电力系统分析第一章

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。

电力系统分析第一章习题1-1 动力系统、电力系统和电力网的基本构成形式如何？答：由生产、变换、传送、分配和消耗电能的电气设备（发电机、变压器、电力线路以及各种用电设备等）联系在一起组成的统一整体就是电力系统。

动力系统是电力系统和发电厂动力部分的总和。

电力网是电力系统的中出去发电机和用电设备外的部分。

1-2 根据发电厂使用一次能源的不同，发电厂主要有哪几种形式？答：发电厂主要有火力发电厂、水力发电厂、核动力发电厂和其他能源（太阳能、风能、潮汐等）发电厂。

1-3 电力变压器的主要作用是什么？主要类别有哪些？答：电力变压器的主要作用是升高或者降低电压，还能起到将不同电压等级的电网相联系的作用。

按相数可分为单相式和三相式两类；按每相绕组数可分为双绕组和三绕组变压器；按耦合方式可分为普通变压器和自耦变压器；按分接开关是否可以带负荷操作可分为有载调压式和无载调压式变压器。

1-4 架空线路与电缆线路有什么特点？答：架空线路是将裸导线架设在杆塔上，由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等主要元件组成。

它的导线和避雷线受各种因数影响，运行条件恶劣，因而其材料都具有相当高的机械强度和抗化学腐蚀能力还具有良好的导电性能。

当电路电压超过220v时还采用扩径导线或者分裂导线。

电缆线路一般是将电缆敷设在地下，由导线、绝缘层保护皮组成，电缆线路价格较架空线路高，维修费时，但不需要在地面上架设杆塔、占地面积较小、供电可靠、不易受外力破坏，对人身较安全，不影响环境美观。

1-5 直流输电与交流输电比较有什么特点？答：直流输电主要优点：（1）造价低；（2）运行费用低；（3）不需要串并联补偿；（4）不存在稳定性问题；（5）采用直流联络线可以限制互联系统的短路容量。

直流输电主要缺点：（1）换流站造价高；（2）换流装置在运行中需要消耗功率并且产生谐波；（3）只留高压断路器造价比较高。

1-6 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别。

电力系统分析-教案第一章：电力系统基本概念1.1 电力系统的定义1.2 电力系统的基本组成部分1.3 电力系统的分类1.4 电力系统运行的基本要求第二章：电力系统负荷与电压2.1 电力系统负荷的分类2.2 电力系统负荷的特性2.3 电力系统电压的稳定性2.4 电力系统电压的调整第三章：电力系统网络与短路3.1 电力系统网络的拓扑结构3.2 电力系统网络的基本参数3.3 电力系统短路的类型与特性3.4 电力系统短路的计算与分析第四章：电力系统的稳定性与控制4.1 电力系统稳定性的概念4.2 电力系统稳定的判据与分析方法4.3 电力系统稳定的控制与改进4.4 电力系统稳定的实例分析第五章：电力系统的优化与规划5.1 电力系统优化的目标与方法5.2 电力系统的经济性分析5.3 电力系统的可靠性分析5.4 电力系统规划的实例分析第六章：电力系统中的发电厂6.1 发电厂的分类与基本原理6.2 火力发电厂的结构与工作原理6.3 水力发电厂的结构与工作原理6.4 核能发电厂的结构与工作原理第七章：电力系统的输电网络7.1 输电网络的基本结构与参数7.2 输电线路的电气特性与设计7.3 输电线路的运行与管理7.4 输电网络的优化与控制第八章：电力系统的配电系统8.1 配电系统的基本结构与功能8.2 配电设备的选型与配置8.3 配电系统的运行与管理8.4 配电系统的优化与改进第九章：电力系统的自动化与保护9.1 电力系统自动化的意义与内容9.2 电力系统保护的基本原理与设备9.3 电力系统保护的动作原理与配置9.4 电力系统自动化的实例分析第十章：电力市场的运作与规划10.1 电力市场的概念与结构10.2 电力市场的运行机制与规则10.3 电力市场的规划与建设10.4 电力市场的发展趋势与挑战第十一章：电力系统的环境影响与可持续发展11.1 电力系统对环境的影响11.2 环境影响评估与管理11.3 可持续发展的原则与实践11.4 清洁能源与绿色电力系统第十二章：电力系统的安全与职业健康12.1 电力系统安全的重要性12.2 电力系统安全事故的类型与处理12.3 职业健康与安全管理体系12.4 安全文化与安全事故案例分析第十三章：电力系统的应急与故障处理13.1 电力系统应急响应策略13.2 故障检测与定位技术13.3 故障处理与恢复流程13.4 应急演练与案例分析第十四章：电力系统的改革与创新发展14.1 电力系统改革的动因与目标14.2 市场化改革与电力市场建设14.3 电力系统的创新技术与发展趋势14.4 创新案例分析与启示第十五章：电力系统分析的综合案例研究15.1 电力系统分析案例的选择与分析方法15.2 案例研究的基本步骤与技巧15.3 电力系统分析案例的实施与评估15.4 案例研究的应用与教学意义重点和难点解析第一章：电力系统基本概念重点：电力系统的定义、基本组成部分和分类。

