接地相对地电压升高为线电压。

我国110kV及以上的系统中性点直接接地，60kV 及以下系统中性点不接地。

1-4．中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化？单相接地电流的性质如何？怎样计算？中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，接地相电压为0，3即升高为线电压。

单项接地电流为容性。

接地相的对地电容电流应为其它两非接地相电容电流之和，其幅值为3相对地电容电流的3倍。

（可画向量图来解释）1-5．消弧线圈的工作原理是什么？补偿方式有哪些？电力系统一般采用哪种补偿方式？为什么？消弧线圈就是电抗线圈。

中性点不接地系统中一相接地时，接地点的接地相电流属容性电流，通过装消弧线圈，接地点的接地相电流中增加了一个感性分量，它和容性电流分量相抵消，减小接地点的电流。

使电弧易于熄灭，提高了供电可靠性。

补偿方式有欠补偿和过补偿，欠补偿就是感性电流小于容性电流的补偿方式，过补偿就是感性电流大于容性电流的补偿方式。

电力系统稳态分析习题第一章电力系统的基本概念１－１思考题⑴什么是电力系统、电力网？⑵电力系统运行的特点有哪些，对电力系统的基本要求是什么？⑶电力系统中将负荷分为几级，如何考虑对其供电？⑷电力系统接线方式的有备用、无备用接线方式各有几种基本形式？⑸为什么要高压交流输电？是否各种电力线路都要采用高压输电？⑹电力系统为什么有不同的电压等级？升压变压器和降压变压器的额定电压有何区别？⑺电力线路、发电机、变压器的一次和二次绕组的额定电压是如何决定的？⑻电力系统中性点运行方式有几种，各适用于什么范围？１－２电力系统的接线图如下，试标出图中发电机、负荷和变压器两侧的额定电压。

T1第二章电力系统各元件的特性和数学模型２－１思考题⑴普通三绕组变压器的哪些试验参数需要归算，如何归算？如何计算各绕组的电阻、电抗，其原则是什么？⑵三绕组自耦变压器哪些试验数据需要归算，如何归算？⑶为什么需要使用分裂导线和扩径导线？⑷架空输电线路为什么需要换位，规定是什么？⑸为什么电力线路计算中使用的电阻率略大于直流电阻率？⑹架空输电线路的电抗、电导、电纳的意义是什么？其电抗、电纳如何计算？⑺电晕临界电压有何意义，如何计算？如何判断输电线路是否发生电晕？⑻当输电线路的线间距离增加时，其单位长度的电抗、电纳如何变化？而其导线半径增加时，又如何变化？⑼当输电线路采用分裂导线的根数增加时，其单位长度的电抗、电纳如何变化？⑽短线路、中等长度线路和长线路如何划分？等值电路的形式是什么？⑾什么是综合用电负荷、供电负荷和发电负荷？⑿电力系统标幺值计算中常用哪些基准值，其关系如何？有几个可以任意选取，一般取什么，如何取？⒀多电压级网络中，标幺值的准确计算有几种方法？２－２一条110 kV、80 km 的单回输电线路，导线型号为LGJ-150，水平排列，计算直径17 mm，线间距离为4 m，求此输电线路在40℃时的参数，并画出等值电路。

２－３某220 kV 输电线路选用LGJ-300型导线，直径为24.2 mm，水平排列，线间距离为6 m，试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳，并校验是否发生电晕。

《电力系统稳态分析》总结对于这本书的总结，我准备采用分章总结，然后在结合整本书的内容进行整合分析；最后，谈谈我对这门学科的认识。

以下内容全部由我个人概括总结而写出来的。

第一章电力系统的基本概念第一章主要是给我们简单的介绍一下电力系统这个概念以及构成。

首先，电力系统的基本参量有七个，分别为：(1)总装机容量（Kw、MW、GW)；（2）年发电量（MW•h、GW•h、TW•h）;(3）最大负荷(Kw、MW、GW）;(4)额定频率（我国为50Hz）；（5）最高电压等级;（6）地理接线图；（7）电气接线图。

接下来就是讲了电能的生产、输送、消费的特点：（1）电能与国民经济各部门之间关系密切；（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。

