【文章內容簡介】 .......17 9機組的機電特性.........................................................17.....................................17 .........................................17 ..........................................18 .............................................18 ................................18 10電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性..................................................19....................................19 ............19 、頻率及負荷的穩(wěn)定性................................20 ..............................20 ..............................20 11電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性..................................................21..........................................21 ................................22 ................................22 ....................................22 ....................................23 致謝.....................................................................23II電力系統(tǒng)分析課程總結1電力系統(tǒng)概述和基本概念通過本章的學習，對電力系統(tǒng)的各種概念和各種接線方式有了一定的了解，本章主要學習了：電力系統(tǒng)是由實現(xiàn)電能生產、輸送、分配和消費的各種設備組成的統(tǒng)一整體。電能生產過程的最主要特點是，電能的生產、輸送和消費在同一時刻實現(xiàn)。對電力系統(tǒng)運行的基本要求是，安全、優(yōu)質、經濟地向用戶供電。電能生產還必須符合環(huán)境保護標準。電力系統(tǒng)中各種電氣設備的額定電壓和額定頻率必須同電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率相適應。要了解電源設備和用電設備的額定電壓同電力網(wǎng)的額定電壓等級的關系。各種不同電壓等級的電力線路都有其合理的供電容量和供電范圍。電力網(wǎng)的接線方式反映了電源和電源之間，電源盒負荷之間的聯(lián)接關系。不同功能的電力網(wǎng)對其接線方式有不同的要求。發(fā)電廠把別種形式的能量轉換成電能，電能經過變壓器和不同電壓等級的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種電氣設備轉換成適合用戶需要的別種能量。這些生產、輸送、分配和消費電能的各種電氣設備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng)?；痣姀S的汽輪機、鍋爐、供熱管道和熱用戶，水電廠的水輪機和水庫等則屬于與電能生產相關的動力部分。電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分稱為電力網(wǎng)，它包括升降壓變壓器和各種電壓等級的輸電線路。在交流電力系統(tǒng)中，發(fā)電機、變壓器、輸配電設備都是三相的，這些設備之間的連接狀況，可以用電力系統(tǒng)接線圖來表示。為簡單起見，電力系統(tǒng)接線圖一般畫成單線的。主要知識點如下總結所示。一、電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的基本概念（1）電力系統(tǒng)：是指由生產、輸送、分配電能的設備，使用電能的設備以及測量、繼電保護、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體。（2）動力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎上又加上動力設備，統(tǒng)稱為動力系統(tǒng)。（3）電力網(wǎng)絡：電力系統(tǒng)中，各種電壓等級的輸配電力線路及升降壓變壓器所成為的部分稱為電力網(wǎng)絡。電力系統(tǒng)的發(fā)展概況（1）1882年，英國建成第一座發(fā)電廠，原始線路輸送的是低壓直流電。（2）同年，法國人德普列茨提高了直流輸電電壓，被認為是世界上第一個電力系電力系統(tǒng)分析課程總結統(tǒng)。（3）1891年，第一條三相交流輸電線路在德國運行，三相交流輸電使輸送功率、輸電電壓、輸電距離日益增大。