第一章1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D）D、供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C、线电压3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。

A、中性点通过电容接地4）我国电力系统的额定频率为（C）C、50Hz5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B）B、火力发电厂6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。

D、电力网各节点电压相等7）一下说法不正确的是（B）B、水力发电成本比较大8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）A、输电的压越高，则传输的电流越小9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故A、一级负荷10）一般用电设备满足（C）C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加第二章1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达式为（A）A．S=3UI2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）B、电阻3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）B、高压绕组和中压绕组4)双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（A） A．GT -jBT5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以由其求出，一般选取的这两个基准值是（D） D.线电压、三相功率6）额定电压等级为500KV的电力线路的平均额定电压为（C） C. 525kV7)已知某段10kV的电压等级电力线路的电抗X=50Ω，若取SB=100MVA，UB=10kV，则这段电力线路的电抗标幺值为（B）A、X*=50Ω B、X*=50 C、X*=0.5 D、X*=58）若已知变压器的容量为SN，两端的电压比为110/11kV。

则归算到高端压，变压器的电抗为（C）C.XT =UK%/100 X 1102/SN9）下列说法不正确的是（D） D.电阻标幺值的单位是Ω10）对于架空电力线路的电抗，一下说法不正确的是(B) B.与电力网的频率有关第三章1）电力系统潮流计算主要求取的物流量是 (A)A.U* ,S~ B.U* ;I* C.I*;S~ D Z ,I*2）电力线路等效参数中消耗有功功率的是（C)A.电纳 B.电感 C.电阻 D .电容3）电力线路首末端点电压的向量差称为（C）C.电压降落4）电力线路主要是用来传输（C）C.有功功率5)电力系统某点传输的复功率定义为（D）A.UI B.U。

第一章 电力系统的基础概念1-1 解:(1) 电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力负荷组成的，包括了发电、输电、配电和用电的全过程。

(2) 发电厂的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，是电力系统的能量来源。

110kV 及以上的电力网称输电网，主要功能是将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心，并保证系统安全、稳定和经济地运行。

35kV 及以下的电力网称为配电网，主要功能是向终端用户配送满足一定电能质量要求和供电可靠性要求的电能。

电力负荷是电力系统中的能量流向和被消费的环节，电力负荷通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。

1-2解：(1) 电力系统的运行有以下特点： 电能不能大量储存；过渡过程非常迅速；电能生产与国民经济各部门和人民生活关系密切。

(2) 对电力系统的基本要求有：保证供电的可靠性 保证供电的电能质量保证电力系统运行的经济性 满足节能与环保的要求1-3 解: （核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2） (1) 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压： 发电机：G ： ()kV kV 5.10%5110=+⨯ 变压器：T1:()()kV kV V N T 5.10%511011=+⨯=kV kV V N T 242%)101(220)2(1=+⨯=变压器：T2:kV V N T 220)1(2=kV kV V N T 121%)101(110)2(2=+⨯=kV kV V N T 5.38%)101(35)3(2=+⨯=变压器：T3:kV V N T 35)1(3=kV kV V N T 6.6%)101(6)2(3=+⨯=若考虑到3-10Kv 电压等级线路不会太长，T3也可以写为：kV V N T 35)1(3=()()kV kV V N T 3.6%51623=+⨯=标号注意：1、单位 2、下脚标写法 (2) 低压侧的额定电压高压侧的额定电压变压器的额定变比=：T1：5.10242)1(1)2(11==N T N T N V V K T2：121220)2(2)1(2)21(2==-N T N T N T V V K 5.38220)3(2)1(2)31(2==-N T N T N T V V K 2(2)2(23)2(3)12138.5T N T N T N V K V -==变压器的额定变比可记为：5.38/121/220T3：6.635)2(3)1(33==N T N T N V V K 或 3(1)33(2)356.3T N N T N V K V ==变比注意：1、顺序为 高/中/低 2、不必计算结果 (3) 1T 变压器运行于%5+抽头时：T1(2))1T1(1)V 242(15%)254V 10.510.5T K ⨯+=== 2T 变压器运行于主抽头，变压器的实际变比等于额定变比，即5.381212203T 变压器运行于%5.2-抽头：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.6 6.6T K ⨯-===或：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.3 6.3T K ⨯-===1-4 解：（核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2）(1) 发电机、电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压：发电机G ：13.8kv注意：特殊发电机电压：13.8、15.75、18Kv 不用提高5%，直接为13.8、15.75、18Kv 。

