电力系统分析基础(第八章)

2) 模型 a) 正常运行时 b) 故障时
c) 故障切除后
•XT1
•XL
•XL
•XT2
•XT1
•XL
•XL
•X
ᅀ
•XT2
•XT1
•XL •XL
•XT2
3) 解释
• 加速面积 abcdk
•
大与
• 减速面积 dgfe时
• 是暂态稳定 的
• 最大故障切 除角
• δc<δmax<δ
h
• 是暂态稳定 的
• 2、等面积定则
•短路试 验
•空载试 验 •归算问题——三绕组容量不同时
•4、熟练制作电力系统的等值电路
•计算RT时归算 •计算XT时不归算
•多级电压网的归算问题——确定基准级，按变压器变比归算
•标幺值电路的制 定
•归算有名值 •归算基准值
•端部完全等值的变压器模型的作用及推导
•5、了解电力设备运行的基本知识
•发电 机
•8、掌握中性点的接地方式
•有哪几种 •适应范围
•中性点直接接地 •不接地
•中性点不直接接地 •经消弧线圈接 地•经电阻接地
•中性点不接地系统的优缺点
•第二章 电力系统元件的电气参数及等值电路
•1、了解电力线路的结构－型号的表示 •2、熟悉电力线路的电气参数及等值电路-扩径、分裂、换位 •3、掌握变压器的电气参数及等值电路
•
受干扰减少Δδ时，由b点回到a点，但在b点不能建立稳定的平
衡，故是不稳定的
2) 稳定判据
•时
• 极限功
稳 • 稳定储备系定
数：
率：
• 正常运行：KP > • 1故5障%状态：KP >
• 3、利用小干扰法分析简单电力系统的静稳10定%
• 两个 根：
• 分析: 1) 当Seq>0时，P1,2=jβ
•3、掌握电压调节方法及概念
•电压偏移主要受什么影响
•中枢点电压调整方式——逆(1.05-1.0)、顺(1.025-1.075)、常(1.02-
1.05)
•发电机—调励磁
•电压调整方 法
•变压器—调分接头及其计算
•并联补偿—调相机、静止补偿器、电容器—补偿容量的计 算•改变参数
•调压与调频方法的差异
•6、电力系统的电压等
级
•用电设备允许偏差5%、首末端10%
•发电机额定电压高于电网
5% •变压
•一次侧：用电设 备
发电机额定电压 •降压变：=电网额定电压UN •额定电压为空载电压 •内部损耗约5% •二次电压高出10%
级
•7、了解电力网接线 •无备用—从一条线获得电源 •有备用—从两条及以上线获得电源
电力系统分析基础(第八 章)
2020年7月21日星期二
•第八章 电力系统的稳定性
•一、基本概念
•稳态：运行参数变化很小
•电力系统 的运行状态
•暂 态：
•受到突然的扰 动，运行参数 变化很大
•电磁暂态过程——故障分析 •（只考虑电磁变化，几十ms
•）机电暂态过程——稳定问题 •（同时考虑电磁与机械参
量）
•概念：受到扰动后，能否回到原来的状态或过渡到新的状
态
•静态稳定：受小干扰，偏离原状态，干扰消失后又恢复平衡
•稳态 性
•（特点：变化量小，可线性化分析）
•暂态稳定：受大干扰，偏离有限，干扰消失后又恢复平衡
•（特点：变化量大，不允许线性化处理
•
）动态稳定：受大干扰较长一段时间的过程，考虑
调节与控 制装置作用，时间较长
b) 对不对称短路，不计零序及负序电流对转子的影响
• （零序：Δ接法，无；负序：平均值为零的转矩，惯性大来不及反
c) 只考映虑）正序分量的影响（用复合序网及等效等则）
• 单相 接地
•X0
Σ
•X2
Σ
• 两相 短路
•X2
Σ
• 两相接地 短路
• 三相 短路
•X0 •X2
Σ
Σ
• 短路点并入一个等效附加阻抗ZΔ
•正常运行 •非正常运行
•迟相—发P、Q
•进相—发P、收Q
•运行极限图
•调相—发、收Q
•短时过负荷
•异步运行—失磁，吸收无功、发异步有功
•不对称运行
•变压 器
•正常过负
•自然方式—30% •强迫方式—20%
荷•事故过负荷—牺牲寿命，不超过2倍
•结 构
•升压：铁-中-低-高 •降压：铁-低-中-高
•变压器接线形式
•二、同步电机的转子运动方 程
•机械角加速度 •电磁转矩
•转动惯量 •原动机转矩
•转子储存的动能 ： •转矩基准值：
•机械角速度
•E •ω q
•U •ω0
•δ
•δ0
•ω
=0
•凸极机 •隐极机
•三、简单电力系统的静态稳
定 • 1、功角特性曲
线
•jXd
•jXT1
•jXL1
•jXT2
•jXL2
•jXdΣ
•PQ节点 •PV节点 •平衡节点
•3、了解高斯—塞德尔迭代法的原理与步骤
•4、了解牛顿—拉夫逊法的原理与步骤——局部线性化
•第五章 电力系统有功功率的最优分配与频率调整
•1、掌握各类负荷的特点及调整方法
•一次调频—调速器调节 •二次调频—调频器调节
•频率与有功功率密切相关
•三次调频—经济分配
•2、了解有功功率的最优分配原理——等微增率准则
• 5、提高静态稳定的措施
1) 采用自动励磁调节装置
• 采用分裂导线
2) 减少元件的电抗
• 采用串联电容器 • 提高线路的额定电压 • 等增级加回路数
3) 改善电网结构和采用中间补偿设备
• 四、简单电力系统的暂态稳定 • 1、分析
1) 假设
a) PT不变（因为1秒左右原动机调速器还不能有明显变 化）
