《电力系统规划》第11 章
电力系统分析十一章电力系统的暂态稳定性
P
EU X
sin
一般状况下，有：
X X X
所以 P P P
第三节 简朴电力系统暂态稳定性 旳定量分析
在功角由0 变化到 c 旳过程中，PT Pe ，多出
旳能量使发电机转速上升，过剩旳能量转变成转子
旳动能而贮存在转子中。加速过程中所做旳功为：
Sa
c Md
0
( P c
0 T
一、引起电力系统大扰动旳重要原因
（1）负荷旳忽然变化 （2）切除或投入系统旳重要元 件 （3）电力系统旳短路故障
由于暂态分析计算旳目旳在于确定电力系统在给定旳大 扰动下各发电机组能否继续保持同步运行，因此重要研究发 电机组转子运动特性，考虑其重要影响原因，对影响不大旳 原因加以忽视或近似考虑。
二、暂态稳定计算中旳基本假设
第四节 发电机转子运动方程旳数值解法
为了保持电力系统旳暂态稳定性，需要懂得必 须在多长时间内切除短路故障，即极限切除角对应 旳极限切除时间，这就需要找出发电机受到大干扰 后，转子相对角δ随时间t变化旳规律，即δ =ƒ(t)曲线， 此曲线称作摇摆曲线。
发电机转子运动方程是非线性旳常微分方程，一 般用数值计算措施求其近似解。
第十一章 电力系统旳暂态 稳定性
第十一章
1 电力系统暂态稳定性概述 2 定性分析 3 定量分析 4 提高暂态稳定性旳措施
第一节 电力系统暂态稳定性概述
暂态稳定性是指电力系统受到大干扰后，各同 步发电机保持同步运行，并过渡到新旳或恢复 到本来稳定方式旳能力，一般指第一或第二振 荡周期不失步。一般扰动后旳系统状态与扰动 前不一样。一般考察扰动后3－5秒。最多10s。 假如电力系统在某一运行方式下，受到某种形式旳大扰动， 通过一种机电暂态过程后，可以恢复到原始旳稳态运行方式或 过渡到一种新旳稳态运行方式，则认为系统在这种状况下是暂 态稳定旳。 电力系统旳暂态稳定性不仅与系统在扰动前旳运行方式有 关，并且与扰动旳类型、地点及持续时间有关。因此，为了分 析系统旳暂态稳定性，必须对系统在特定扰动下旳机电动态过 程进行详细旳分析，因此一般采用旳是对全系统非线性状态方 程旳数值积分法进行对系统动态过程旳时域仿真，通过对计算 得到旳系统运行参数(如转子角)旳动态过程旳分析，鉴别系统旳 暂态稳定性。
第11章电力系统内部过电压(11-1)
对地操作过电压的1.4~1.45倍； 倍 对地操作过电压的 对地操作过电压的1.5倍 对地操作过电压的 倍。
三.空载长线操作过电压的限制措施
1.改善开关熄弧性能 1.改善开关熄弧性能 无重燃 无过电压
∵目前断路器己可基本消除重燃现象
∴线路设计中可不考虑切空线过电压 220kV及以下: 220kV及以下: 不需要采用限制重合空闸过电 及以下
11.2 操作过电压
一.空载变压器的分闸过电压
1.切空变的等值电路 1.切空变的等值电路
变压器励磁电感
绕组对地电容
几安到十几安) 励磁电流i0 (小电流 几安到十几安)
I 0 = I 0%⋅ Ie
额定电流 三相功率 额定线电压
3 xg U P Ie = Ie ⋅ = 3 xg U 3 e U
例: 35 kv变压器
以计划性合闸为例: A相先合
A
K
C12
B
K
C13
C
如果B C相的合闸相角与被感应电压极性相反 使过电压升高 10 ~30%
4.母线上有其他出线 4.母线上有其他出线
1 K1 K
l1
C11
C 22
l2
设: l1 = l2 c11 = c22 分析重合闸 -Em时，K1断开， l1上残余电荷 − Em ⋅ c11 断开， 时合闸， 在Em时合闸， C22上储存电荷 Em ⋅ c22
压的措施
330 kV
以上: 以上:
断路器断口加并联电阻
断路器断口并联电阻
合闸: 合闸:
接入 Rb 先合D2, 阻尼振荡,
主触头
15ms后 约7~15ms后,再合D1 15ms 短接 Rb
Rb=400 ~1200Ω 1200Ω
第十一章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路
