电力系统稳态分析复习

1电力系统稳态分析复习陈珩编第一章：电力系统的基本概念概念：1、电力系统就是由发电机、变压器、电力线路和负荷按一定方式组成的生产、传输、分配和消费电能的整体。2、电力网由变压器和线路组成。亦可说：由输电网和配电网组成3、电力系统运行的基本要求有：可靠持续地供电、优良的电能质量和运行的经济性、（环境保护）。或称：可靠性、优质性和经济性环保性。4、电能质量指标包含：电压（允许偏移±5%UN）、频率（允许偏移±0.2Hz）和波形（允许畸变率约为5%）。5、电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷是依据用户对供电可靠性要求来划分的。6、系统运行经济性的两个考核指标是煤耗率和网损率。7、电力网络的接线方式可以分成无备用接线和有备用接线。8、电力系统无备用接线方式包括单回路放射式、干线式、链式。9、有备用电源接线的五种接线方式为：1）两端供电；2）环形；3）双回路放射式；4）双回路干线式；5）双回路链式。10、线路的额定电压表示的是线电压。11、平均额定电压约为电网额定电压UN的1.05倍。12、电力系统中性点的运行方式分为：（1）大电流接地方式：中性点直接接地，发生单相接地立即切除故障，单相接地时非故障相对地电压不变，一般用于110kV及以上电网。（2）小接地电流方式：中性点不接地（及中性点经消弧线圈接地），单相接地时仍可运行2小时，非故障相对地电压值由相电压升至线电压，中性点对地电压由零升至相电压。接地电流等于正常运行时一相对地电容电流的三倍。当网络接地容性电流超过如下数值时，中性点应装设消弧线圈进行补偿。3～6kV——30A；10kV——20A；35～60kV——10A补偿方式：过补偿213、我国电力系统的额定电压等级有：3、6、10、35、110、220、500（kV），目前电力系统的最高电压等级是：交流1000kV，直流±800kV习题：1、对于一级负荷比例较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（B）。A单电源双回路放射式B双电源供电方式C单回路放射式接线D单回路放射式或单电源双回路放射式2、简单的闭式网络可分为两端供电式网络和（A）A.环式两大类B.干线式两大类C.放射式两大类D.链式两大类3、标出下图中变压器T1~T4的额定变比和G的额定电压。GT1T210kV3kV6kV110kVT3T4220kV35kVM答：G:10.5kVT1:10.5/242kVT2:220/121/38.5kVT3:35/6.6kVT4:10.5/3.15kV4、电力系统接线如下图所示，试求：（1）发电机及各变压器高低侧的额定电压；（2）设变压器T1工作于+2.5%抽头，T2工作于主抽头，T3工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。G10kVT1110kVT235kVT310kV解：(1)UGN=10.5kV,T1:10.5/121kVT2:110/38.5kVT3:35/11kV3(2)123121(12.5%)111.8110.51102:2.8638.535(15%)3:3.0211TTkTk：k第二章电力系统各元件的特性和数学模型概念：1、复功率：2、负荷以超前的功率因数运行时吸收容性无功功率（发出感性无功）。3、决定发电机组运行极限的因素：（1）定子绕组温升约束。取决于发电机的视在功率。（2）励磁绕组温升约束。取决于发电机的空载电势。（3）原动机功率约束。即发电机的额定功率。（4）其他约束。当发电机以超前功率因数运行（进相运行）。4、变压器损耗由空载损耗和负载损耗两部分构成。5、扩径导线：人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不同之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用。6、分裂导线：又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持一定的距离。采用分裂导线可减小电晕损耗和线路电抗，但会增加线路电容。7、三相架空输电线采用循环换位的目的是减少三相参数不平衡。8、同一型号的架空三相输电线，相间距离增大，其线路对地电容将减小。9、长线路的等值电路要用分布参数表示。10、标么值是指有名值和基准值的比值。11、采用标么制计算时，只需要选择两个电气量的基准值，其它基准值可根据它们之间的关系导出，通常选择的基准值是功率和电压。12、对多电压等级的电网进行计算时，要作电压等级的归算。13、年最大负荷曲线亦称有功功率年负荷曲线，即表示一年内每月最大有功功率负荷变化的曲线。常用于制订发电设备的检修计划。(cos+jsin)jSUISPQ4习题：1、当功率为jQPS~时（功率因数角为），取基准功率为Sn，则无功功率的标么值为Q/Sn。2、简单电力系统如图所示，试作出该系统以标么值表示的等值电路（不计电阻、导纳），取SB=100MVA,UB=Uav。