《電力系統(tǒng)分析》 總結(jié)(概念、公式、計(jì)算)

1.電力系統(tǒng)各級的平均電壓：3.15,6.3,10.5,15.75,37,115,23（）,345,525（kV）

2.電壓降落的縱分量電壓降落的橫分量

3.電力網(wǎng)絡(luò)的簡化方法：等值電源法，負(fù)荷移置法，星網(wǎng)變換

4.節(jié)點(diǎn)分類：PQ節(jié)點(diǎn)，PV節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn)

5.電力系統(tǒng)無功率電源：同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、靜電電容器、靜止補(bǔ)償器。

6.調(diào)壓措施：發(fā)電機(jī)調(diào)壓、改變變壓器的變比調(diào)壓、利用無功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓。

7.中樞點(diǎn)調(diào)壓方式：逆調(diào)壓、順調(diào)壓、常調(diào)壓。

8.中性點(diǎn)接地方式：直接接地、不接地、從屬于不接地方式的經(jīng)消弧線圈接地。

9.電暈影響：消耗有功功率、泄漏電流。

阻尼繞組的作用：電力系統(tǒng)的擾動起到阻尼的作用。

10.變壓器參數(shù)：電阻、電抗、電導(dǎo)、電納。

11.極限切除角：加速面枳等于最大可能減速面枳時(shí)對應(yīng)的切除角。

12面路沖擊電流：短路電流的最大可能瞬時(shí)值.

13.電壓降落：指串聯(lián)阻抗元件首末兩端電壓的向量差。

14.電力系統(tǒng)：指由發(fā)電機(jī)、各類變電所和輸電線路以及電力用戶組成的整體。

15.電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：①保證可靠的持續(xù)供電②保證良好的電能質(zhì)量③保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

16.調(diào)整潮流的手段有：串聯(lián)電容（抵償線的感抗）、串聯(lián)電抗（限流）、附加串聯(lián)加壓器。

17.通路：指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地之間連接。

18.近路的類型：三相短路、二柱短路、二相接地短路和單相接地短路。

19.無功負(fù)荷的無功特性：分串聯(lián)之路和并聯(lián)之路。

20.閉式電力網(wǎng)絡(luò)分類：簡單環(huán)式、兩端供電式網(wǎng)絡(luò)。

21.電壓降落、電壓損耗、電壓偏移的定義有所不同：網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落是指元件首末端兩點(diǎn)電壓的相量

差，即；把兩點(diǎn)間電壓絕對值之差稱為電壓損耗，用表示，；電壓偏移是指網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)的實(shí)際電壓同網(wǎng)

絡(luò)該處的額定電壓之差，可以用KV表示，也可以用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。若某點(diǎn)的實(shí)際弓壓為V,該

處的額定電壓為，則用百分?jǐn)?shù)表示的電壓偏移為，電壓偏移（%）

22.潮流方程中節(jié)點(diǎn)的分類及相應(yīng)的定義：⑴節(jié)點(diǎn)可分為：PQ節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)和平衡節(jié)點(diǎn)三種類型。（2）各

類節(jié)點(diǎn)介紹：①PQ節(jié)點(diǎn)的有功功率P和無功功率Q是給定的，節(jié)點(diǎn)電壓（V,6）是待求量；②PV節(jié)點(diǎn)

的有功功率P和電壓幅值V是給定的，節(jié)點(diǎn)的無功功率Q和電壓的相位6是待求量；③平衡節(jié)點(diǎn)在潮流分

布算出以前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損失是未知的，因此，網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率P不能給定，這個(gè)節(jié)

點(diǎn)承擔(dān)了系統(tǒng)的有功功率平衡。

23.潮流計(jì)算的基本步驟：①形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣②設(shè)定節(jié)點(diǎn)電壓的初值③將各節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求得修正方

程式中的不平衡量④將各節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求雅可比矩陣的各元素⑤求解修正方程式，求得各節(jié)點(diǎn)電壓的

增量⑥計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值，返回第3步進(jìn)入卜.一次迭代，直到滿足收斂判據(jù)為止。⑦最后計(jì)算平衡節(jié)

點(diǎn)功率和線路功率、損耗。

24.降低網(wǎng)損的技術(shù)措施：①提高用戶的功率因數(shù)，減少線路輸送的無功功率；②改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布；

③合理地確定電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓水平；④組織變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；⑤對原有電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造。

25.等面積定則：發(fā)電機(jī)受大擾動后轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生相對運(yùn)動，當(dāng)代表動能增量的加速面積和減速面積大小相等時(shí),

