电力系统分析总复习经典

电力系统分析总复习第一章电力系统的基本概念1.电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体。2.电力系统构成：发电厂、电网、用户3.电力网：输送、分配电能。包括升、降压变压器和各种电压等级的输电线路。4.额定频率fN＝50Hz5.电压等级：3，6，10，35，110，220，330，500，750，1000KV第一章电力系统的基本概念6.发电机额定电压：1.05UN7.变压器额定电压：一次绕组UN或1.05UN二次绕组1.1UN或1.05UN8.装机容量：发电机的额定输出有功功率9.负荷：负载消耗的有功功率10.发电量：实际发出电能的总和11.区域电网：供电电压在220kV及以上的电网12.地方电网：供电电压小于等于110kV的电网第一章电力系统的基本概念13.我国电力系统的格局：电网运营按区域分为国家电网和南方电网两个公司，格局是西电东送、南北互供、全国联网14.我国电力系统的特点：装机容量大，覆盖区域广，分级管理，东西强联网，南北弱联网15.我国电力系统的发展趋势：特高压输电和直流输电并举，并向全国强联网发展第一章电力系统的基本概念16.电力系统的特点–与国民经济关系密切–电能不能大量储藏–暂态过程迅速–负载对电能质量要求严格17.电力系统运行要求–保证系统运行的安全可靠性（三级负荷）–保证良好的供电质量–保证系统运行的经济性第二章系统元件的等值电路和参数计算1.输电线路–架空线路–电缆2.输电线的集中参数等值电路Z=R+jX111222YBjCR对应其有功功率损耗，X对应通电导线的磁场效应，C对应输电线对地的电场效应。由于输电线在设计时避免了电晕现象的发生，其对地电导G≈0。sr00Rrl0Xxl0Bbl第二章系统元件的等值电路和参数计算3.架空输电线采用分裂导线的作用：减小电抗、减小电导（电晕放电）4.变压器的等值电路和参数RT+jXTGT-jBTRT＋jXT：一、二次绕组漏抗GT－jBT：励磁回路第二章系统元件的等值电路和参数计算△Ps－短路损耗（KW）Vs％－短路电压百分数△P0－空载损耗（KW）I0％－空载电流百分数2322330230210%1010010%10100SNTNSNTNTNNTNPVRSVVXSPGsVISBsV注意：1)VN－kV；2)SN－MVA；3)折算到哪一侧参数，用相应的额定电压VN。第二章系统元件的等值电路和参数计算5.标幺制基准值实际有名值标幺值＝一般选定SB（100MVA）和VB=1.05VNBBBBBBBBSVIVZVSI23,3第三章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算1.电力系统的潮流：指系统中所有运行参数的总体，包括各个母线电压的大小和相位、各个发电机和负荷的功率及电流，以及各个变压器和线路等元件所通过的功率、电流和其中的损耗。2.电压降落21222dUUUUjU2222PRQXUU2222PXQRUU11211dUUUUjU1112PRQXUU1112PXQRUU第三章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算3.电压损耗4.电压偏移•始端电压偏移：•末端电压偏移：5.功率分布和功率损耗–已知线路末端功率和电压–已知线路始端功率和电压–变压器的功率分布12100%100%NNUUUUU1100%NNUUU2100%NNUUU第三章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算6.输电线路空载运行特性–空载时–轻载时也有7.传输功率极限–最大传输功率为12UU12UU12sinUUPX12maxUUPX第三章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算8.线路功率与电压之间的关系–电压损耗主要和Q有关–电压相位差（电压偏转）主要和P有关–无功功率从电压高端流向低端，且大小和电压差值成正比–有功功率从电压相位超前端流向相位滞后端，且大小和相位差有关2222PRQXUU2222PXQRUU1222()UUUQX第三章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算9.辐射形网络潮流估算不含环形电路、只有一个电源•1、等值电路及元件下标的规定•2、功率分步近似计算–计算接地导纳中的功率和不接地阻抗之路中的功率损耗（用各母线的额定电压和0相位）•3、从已知电压的母线开始按2的结果求各母线电压第三章输电线路运行特性及简单电力系统潮流估算10.环形网络的潮流估算方法–1、计算环形网络中各母线的运算负荷（包括所连线路接地导纳中的功率及下属辐射形网络的总负荷及损耗）。–2、计算环形网络中的近似功率分布，并求出功率分点。–3、在无功功率分点处将负荷按近似功率分布结果分成两部分，并将环形网络分成两个辐射形网络，然后分别采用辐射形网络的潮流估算方法计算记及阻抗中损耗时的功率分布，再计算电压分布。第五章电力系统正常运行方式的调整和控制1.稳态时，系统各点频率相等2.