对称分量法及元件的序模型与参数Symmetrical Components Method，Sequence ModelAnd Parameters第17讲问题1、计算电力系统三相不对称故障的总体思路？2、如何将相分量分解为正序、负序、零序分量之和？3、正常电力系统如何对正序、负序、零序三序解耦？4、发电机、线路的正序、负序、零序等值参数的定义及等值电路5、中性点上的阻抗对发电机或负荷的正序、负序、零序阻抗有什么影响？6、如何根据变压器的连接组别确定其零序等值电路？如何计算不对称短路故障？1、对于三相短路（对称短路），可用一相代表三相进行计算，采用相量分析方法，非常简单。
2、对于不对称故障，无法用一相代替三相，因而计算复杂，必须寻求新的方法。
单相短路无法用一相代替三相，如何求解？1、对称分量法(Symmetrical Components)•不对称故障后电力系统的特点•对称分量法•正序、负序、零序分量(Positive, Negative and Zero Sequence Components)等值2、各序分量对对称电力系统的作用•正常电力系统元件的对称性；三相参数完全相同三相参数循环(旋转)对称由这些元件连接成的电力系统是三相对称的。
•各序分量电量作用于对称系统的性质各序分量作用于对称系统的性质稳态分析中已有的结论：1、三相对称的网络注入三相正序电流，节点上只产生三相正序电压；三相正序电压施加在三相对称的网络只产生三相正序电流。
发电机正序电压加到电力网上，只产生正序电压与正序电流推测的结论：2、三相对称的网络注入三相负序电流，节点上只产生三相负序电压；三相负序电压施加在三相对称的网络只产生三相负序电流。
3、三相对称的网络注入三相零序电流，节点上只产生三相零序电压；三相零序电压施加在三相对称的网络只产生三相零序电流。
⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++++++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++++++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡222222222222222222222)()()(a s n ma m s n a n m s a s a n a m a m a s a n a n a m a s cb a s n mm s n n m s c b a I a Z a Z Z I a Z a Z Z I a Z a Z Z I a Z I a Z I Z I a Z I a Z I Z I a Z I a Z I Z I I I Z Z Z Z Z Z Z Z Z U U U 如对称矩阵加负序电流，产生的电压为所以ac a b U a U U a U ==,2负序电流产生的电压为负序电压！⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++++++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡++++++=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡000000000000000)()()(a s n m a m s n a n m s a s a n a m a m a s a n a n a m a s c b a s n mm s n n m s c b a I Z Z Z I Z Z Z I Z Z Z I Z I Z I Z I Z I Z I Z I Z I Z I Z I I I Z Z Z Z Z Z Z Z Z U U U 对称矩阵加零序电流，产生的电压为所以ab c U U U ==零序电流产生的电压为零序电压！定理2正序量作用于对称系统后只产生正序量；负序量作用于对称系统后只产生负序量；零序量作用于对称系统后只产生零序量；三种分量对对称电力系统相互独立，互相解耦。
潮流计算
P2 Q2 PT RT V12GT V2 P2 Q2 QT X T V12 BT V2
T arctg
VT
V1－VT
S1＝S2 P T jQT
2014-8-23
电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算
14
三 、实际计算
1.