轉(zhuǎn)子動能增顯為零，發(fā)電機(jī)重新恢復(fù)到同步速度

26.引起電力系統(tǒng)大擾動的主要原因：①負(fù)荷的突然變化，如投入或切除大容量的用戶等②切除或投入系統(tǒng)

的主要元件，如發(fā)電機(jī)、變壓器及線路等③發(fā)生短路故障，短路故障擾動最嚴(yán)重，作為檢驗(yàn)系統(tǒng)是否具有

暫態(tài)穩(wěn)定的條件。

27.三相短路電流計(jì)算機(jī)算法的基本步驟：①輸入數(shù)據(jù)；②形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；③應(yīng)用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣計(jì)算點(diǎn)

的口阻抗、互阻抗Zlk,…Zkk,…Znk。④計(jì)算短路點(diǎn)的三相短路電流

3.線路的電壓損耗是指：線路始末兩端電壓的向量差。

4.電力系統(tǒng)的潮流分布主要是研究電壓和功率的分布。

8.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性可分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。

9.系統(tǒng)中功角5指的是空載電勢Eq和無限小系統(tǒng)母線電壓U的夾角。

10.在我國UOkv以上電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式一般為中性點(diǎn)直接接地方式。

11.電力系統(tǒng)的電納主要是指相與相間的電容和相與地之間的電容所決定的。

12.電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整可分為一次調(diào)整二次調(diào)整和三次調(diào)整。

13.把在環(huán)網(wǎng)中由「表壓器變比不匹配二產(chǎn)生的功率稱為循環(huán)功率。

14.雙繞組的分接頭在高壓側(cè)。

簡答

1.什么是負(fù)荷最大利用小時(shí)數(shù)？答：全年負(fù)荷所消耗的電能w與全年最大負(fù)荷Pmax相比可得年最大負(fù)荷利

用小時(shí)數(shù)Tmaxo

2.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定措施a采用自動調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置b.減小元件的電抗c.改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償

的設(shè)備。

3.靜止補(bǔ)償器：短路故障發(fā)生在空載a-6=9()時(shí)短路電流的最大瞬時(shí)值。

4.簡單閉式網(wǎng)絡(luò)主要有哪兩種類型，其潮流計(jì)算的主要步驟：

答：閉式電力網(wǎng)絡(luò)分為簡單環(huán)式網(wǎng)絡(luò)和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。步驟：a暇設(shè)全網(wǎng)為額定電壓，計(jì)算出各個(gè)發(fā)電廠變

電所的運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算功率以得到所有串聯(lián)阻抗的簡化的等值弓路b假設(shè)全網(wǎng)為額定電壓且人考慮各元件

中的功率損耗，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的功率分布c將閉式網(wǎng)絡(luò)分解為兩個(gè)開始網(wǎng)絡(luò)，分別接開式網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行計(jì)算，

得到最終結(jié)果。

Ln繞組變壓器等值電路:

cos(a-120)cos(<z+i20)

sin(a-IZU)sin(a+120')

1/21/2

3.發(fā)電機(jī)功率特性:

4.短路電流的最大有效值

5.短路全電流的最大有效值

心=方J1+2(K—_1)2

6.沖擊電流K…，z

7.三繞組變壓器容量折算

,5

APy_r.)=△尸'sm(----------：-v---------)2

S(SU7

0>")min(S,w，S*,v

Us”*%=U&_)%(

min(S?,5小)

8.簡單網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法(開式、閉式)

?P\R+Q\XP\X-Q\R

bU=U'-U，

UN

p+/X

△S"=o-TBTSN

9.功率自然分布:

(Z23+Z")*?+Z34熱?(氏-C\)Uv

￡=??????=?'/二.

ZI2+Z23+Z34Z12+Z23+Z34

/2&+(云2+方23)用(Ua-U/U

v一+￡

Zl2+Z23+Z34Z12+Z23+Z34

路對地電容，已知線路未端運(yùn)行電壓Vd105kV,負(fù)荷％=42MW,COS（D=0.850試

計(jì)算：（1）輸電線路的電壓降落和電壓損耗；（2）線路阻抗的功率損耗和輸電效

率；（3）線路首端和未端的電壓偏移。

解：R=12.09x100=12.09Q,X=0.4x100=40Q

QI。=Pglan?=Pe小-8s叱=42x"一0，"=26.029MW

cos中0.85

AV_P."R+Q,nX_-“一心+2G.1）29，40_75|2.

