电力系统分析基础知识点总结

电力系统分析基础此份文档是在07级学长学姐的基础之上进行了进一步修订，仅供参考。其中不免有不足之处，望大家仔细订正学习。希望此文档能够对找工作和考研的同学有所帮助。（注：此份文档仅限于华电（保定）的同学交流使用，望不要随意传到网上分享，谢谢！）总结人：07级刘雪、王明雨、郑天娇08级李浩闪、崇志强、孔令号2011年11月24日目录稳态部分一．电力系统的基本概念填空题简答题二．电力系统各元件的特征和数学模型填空题简答题三．简单电力网络的计算和分析填空题简答题四．复杂电力系统潮流的计算机算法简答题五．电力系统的有功功率和频率调整1．电力系统中有功功率的平衡2．电力系统中有功功率的最优分配3．电力系统的频率调整六．电力系统的无功功率和频率调整1．电力系统的无功功率平衡2．电力系统无功功率的最优分布3．电力系统的电压调整暂态部分一．短路的基本知识1.什么叫短路2.短路的类型3.短路产生的原因4.短路的危害5.电力系统故障的分类二．标幺制1.数学表达式2.基准值的选取3.基准值改变时标幺值的换算4.不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算三．无限大电源1.特点2.产生最大短路全电流的条件3.短路冲击电流im4.短路电流有效值Ich四．运算曲线法计算短路电流1．基本原理2.计算步骤3.转移阻抗4.计算电抗五．对称分量法1.正负零序分量2.对称量和不对称量之间的线性变换关系3.电力系统主要元件的各序参数六．不对称故障的分析计算1.单相接地短路2.两相短路3.两相接地短路4.正序增广网络七．非故障处电流电压的计算1.电压分布规律2.对称分量经变压器后的相位变化稳态部分第一章一、填空题1、我国国家标准规定的额定电压有3kv、6kv、10kv、35kv、110kv、220kv、330kv、500kv。2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式、环式、两端供电网络。5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东、西南、西北。6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种，其中直接接地为大接地电流系统。7、我国110kv及以上的系统中性点直接接地，35kv及以下的系统中性点不接地。8、在电力系统中经常用到的负荷曲线有日负荷曲线、年最大负荷曲线、年持续负荷曲线。二、简答题1、电力系统是指由发电机、变压器、电力线路、以及电力用户的用电设备在电气上相互连接所组成的有机整体。2、电力网是指在各种电压等级的输、配电线路以及由它们所联系起来的各类变电所组成的网络。3、由电源向电力负荷中心输送电能的线路，称为输电线路，包含输电线路的电力网称为输电网。而主要担负分配电能任务的线路称为配电网络，包含配电线路的电力网称为配电网。4、开环电力网：用户只能从单方向得到供电的电力网；闭环电力网：用户可以从两个或者两个以上方向得到供电的电力网。5、电力系统+动力部分可称为动力系统，即动力系统=电力系统+动力部分。动力部分是产生电能的动力，是电能产生的发源地。6、总装机容量是指电力系统中实际安装的发电机组额定百功功率的总和。7、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，消费电能各个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8、对电力系统运行的基本要求（1）保证可靠的持续供电（2）保证良好的电能质量（3）保证系统运行的经济性9、目前电网大体分为低压、中压、高压、超高压和特高压五种。低压电网：电压等级1kv中压电网：1kv电压等级10kv高压电网：10kv电压等级330kv超压电网：330kv电压等级1000kv特超压电网：电压等级1000kv10、变压器额定电压的确定：变压器的一次侧额定电压应等于用电设备额定电压（直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压应等于发电机的额定电压），二次侧额定电压应较线路额定电压高10%。