（4）目前，大電力系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，甚至出現(xiàn)全國性和國際性電力系統(tǒng)。（5）我國已建成華東、東北、華中、華北、西北、華南六個跨省電力系統(tǒng)，獨立的省屬電力系統(tǒng)還有山東、福建、海南、四川和臺灣系統(tǒng)。電力接線圖（1）地理接線圖：按比例顯示電力系統(tǒng)中各發(fā)電廠和變電所相對地理位置，它反映電力線路的路徑和相互間的聯(lián)接，但不能完全顯示各電力元件間的連接情況。（2）電氣接線圖：顯示系統(tǒng)中各電力元件之間的電氣聯(lián)系，但不能反映發(fā)電廠和變電所的相對地理位置。二、對電力系統(tǒng)運行的基本要求根據(jù)電能生產、輸送、消費的特殊性，對電力系統(tǒng)運行有如下三點要求。保證可靠地持續(xù)供電根據(jù)用戶對用電可靠性的要求，將負荷分為三個等級：第一級負荷 第二級負荷 第三級負荷電力系統(tǒng)供電的可靠性，就是要保證一級負荷在任何情況下都不停電，二級負荷盡量不停電，三級負荷可以停電。保證良好的電能質量良好的電能質量有三個指標：電壓質量、頻率質量和波形質量。（1）電壓偏移：一般不超過用電設備額定電壓的177。5%。（2）頻率偏移：一般不超過177。~ 。（3）波形畸變率：指各次諧波有效值平方和的方根與基波有效值的百分比。提高系統(tǒng)運行的經濟性電力系統(tǒng)的經濟指標一般是指火電廠的煤耗以及電廠的廠用電率和電力網(wǎng)的網(wǎng)損率等。電力系統(tǒng)分析課程總結大接地電流方式的電力系統(tǒng)優(yōu)點：快速切除故障，安全性好；經濟性好缺點：供電可靠性差小接地電流方式的電力系統(tǒng)優(yōu)點：供電可靠性高；安全性好缺點：經濟性差；易出現(xiàn)諧振電壓 236。236。①中性點有效接地方式 239。239。239。大電流接地方式239。237。②中性點全接地方式 239。239。（需要斷路器遮斷單 239。239。239。相接地故障電流的）238。 ③中性點經低電抗、中低電阻接地方式 中性點接地方式237。236。239。239。①中性點不接地方式 239。239。239。小電流接地方式237。239。（單相接地電弧能夠239。239。②中性點經消弧線圈接地方式 239。238。238。瞬間熄滅的）2電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路本章主要講述了電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路，三相交流電力系統(tǒng)常用星形等值電路來模擬，對稱運行時，可用一相等值電路進行分析計算。本章講的是一相等值電路的參數(shù)。架空線路的一相等值參數(shù)的計算公式是在三相對稱運行狀態(tài)下導出的。在一相等值電感中考慮了相間互感的影響。架空線路的換位可使各相的等值參數(shù)接近相等。采用分裂導線相當于擴大了導線的等效半徑，因而能減小電感，增大電容。雙繞組變壓器等值電路中的電阻、電抗、電導和電納，可根據(jù)變壓器銘牌中給出的短路損耗、短路電壓、空載損耗和空載電流這四個數(shù)據(jù)分別算出。對于三繞組變壓器，電力系統(tǒng)分析課程總結要了解三個繞組的容量比，對于繞組容量不等的變壓器，如果給出的短路損耗和短路電壓尚未折算為變壓器額定容量下的值，先要進行折算，并將折算值分配給各個繞組，然后再按有關公式計算各繞組的電阻和電抗。電力系統(tǒng)中習慣采用標幺制，一個物理量的標幺值是指該物理量的實際值與所選基準值的比值。采用標幺制，首先必須選擇基準值。基準值的選擇，原則上不應有什么限制。實際上基準值的選擇總是希望有利于簡化計算和對計算結果的分析評價。在多級電壓的電力網(wǎng)中，基準功率是全網(wǎng)統(tǒng)一的，基準電壓則按不同電壓等級分別選定，一般選為各級的平均額定電壓。一、電力線路結構簡述架空線路（1）導線（2）避雷線（3）桿塔（4）絕緣子（5）金具電纜線路二、電力線路的參數(shù)三、電力線路的等值電路由于正常運行的電力系統(tǒng)三相是對稱的，三相參數(shù)完全相同，三相電壓、電流的有效值相同，所以可用單相等值電路代表三相。因此，對電力線路只作單相等值電路即可。嚴格地說，電力線路的參數(shù)是均勻分布的，但對于中等長度以下的電力線路可按集中參數(shù)來考慮。這樣，使其等值電路可大為簡化，但對于長線路則要考慮分布參數(shù)的特性。、電抗器的參數(shù)和等值電路一、雙繞組變壓器的參數(shù)和等值電路阻抗（1）電阻。變壓器的短路損耗Pk可近似地等于額定電流通過變壓器時，高低壓繞組總電阻中的三相有功功率損耗Pr，即Pk=Pr。而三相電阻中的有功功率損耗為所以Pr2=3IN2RT=3(SN)R3UNT=SRUN2N2TRT=PUSr2N2N187。PUSk2N2N4電力系統(tǒng)分析課程總結（2）電抗。在電力系統(tǒng)計算中，對于大容量的變壓器其電抗數(shù)值近似等于其阻抗的模的數(shù)值，它的電阻可以忽略不計。于是變壓器短路電壓的百分數(shù)為所以二、三繞組變壓器的參數(shù)和等值電路由書中介紹的方法求得電阻、電抗、導納，可得三繞組變壓器的等值電路。