Vel<>5

八，.PCgR.42x40-26.029x12.09_門Kv

VtD105

電壓降落：V,-VLO-AV+"V-14.7512+j13.0031

1122

V,-y/（Vlt>+AV）+JV-V（）05+14.752）+13.003-120.4551KV

V

電壓損耗：--Ve=120.4551-105=15.4551KV

（2）功率損耗

:Pj+,Q/

AP=IR=jR"憂嚴(yán)'''2.09=2.6767M\V

V%

42'+26,39:40.6P卜誠

AQ.px-

輸電效率：

(3)未端電壓偏移：%泮-2%%

首端電壓偏移：1204H0"，10X"%?9

例12-3降壓變壓器及其等值電路示于圖(a)、(b)o已知在最大和最小負(fù)荷時(shí)通

過變壓器的功率分別為Smax=(28+j14)MVA和Smin=(10+J6)MVA,高壓側(cè)

的電壓分別為V1max=110kV和V1min=113kV。要求低壓母線的電壓變化不超出

(6-6.6)kV的范圍，試選擇分接頭。

解：先計(jì)算最大/最小負(fù)荷時(shí)變壓器的電壓損耗

假定在最大/最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)V2max=6kV和V2min=6.6kV,則

取算術(shù)平均值V1tav=107.5kV

選最接近的分接頭V1t=107.25kV并校驗(yàn)低壓母線的實(shí)際電壓

〃110-5.7”

……107.25

可見所選分接頭是能滿足電壓要求的。

六、如圖二所示，變壓器阻抗RT+jXT=2.44+J40歐已歸算到高壓側(cè)，最大、最小

負(fù)荷時(shí)，通過變壓器的功率分別為Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA,高壓側(cè)的

電壓分別為U1max=110k\^DU1min=113kV,要求低壓母線的電壓變化不超過6.0~

6.6kV的范圍，試選擇合適的分接頭。(25分)

<Ji_.5

4Q

答：

最大、最小負(fù)荷時(shí)，

△UTmax=(28X2.44+14X40)/110=5.7kV

△DUTmin=(10X2.44+6X40)/113=2.34kV-5分)

根據(jù)低壓母線的電壓要求，可以取最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的電壓U2max=6.0,最

小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的電壓

U2min=6.6kVo

UTHmax=(U1max-AUTmax)UTL/U2max

=(110-5.7)X6.3/6=109.4kV

UTHmin=(113-2.34)X6.3/6.6=105.6kV

UTHav=(109.4+105.6)/2=107.5kV

選擇最接近的分接頭：UTH=110X(1-2.5%)=107.25kV(12分)

校驗(yàn)：U2max=(110-5.7)X6.3/107.25=6.13kV>6kV

U2min=(113-2.34)X6.3/107.25=6.5kV<6.6kV

所以，分接頭107.25kV可以滿足要求。

/習(xí)題14-9兩個(gè)火電廠并聯(lián)運(yùn)行，其燃料耗量特性如下：(計(jì)算題必考)

2

元=(4+0.3PG1+0.0008PG1)t/h,200MW^PG1^300MW

F2=(3+0.33PGZ+0.0004P1)t/h,340MW^PG2^560MWo

系統(tǒng)總負(fù)荷分別為850MW和550MW,試確定不計(jì)網(wǎng)損時(shí)各廠負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。

解：(1)系統(tǒng)總負(fù)荷為850MW時(shí)

PG2=850-PG1,各發(fā)電廠的燃料耗量微增率為

A,-Jp---(4?O.3PC,+0.00RPJ,)-0.3?0.0016PG,

A,=，；=---=(3+0.33P?,+0.004)=0.33+0.008

△PGIdPG\

令人產(chǎn)入2,并將PG2=850-PGI代入，可解出PGI,即

0.3+0.0016PG1=0.33+0.008(850-PG1)

(0.0016+0.0008)PG1=0.33-0.3+0.008,可得

PG1=295.883MW,PG2=850-PG1=(850-295.833)MW=554.167MW

(2)當(dāng)系統(tǒng)總負(fù)荷為550MW時(shí),即PGZ=550-PG1,令人尸并將%=550-PGJ弋

入，便得

-:-3

(0.0016+0.0008)X10?61=0.33-0.3+0.008X550X10

由此可得PG產(chǎn)195.833MW,但的最小允許負(fù)荷PGI2200MW,故P°產(chǎn)200MW,P62=

(550-200)MW=350MWo

三個(gè)火電廠并聯(lián)運(yùn)行，各電廠的燃料消耗特性及功率約束條件如下：P138

2

F尸(4+0.3P61+0.0007P61)t/h,100MW^PG1^200MW

J

F2=(3+0.32P62+0.0004PG2)t/h,120MW^PG2^250MW

2

F3=(3.5+0.3PG3+0.00045PG3)t/h,120MW3P623300MW

當(dāng)總負(fù)荷為400MW和250MW時(shí)，試分別確定發(fā)電廠間功率的經(jīng)濟(jì)分配(不計(jì)網(wǎng)損)

解：(