接下来就强调了电力系统要稳定运行的基本要求,分别是：（1）保证可靠地持续供电；（2)保证良好的电能质量；（3）保证系统运行的经济性；(4）保证对环境的保护。

其中将符合分为三类，第一，一级负荷,主要为国家用电负荷.第二，二级符合，主要为工厂以及企业的用电负荷.第三，三级负荷，主要为家庭负荷。

然后，就是介绍了接线方式和电压等级。

接线方式分为无备用和有备用接线方式。

无备用接线方式通常有三种:放射式，干线式和链式。

有备用可分为：放射式、干线式、链式、环式以及两端供电网络。

其电压等级与线路传输距离有关.以上内容为第一章的主要内容。

第二章电力系统各元件的特性和数学模型对于本章的学习的内容主要有：1.发电机组的数学模型;2。

变压器的数学模型；3.输电线路的数学模型；4.用电负荷的数学模型。

其四种数学模型就为电力系统的四大组成部分。

发电机的数学模型：对于发电机的数学模型,其主要的量有有功功率和机端电压或者有功功率和无功功率两种.其对应的等值电路如下（用proteus软件画的图):有功功率和机端电压有功功率和无功功率其中与发电机有关的量还有复功率以及视在功率。

第一章 电力系统的基本概念⑴什么是电力系统、电力网?电力系统定义：生产、变换、输送、分配、消耗电能的设备，及测量、保护、控制乃至能量管理系统组成的统一整体。

电力网络：变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备组成的部分. ⑵电力系统运行的特点有哪些，对电力系统的基本要求是什么？电能生产、输送、消费的特点：⑴与国民经济关系密切;⑵不能大量储存;⑶生产、输送、消费各环节不可分割；⑷工况改变十分迅速;⑸对电能质量的要求严格。

对电力系统运行的基本要求：⑴保证可靠地持续供电；⑵保证良好的电能质量；⑶保证系统运行的经济性。

⑶电力系统中将负荷分为几级，如何考虑对其供电？负荷供电可靠性分级：⑴一级：不能停电（保证不间断）；⑵二级：可短时停电；⑶三级:无要求. ⑷电力系统接线方式的有备用、无备用接线方式各有几种基本形式? 典型接线方式的特点:⑴无备用:放射、干线、链式。

优点：简单、经济、运行方便。

缺点：供电可靠性差。

⑵有备用:双回放射、干线、链式；环式、两端供电网络。

双回放射、干线、链式： 优点：可靠性、电压质量高。

缺点：不够经济。

环式： 优点：较经济。

缺点：运行调度复杂，故障时电压质量差. 两端供电网络: 必须有两个或以上的电源.⑸为什么要高压交流输电？是否各种电力线路都要采用高压输电？⑹电力系统为什么有不同的电压等级？升压变压器和降压变压器的额定电压有何区别？ 额定电压等级的确定：对应于一定输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压，电压等级的系列化 升压变压器（例:35/242，10。

5/121)：一次侧（低压侧）接电源,相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压等于发电机的额定电压;二次侧(高压侧)接线路始端，向负荷供电,相当于发电机,应比线路的额定电压高5%，加上变压器内耗5%，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110%. 降压变压器（110/38.5，220/38。

第一章电力系统的基本概念1、什么是电力系统、电力网？答：把发电、变电、输电、配电和用户的整体称电力系统。

把除开发电机和用户以外的变配电和输电部分称电力网。

2、电力系统运行的特点有哪些，对电力系统的基本要求是什么？答：电能生产、输送、消费的特点（1）电能与国民经济各个部门之间的关系都很密切（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基本要求（1）保证可靠地持续供电（2）保证良好的电能质量（3）保证系统运行的经济性3、电力系统中将负荷分为几级，如何考虑对其供电？答：三级：第一级负荷、第二级负荷和第三级负荷。

对第一级负荷要保证不间断供电；对第二级负荷，如有可能，也要保证不间断供电4、电力系统接线方式的有备用、无备用接线方式各有几种基本形式？答：有备用接线：双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络无备用接线：单回路放射式、干线式和链式网络。

5、为什么要高压交流输电？是否各种电力线路都要采用高压输电？答：高压交流输电节省电量因传播过程中发热等而引起的损耗。

远距离需要，近距离没必要。

6、电力系统为什么有不同的电压等级？升压变压器和降压变压器的额定电压有何区别？3UI。

当输送功率一定时，答：因为三相功率S和线电压U、线电流I之间的关系为S=输电电压愈高，电流愈小，导线等载流部分的截面积愈小，投资愈小；但电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也愈大。