电力系统分析课程设计说明书目录第一章绪论1.概述2.实习目的3.实习内容第二章实习分析1.潮流分析第三章实习设计1.元器件参数2.单线图设计3.总体线路图第四章设计总结1.潮流计算结果总结2.实习心得第一章绪论1．概述含有新能源发电的电力系统潮流计算实习：本实习采用 PSASP 软件绘制电力系统单线图的方法，包括如何建立新的 PSASP 作业，如何设置区域、分区和场站信息，如何绘制母线、发电机、变压器及交流线、负荷等元件，并设置其参数。

在绘制美国西部电力系统（WSCC）的3 机 9 母线系统单线图的基础上，将其中两台发电机改为新能源发电，研究新能源发电系统中各元器件进行潮流计算后的输出信息。

2.实习目的掌握采用 PSASP 软件进行含有新能源发电的电力系统潮流计算方法，包括如何进行方案设定，如何设置潮流计算作业，如何执行潮流计算并输出结果，如何改变。

3.实习内容在实习二的系统图中设置新能源节点，并录入新能源（光伏、风机）的数据。

注：表中未填写项为系统默认值。

（1）光伏电源数据将 PSASP7.21 中“发电机的同步机模型及参数组”定义为 9，系统默认为光伏电源。

具体参数设置见下表。

（2）双馈风力发电机将 PSASP7.21 中“发电机的同步机模型及参数组”定义为 10 时，系统默认为双馈风力发电机。

具体参数设置见下表。

（3）计算全网潮流并输出结果。

第二章实习分析1．潮流分析（1）潮流计算潮流计算是根据给定的电网结构、参数和发电机、负荷等元件的运行条件，确定电力系统各部分稳态运行状态参数的计算。

通常给定的运行条件有系统中各电源和负荷点的功率、电源机端电压、平衡点的电压和相位角等。

待求的运行状态参量包括电网各母线的电压幅值和相角，以及各支路的功率分布、网络的功率损耗等。

（2）潮流计算的用途潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统运行和规划中提出的稳态问题。

对运行中的电力系统，通过潮流计算可以分析负荷变化、网络结构改变等各种情况会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件（线路、变压器等）是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等；对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案（如新建变电站、线路改造、电磁环网解环等）能否满足安全稳定运行的基本要求。

第一章 思考题及习题答案1-1 什么是电力系统？什么是动力系统？什么是电力网？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体；电力系统加上发电厂的动力部分，称为动力系统；电力系统中传输和分配电能的部分称为电力网。

1-2 电力系统运行的特点是什么？对电力系统有哪些基本要求？答：电力系统运行的特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系密切。

对电力系统的基本要求是：保证安全可靠地供电；保证良好的电能质量；保证系统运行的经济性。

1-3 何谓负荷曲线？电力系统的负荷曲线有哪些？什么是年最大负荷利用小时数？答：负荷曲线是指某一时间段内负荷随时间变化规律的曲线。

电力系统中最常用的是有功日负荷曲线、年最大负荷曲线和年负荷持续曲线。

年最大负荷利用小时数，是指在此时间内，用户以年最大负荷持续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能。

max T max P 1-4 什么是“无备用接线？什么是“有备用接线”？各有几种形式？各自的优缺点是什么？ 答：无备用接线是指负荷只能从一条路径取得电源的接线方式，包括放射式、干线式、链式。

