【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 .......17 9機(jī)組的機(jī)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(fù)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(jié)1電力系統(tǒng)概述和基本概念通過本章的學(xué)習(xí)，對(duì)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(xué)習(xí)了：電力系統(tǒng)是由實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)的各種設(shè)備組成的統(tǒng)一整體。電能生產(chǎn)過程的最主要特點(diǎn)是，電能的生產(chǎn)、輸送和消費(fèi)在同一時(shí)刻實(shí)現(xiàn)。對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是，安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地向用戶供電。電能生產(chǎn)還必須符合環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。電力系統(tǒng)中各種電氣設(shè)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(yīng)。要了解電源設(shè)備和用電設(shè)備的額定電壓同電力網(wǎng)的額定電壓等級(jí)的關(guān)系。各種不同電壓等級(jí)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(fù)荷之間的聯(lián)接關(guān)系。不同功能的電力網(wǎng)對(duì)其接線方式有不同的要求。發(fā)電廠把別種形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線路輸送并被分配給用戶，再通過各種電氣設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的別種能量。這些生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)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(jī)、鍋爐、供熱管道和熱用戶，水電廠的水輪機(jī)和水庫(kù)等則屬于與電能生產(chǎn)相關(guān)的動(dòng)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(jí)的輸電線路。在交流電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電設(shè)備都是三相的，這些設(shè)備之間的連接狀況，可以用電力系統(tǒng)接線圖來(lái)表示。為簡(jiǎn)單起見，電力系統(tǒng)接線圖一般畫成單線的。主要知識(shí)點(diǎn)如下總結(jié)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(chǎn)、輸送、分配電能的設(shè)備，使用電能的設(shè)備以及測(cè)量、繼電保護(hù)、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體。（2）動(dòng)力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上又加上動(dòng)力設(shè)備，統(tǒng)稱為動(dòng)力系統(tǒng)。（3）電力網(wǎng)絡(luò)：電力系統(tǒng)中，各種電壓等級(jí)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(luò)。電力系統(tǒng)的發(fā)展概況（1）1882年，英國(guó)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(guó)人德普列茨提高了直流輸電電壓，被認(rèn)為是世界上第一個(gè)電力系電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)統(tǒng)。（3）1891年，第一條三相交流輸電線路在德國(guó)運(yùn)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(guó)性和國(guó)際性電力系統(tǒng)。（5）我國(guó)已建成華東、東北、華中、華北、西北、華南六個(gè)跨省電力系統(tǒng)，獨(dú)立的省屬電力系統(tǒng)還有山東、福建、海南、四川和臺(tái)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(duì)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(duì)地理位置。二、對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求根據(jù)電能生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)的特殊性，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行有如下三點(diǎn)要求。保證可靠地持續(xù)供電根據(jù)用戶對(duì)用電可靠性的要求，將負(fù)荷分為三個(gè)等級(jí)：第一級(jí)負(fù)荷 第二級(jí)負(fù)荷 第三級(jí)負(fù)荷電力系統(tǒng)供電的可靠性，就是要保證一級(jí)負(fù)荷在任何情況下都不停電，二級(jí)負(fù)荷盡量不停電，三級(jí)負(fù)荷可以停電。保證良好的電能質(zhì)量良好的電能質(zhì)量有三個(gè)指標(biāo)：電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量。（1）電壓偏移：一般不超過用電設(shè)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(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(jié)大接地電流方式的電力系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：快速切除故障，安全性好；經(jīng)濟(jì)性好缺點(diǎn)：供電可靠性差小接地電流方式的電力系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高；安全性好缺點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性差；易出現(xiàn)諧振電壓 236。236。①中性點(diǎn)有效接地方式 239。239。239。大電流接地方式239。237。②中性點(diǎn)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(diǎn)經(jīng)低電抗、中低電阻接地方式 中性點(diǎn)接地方式237。236。239。239。①中性點(diǎn)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(diǎn)經(jīng)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(lái)模擬，對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，可用一相等值電路進(jìn)行分析計(jì)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(jì)算公式是在三相對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)下導(dǎo)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(dǎo)線相當(dāng)于擴(kuò)大了導(dǎo)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(dǎo)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(gè)數(shù)據(jù)分別算出。對(duì)于三繞組變壓器，電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)要了解三個(gè)繞組的容量比，對(duì)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(jìn)行折算，并將折算值分配給各個(gè)繞組，然后再按有關(guān)公式計(jì)算各繞組的電阻和電抗。電力系統(tǒng)中習(xí)慣采用標(biāo)幺制，一個(gè)物理量的標(biāo)幺值是指該物理量的實(shí)際值與所選基準(zhǔn)值的比值。采用標(biāo)幺制，首先必須選擇基準(zhǔn)值。基準(zhǔn)值的選擇，原則上不應(yīng)有什么限制。實(shí)際上基準(zhǔn)值的選擇總是希望有利于簡(jiǎn)化計(jì)算和對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析評(píng)價(jià)。在多級(jí)電壓的電力網(wǎng)中，基準(zhǔn)功率是全網(wǎng)統(tǒng)一的，基準(zhǔn)電壓則按不同電壓等級(jí)分別選定，一般選為各級(jí)的平均額定電壓。