电力系统的供电负荷：电力系统的综合用电负荷加上电力网的功率损耗3.电力系统的发电负荷：电力系统的供电负荷再加上发电厂厂用电消耗的功率4.日负荷曲线：描述一天24小时负荷的变化–作用：安排日发电计划、确定运行方式第五章电力系统正常运行方式的调整和控制5.年最大负荷曲线：描述一年内每个月最大有功功率负荷变化–作用：安排发电设备的检修计划6.年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序排列而绘制成–作用：安排发电计划、可靠性估算第五章电力系统正常运行方式的调整和控制7.负荷特性：负荷的功率随电压或频率的变化而变化的关系8.负荷频率特性9.负荷电压特性10.电力系统正常运行时的频率要求：49.8～50.2Hz11.保持频率稳定的前提：有功功率平衡第五章电力系统正常运行方式的调整和控制12.发电机组的功率频率静态特性OPGPG2PG1ff1f212第五章电力系统正常运行方式的调整和控制13.电力系统的频率特性OPPL3PL1ff1f2abcPL2L1L2G1G2频率和有功功率平衡之间的关系：发电机的有功功率输出随频率的下降而增加，而负载消耗的有功功率随频率的下降而减小。因此电力系统的频率必然对应着某一个平衡点。若有功消耗增加，则发电机出力增加，频率下降，否则频率上升。第五章电力系统正常运行方式的调整和控制14.电力系统频率一次调整：因为负荷频率特性和发电机频率特性的特点自动完成的调整。15.电力系统频率二次调整：改变发电机调速系统的设定值，使系统频率恢复到规定范围内16.电力系统频率三次调整：利用发电计划按最优化准则分配有规律变动的负荷第五章电力系统正常运行方式的调整和控制17.日负荷曲线上可以把负荷分成基荷和峰荷18.调度部门把发电厂分为三类：带基荷发电厂，调峰发电厂，调频发电厂19.发电厂是目前电力系统唯一的有功功率电源20.我国火力发电厂占总容量一半以上第五章电力系统正常运行方式的调整和控制21.允许的电压偏移：–35kV及以上：±5%–10kV以下：±7%–低压照明：+7%，-10%–农村电网：+7.5%，-10%（+10%，-15%）22.允许合理的无功功率源配置是保证电压合理的关键第五章电力系统正常运行方式的调整和控制23.无功功率的平衡的原则：分层、分区、就地平衡24.无功电源：发电机、同步调相机、静电电容器、静止无功补偿器、静止无功发生器25.无功功率和电压的关系–无功功率对电压有决定性的影响–无功功率是引起电压损耗的主要原因–而节点电压有效值的大小对无功功率分布起到决定性的作用。–实现无功功率在额定电压下的平衡是保证电压质量的基本条件第五章电力系统正常运行方式的调整和控制26.调整电压的方法：–电力系统调压方式主要是选取中枢电压点，然后对这些点进行控制–中枢点调压模式有逆调压、顺调压、恒调压模式。–具体的调压措施有发电机调压、改变变压器变比调压、无功功率补偿调压、线路串联电容补偿调压。第五章电力系统正常运行方式的调整和控制27.当n个火电厂间进行有功分配时，只有当各电厂的耗量微增率均相等时，负荷分配则为最经济分配——等微增率准则第六章同步电机的数学模型1.派克变换2.反派克变换0coscos(120)cos(120)2sinsin(120)sin(120)3121212daqbciiiiii100cossin1cos(120)sin(120)1cos(120)sin(120)1addbqqciiiiiiiiiP第六章同步电机的数学模型3.派克变换的作用：派克变换是一种线性变换，将定子abc坐标变换到与转子同步旋转的dq0坐标4.派克变换的意义：在d、q、0坐标系中，磁链方程成为常系数方程，从而使得同步电机的数学模型成为常系数方程，或者说将abc坐标下“理想电机”的时变数学模型转化为非时变数学模型。是电机模型取得的一次巨大的突破第六章同步电机的数学模型5.派克变换的依据（等效原理）：变换前后电流产生的磁通相同6.d轴同步电抗Xd：当f、D绕组开路，定子绕组中只流过单位d轴分量电流时，d绕组中的磁链7.d轴暂态电抗Xd’：当D绕组开路而f绕组磁链保持为0，定子绕组中只流过单位d轴分量电流时，d绕组中的磁链8.d轴次暂态电抗Xd”：当f、D绕组磁链都保持为0，定子绕组中只流过单位d轴分量电流时，d绕组中的磁链第七章电力系统对称故障分析1.短路的类型（相间短路和接地短路）–三相短路危害最大–两相短路接地–两相短路–单相短路发生概率最大2.无限大功率电源供电的三相短路–稳态分量电流（交流分量或周期性分量）——对称–自由分量电流（衰减直流分量或非周期分量）——不可能相等)3(f)1,1(f)2(f)1(f第七章电力系统对称故障分析3.冲击电流出现的条件–电路原来处于空载状态–短路恰好发生在短路周期电流取幅值的时刻4.无阻尼绕组同步电机突然三相短路–定子绕组电流：稳态短路电流、基频自由电流、非周期电流、倍频电流–转子绕组电流：励磁电流、自由电流、基频电流。–因果关系：•稳态短路电流由励磁电流产生•自由电流由励磁绕组磁链不能突变产生•基频自由电流由自由电流产生•非周期电流由定子绕组磁链不能突变产生•基频电流由非周期电流产生•倍频电流由基频电流产生