其优点是简单、经济、运行操作方便，缺点是供电可靠性差，且当线路较长时，线路末端电压较低。

有备用接线是指负荷可以从两条及以上路径取得电源的接线方式，包括双回路的放射式、干线式、链式、环式和两端供电网等。

其优点是供电可靠性高，电压质量好，缺点是运行操作和继电保护复杂，经济性较差1-5 目前我国1kV 以上三相交流系统的额定电压等级有哪些？系统各元件的额定电压如何确定？什么叫电力系统的平均额定电压？答：1kV 以上三相交流系统的额定电压等级有3 kV 、6 kV 、10 kV 、35 kV 、60 kV 、110 kV 、220 kV 、330 kV 、500 kV 和750 kV 。

用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比线路额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕组的额定电压应比线路额定电压高10%，只有当变压器内阻抗较小，或二次侧直接（包括通过短距离线路）与用电设备相连时，才可比线路额定电压高5%。

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。

第一章 电力系统的基本概念电力系统的根本任务：向用户提供充足、可靠、优质、价格合理的电能 电力系统的组成：广义上是指由若干发电厂、变电所、负荷中心，通过电力线路连接在 一起的统一整体，用以完成电能的生产、输送、分配和使用；狭义上是指由发电机、变 压器、线路及用电设备等电气设备连接起来构成的整体 电力网：在电力系统中，实现输送、分配电能的部分，由发电厂和变电所中的变压器、 电力线路连接起来构成的整体 电力线路：是传输电能的电气设备——从功能上分为输电线路（是指发电厂向负荷中心 输送大量电力的主要干线， 以及不同地区电网间互送电力的高压联络线路） 、配电线路（是 指变电所与电力终端用户间的较低电压等级的联络线路） ；从结构上分为架空线路 （由导 线、 避雷线、绝缘子、 金具、杆塔、基础接地装置等组成） 、电缆线路 （由导线、绝缘层、 保护层组成） 负荷=电力系统中所有的用电设备所消耗的功率总和； 供电负荷 =负荷+电力网功率损耗； 发电负荷 =供电负荷 +发电厂厂用电 负荷分类：按负荷对供电可靠性要求分：一类负荷（是指中断供电将造成人身伤亡或将 在政治上、 经济上造成重大损失的负荷） 、二类负荷 （是指中断供电将在政治上、经济上 造成重大损失的负荷） 、三类负荷 负荷曲线：用来描述负荷随时间变化的规律，常采用折线法、阶梯法绘制 负荷曲线分类：A ．按负荷种类分类：有功功率负荷曲线、无功功率负荷曲线B •按负荷对象分类：用电设备、车间、企事业单位、行业、县网、区域网、地区网、 省网负荷曲线 and so onC .按时间分类：日、周、月、季、年负荷曲线and so on电力系统运行的特点： a.电能不能大量储存；b •过渡过程非常短暂；c •影响因素众多；d.电能与国民经济各部门及人民生活关系密切电力系统运行的要求： a.保证供电的可靠性；b.保证良好的电能质量（频率一一50Hz 、 电压一一电压偏差，电压波动，电压闪变，三相电平衡、波形一一正弦波）；c.提高电力系统运行的经济性 电力系统的电气接线方式：无备用接线方式（有单回路放射式、干线式、链式网络，常 适用于三类负荷） 、有备用接线方式（有双回路放射式、干线式、链式、环式、两端供电 网络，常适用于一类和二类负荷） 电力系统分类： 按职能分为 输电系统（其任务是将区域性发电厂的电能， 通过电力系统 中高压等级最高的一级或两级电力线路和枢纽变电所，可靠而经济地输送到负荷集中地区）、配电系统（其任务是将输电系统输入的电能分配给终端用户）国标电压等级分 3类：a.第一类为100V 以下；b.第二类为500V 以下；c.第三类为1000V 以上★电力线路、发电机、变压器的额定电压等级的确定：A •电力线路——他的额定电压 =用电设备的额定电压 =对应电力系统电压等级B .发电机一一他的额定电压 =线路额定电压*105%C •变压器：a.—次测直接与发电机相连的变压器，一次侧额定电压=发电机额定电压=线路额定电 压*105%，二次侧额定电压 =线路额定电压 *105% b.