电力系统分析总结概念公式计算

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1、1. 电力系统各级的平均电压：3.15 ， 6.3，10.5，15.75，37，115， 230，345，525（kV）2. 电压降落的纵分量电压降落的横分量3. 电力网络的简化方法 ：等值电源法，负荷移置法，星网变换4. 节点分类 ： PQ 节点， PV 节点，平衡节点5. 电力系统无功率电源 ：同步发电机、调相机、静电电容器、静止补偿器。6. 调压措施 ：发电机调压、改变变压器的变比调压、利用无功补偿设备调压。7. 中枢点调压方式 ：逆调压、顺调压、常调压。8. 中性点接地方式 ：直接接地、不接地、从属于不接地方式的经消弧线圈接地。9. 电晕影响 ：消耗有功功率、泄漏电流。阻尼绕组的作用

2、：电力系统的扰动起到阻尼的作用。10. 变压器参数 ：电阻、电抗、电导、电纳。11. 极限切除角 ：加速面积等于最大可能减速面积时对应的切除角。12. 短路冲击电流 ：短路电流的最大可能瞬时值。13. 电压降落 ：指串联阻抗元件首末两端电压的向量差。14. 电力系统 ：指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。15. 电力系统运行的基本要求：保证可靠的持续供电保证良好的电能质量保证系统运行的经济性。16. 调整潮流的手段有 ：串联电容 （抵偿线的感抗 ）、串联电抗（限流） 、附加串联加压器。17. 短路 ：指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间连接。18. 短路的类型

3、 ：三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路。19. 无功负荷的无功特性 ：分串联之路和并联之路。20 .闭式电力网络分类 ：简单环式、两端供电式网络。21. 电压降落、 电压损耗、 电压偏移的定义有所不同 ：网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量 差，即 ；把两点间电压绝对值之差称为电压损耗，用 表示， ；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网 络该处的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。若某点的实际电压为V,该处的额定电压为 ，则用百分数表示的电压偏移为，电压偏移（ %）22潮流方程中节点的分类及相应的定义：节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点三种类

4、型。（2）各类节点介绍：PQ节点的有功功率 P和无功功率 Q是给定的，节点电压（V, 3）是待求量；PV节点 的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率 Q和电压的相位3是待求量；平衡节点在潮流分 布算出以前,网络中的功率损失是未知的,因此,网络中至少有一个节点的有功功率P 不能给定,这个节点承担了系统的有功功率平衡。23. 潮流计算的基本步骤： 形成节点导纳矩阵设定节点电压的初值将各节点电压初值代入求得修正方程式中的不平衡量将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素求解修正方程式，求得各节点电压的 增量计算各节点电压的新值，返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。最后计算平衡节点

5、功率和线路功率、损耗。24. 降低网损的技术措施：提高用户的功率因数， 减少线路输送的无功功率；改善网络中的功率分布； 合理地确定电力网的运行电压水平；组织变压器的经济运行； 对原有电网进行技术改造。25. 等面积定则 ：发电机受大扰动后转子将产生相对运动,当代表动能增量的加速面积和减速面积大小相等时,转子动能增量为零,发电机重新恢复到同步速度26. 引起电力系统大扰动的主要原因 ：负荷的突然变化， 如投入或切除大容量的用户等切除或投入系统 的主要元件，如发电机、变压器及线路等发生短路故障，短路故障扰动最严重，作为检验系统是否具有 暂态稳定的条件。 三相短路电流计算机算法的基本步骤：输入数据；

6、形成节点导纳矩阵；应用节点导纳矩阵计算点 的自阻抗、互阻抗 Z1k,Zkk,Znk。计算短路点的三相短路电流3. 线路的电压损耗是指：线路始末两端电压的向量差。4. 电力系统的潮流分布 主要是研究电压和功率的分布。8.电力系统稳定性可分为静态稳定和暂态稳定。9系统中功角3指的是空载电势Eq和无限小系统母线电压 U的夹角。10. 在我国110kv以上电力系统 的中性点运行方式 一般为中性点直接接地方式。11. 电力系统的电纳主要是 指相与相间的电容和相与地之间的电容所决定的。12. 电力系统的频率调整可分为一次调整二次调整和三次调整。13. 把在环网中由于表压器变比不匹配二产生的功率称为循环功率