已知末端功率与电压，求另一端功率和电压
Sb S2 S1
1 Q11 P 1 SL1 ( R1 jX1) 2 VN
I 2
jB/2
线路
2 2 P ' ' Q ' ' S L＝PL jQL I 2 ( R jX ) ( R jX ) 2 V2 P'2 Q'2 S L ( R jX ) 2 V1
1 电容 QB1 BV12 2 1 QB 2 BV22 2
A V 2
RI
图10-2 向量图
jXI
D
ΔV2(AD)——电压降落的纵分量 δV2(DB)——电压降落的横分量
I
2014-8-23
电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算
5
V 1
δ φ2
B
D
V2 RI cos2 XI sin 2
A V 2
RI
jXI
V2 XI cos2 RI sin 2
1
δ
V 2
A
D
G
AG≈AD
电压偏移：网络中某点的实际电压同该处的额定电压之 差称为电压偏移 V V
V (%)
N
VN
*100
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电力系统分析 第十一章 电力系统的潮流计算
11第十一章_电力系统的潮流计算
S T1
S cir
S T2
Z T 1 S LD Z T 1 Z T 2
* *
*
S cir
E VA 1 VA2 VA ( k 1 k 2 ) ——环路电势
变比不同的变压器并联运行 时的功率分布
V N H —— 高压侧额定电压
环路电势可由环路的开口电压确定。 (1) 开口在高压侧，阻抗相应归算至高压侧:
二、两级电压的开式电力网 已知末端功率SLD和首端电压VA， 求末端电压Vd和网络的功率损耗。
开式网络及其等值电路
① ②
作含理想变压器的 等值电路。 将第二段段线路参 数归算到第一段。
2 2 2 R2 k R2 , X 2 k X 2 , B2 B2 k
11-2 简单闭式网络的功率分布计算
V PR QX V
V 1 Va V
４．若有功分点和无功分点不重合，则在无功分点拆开。
５．具有分支线的两端供电网络讨论。
（节电3与节点2，哪点电压最低？）
三、含变压器的简单环网的功率分
用戴维南等值原理计算环网中的环 流，环流的共轭与相应的额定电压之积 即为循环功率Scir。
变比不同( k 1 k 2 ) 的变压器 并联运行。
( Z 1 2 Z b 2 ) S 1/ V N Z b 2 S 2/ V N Z a1 Z 1 2 Z b 2 ( Z 12 Z b2 ) S 1 Z b2 S 2 Z a1 Z 1 2 Z b 2
* * *
*
*
Va Vb Z a1 Z 1 2 Z b 2
V N H ( k 1)
2
Z T 1 Z T 2
电力系统分析
fa 1
fa 1 fa 1
电力系统分析
（三）向量图
电力系统分析
11.3两相短路接地 11.3两相短路接地
（一）故障边界条件
设系统f处发生两相（b、c）短路接地 设系统f处发生两相（ 短路点的边界条件为： 短路点的边界条件为：
I& fa = 0
& & U fb = U fc = 0
= & 3U
fa ( 0 )
j ( x1 ∑ + x 2 ∑ + x 0 ∑ )
图11.2
a相短路接地复合序网 a相短路接地复合序网
电力系统分析
11.1
单相接地短路
& & U U U 可以求得故障相电压的序分量 & fa1 、 fa 2 、 fa 0 。
短路点处非故障相电压为： 短路点处非故障相电压为：
& & U fb = U fc
序分量表示的边界条件为： 序分量表示的边界条件为：
& & I fa1 = − I fa 2
电力系统分析
& I fa 0 = 0
& & U fa 1 = U fa 2
(二)复合序网及短路点电气量
11.2
两 相 短 路
从复合序网可以直接求出正、负序电流分量为： 从复合序网可以直接求出正、负序电流分量为：
2
[
]
电力系统分析
（三）向量图（假定阻抗为纯电抗） 向量图（假定阻抗为纯电抗）
电流相量图
电力系统分析
电压相量图
11.2
（一）故障边界条件： 故障边界条件：
设系统f 设系统f处发生两相 （b、c相）短路 短路点的边界条件为： 短路点的边界条件为：