一、電力線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述架空線路（1）導(dǎo)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(yùn)行的電力系統(tǒng)三相是對(duì)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(duì)電力線路只作單相等值電路即可。嚴(yán)格地說，電力線路的參數(shù)是均勻分布的，但對(duì)于中等長(zhǎng)度以下的電力線路可按集中參數(shù)來(lái)考慮。這樣，使其等值電路可大為簡(jiǎn)化，但對(duì)于長(zhǎng)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(shí)，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(jié)（2）電抗。在電力系統(tǒng)計(jì)算中，對(duì)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(jì)。于是變壓器短路電壓的百分?jǐn)?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(dǎo)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(diǎn)條件相同，二者的短路試驗(yàn)、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(nèi)容，一是發(fā)電機(jī)的電抗和電動(dòng)勢(shì)，講解了發(fā)電機(jī)電抗和電動(dòng)勢(shì)的求法，并可得出發(fā)電機(jī)的等值電路；第二部分講了負(fù)荷的功率、阻抗和導(dǎo)納，詳細(xì)講述了負(fù)荷的功率、阻抗和導(dǎo)納的求法。為了調(diào)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(duì)于無(wú)載調(diào)壓變壓器容量一般為6300kVA以下者，有三個(gè)分接頭，、UN、調(diào)壓范圍為177。5%UN； 容量為8000kVA以上的變壓器有五個(gè)分接頭，、UN、調(diào)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(shí)際變比是運(yùn)行中變壓器的高、中壓繞組實(shí)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(jì)算中，有時(shí)采用平均額定電壓之比，此時(shí)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(cè)電力線路平均額定電壓之比。此節(jié)講了三部分主要內(nèi)容，一是以有名制表示的等值網(wǎng)絡(luò)，主要采用有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等進(jìn)行運(yùn)算；二是以標(biāo)幺制表示的等值網(wǎng)絡(luò)，主要采用沒有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率等進(jìn)行運(yùn)算；三是等值網(wǎng)絡(luò)的使用和簡(jiǎn)化。Uk(%)=3INUZT180。100187。3INNUXNTXT(%)UNUk(%)UN=Uk=(W)100SN1003IN電力系統(tǒng)分析課程總結(jié)3簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)潮流的分析與計(jì)算潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)分析中一種罪基本的計(jì)算，它的任務(wù)是對(duì)給定的運(yùn)行條件確定系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如各母線上的電壓、網(wǎng)絡(luò)中的功率分布及功率損耗等。開式網(wǎng)絡(luò)一般是指由一個(gè)電源點(diǎn)通過樹狀（輻射狀）網(wǎng)絡(luò)向若干個(gè)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)供電的網(wǎng)絡(luò)。潮流計(jì)算的已知條件通常是電源點(diǎn)的電壓和負(fù)荷點(diǎn)的功率，待求的是電源點(diǎn)以外的各節(jié)點(diǎn)電壓和網(wǎng)絡(luò)中的功率分布。可以采用逐步逼近的方法，將每一輪的計(jì)算分兩個(gè)步驟進(jìn)行，第一步，從負(fù)荷點(diǎn)開始，逆著功率傳送的方向，計(jì)算各支路的功率損耗和功率分布；第二步，從電源點(diǎn)開始，順著功率傳送的方向，計(jì)算各支路的電壓降落。支路計(jì)算順序的確定和兩個(gè)步驟的迭代計(jì)算都可以很方便的用計(jì)算機(jī)來(lái)完成。不計(jì)網(wǎng)絡(luò)損耗時(shí)，兩端供電網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)電源點(diǎn)送出的功率都由兩部分組成，第一部分是負(fù)荷功率，可按照類似于力學(xué)中的力矩平衡公式算出；第二部分是由兩端電壓不等而產(chǎn)生的循環(huán)功率。利用節(jié)點(diǎn)功率平衡條件找出功率分點(diǎn)后，就可在該點(diǎn)將原網(wǎng)絡(luò)拆開，形成兩個(gè)開式網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際電力系統(tǒng)的潮流計(jì)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(jì)算分為直角坐標(biāo)形式和極坐標(biāo)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(biāo)形式的牛頓拉夫遜法潮流計(jì)算的一種簡(jiǎn)化算法。本節(jié)主要講了四部分主要內(nèi)容。一是電力線路的功率損耗和電壓降落，詳細(xì)介紹了各個(gè)損耗和電壓降落的計(jì)算方法。對(duì)于電力線路的功率損耗和電壓降落的計(jì)算，可用標(biāo)么制，也可以用有名制。用有名制計(jì)算時(shí)，每相阻抗、導(dǎo)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(biāo)么制計(jì)算時(shí)，δ為rad，所以用rad表示的功率角已是標(biāo)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(jì)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(dǎo)納支路為電感性，電力線路的導(dǎo)納支路為電容性；③近似計(jì)算中，取U1187。U2187。UN，可將變壓器的導(dǎo)納用不變的負(fù)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(jié)三是電力網(wǎng)絡(luò)的電能損耗，四是運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算功率。一、簡(jiǎn)單開式網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算，其計(jì)算的步驟和內(nèi)容如下：計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的元件參數(shù)潮流計(jì)算。二、變電所較多的開式網(wǎng)絡(luò)的潮流分布當(dāng)已知末端電壓時(shí)，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(diǎn)電壓。當(dāng)已知始端電壓時(shí)，就相當(dāng)于已知始端電壓和末端負(fù)荷的情況：開始由末端向始端推算時(shí)，設(shè)全網(wǎng)電壓都為網(wǎng)絡(luò)的額定電壓，僅計(jì)算各元件中的功率損耗而不用計(jì)算電壓，從而求出全網(wǎng)的功率分布；然后由始端電壓及計(jì)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(diǎn)電壓。此時(shí)不必重新計(jì)算功率損耗與功率分布。本節(jié)主要講解了環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流分布、兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流分布、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)變換法、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中的經(jīng)濟(jì)功率分布。為了降低網(wǎng)絡(luò)的功率損耗，可采用的調(diào)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(luò)中阻抗相對(duì)過大的線段上，可起轉(zhuǎn)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