7、。14. 双绕组的分接头在高压侧。简答1. 什么是负荷最大利用小时数 ？答：全年负荷所消耗的电能 w与全年最大负荷 Pmax相比可得年最大负荷利 用小时数Tmax。2. 提高电力系统静态稳定措施a采用自动调节励磁装置 b.减小元件的电抗c.改善系统的结构和采用中间补偿的设备。3. 静止补偿器：短路故障发生在空载 a- 0 =90时短路电流的最大瞬时值。4. 简单闭式网络主要有哪两种类型，其潮流计算的主要步骤：答：闭式电力网络分为 简单环式网络和两端供电网络。步骤：a假设全网为额定电压，计算出各个发电厂变 电所的运算负荷和运算功率以得到所有串联阻抗的简化的等值电路b假设全网为额定电压且不考虑各元

8、件中的功率损耗，计算网络的功率分布c将闭式网络分解为两个开始网络，分别接开式网络的方法进行计算，得到最终结果。1.n绕组变压器等值电路：cos( ： 亠 120sin(:工亠 1201 ：23.发电机功率特性:也=-叩sm巧+ * 血-宀曲竝一第丁 sin甘+矿*弋“少sin站%= 診 inn制 inJVyy”NX 化-Xq4.短路电流的最大有效值20闭式）.-：Uj.-：USJN(Ua:fB. SY Td U1 0 0gU iZ 12U 1Z 12SnZ 1 2Z 2 Z 34Im2(%PoSb：P ABSaU NK A10 %P 1 R Q XImK A K B8U简单网络的潮流计算方法“

9、式、；：Ps(J-k：P S(J-k)(m in(SjN5.短路全电流的最大有效值2 2( Km -1)6.冲击电流二w”7.三绕组变压器容量折算P 1 X -Q 1 R1 - J J.U 19.功率自然分布:10.、互联系统调频:K A (.】P DB -： PGB ) - K B ( . ：Pda - PGA )二 s a ：:;sc_U ) UbN-Z 23-Z 34(U a*Z 1 2 亠 Z 23 亠 Z 34.U h ) U M .N 二 Sb * *(Z 23 亠 Z 3 4)S2：；Z 34 S3U 1 -U 2州州州Z12-Z23-Z34(APd A -#：PgA )( AP

10、d B -Rg B )_.)Pd -F：PgS 2：!( Z 12 Z 23 ) S3K A - K B-K11.如果在某一切除角时，最大可能的减速面积与加速面积大小相等，则系统将 处于稳定的极限情况，大于这个角度切除故障，系统将失去稳定。这个角度成为极限切除角dim。应用等面积定则可确定c.limp limL (P。PmII sinAJjd、：(P _P-J.呵整理得:,lim =arccosP0 ( g - J.0)- Pm III cOs,.cr - Pm II cOs J.0P m III Pm II初始角:0 =arcsin 旦P m I& =兀-arcsin 旦，临界角：Pm m(

11、2)负荷率L_a：85 0 . 7083P max12021.习题9-1 :某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：日平均负荷；负荷 率J，最小负荷系数a以及峰谷差.厂。解：(1)日平均负荷p_J02 -5048021004802 9041204702 MW5mw(3)最小负荷系数P minP max500 . 4167120 (4)峰谷差厶卩“二 Pmax Pmin 二(12050) MW-70 MW某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示试求：工厂全年平均负荷,全年耗电量及最大负荷利用小时数Tmax。解：(1)全年平均负荷P av ( y )120_2000_203000_MW=6 0.

12、548 MW876037603Pdt - (100- ：200060- ：3000 40：3760)：10 kWh一 5 .304：:10 8 kW h最大负荷利用Tmax1max)760PdtPmax二込 口 =5304h100 ：10 3一条100KV架空输电线路，长100km二 0 . 1209=0 . 400,忽略线Pav =24-路对地电容，已知线路未端运行电压 VLD=105kV,负荷Pld=42MW，cos =0.85。试计算：（1）输电线路的电压降落和电压损耗；（2）线路阻抗的功率损耗和输电效率；（3）线路首端和未端的电压偏移。解:R -12.09100-12.09Q ,X 0

13、 .4100 =40 QQ LD PLD tan- P LDcos26 . 029 MWp ld R 亠Q ld X4212.0910526.02940 _ 14.7512Q LD R42：40V LD一26 .29_13 .0031 KV105电压降落:=.V :-j V=14.7512亠 j13.0031- V) (105一1 4.752亍 亠13 .003_120 .4551 KV电压损耗:V LD_120. 4551105_ 15.4551（2）功率损耗p JrPlo亠Q LdV42 2亠26 .0292LD105 212 .09- 2 .6767 MWq-I 2 X2P LD;Q L