电力系统分析-孟祥萍-第11章PPT课件
（a相）电流各序分量:
Ifa1
U fa(0)
j(x1
x2x0 x2 x0
)
Ifa2
x0 x2 x0
Ifa1
Ifa0
x2 x2 x0
Ifa1
电力系统分析
（11.16）
图11.8 bc两相短路接地复合序网
14
11.3 两 相 短 路 接 地
短路点的各相电流可由序分量合成得：
Ifa 0
I
fb
a2I
3U fa(0)
(x1 x2)
短路点的各相电压为：
U Uffa b a 12 Ufc a
1 a a2
1 1 U Uffa a1 2 2U Uffa a1 1 （11.13） 1 Ufa0 Ufa1
12
电力系统分析
11.3两相短路接地
设系统f处发生两相（b、c）短路接地，如图11.7所示。
Ifa2
U fa(0) j(x1x2)
（11.10）
11
电力系统分析
11.2 两 相 短 路
利用序分量求得b、c相短路时的各相电流为：
I I
fa fb
1 a2
I fc a
0
1 a a2
1 1 1
I I
fa1 fa2
0
j
j
0
3I fa1
3I fa1
3U fa(0) (x1 x2)
x
(n)
而发生三相
短路时的电流相等。
n代表短路 的类型
I(fna1)
U fa(0)
j(x1
x(n)
)
（11.23）
x
(n
)
表示附加电抗，其值
电力系统分析 十一章 电力系统的暂态稳定性
X
( X d
XT1)
(1 2
Xl
XT2)
( X d
X
T
1
)(
1 2
Xl
X
(n)
XT2)
X
( X d
X
T
1
)
(
1 2
Xl
X
(n)
XT2)
P
EU X
sin
由于 X X ，所以功角特性要比正常时低。
故障切除后（图d）：等值电抗为
1、忽略发电机定子电流的非周期分量； 2、在简化计算中，忽略暂态过程中发电机的
附加损耗。 3、当发生不对称短路时，忽略负序和零序分
量电流对发电机转子运动的影响； 4、忽略频率变化对系统参数的影响；
三、有关计算的简化规定
1、发电机的参数用E′和Xd´表示； 采用简化的数学模型
2、不考虑原动机自动调速系统的作用；假定 原动机输入的机械功率为恒定不变
3、电力系统负荷简化的数学模型。
第二节 简单电力系统暂态稳定性 的定性分析
1.各种运行情况下的功角特性 右图为单机—无限大
系统故障时等值电路。
正常运行时（图b）：
X
X d
XT1
1 2
Xl
XT2
P
EU X
sin
7
发生短路故障时（图c）：相当于在短路点接入一
个附加电抗 X ，因此 E、U之间的转移电抗为：
减速面积
Sb
max Md
c
(P max
第11章 电力系统潮流计算-手算
S a1, LD Scir
Sb 2
Z a1 S1 ( Z a1 Z 12 ) S 2 Z a1 Z 12 Z b 2
Z a1 Z 12 Z b 2
(V a V b )VN
Sb 2, LD Scir
第11章 电力系统潮流计－手算
1
Z12 S12
c
2 2
Zb2 Sb2
d
b
S1
S2
S a1
( Z 12 Z b 2 ) S1 Z b 2 S 2 Z a1 Z 12 Z b 2 Z a1 S1 ( Z a1 Z 12 ) S 2 Z a1 Z 12 Z b 2
例(习题集例2-5) 110KV简单环网示于题，导线型号均为LGJ-95，已知： 线路AB段为40KM，AC段30KM，BC段30KM；变电所负荷为SB＝20＋ j15MVA，SC＝10+j10MVA。电源点A点电压为115KV。 求电压最低点和此网络的最大电压损耗和有功总损耗； (导线参数：LGJ-95 r＝0.33Ω /km, x=0.429Ω /km, b=2.65X10-6s/km)
SB
S LDb
B
c
环网
SC
S LDc
两端供电网
第11章 电力系统潮流计－手算
11.2 闭式网的潮流计算
A
b
c
d
B
第1步: 做简化的等值电路及其相应的 运算负荷或运算功率
B
jΔQB3
第11章 电力系统潮流计－手算
11.2 闭式网的潮流计算
电力规划最终版