三、自耦變壓器的參數(shù)和等值電路自耦變壓器和普通變壓器的端點條件相同，二者的短路試驗、參數(shù)的求法和等值電路的確定也完全相同。此節(jié)講了兩部分內容，一是發(fā)電機的電抗和電動勢，講解了發(fā)電機電抗和電動勢的求法，并可得出發(fā)電機的等值電路；第二部分講了負荷的功率、阻抗和導納，詳細講述了負荷的功率、阻抗和導納的求法。為了調壓的需要，雙繞組變壓器的高壓繞組和三繞組變壓器的高、中壓繞組，除主分接頭外，還有若干分接頭可供使用。例如，對于無載調壓變壓器容量一般為6300kVA以下者，有三個分接頭，、UN、調壓范圍為177。5%UN； 容量為8000kVA以上的變壓器有五個分接頭，、UN、調壓范圍為177。2%UN。而變壓器低壓繞組沒有分接頭。變壓器的額定變比就是主分接頭電壓與低壓繞組額定電壓之比。變壓器實際變比是運行中變壓器的高、中壓繞組實際使用的分接頭電壓與低壓繞組的額定電壓之比。在電力系統(tǒng)計算中，有時采用平均額定電壓之比，此時變壓器各繞組的額定電壓被看作是其所連電力線路的平均額定電壓。因此變壓器的變比將為變壓器兩側電力線路平均額定電壓之比。此節(jié)講了三部分主要內容，一是以有名制表示的等值網(wǎng)絡，主要采用有單位的阻抗、導納、電壓、電流、功率等進行運算；二是以標幺制表示的等值網(wǎng)絡，主要采用沒有單位的阻抗、導納、電壓、電流、功率等進行運算；三是等值網(wǎng)絡的使用和簡化。Uk(%)=3INUZT180。100187。3INNUXNTXT(%)UNUk(%)UN=Uk=(W)100SN1003IN電力系統(tǒng)分析課程總結3簡單電力網(wǎng)絡潮流的分析與計算潮流計算是電力系統(tǒng)分析中一種罪基本的計算，它的任務是對給定的運行條件確定系統(tǒng)的運行狀態(tài)，如各母線上的電壓、網(wǎng)絡中的功率分布及功率損耗等。開式網(wǎng)絡一般是指由一個電源點通過樹狀（輻射狀）網(wǎng)絡向若干個負荷節(jié)點供電的網(wǎng)絡。潮流計算的已知條件通常是電源點的電壓和負荷點的功率，待求的是電源點以外的各節(jié)點電壓和網(wǎng)絡中的功率分布?？梢圆捎弥鸩奖平姆椒?，將每一輪的計算分兩個步驟進行，第一步，從負荷點開始，逆著功率傳送的方向，計算各支路的功率損耗和功率分布；第二步，從電源點開始，順著功率傳送的方向，計算各支路的電壓降落。支路計算順序的確定和兩個步驟的迭代計算都可以很方便的用計算機來完成。不計網(wǎng)絡損耗時，兩端供電網(wǎng)絡中每個電源點送出的功率都由兩部分組成，第一部分是負荷功率，可按照類似于力學中的力矩平衡公式算出；第二部分是由兩端電壓不等而產生的循環(huán)功率。利用節(jié)點功率平衡條件找出功率分點后，就可在該點將原網(wǎng)絡拆開，形成兩個開式網(wǎng)絡。實際電力系統(tǒng)的潮流計算主要采用牛頓拉夫遜法。按電壓的不同表示方法，牛頓拉夫遜法潮流計算分為直角坐標形式和極坐標形式兩種。牛頓拉夫遜法有很好的收斂性，但要求有合適的初值。PQ分解法是極坐標形式的牛頓拉夫遜法潮流計算的一種簡化算法。本節(jié)主要講了四部分主要內容。一是電力線路的功率損耗和電壓降落，詳細介紹了各個損耗和電壓降落的計算方法。對于電力線路的功率損耗和電壓降落的計算，可用標么制，也可以用有名制。用有名制計算時，每相阻抗、導納的單位分別為Ω、S；功率和電壓的單位為MVA、MW、Mvar和kV,功率角為（o）。而以標么制計算時，δ為rad，所以用rad表示的功率角已是標么值。二是變壓器的功率損耗和電壓降落，變壓器的功率損耗和電壓降落的計算與電力線路的不同之處在于：①變壓器以G形等值電路表示，電力線路以P形等值電路表示； ②變壓器的導納支路為電感性，電力線路的導納支路為電容性；③近似計算中，取U1187。U2187。UN，可將變壓器的導納用不變的負荷代替，即DSyT=DPyT+jDQ~yT=PU1000U0212N+I0%SNU1100UN22187。P01000+jI0%100SN6電力系統(tǒng)分析課程總結三是電力網(wǎng)絡的電能損耗，四是運算負荷和運算功率。一、簡單開式網(wǎng)絡的潮流計算，其計算的步驟和內容如下：計算網(wǎng)絡的元件參數(shù)潮流計算。二、變電所較多的開式網(wǎng)絡的潮流分布當已知末端電壓時，可以用已知末端電壓及末端功率的方法逐段推算至始端，從而算出各支中功率及各點電壓。當已知始端電壓時，就相當于已知始端電壓和末端負荷的情況：開始由末端向始端推算時，設全網(wǎng)電壓都為網(wǎng)絡的額定電壓，僅計算各元件中的功率損耗而不用計算電壓，從而求出全網(wǎng)的功率分布；然后由始端電壓及計算所得的始端功率向末端逐段推算出電壓降落，從而求出各點電壓。此時不必重新計算功率損耗與功率分布。本節(jié)主要講解了環(huán)形網(wǎng)絡的潮流分布、兩端供電網(wǎng)絡的潮流分布、環(huán)形網(wǎng)絡的潮流計算、網(wǎng)絡變換法、環(huán)形網(wǎng)絡中的經濟功率分布。為了降低網(wǎng)絡的功率損耗，可采用的調整控制潮流的手段主要有三種：（1）串聯(lián)電阻。其作用是以其容抗抵償線路的感抗。將其串聯(lián)在環(huán)式網(wǎng)絡中阻抗相對過大的線段上，可起轉移其他重載線段上流通功率的作用。（2）串聯(lián)電抗。其作用與串聯(lián)電容相反，主要是限流。將其串聯(lián)在重載線段上可避免該