7、电力线路、发电机、变压器的一次和二次绕组的额定电压是如何决定的？答：1.取线路始端电压为额定电压的105%；2.取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；3.变压器分升压变和降压变考虑升压：一次侧=线路额定电压（=发电机额定电压105%与发电机相连）二次侧=110%线路额定电压降压：一次侧=线路额定电压T 2 =1000Sk1 N k (1-3) S ⎝ 3 ⎪ , P = P ' N ⎪ k (2-3) k (2-3) S % N ⎪⎪,U % N ⎝ S ⎭ ⎝ S二次侧=110%（接负荷）或 105%（不接负荷）线路额定电压8、电力系统中性点运行方式有几种，各适用于什么范围？答:直接接地和不接地两类。

电力系统稳态分析部分习题答案第一章 电力系统的基本概念1－1电力系统、电力网和动力系统的定义是什么？ 1－2见图示电力系统，试求变压器和发电机的额定电压。

110kV 平均额定电压是多少？解：U GN =1.05×10=10.5kVU 1N.T 1=U GN =10.5kV U 2N.T 1=1.1×110=121kV U 1N.T 2=110kVU 2N.T 2=1.1×35=38.5kVU 3N.T 2=1.05×6=6.3kVU 1N.T 3=U GN =10.5kV U 2N.T 3=1.05×3=3.15kV110kV 线路平均额定电压U av =（U 2N.T 1+ U 1N.T 2）/2=（121+ 110）/2≈115kV第二章作业及解答2－1什么是发电机的功角特性？隐极式发电机和凸极式发电机的功角特性有何区别？2－2 已知一台三相三绕组变压器容量比为：300/300/150MVA, 三次侧额定电压为113.8N U kV =、2121N U kV =、3242N U kV =，实验数据：(12)950K P kW -=、(13)500K P kW -=、(23)620K P kW -=, (12)%13.73K U -=、(13)%11.9K U -=、(23)%18.64K U -=， 0123P kW =，0%0.5I =, 计算变压器参数（归算至高压侧）并画出等值电路。

解：由于已知的三绕组变压器三个绕组的容量不同，因此由变压器制造厂提供的变压器短路实验数据就存在归算的问题。

根据标准，制造厂提供的短路损耗是没有归算到各绕组中通过变压器额定电流时数值，而制造厂提供的短路电压是归算好的。

因此： （1）根据容量比归算短路损耗： 2(13)(13)3002000150K K P P kW --⎛⎫'=⨯= ⎪⎝⎭2(23)(23)3002480150KK P P kW --⎛⎫'=⨯= ⎪⎝⎭（2）各绕组的短路损耗： 1(12)(13)(23)1()0.2352K K KK P P P P MW ---''=+-= 2(12)(23)(13)1()0.7152K K KK P P P P MW ---''=+-= 3(13)(23)(12)1() 1.7652K K KK P P P P MW ---''=+-= （3）各绕组短路电压百分数： 1(12)(13)(23)1%(%%%) 3.4952K K K K U U U U ---=+-=2(12)(23)(13)1%(%%%)10.2352K K K K U U U U ---=+-=3(13)(23)(12)1%(%%%)8.4052K K K K U U U U ---=+-=（4）变压器归算到高压侧参数：2211120.235242 3.4952420.153 6.823300100300Z R jX j j ⨯⨯=+=+=+Ω⨯2222220.71524210.2352420.46519.98300100300Z R jX j j ⨯⨯=+=+=+Ω⨯2233321.7652428.405242 1.14816.408300100300Z R jX j j ⨯⨯=+=+=+Ω⨯6221230.5300(2.125.6)101000242100242Y G jB j j s -⨯=-=+=-⨯⨯⨯ 2－3答案2－4某一回110kV 架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm ，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离D=4m 。

电力系统稳态分析2篇第一篇：电力系统稳态分析的基本概念与方法电力系统稳态分析是对电力系统在稳定运行状态下进行的分析，主要涉及电力系统各个部分的电压、电流、功率等参数的计算和分析，以便确定电力系统的稳态运行可靠性、安全性和经济性。