二次侧在带负荷运行时，一次侧额定电压 =线路额定电压，二次侧额定电压 =线路额12 3 4 5 67 89 10 111213 14定电压*110%（如果变压器内阻抗较小，或二次侧直接与用电设备相连，则二次侧额定电压=线路额定电压*105% ）15 电力系统中性点运行方式分类：有效接地系统（大电流接地系统）——中性点直接接地、中性点经小阻抗接地；非有效接地系统（小电流接地系统）——中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经高阻抗接地16中性点直接接地方式的特点：a.短路回路中的短路电流很大；b.中性点电位保持不变，仍为地电位；c.非故障相对地电压仍为相电压17 中性点运行方式的优缺点比较：供电可靠性——中性点不接地、中性点经消弧线圈接地系统的供电可靠性要大很多；对绝缘要求——中性点直接接地系统对绝缘水平要求较低；中性点经消弧线圈接地系统能够解决间歇性电弧对系统产生的过电压现象第二章电力系统元件参数和等效电路18 四大参数的物理意义：电阻——反映线路通过电流时产生的有功功率损耗的效应；电抗——反映载流导线周围产生的磁场效应；电导——反映带电导线绝缘介质泄漏损耗和导线周围电晕损耗的效应；电纳——反映带点导线周围的电场效应19 电力线路参数及等效电路：★一般线路：Z=R+jX Y=G+jBa. 短线路（长度不超过100Km的架空线路）：R=r i l; X=x i l; G=0; B=0，采用一字型等效b. ★★★中等长度线路（长度在i00Km~300Km 之间的架空线路和i00Km 以下的电缆线路）：R=r i| ；X=x i l; G=g i l=O ; B=b i l，采用n型等效或T型等效长线路（长度超过300Km的架空线路和超过iOOKm以上的电缆线路）：采用n型等效20 变压器参数及等效电路：Z T=R T+jX T Y T=G T-jB T我国国标双绕组只有五种：Yyni2、Ydii、YNdii、YNyi2、Yyi2 （绕组的连接方式只有星形Y、三角形△两种）变压器分类：按绕组结构分——普通变压器（双绕组和三绕组）、自偶变压器;按绕组分布分——升压变压器、降压变压器; 按变压器的调压方式分——普通分接头变压器、有载调压变压器A . ★★★双绕组变压器参数及等效电路：通常采用r型等效的理由：额定电流时，一次侧绕组的压降只有 2.5%~5%U,且励磁电流小于一次侧3%I N,所以直接把励磁支路直接移至电源端具体参数：22R T=P s U N2/(i000S N2)2X T=U s%U N2/(i00S N)2G T=P0/(i000U N2)2 B T=I0%S N/(i00U N2)其中U N为额定线电压（U N的选择与R T有关）,P s为短路损耗其中U s%为短路电压百分值其中P0 是空载损耗其中10%是空载电流百分值B •★三绕组变压器参数及等效电路：磁通：主磁通（链过三个绕组的磁通）、漏磁通（自漏磁、互漏磁）三绕组变压器分类：按川型100/50/1003个绕组容量比分——I型100/100/100、n型100/100/50、a. ^^ ★【型变压器参数：P s1=(P s1-2+P s3-1-P s2-3)/2P s2=(P s1-2+P s2-3-P s3-1)/2P s3=(P s2-3+P s3-1-P s1-2)/22 2 2 2 2 2 R T1= P s1U N2/(1000S N2) R T2= P s2U N2/(1000S N2)R T3= P s3U N2/(1000S N2)U s1%=(U s1-2%+U s3-1%-U s2-3%)/2U s2%=(U s1-2%+U s2-3%-U s3-1%)/2U s3%=(U s2-3%+U s3-1%-U s1-2%)/22 2 2X T1=U s1%U N2/(100S N) X T2=U s2%U N2/(100S N) X T3=U s3%U N2/(100S N) 2G T=P0/(1000U N2)2B T=I0%S N/(100U N ) 此处变压器的电纳为负b. n型、川型变压器参数：由于容量为100 的高、中绕组电流只为他们额定电流的一半，所以对其需要归算：P s2-3=4P s2-3P s3-1=4P s3-1 其余的计算和I型一样c. 按最大短路损耗计算：22R T(100)=P smax U N2/(2000S N2) R T(50)=2 R T(100)C.变压器n型等效参数：2 y12=1/(kZ T) y10=(k-1)/(kZ T)y20=(1-k)/(k 2Z T)21 ★★★电力系统的等效电路：A .