14、D x V lD42 2 亠26 . 0291052 ；40_8 . 8560 MW输电效率:Pld100 %42422 .68100% 一 94 .01 %（3）未端电压偏移:105110110，：100%_ -4 . 545%首端电压偏移:120. 4551_110110100%- 9 .505%例12-3降压变压器及其等值电路示于图（a）、（b）。已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为 Smax=（28 + j14 ） MVA和Smin= （10 +j6 ） MVA，高压侧的电压分别为V1max= 110kV和V1min= 113kV。要求低压母线的电压变化不超出2.44+j40

15、Q（66.6 ） kV的范围，试选择分接头。110 2*2.5%/6.3kV31.5MV A解：先计算最大/最小负荷时变压器的电压损耗28L_4414405 .7 牖110 Tm102 .44113-6 40_ 2 . 34 kV假定在最大/最小负荷时低压侧 V2ma* 6kV和V2min= 6.6kV，则1105 .7V 1 tm ax6 匚 6.3 =109 .4kV1 tm113_2 .346 . 66 .3.6 kV取算术平均值 V1tav=107.5kV选最接近的分接头V1t=107.25kV并校验低压母线的实际电压1105 .7V2tmax 二 107 二 6.3 I 2 kV k

16、V1132 .34J” 二 107 6.3 JI 6可见所选分接头是能满足电压要求的。六、如图二所示，变压器阻抗 RT+jXT=2.44+j40欧已归算到高压侧，最大、最小负荷时，通过变压器的功率分别为 Smax=28+j14MV和Smin=10+j6MVA高压侧的 电压分别为U1max=110k和U1min=113kV要求低压母线的电压变化不超过 6.06.6kV的范围，试选择合适的分接头。(25分)1N x 工却予缶eSdNkY答：最大、最小负荷时， UTmax=(286kVU2min=(113 - 2.34) x 6.3/107.25=6.5kV200MW/故Pg=200M,Pgf(55

17、0-200) MW=350MW三个火电厂并联运行，各电厂的燃料消耗特性及功率约束条件如下：P138Fi=(4+0.3Pgi+0.0007P2g)t/h, 100MW 三 RW200MWF2=( 3+0.32Pg2+0.0004P2g2)t/h, 120MW 三 Pg2三 250MWF3=( 3.5+0.3P g3+0.00045Pg3)t/h, 120MW 三 甩三300MW当总负荷为400MW 250MW寸，试分别确定发电厂间功率的经济分配 (不计网损) 解：(1)按所给耗量特性可得各厂的微增耗量特性为，j、VpG3V12，可解出,P g 1J4 . 29_0 .572 P g 20 . 6

18、43电压Pg 3 zZdF2 - 22-.-0 - 889A =dT77dFdP-0 .3 亠0 .0009PG 312dF 2_dP0.32 :;0.0008 Pg 21_0 .3 -0 . 0014 P g 1(2)总负荷为 400MW 即 Pg汁 Pg2+PG3=400MW/将 Pg1 和 Pg3都用 PG2表示，便得 14.29+0.572PG汁Pg2+22.22+0.889Pg2=400由此可算出Pg2=270MW已越出上限值，故应取Pg2=250MW/剩余的负荷功率450MW再由电厂1和3进行经济分配。Pg1+Pg3=450,将Pg1和Pg3表示，便得0.643Pg3+Pg3=45

19、0由此解出：Pg3=274MV和 Pg1= (450-274 ) MW=176MWP在限值以内。(3)总负荷为 250MW，即 Pgi+ Pgz+FG3=250MW将 Ri和Fg3都用FG2表示，可得2.461Pgf363.49于是，Pgp147.7MV, Pgi=14.29+0.572Pg=(14.29+0.572 X 147.7)MW=98.77MW由于Pgi已低于下限值，故应取Pgi=100M。剩余的负荷功率300MW，应该在电厂2和3之间重新分配。Pg汁Pg=300,将FG3和Pg2表示，便得 Pg2+22.22+0.889Pg2 =300由此解出：Pg2=147.05M儕口 Pg3=(300-147.05)MW=152.95MW都在限值以内。