只有漏抗很小的、二次直接与用电设备相联的和电压特别高的变压器，其二次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高5%。11、所谓过补偿是指感性电流大于容性电流时的补偿方式，欠补偿正好相反，实践中，一般采用欠补偿。第二章一、填空题1、按绝缘材料，电缆可分为纸绝缘、橡胶绝缘、塑料绝缘三种类型。2、架空线路由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等构成。3、电缆线路由导线、绝缘层、保护层等构成。4.、导线主要由铝（Z）、钢（G）、铜（T）等材料构成。5、线路电压超过220KV时为减小电晕损耗或线路电抗，采用扩径导线或分裂导线。6、为了减少三相参数的不平衡采取架空线路的换位。二、简答题1、⑴普通钢芯、铝线，标号为LGJ,铝线和钢线部分截面积的比值为5.3~6.0。⑵加强型钢芯铝线，标号为LGJT,铝线和钢线部分截面积的比值为4.3~4.4。⑶轻型钢芯铝线，标号为LGJQ,铝线和钢线部分截面积的比值为8.0~8.1。2、整换位循环，指一定长度内，有两次换位而三相导线都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。3、钢芯铝线的电阻，由于可只考虑主要载流部分——铝线部分的载流作用，可认为与同样额定截面积的铝线相同。4、分裂导线的采用改变了导线周围的磁场分布，等效的增长了导线半径，从而减小了导线电抗。5、单位长度钢导线的电抗就是单位长度外电抗和内点抗之和。6、电缆线路的电阻路略大于相同面积的架空线路，而电抗则小得多，电抗不是因为电缆三相导体间的距离远小于同样电压级的架空桥路。7、所谓长线路是指在长度100~300km之间的架空线路。8、一般线路，指中等及中等以下长度线路，对架空线路，对长度大约为300km,对电缆线路，大约为100km。9、短线路是指长度超过100km的架空线路，线路电压不高时，这种线路电纳的影响一般不大，可略去。10、电力系统负荷的运行特性广义分为负荷曲线和负荷特性，负荷曲线是指负荷随时间而变化的规律，负荷特性是指负荷随电压或频繁变化的规律。11、综合用电负荷是将工业、农业、邮电交通、市政、商业以及城乡居民所消耗的相加功率，因而称电力系统的供电负荷；12、供电负荷再加各发电厂本身所消耗的功率——厂用电，是系统中各发电机应发的功率，称电力系统中的发电负荷。13、平均额定电压是约定的，较线路额定电压约高5％的电压系列。14、各个量基准值的关系：SB=3UBIB，UB=3IBZB。第三章一、填空题1、调整潮流的手段有：串联电容、串联电抗、附加串联加压器。2、串联电容的作用是以其电抗抵偿线路的感抗。3、串联电抗的作用与串联电容相反，主要在限流，将其串联在重载线段上可避免该线段过载。4、附加串联加压器的作用在于产生一环流或强制循环功率，使强制循环功率与自然分布功率的叠加可达到理想值。5、辐射形配电网的接线方式分为辐射式、链式、干线式三种网络。二、简答题1、电压降落是指线路始末两端电压的相量差。2、电压损耗是指线路始末两端电压的数量差。3、电压调整是指线路末端空载与负载时的数量差。4、最大负荷利用小时数Tmax指一年中负荷消费的电能W除以一年中的最大负荷Pmax。5、年负荷率指一年中负荷消费的电能w除以最大负荷Pmax与一年的8760h的乘积。6、年负荷损耗率指全年电能损耗除以最大负荷时的功率损耗与一年8760h的乘积。7、最大负荷损耗时间是指全年电能损耗除以最大负荷时的功率损耗。8、线损率或网损率是指线路上损耗的电能与线路始端输入电能的比值。9、等值负荷功率，即负荷从网络吸取的功率，就可看作为具有负值的变电所节点注入功率。10、高压输电线路的组空往往远小于电抗，改变电力网络中节点电压的大小，所能改变的主要是网络中无功功率的分布；改变电压的相位，所能改变的主要是网络中有功功率的分布。