★有名制等效电路：a •确定基本电压等级(稳态时，取最高电压等级；短路时，取短路处电压等级)b •计算实际参数c. 变比k计算k=基本级侧U NI :待归侧U N2d .★归标'2R=R(k i k2……也)X=X '(k i k2…… 心)2'2G=G /(k i k2……k n)'2B=B /(k i k2……k n)U=u'(k i k2……k n)1=1/(k i k2……k n)e.作等效电路图注意：归算前后功率不变；各级电压、电流都是归算至基本级量；变比k=基本级侧U NI : 待归侧U N2；一定要跨过，不跨不计入B .标幺制等效电路：标幺值=有名值：基准值基准值的俩限制条件：一是基准值的单位应与有名值相同；二是Z、Y、U、I、S的基准值之间要符合对应的电路关系★一般取S B=100的倍数MVA U B=基本电压等级，由此推出：22Z B=U B/S B Y B=S B/U B I B=S B/( V 3U B)其次是R*=R/Z B X*=X/Z B G*=G/Y B B*=B/Y B★ 不同基准值标幺值的换算：第一步：额定标幺值还原为有名值——X=X (N)*U N2/S N 第二步：选定基准值换算——X(B)*=X/ZB=X S B/U B2 总结：X(B)*= X (N)*U N 2S B/(S N U B2)第三章简单电力系统的潮流计算22电力系统运行要求：1电源发电量=负荷需求+损耗；2节点电压保持在额定值左右；3发电机运行在额定有功功率和无功功率上下限内；4输电线路和变压器不过负荷23潮流计算的任务：根据给定运行条件及系统接线方式来确定电力系统稳态运行状态；潮流计算的结果：评价系统运行方式和系统规划设计方案的合理性、安全可靠性、经济性的依据，是电力系统故障分析及计算的重要部分24电力网的功率损耗和电压降落A .电力线路的功率损耗和电压降落a.电力线路的功率损耗：串联阻抗的功率损耗+并联导纳的功率损耗串联阻抗的功率损耗：' 2 ' 2 ' 2 2 ' 2 ' 2 2A S Z=(S 2/U 2) Z=(P 2 +Q 2 )R/U 2 +j(P 2 +Q 2 )X/U 2' 2' 2' 2 2' 2 ' 2 2A S Z=(S 1/U1) Z=(P 1 +Q 1 )R/U i +j(P 1 +Q 1 )X/U 1并联导纳的功率损耗：*22A S YI=U I(YU i/2) =(G-jB)U i2/2~ -jBU i2/22 2A S Y2=U2(YU 2/2) =(G-jB)U 2 /2〜-jBU 2 /2b•电力线路的电压降落：是指线路始末两端的向量差dU=U i-U2,实际上是线路阻抗中的电压降落(高压电网中，线路的无功功率主要影响线路的电压损耗，有功功率主dU=(S ‘2/U2)*Z=(P 2R+Q ‘2X)/U 2+j(P 2X-Q 2R)/U 2= △U+j S UdU=(S 'i/U i)*Z=(P 'i R+Q‘i X)/U i+j(P '1X-Q 'i R)/U 1= △U+j S U'U i= U2+dU=(U2 + A U)+j S U U2=U i-dU =(U i-A U )-j S US =arctan( S U/(U 2+ A U)) S =arctan(- S U /(U 2- A U '))c. 电压质量指标与输电效率：电压损耗：是指始末两端电压有效值之差 A U%=100%(U I-U2)/U N电压偏差：是指始端或末端与线路额定电压的数值差 A U iN%=100%(U i-U N)/U N电压调整：是指线路末端空载与负载时电压的数值差 A U o%=1OO%(U 20-U 2)/U 20输电效率：是指线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率的比值n %=100%P2/P iB .变压器的功率损耗和电压降落:------- ►---------------------- > ------- ►a. 变压器的功率损耗：阻抗功率损耗+导纳功率损耗(变压器的阻抗支路功率损耗与负荷功率或传输功率有关，励磁导纳支路功率损耗取决于电压大小)阻抗功率损耗： △ S ZT = (S 2/U 2) Z T =(P 2+Q 2)R T /U 2+j(P 2+Q 2)X T /U 2' 2 ' 2 ' 2 2 ' 2 ' 2 2△ S ZT =(S 1/U 1) Z T =(P 1 +Q 1 )R T /U I +j(P 1 +Q 1 )X T /U I导纳功率损耗：△ S YT =U 1(Y T U 1 )*=G T U 1 2+jB T U 12b. 