《电力系统稳态分析》复习纲要

《电力系统稳态分析》复习纲要第一章 电力系统的基本概念1.电力系统的概念电力系统由发、输、变、配组成（生产、输送、分配、消费） 2.电力系统为什么要互联并网？1）采用高效率大容量机组—减少备用容量 2）合理利用动力资源—水、火电互补3）提高供电可靠性—系统越大，抗干扰能力越强4）提高运行的经济性—装高效率大容量机组、合理利用动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。

3.电力系统负荷、负荷类型负荷—用电设备在某时刻从系统中取用的功率 负荷类型日负荷曲线—安排电能生产计划的基础年负荷曲线—安排检修计划、装机计划的依据 日用电量：⎰=24Pdt W日平均负荷：⎰==2424/24/Pdt W P av负荷率：k p =P av /P max (P max 为负荷曲线最高点) 年用电量：ini it P W ⨯=∑=1最大负荷利用小时数：T max =W/P max (T max 大好) 4.电力系统电压等级电力系统标称电压电力系统最高电压：正常运行时，系统中出现的电压最高值电气设备额定电压：电气设备在此电压下长期工作，效率和寿命最好 电气设备最高电压：考虑设备的绝缘性能确定的最高运行电压值 5.如何确定电气设备的额定电压？同一标称电压下，不同电气（设备）的额定电压是不同的 1）用电设备允许偏差%5±第一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故、设备损坏、将产生废品，使生产秩序长期不能恢复，人民生活发生混乱等。

第二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，将使人民生活受到影响等。

第三级负荷：所有不属于第一、二级的负荷，如工厂的附属车间、小城镇等。

制定标准电压，以便实现互联电压高，损耗小绝缘水平高，投资大1.05U NU NU 1 U 20.95U N2）线路首末端允许偏差%103）发电机在首端：额定电压高出接入电网电压 5%46.电力系统有哪些标称电压？（注意教材P10）100多年来，输电电压由最初的13.8kV 逐步发展到20，35，66，110，134，220，330，345，400，500，735，750，765，1000kV 。

输电电压一般分高压、超高压和特高压。

高压(HV)：35~220kV ；超高压(EHV)：330 ~750kV ；特高压(UHV)：1000kV 及以上。

高压直流（HVDC ）：±600kV 及以下；特高压直流（UHVDC ）：±600kV 以上，包括±750kV 和±800kV 。

7.电力系统接线及中性点接地地理接线图（元件的相对地理位置及输电线路距离）电气接线图无备用：放射式、干线式、链式 特点：结构简单、投资少、运行方便、可靠性差 有备用：放射式、干线式、链式、环式、两端供电网络 特点：每个用户由两个或以上电源供电，可靠性、电压质量高，但不够经济中性点接地方式中性点接地的影响作业题：1-5、1-6、1-71-8.比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。

答：中性点直接接地系统一相接地：故障相电流大；故障相及中性点对地电压为零；非故障相对地电压仍为相电压；与故障相相关的线电压降为相电压。

适用大电流系统110kV 及以上。

中性点不接地系统一相接地：故障电流小；中性点对地电压升高为相电压；非故障相对地电压升为线电压；三相线电压仍对称。

适用小电流系统110kV 以下。

1-9.什么叫三相系统中性点位移？它在什么情况下发生？中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加?答：1)三相电源正常运行时，其中心点电压为零。

当三相负荷不平衡或者发生单相接地故障时，如果变压器的中心点没有接地，中心点将出现电压，我们称之为变压器中心点位移，就是变压器中心点的电压已经不是原来的零电位，而是发生了电位移动，有了电压；2)我们知道：三相电源中，线电压是相电压的根号3倍。

而所谓线电压是任意两根火线之间的电压，而相电压是每一根火线对地的电压。

当中心点不接地系统正常运行时，三相火线对地的电压为相电压。

而发生单相接地故障时，接地的火线与大地就同电位了，此时非故障相与地之间就称为了线电压，变成了三根火线之间的电压了，而线电压就是相电压的根号3倍。

用简练的语言总结对电力系统的基本要求。

1）最大限度地满足用户的用电要求；2）保证供电的可靠性；3）保证电能质量；4）提高电力系统的经济性。

短路电流大小 绝缘水平 供电可靠性 接地保护方式对通信的干扰 系统接地方式第二章 电力系统各元件的特性和数学模型1.电力线路结构电力线路为什么要用扩径导线和分裂导线？线路电压超过220kV ，为减小电晕损耗或线路电抗，常需要采用直径较大的导线。