G10kVT1110kVL1L2T2T36kVXR各设备的参数如下：111202323:30,10.5,0.27:31.5,10.5/121,%10.5:100,0.4/:15,110/6.6,%10.5:6,1.5,%8GGdTkTTkRXRXRRGSMVAUkVXTSMVAkkVUlllkmxkmTTSSMVAkkVUXUkVIkAX及、解：222222112222223210.51000.270.93010.5%10.51211000.36910010031.51151115:(0.4100)0.15122100%10.511010010010GNBGdGBkNBTNBLLBkNBTNBUSXXSUUUSTXSUXLXZUUSTTXSU发电机：变压器：线路变压器、：2220.6404015115%861000.4655100310031.56.3LNRBRBXRUUSXUI电抗器：等值电路为：j0.9j0.369j0.1512j0.6404j0.6404j0.465553、根据凸极式发电机的向量图（图2-3或图2-7a），求证图2-7（b）中.211()NqdmOUxx解：由图2-3可知，图2-7（b）中，OB=Ixd(UN/xd)’,OD=Ixq(UN/xd),而ΔmOB与ΔO’OD相似，故有mO/OO’=xd/xq,所以，mO=OO’﹡(xd/xq)mO’=mO-OO’=OO’﹡(xd/xq-1)而OO’=U2N/xd,代入上式，得mO’=U2N(1/xq-1/xd)证毕第三章简单电力网络的计算和分析概念：1、线路功率分布的计算：（1）阻抗支路的功率损耗（2）导纳支路的功率损耗2、有功功率流过电抗时，会产生无功损耗；无功功率通过线路电阻时会产生有功功率损耗。3、;PRQXPXQRUUUU4、线路的电压降落是指线路始末两端电压的向量差；线路的电压损耗是指线路始末两端电压的数量差。222222112221(j)(j)zPQPQSRXRXUU2221jj222BBSGUUU65、线路空载的情况下线路末端的电压会高于始端的电压。因为线路与大地之间存在对地电容，线路越长，电容越大，对线路补充大量无功。当线路空载时，线路末端电纳中的容性功率，功率值为212BU,与之对应的电流为12BU。该电流在线路流动时产生的电压降落2BUUX,此时末端电压高于始端电压。6、有功功率损耗最小时的功率分布按线段的电阻分布。7、有功功率损耗最小时的功率分布按线段的阻抗分布。8、在两端供电网的最初功率分布中，由两个供电点的电压差引起的功率称为循环功率。9、环网潮流的自然分布是按线路的阻抗分布。习题：1、已知一双绕组变压器的容量为31500kVA,额定电压为121/10.5kV,Pk=20kW,Uk%=10.5,P0=10kW,I0%=0.5。若变压器二次侧的功率为5+j10MVA,试求其一次侧的输入功率。解：变压器归算到高压侧22222270225022201210.2951000100031.5%10.512148.810010031.5106.831010001000121%0.531.51.07610100100121kNTNkNTNTNNTNPURSUUXSPGSUISBSU由题目可知，该变压器为升压变压器，其等值电路如下：0.295+j48.85+j10MVA121/10.5kVST0ST70002222322%0.531.50.010.010.1575()100100510()(0.29548.8)3.048100.5041()110TNTLDLDZTTTNISSPjjjMVAPQSRjXjjMVAU一次侧输入功率为：30(510)(3.048100.5041)(0.010.1575)5.01310.6616()TLDZTTSSSSjjjjMVA2、计算闭式网络的初步功率时（A）A.不必考虑电压降落和功率损耗B.必须考虑电压降落C.必须考虑功率损耗D.视情况而定3、为什么电力系统选择高压输电？答：由222()()PQSRjXU可知，若输送的功率相同，采用高压输电可降低网损，提高运行的经济性；另外，由()/UPRQXU可知，输送的功率相等时，采用高电压输电可以减少电压损耗，改善电压质量。4、输电系统如题图2所示。已知：每台变压器NS=100MVA，△0P=450kW，△OQ=3500kvar，△sP=1000kW，sV=12.5%，工作在-5%的分接头；每回线路长250km，1r=0.08/km，1x=0.4/km，1b=2.8×610/Skm；负荷LDP=150MW，cos=0.85。线路首端电压AV=245kV，试分别计算：输电线路，变压器以及输电系统的电压降落和电压损耗；输电线路首端功率和输电效率；线路首端A，末端B以及变压器低压侧C的电压偏移。图2简单输电系统8答：1）作出等值电路图，并计算相应的参数（归算到220kV侧）输电线路（双回）：S107250108.2212215010250)4.008.0(21)(2146111lbBjjljxrZ变压器（两台）：)(25.301002201005.1221100%21)(42.2100220100010002110002122122221NNsTNNsTSUUXSUPR负荷：MVA96.92))85.0(arccos(tg150))s(arccos(cotgLDLDPQMVAj92.96150jLDLDLDQPS2）假设UA=UB=UC=220kV，计算网络的功率分布MVA9.461j56.1)j30.2542.2(22096.92150)j(222TT2C2LD2LDTXRUQPSZMVA7j9.01000)3500j450(21000)j(200TQPSYMVA1.573j31.6)j5010(22054.8546.152)j(222LL2N2B2BLXRUQPSZvarM88.3322010722422/BBUBQ输电系统首端的功率为：MVAj83.2377.1581.573j31.6j33.882j79.0j19.461.56j92.961502LTT2/AZBYZLDSQSSSSSLDBACZLZTSAΔSYT等值电路ASBSSB2jB2jB9输电效率为：%48.94%10077.158150%10012PP3）用求出的功率分布和已知的首端电压计算网络的电压分布MVAj117.1177.158j33.88j83.2377.1582/AABQSSkV39.21662.27)38.30245()()(kV62.27245101