变压器的电压降落： dU=(S 2/U 2)*Z T =(P 2R T +Q 2X T )/U 2+j(P ‘2X T -Q ‘2R T )/U 2= △ U+j S UdU=(S ‘ 1/U 1)*Z T =(P ‘1R T +Q ‘ 1X T )/U 1+j(P ‘1X T -Q ‘ 1R T )/U F △ U+j S U ‘c. 近似计算功率损耗：(S 1~ S 1U 1^ U 2~ U NS 2~ S 2 )2222△ S zT =P s S i /(1000S N )+jU s %S N S i /(100S N ) △ S YT =P o /1OOO+jl 0%S N /100C .负荷和电源的功率：负荷功率S 4：变电所负荷侧功率 等效负荷功率S 3：从网络输入到变电所的功率 运算负荷S 3 ':为等效负荷功率+进线末端导纳功率电源功率S 1：发电厂电源侧的功率 等效电源功率S 2：为发电机高压母线向系统送出的功率 运算功率S 2 ':为等效电源功率-出线始端导纳功率25 ★简单开式网络的潮流计算：简单潮流计算的三种情况计算步骤：A. ★★★已知同端负荷功率和同端电压（已知 S 1和U 1 、 S 4和U 4）：a. 求各元器件参数b. 做等效电路图c. 由给定条件求各功率分点分布和功率损耗、节点电压 B. 已知末端负荷功率和始端电压（已知S 4和U 1 ）：a.假定全网电压为额定电压U N ，则U 4=U Nb •由S 4、U 4推出S i (推算功率分布，不计电压降落)c •由S i 、U 1推出U 4 (推算电压分布，计入电压降落) 26闭式网络的潮流计算： A •环式网络潮流计算步骤：(忽略电压降一一 U N 为全网电压)Z i2 Z23 Z31a. 作等效电路：U i=U i =U Nb. 求基本功率：* * * * * *S a=((Z 23 +Z31 )S2+Z 31 S3)/(Z 12 +Z23 +Z31 )* * * * * *S b=((Z 23 +Z12 )S3+Z12 S2)/(Z 12 +Z23 +Z 31 )C. 校验：S a+S b=S2+S3?d. 确定功率分点(两边流入)：S3=S23+S be. 计算实际功率分布：打开功率分点，其余同开式网计算法B •两端供电网络潮流计算步骤：a. 做等值电路：各元件参数b. 求基本功率：S a=((Z 23 +Z34 )S2+Z 34 S3)/(Z 12 +Z23 +Z34 )+(U N dU )/(Z 12 +Z 23 +Z34 )S b=((Z 23 +Z12 )S3+Z12 S2)/(Z 12 +Z23 +Z 34 )-(U N dU )/(Z 12 +Z 23 +Z 34 )S c=(U N dU*)/(Z12*+Z23*+Z34*)C.校验：S a+S b=S2+S3?d. 确定功率分点：功率由两侧流入的节点e. 计算实际功率分布：打开功率分点，其余同开式网计算法第四章复杂电力系统的潮流计算27节点导纳矩阵的特点：它是一个方阵( n个节点就是n阶矩阵，不含参考节点)；对称矩阵；稀疏矩阵对角线为自导纳；非对角线为互导纳(通常取地为参考点，编号0,节点电压都是各节点对地电压)28自导纳：节点导纳矩阵的对角元素Y ii，他等于在节点i加上单位电压，其他节点都接地时，经节点i向网络注入的电流；也等于在节点i加电压，其他节点都接地时，从节点i注入网络的电流同施加于节点i的电压之比；Y ii=X y j (自导纳是节点i以外的所有节点都接地时，节点i对地的总导纳，即等于与节点i相接的各支路导纳之和)29互导纳：节点导纳矩阵非对角元素Y ji,他等于在节点i加单位电压，其他节点都接地时，经节点j注入网络的电流；也等于在节点i加电压，其他节点都接地时，从节点j注入网络的电流同施加于节点i的电压之比；Y j=Y ji=-y ji =-y j (节点j的电流实际上是自网络流出并注入大地中的，所以互导纳等于节点i与j之间的支路导纳的负值30 节点导纳矩阵的形成：A ．矩阵阶数= 节点数B ．非对角元素中非零元素的个数=对应节点所连的不接地支路数C ．对角元素就是各节点的自导纳=相应节点所连支路的导纳之和D ．非对角元素=i 节点与j 节点之间支路导纳的负值E ．