11、辐射形网络中的潮流是不加控制也无法控制的，它们完全取决于各负荷点的负荷，环形网络中，环式网络的潮流，如不采取附加措施，就按阻抗分布，因而也是无法控制的。两端供电网络的潮流虽可借调整两端电源的功率或电压适当控制，但由于两端电源容量有一定的限制，而电压调整的范围又要服从对电压质量的要求，调整幅度都不可能大。12、辐射形配电网潮流计算的特点：（1）辐射形配电网支路数一定小于节点数。因此，网络节点导纳矩阵稀疏度很高。（2）低压配电网由于线路阻抗大，一般不满足RX，因此通常不能采用P-Q解耦法进行网络潮流计算。（3）对于末端负荷节点前的支路功率就是末端运算负荷功率，所以可以直接求支路功率损耗和电压损耗。13、进行环形网络潮流计算时，有功功率分点和无功功率分点不一致，应以哪一分点作计算的起点？答：鉴于较高电压级网络中，电压损耗主要系无功功率流动所引起，无功功率分点电压往往低于有功功率分点，一般可以无功功率分点为计算的起点。14、进行环形网络潮流计算时，如果已知的是电源端电压而不是功率分点电压，应按什么电压算起？答：要设网络中各点电压均为额定电压，先计算各线段功率损耗，求得电源端功率后，再运用已知的电源端电压和求得的电源端功率计算各线段电压降落。15、任意辐射形网络潮流计算的步骤：网络中变电站较多时，先求出等值负荷功率或运算负荷，然后在计算线路各支路的电压降落和功率损耗。而对既给定末端负荷有给定始端电压的情况，开始时由末端向始端推算时，设全网电压都为额定电压，仅计算各元件中的功率损耗而不计算电压降落，待求得始端功率后，再运用给定的始端电压和求得的始端功率由始端向末端逐段推算电压降落，但这时不再重新计算功率损耗。第四章简答题1．节点导纳矩阵的特点（1）、节点导纳矩阵是方阵，其阶数就等于网络中除参考节点外的节点数n.(2)、节点导纳矩阵是稀疏矩阵，其各行非零非对角元数就等于与该行相对应节点所连接的不接地支路数。（3）、节点导纳矩阵的对角元就等于各该节点所连接导纳的总和。（4）、节点导纳矩阵的非对角元Yij等于连接节点i、j支路的导纳的负值。（5）、节点导纳矩阵一般是对称矩阵，这是网络的互易特性所决定的。2．变量的分类及各自概念根据各个节点的已知量的不同，将节点分为三类：PQ节点、PV节点、平衡节点。（1）、PQ节点：注入功率Pi和Qi已知，节点电压的大小Ui和相位角待求，负荷节点或发固定功率的发电机节点，数量最多。（2）、PV节点：Pi和Ui已知，Qi和相位角待求，对电压有严格要求的节点，如电压中枢点。（3）、平衡节点：Ui和相位角已知，Pi、Qi待求，只设一个。3．设置平衡节点的目的（1）、在结果未出来之前，网损是未知的，至少需要一个节点的功率不能给定，用来平衡全网功率。（2）、电压计算需要参考节点。4．雅可比矩阵的特点（1）、雅可比矩阵各元素均是节点电压相量的函数，在迭代过程中，各元素的值将随着节点电压相量的变化而变化。因此，在迭代的过程中要不断重新计算雅可比矩阵各元素的值；（2）、雅可比矩阵各非对角元素均与Yij=Gij+jBij有关，当Yij=0，这些非对角元素也为0，将雅可比矩阵进行分块，每块矩阵元素均为2*2阶子阵，分块矩阵与节点导纳矩阵有相同的稀疏性结构；（3）、非对称矩阵。5．牛顿—拉夫逊法潮流计算的基本步骤（1）、形成节点导纳矩阵YB。（2）、设各节点电压的初值。（3）、将各节点电压的初值代入修正方程式求不平衡量。（4）、计算雅可比矩阵各元素。（5）、解修正方程式，求各节点电压的变化量。（6）、计算各节点电压的新值。（7）、运用各节点电压的新值自第三步开始进入下一步迭代。（8）、计算平衡节点功率和线路功率。6．P—Q分解法潮流计算的基本步骤(1)、形成系数矩阵B’、B’’，并求其逆阵。（2）、设各节点电压的初值。（3）、按式计算有功功率的不平衡量。（4）、解修正方程式，求各节点电压相位角的变化量。（5）、求各节点电压相位角的新值。（6）、按式计算无功功率的不平衡量。（7）、解修正方程式，求各节点电压大小的变化量。（8）、求各节点电压大小的新值。（9）、运用各节点电压的新值自第三步开始进入下一次迭代。（10）、计算平衡节点功率和