电力规划最终版电力系统规划复习提纲考试时间：2013年12月17 日题型：填空20分20题、选择30分15题、简答题20分5题、计算论述题30分3题一、概念题第一章绪论1.电力系统规划包含的主要内容（三项）。
电力负荷预测、电源规划、电网规划2.电网规划的基本要求。
电力系统规划的基本要求：1）输、边、配电比例适当，容量充裕。
2）电压支撑点多。
3）保证用户供电的可靠性。
4）系统运行的灵活性。
5）系统运行的经济性。
6）便于运行，在变动运行方式或检修时操作简便、安全，对通信线路影响小等。
3.按时间划分，电力系统规划的分类。
短期、中长期、中期、长期4.电源规划和电网规划的流程（主观题）。
1）电源规划：划分为短期电源规划和中长期电源规划两类；短期电源规划(考虑未来1～5年的发展情况)，具体内容：①制定发电设备的维修计划；②分析推迟或提前新发电机组投产计划的效益；③分析与相邻电力系统互联的效益及互连方案；④确定燃料需求量及购买、运输、储存计划。
中长期电源规划(考虑10～30年的发展情况)，应解决：①何时、何地扩建新发电机组；②扩建什么类型及多大容量的发电机组；③现有发电机组的退役及更新计划；④燃料的需求量及解决燃料问题的策略；⑤采用新发电技术的可能性；⑥采用负荷管理对系统电力、电量平衡的影响；⑦与相邻电力系统进行电力交换的可能性。
2）电网规划是根据电力系统负荷及电源发展规划对输电系统的主要网架做出的发展规划。
按时间长短分为：短期规划(1-5年)、中长期规划(5-15年)、远景规划(15-30年)按规划内容划分为输电网规划(主网规划)和配电网规划电网规划着重解决下列问题：①在何处投建新输电线路；②何时投建新输电线路；③投建何种类型的输电线路；5.负荷预测的流程。
1)确定预测内容。
2)收集相关资料。
3)分析基础资料。
4)预测经济发展。
5)选择预测模型。
6)应用预测模型。
7)评价预测模型。
8)评价预测精度。
6.电网规划短期（中长期）的规划时间。
电力系统分析习题集与答案解析
电力系统分析习题集华北电力大学前言本书是在高等学校教材《电力系统稳态分析》和《电力系统暂态分析》多次修改之后而编写的与之相适应的习题集。
电力系统课程是各高等院校、电气工程专业的必修专业课，学好这门课程非常重要，但有很大的难度。
根据国家教委关于国家重点教材的编写要求，为更好地满足目前的教学需要，为培养出大量高质量的电力事业的建设人材，我们编写了这本《电力系统分析习题集》。
力求使该书具有较强的系统性、针对性和可操作性，以便能够使学生扎实的掌握电力系统基本理论知识，同时也能够为广大电力工程技术人员提供必要的基础理论、计算方法，从而更准确地掌握电力系统的运行情况，保证电力系统运行的可靠、优质和经济。
全书内容共分十五章，第一至第六章是《电力系统稳态分析》的习题，第七至第十四章是《电力系统暂态分析》的习题，第十五章是研究生入学考试试题。
本书适用于高等院校的师生、广大电力工程技术人员使用，同时也可作为报考研究生的学习资料。
由于编写的时间短，内容较多，书中难免有缺点、错误，诚恳地希望读者提出批评指正。
目录第一部分电力系统稳态分析第一章电力系统的基本概念第二章电力系统的元件参数及等值电路第三章简单电力系统的计算和分析第四章电力系统潮流的计算机算法第五章电力系统的有功功率和频率调整第六章电力系统的无功功率和电压调整第二部分电力系统暂态分析第七章电力系统故障分析的基本知识第八章同步发电机突然三相短路分析第九章电力系统三相短路的实用计算第十章对称分量法及元件的各序参数和等值电路第十一章不对称故障的分析、计算第十二章电力系统各元件的机电特性第十三章电力系统静态稳定第十四章电力系统暂态稳定第十五章研究生入学考试试题附录第一部分电力系统稳态分析电力系统稳态分析，研究的内容分为两类，一类是电力系统稳态运行状况下的分析与潮流分布计算，另一类是电力系统稳态运行状况的优化和调整。
第一章电力系统的基本概念1-1 什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？1-2 为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？1-3 我国电网的电压等级有哪些？1-4 标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。