矩阵是一个对称的，只要求下三角或上三角部分F •对于变压器支路，利用n型等效或归算法做都能求出（等效或归算后，按以上规则求）31 P-Q 分解法的迭代次数一般多于牛顿-拉夫逊法，但每次迭代所需的时间比牛顿-拉夫逊法少得多，所以其计算时间小很多第五章电力系统正常运行方式的调整与控制32 有功功率负荷的变动及调整：电力系统的总负荷（据变化规律）分三类：第一类是变化幅度很小，变化周期很短的负荷；第二类是变化幅度较大、变化周期较长的负荷；第三类是变化幅度很大、变化周期很长的负荷频率的调整分三种：频率一次调整——由于第一类负荷变化引起的频率偏移将由发电机组调速系统的调速器进行调整；频率二次调整——由于第二类负荷变化引起的频率偏移将由发电机组调速系统的调频器进行调整；频率三次调整——由于第三类负荷变化引起的频率偏移将在有功功率平衡的基础上，责成各发电设备按经济最优分配原则进行有功功率分配33 电力系统的功—频静特性：负荷的功—频静特性、发电机组的功—频静特性A .负荷的有功功率一频率静态特性：K L D=△ P LD/△ f K L D =K LD f N/P LDN其中K LD是负荷的频率调节效应系数（表征负荷的频率调节特性）f N=50HzP LD是频率等于f时系统的有功功率P LDN是频率等于工频50Hz时系统的有功功率注意：K LD负荷的频率调节效应系数不能整定，其K LD*大小取决于全系统各类负荷所占比重（1~3）；他是调度部门确定按频率减负荷方案以及低频事故切负荷来恢复频率的计算依据B .发电机组的功一频静态特性：K G=-△ P G /△ f K G*=K G f N/P GN其中K G是发电机组的单位调节功率（表征电源的频率调节特性）f N=50HzS *静态调差系数：表征系统电源频率调节特性的参数之一，S *=（f0-f N）/f N则有K G=P GN/（ S *f N）K G*=1/ S *注意：K G是可以整定的，在整定范围内，K G越大，S *就越小，调整结果频率偏移越小；当发电机组满载以后，受调速机构的限制，发电机组不再具有调频能力，此时K G 为0 ，S *为无穷大34频率的一次调整：负荷增量△ P LDO是由调速器作用使得发电机组有功出力增加和负荷功率随频率的下降而自动减少两方面共同调节来平衡的K G刀=E K G：△ P LDO=-（K G刀+ K LD）△ f=-K △ f 注意：式中n台发电机组均未满载一旦满载，则某台发电机的单位调节功率K G=O,参加并联的未满载机组越多，系统单位调节功率K越大，频率变化△ f越小，系统频率就越稳定各机组间的负荷分配：（按单位调节功率或调差系数自然分配）各机组承担的功率增量△P Gi=-K Gi △f=-P GN △f/（S f N）35 调节负荷节点a 处的电压可以采取以下措施：A .调节发电机励磁电流以改变发电机端电压U GB .适当选择变压器变比C •改变线路的电抗参数D .改变无功功率分布第六章电力系统的经济运行36 ★电力系统的经济运行的两大指标：煤耗率（g/kWh ）——是指每生产1kWh 电能所消耗的标准煤重（29.31MJ/kg ）；网损率——是指电力网中损耗的电能与向电力网供应的电能的百分比37 电力网中的电能损耗：变压器绕组和输电线路导线电阻的电能损耗；变压器铁芯、电容器和电缆的绝缘介质以及电晕等的损耗★输电线路电能损耗计算：＜最大负荷损耗时间法＞、＜等值功率法＞最大负荷损耗时间T max：若线路中传送的功率一直保持最大负荷功率Smax在T max 时间内电能损耗恰好等于该线路全年的实际电能损耗（T max可由Tmax和cos $查表得出）△ A=E △ Pmaxr max38 降低网损的技术措施：1，提高用户的功率因数，减少电网输送的无功功率；2，改善闭式网络的功率分布；3，合理确定电力网的运行电压水平；4，合理组织变压器的经济运行；5对原有电网进行技术改造39 有功功率的经济分配：等耗量微增率准则——在满足一定的约束条件下，各发电厂之间合理分配系统的有功功率负荷，使整个系统燃料耗量最小刀P Gi-刀PLDi =0第七章同步发电机的基本方程40 派克变换：它是一种线性变换，是将静止的a、b、c 三相坐标系统（abc 坐标系统）表示的电磁量变换为在空间随转子一起旋转的两相直角坐标d、q 系统和静止的0 轴系统（dq0 坐标系统）41 派克矩阵：i dq0=Pi abc[ cos0cos( 0 -120 。