但就载流容量而言，却又不必采用如此大的截面积。

较理想的方案是采用扩径导线或分裂导线。

扩径导线是人为地扩大导线直径，但又不增大载流部分截面积的导线。

分裂导线，就是将每相导线分成若干根，相互保持一定距离。

这种分裂可使导线周围的电、磁场发生很大变化，减小电晕和线路电抗。

2.结构作用分换位的原因：为了减小三相参数的不平衡一次整换位循环3.绝缘子作用：绝缘作用、横担的支持作用片数：35kV ——3；60kV ——5；110kV ——7；154kV ——10；220kV ——13；330kV ——19；500kV ——25要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀 材料：瓷质与玻璃质元件 类型：针式（35KV 以下），悬式（ 35KV 以上） 4.金具的作用：连接导线和绝缘子 5.电力线路参数与等值电路直线杆塔—线路走向直线处，只承受导线自重 耐张杆塔—承受对导线的拉紧力 转向杆塔—用于线路转弯处 换位杆塔—减少三相参数的不平衡终端杆塔—只承受一侧的耐张力，导线首末端 跨越杆塔—跨越宽度大时，塔高：100—200米Z/2 Z/2Y导线单位长度电阻：r l =ρ/ s式中：r 1——导线单位长度的电阻（Ω/km ）ρ——导线材料的电阻率（Ω·mm 2/km ） S ——导线的额定截面积（mm 2） r t =r 20[1+α(t-20)]式中：r t 、r 20——t ℃、20℃时的电阻（Ω/km ）α——电阻的温度系数，对于铝，α=0.0036；对于铜，α=0.00382 电抗：物理意义：导线通交流电，产生磁场→自感、互感单位长度的电抗：'lg 1445.00157.0r lg 1445.0D D mm 1r x =+= 几何均距：3ca bc ab m D D D D = 等效半径：r ’=0.779r x 1≈0.4Ω/km对于分裂导线：n r x eq0157.0lg 1445.0D m 1+=n ni i eqd rr ∏==21电纳：物理意义：导线通交流电，产生电场→容感km F rC Dm/lg0241.01061-⨯=km S rfC b Dm/lg58.7210611-⨯==π电导：取决于绝缘子表面泄露——很小，忽略6.电力线路的等值线路1）短线路（一字型等值电路）2）中等长度线路（π型和T 型等值电路）条件：100-300km 的架空线或<100km 的电缆线，近似等值，不能用星—三角变换 3）长线路7.电力变压器参数与等值电路ZY/2Y/2条件：L<100km 的架空线,忽略g ，b 线路电压不高8.三绕组变压器对于第Ⅰ类三绕组变压器（100/100/100）：电阻：()(()P P P P P P P P P P P P k k k k k k k k k k k k )21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1212121---------∆-∆+∆=∆∆-∆+∆=∆∆-∆+∆=∆ SU P R SUP R S U P R NN T N N T N N T k k k 100010001000223222221321∆∆∆===电抗： ()()()(%)(%)(%)21(%)(%(%)(%)21(%)(%)(%)(%)21(%))21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1U U U U U U U U U U U U k k k k k k k k k k k k ----------+=-+=-+=对于（100/50/100）：P I I P P P I I P P k k k k k k N N N N ')32(2')32()32(')21(2')21()21(445.05.0------∆=∆=∆∆=∆=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛对于（100/100/50）：P I I P P P I I P P k k k k k k N N N N ')32(2')32()32(')31(2')31()31(445.05.0------∆=∆=∆∆=∆=∆⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛R jX T-jB TG TS100U (%)U X S100U (%)U XS100U(%)U X N2N3T N2N2T N 2N1T 3k 2k 1k ===只给出一个最大短路损耗Pkmax 时（两个100%绕组间短路）：%)100(2%)50(2000%)100(22max R R SUP RTT NNk T==三个绕组结构：（由里到外） 升压：铁芯—中压—低压—高压 降压：铁芯—低压—中压—高压 9.发电机电阻：小，忽略电抗：S U I U ZZXXN NNNNNGG23%100%==⨯=PU X U X IU X X NNNGNNGNNG GΦ∙=∙=∙=⇒cos 100%100%100%223等值电路：电抗器：电阻：小，忽略 电抗：IU ZZ X XNNNN RR3%100%=⨯=IU XXNNRR3100%∙=⇒高电压等级可用于低电压等级，不用SN 等值电路：负荷：以功率表示：S L =P L +jQ L 以阻抗和导纳表示jX RjX G P+jQPU机端XR UZU I U Q PS LLLLL LL LL Lj j -===+=22~ )(22222~Q P S U S SU S U X R LLLL LLL LLLLj j -===-⇒QSU X PS U R LLL LLLL L2222==10.电力系统等值电路所有分析都是建立在等值电路基础点上的：1）需选定一个基本级：k=分子向着基本级一侧的电压分母向着待归算侧的电压2）标幺值=有名值（欧、西、千伏、千安、兆伏安）基准值（与对应有名值的量刚相同） 基准值的选取：a.基准值的单位与对应有名值的单位相同b.各种量的基准值之间应符合电路的基本关系YZ Z IUI U S BB B B BB B B 133=== c.五个量中任选两个，其余三个派生，一般取SB ，UB ， SB —总功率或某发、变额定功率， UB —基本级电压d. 幺值相同三相功率和单相功率标相同线电压和相电压标幺值 I U S Z I U ******== 3）电力系统的标幺值等值电路的制定 a.归算有名值：指定基本级，将其它级有名值归算到基本级； 指定一套基本级下的基准值；G LU 。