本文将介绍电力系统稳态分析的基本概念与方法。

一、电力系统稳态的基本概念电力系统稳态是指电力系统在正常运行条件下，各个部分的电压、电流、功率等参数保持不变或缓慢变化的状态。

电力系统稳态的合理运行是电力系统正常运行的基础，能够确保电力系统的可靠性和安全性。

二、电力系统稳态分析的基本原则电力系统稳态分析主要依据以下基本原则进行：1. 电力系统的运行状态必须满足各种要求，如电压、电流、功率等参数的稳定性、安全性和可靠性等。

2. 电力系统的各个部分必须保持良好的协调性，以便实现整个电力系统的顺利运行。

3. 稳态分析必须考虑到各种不确定因素的影响，如负荷变化、故障发生等。

三、电力系统稳态分析的基本方法电力系统稳态分析的基本方法主要包括以下几个方面：1. 电力系统拓扑分析电力系统拓扑分析是指对电力系统各个部分之间的相互联系和拓扑结构进行分析，以便确定电力系统的结构和特点。

拓扑分析一般都基于电力系统的单线图进行，包括计算线路阻抗和节点导纳等。

2. 稳态计算稳态计算是指对电力系统在稳态条件下各个部分的电压、电流、功率等参数进行计算和分析。

稳态计算的过程中需要考虑到电线路电阻、电感、电容等参数的影响，并且需要对负荷变化、故障发生等不确定因素进行模拟和分析。

3. 负荷流分析负荷流分析是指对电力系统各个节点的电压和电流进行分析，以便确定电力系统的电压稳定性和输电能力等。

负荷流分析的结果可以帮助电力工程师优化电力系统的设计和运行。

4. 稳态分析建模稳态分析建模是指对电力系统各个部分建立数学建模，以便进行各种稳态分析，如负荷流分析、电压稳定性分析等。

建模过程中需要考虑到电力系统的各种不确定性因素，并进行敏感性分析和优化。

第1章电力系统稳态分析_电力系统的基本概念电力系统是由发电、输电、配电和用户用电等组成的供电系统。

它是将电能从发电厂通过输电线路传输到用户用电设备的系统。

电力系统的稳态分析是对电力系统在稳态工作条件下的电压、电流、功率等参数进行分析和计算，以保证系统的稳定和可靠运行。

电力系统的基本概念包括电力平衡、节点电压、支路电流和功率等。

首先是电力平衡。

电力平衡是指在电力系统中，发电的总功率等于负荷的总功率。

电力平衡可以用以下的公式表示：∑Pg=∑Pl其中，Pg表示各个发电机的有功功率，Pl表示各个负荷的有功功率。

电力平衡的实现是电力系统稳态分析的基础，它保证了系统中的能量供给和消耗是平衡的。

其次是节点电压和支路电流。

节点是电力系统中的连接点，每个节点都有一个电压值。

节点电压的稳态分析可以通过节点电压法进行。

支路是连接节点的电线路，每个支路都有一个电流值。

支路电流的稳态分析可以通过支路电流法进行。

节点电压和支路电流的稳态分析是电力系统的关键，它可以确定电力系统中各个节点和支路的状态，包括电压、相位和功率等。

最后是功率的分析。

功率是电力系统中的重要参数，不同类型的功率包括有功功率、无功功率和视在功率。

有功功率是电力系统中进行能量传递和转化的功率，它表示电能的实际消耗。

无功功率是电力系统中进行能量调节和稳定的功率，它表示电能无法被直接利用的功率。

视在功率是有功功率和无功功率的综合指标，它表示电力系统中总的功率消耗。

除了以上基本概念，电力系统的稳态分析还涉及到电力负荷的预测和优化调度、电力系统的潮流计算和短路计算、电力系统的电能质量分析等。

这些分析可以为电力系统的运行和规划提供依据，保证系统的稳定运行和供电质量。

总之，电力系统的稳态分析是电力系统运行和规划的基础，它通过对电压、电流、功率等参数的分析和计算，确保电力系统的平衡和稳定运行。

了解电力系统的基本概念是进行稳态分析的前提，只有掌握了这些基本概念，才能深入理解电力系统的稳态特性和问题，为电力系统的优化和改进提供有效的支持。