•耗量特性及等微增率准则—如果
应如何调整机组出力
•水、火电厂不计网损时 ： •水、火电厂计及网损时
•3、掌：握负荷及电源的频率静态特性及频率调节方法
•p* •负荷
•p*
•电源
•p*
•有二次调频
•f
•f
•f
*
*
*
• 为什么说只有一次调频是有差调节，二次调频可以做到无差调节，负荷变化
时的频率计算 PL0 - PG0 = - ks f
• 3、用分段计算法求解转子运动方程 • 不能线性化，只能迭代，一步一步计 算
• 4、提高暂态稳定的措施
1) 采用自动励磁调节装置
• •
提高静稳有明显作用 增大阻尼，改善暂稳
2) 快速切除故障和自动重合闸
• •
减少加速面积，增大减速 面重积合闸进一步增大减速面
• 采用分裂导积线
3) 减少元件的电抗
•不同电压等级时，归算问题
•3、了解双端供电网的潮流计算方法
•力矩原理
•功率分点
•4、了解环型网的潮流计算方法
•单电压级——按两端供电，强迫=0 •多电压级——有强迫功率
•5、了解电力网潮流的调整与控制手段
•第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法
•1、掌握节点导纳矩阵的形成与修改
•2、掌握潮流计算中节点的分类方 法
•1、电力系统的概念和组成—电力网、电力系统、动力系统及之间关 系•2、电力系统为什么要互联运行—经济、可靠、互补、备用
•3、电能变换和电源构成—水20%、火70%、核10%，了解新能源
•4、电力系统的负荷—了解负荷曲线、负荷率Kp、最大负荷利用小时 T•m5a、x 电力系统运行的特点及要求—电能质量、运行特点、运行要求
•4、了解互联系统的频率调整方法
•第六章 电力系统的无功功率与电压调整
•1、掌握无功电源的种类 •电压与无功功率密切相
•发电机 •调相器 •静止电容器 •静止补偿器
•2、关了解无功功率的经济分布原
理 •无功电源的最优分布—等网损微增
率
•无功负荷的最优补偿—最有网损微增率（容量确定、设备分布、顺序选择
•3、掌握三相短路电流计算的实用方法 ➢无穷大系统的概念 ➢重点是求交流电流初始值I’’ ➢计算短路电流时的一些简化假设条件 ➢简单系统可用等值法求短路回路总电抗标幺值XdΣ*
➢应用运算曲线可求任意时刻短路电流的周期分量 ➢复杂系统可用叠加原理法，利用导纳矩阵求各个节 点到短路点的转移阻抗Zif
•4、掌握对称分量法原理并能形成各序网络 ➢理解对称分量法原理及电力元件的各序参数 ➢计算分量与合成短路电流
•第七章 电力系统电磁暂态过程分析
•1、了解电力网故障类型、产生原因、危害及预防措施 •2、理解三相短路过渡过程分析分析方法
•短路前空载 •产生最大短路全电流的条件 •合闸电压初相角为零
•纯电感电路
•什么条件下故障不会出现过渡过程
•短路冲击电流ich和冲击系数kch
•1≤ kch ≤ 2
•发电机母线时kch=1.9， ich =2.7 Idz •高压电网时kch=1.8， ich =2.55 Idz
• 2、静态稳定的 概念
1) 分析
• a点时：受干扰δa获得正Δδ→PE获ΔP，P0不变→ ΔM为负制动转 矩，发电机减速， δ↘回到δa， ΔM=0，但惯性作用δ继续↘到 a’’点停止减少，在a’’点ΔM>0故须加速， δ ↗ ，但由于阻 尼达不到a’点，经过几次振荡后回到a点，是静态稳定的。
• b点时：受干扰增加Δδ→PE ↘ ，ΔM >0，故δ继续↗ ，不能回到b 点。
•变压器并列运行的条 件
•变比相同 •组别一致 •短路电压百分比值相等
•断路器——有灭弧能力，分合负荷及故障电流
•第三章 简单电力系统的潮流计算
•1、掌握基本概念与计算
•如何求电压降落 •电压降 落•电压损 耗•电压偏 移•如何求功率损耗
•2、掌握开式网的潮流计算方法
•同一电压等 级
•已知：末端功率与电压，一步完成 •已知：末端功率，首端电压，二步完成
➢能画出电力系统的等值零序网路 •5、会用称分量法原理分析各种不对称故障
➢理解各种故障的边界条件 ➢会画各种故障的复合序网图 ➢计算各序网中任意处各序电流、电压
•第八章 电力系统的稳定
•1、了解电力系统静稳及暂稳的概念及特点 •2、了解分析电力系统静稳的方法、判据及提高静态稳定的措施 • 3、了解分析电力系统暂态稳的等面积法则 • 4、了解提高暂态稳定的措施
• 考虑到阻尼时,衰减振荡,稳 定
2) 当Seq<0时，P1=μ, P1=-μ
• 不稳定
• 4、调节励磁对电力系统静态稳定的影响
• 励磁维持端电 压UG不变时，对 应的功率特性曲线 ——外功率特性曲 线在δ>900时仍然 是稳定的，但由于 的滞后调节，在 δ<900范围内，对 于装有调节器的系 统，不能用dP/dδ 判断，而应用小干 扰法分析。
• 采用串联电容器 • 提高线路的额定电压等级
4) 快速汽门控制、电气制动、变压器经小电阻接地
• 汽轮机——快关汽 • 门水轮机——电气制动，发生故障时迅速投入一个附加电 • 阻变压器经小电阻接地——单相故障的电气制动
• 联锁切机
5) 改善电网结构和采用中间补偿设备
6) 系统解列，异步运行，再同步
• 总复 •第一章 电力系统的基本习概念