武大电力系统分析第四、十一章 电力网络的数学模型
基本方法：每个节点的4个变量中的2个 设为确定量（已知量），另2个为待 求量。 依确定量的不同，节点分成三种类型： 1、 PQ节点 P、Q为确定量，V、δ为待求量。
电力系统绝大部分节点被当作PQ节点。
2、 PV节点 P、V为确定量， Q、δ为待求量。
发电厂出口母线、担当调压任务的枢纽变电站 （无功可调）一般被当作PV节点。
(4 − 12)
Yi1Yj1 & (1) & Yi1 & 式中 Y = Yij − ; Ii = Ii − I1 Y11 Y11
(1) ij
• 上式数学意义很简单：行列式的行变 • 其物理意义也不复杂：带电流移置的星
网变换。 （下面以星——三角变换为例）
等值电路变换公式
y21y31 y31y41 y21y41 y24 = y23 = y34 = y21 +y31 +y41 y21 +y31 +y41 y21 +y31 +y41 & I ∆2 = y31 & & y21 & & y41 & I1 ∆ 3 = I I1 ∆ 4 = I I1 y21 +y31 +y41 y21 +y31 +y41 y21 +y31 +y41
=x
(0)
f (x ) − (0) f ′( x )
(0)
x(1)仍有误差，按同样步骤反复迭代， 迭代公式为
x
( k +1)
=x
(k)
f (x ) − ′( x ( k ) ) f
f (x ) p ε
(k)
(k)
(11 − 31)
迭代过程收敛判据
第11章 电力系统的稳定性(含答案)
第11章电力系统的稳定性一、填空题1.根据电力系统遭受干扰的不同情况，稳定性问题可分为静态稳定性、暂态稳定性和动态稳定性三大类，其中动态稳定性的要求更高。
2.发电机组的转子运动方程式表明，发电机转子的运行状态取决于转轴上的转矩平衡或功率平衡。
3.简单电力系统的静态稳定性包括发电机的功角稳定性和负荷的电压稳定性两方面。
4.简单电力系统静态稳定性中，发电机功角稳定性的实用判据为0em dP d δ>，满足静态稳定的功角范围为0°～90°；其中不包含（填“包含”或“不包含”）稳定极限点；负荷电压稳定性的实用判据为0dQ dU <，满足静态稳定性的条件是无功剩余大于（填“大于”或“小于”）0。
5.发电机稳定极限功率的表达式为∑=d q wj X UE P 。
6.某电力系统在某处发生两相短路时的极限切除角δjc =80°，若在70°时切除该短路故障，则该系统能（填“能”或“不能”）保持暂态稳定。
7.某电力系统保持暂态稳定性的极限切除时间是0.1s ，实际故障的切除时间是0.06s ，此系统能（填“能”或“不能”）保持暂态稳定性。
8.为了使电力系统保持暂态稳定性，发生短路故障后，应在功角增大到极限切除角之前（填“之前”或“之后”）切除故障。
二、选择题1.判据0>δd dp em 主要应用于简单系统的（C ）。
A.暂态稳定B.故障计算C.静态稳定D.调压计算2.下列提高电力系统静态稳定性的思路，正确的是（A ）（1）提高发电机的电动势（2）提高无穷大系统的运行电压（3）减小线路电抗（4）减小功角A.（1）（2）（3） B.（2）（3）（4）C.（1）（2）（4）D.（1）（3）（4）3.下列关于单机-无穷大系统发生大干扰后的暂态过程的说法，不正确的是（C）A.正常运行时，发电机的电磁功率最大，系统电抗最小，单机与无穷大系统的联系最紧密B.发生故障但故障尚未切除时，发电机的电磁功率最小，系统电抗最大，单机与无穷大系统的联系最不紧密C.故障切除后，发电机的电磁功率最大，系统电抗最小，单机与无穷大系统的联系最紧密D.故障切除后，发电机的电磁功率和系统电抗大小均位于正常运行和发生故障但故障尚未切除两种状态之间4.提高简单电力系统暂态稳定性的思路应是下面的（B）（1）增大加速面积（2）减小加速面积（3）增大最大减速面积（4）减小最大减速面积A.（1）（3）B.（2）（3）C.（1）（4）D.（2）（4）5.下列提高电力系统暂态稳定性的措施，正确的是（D）（1）调节发电机的励磁电流使机端电压保持恒定（2）快速切除短路故障（3）快速自动重合闸（4）减小发电机输出的电磁功率（5）增大原动机输出的机械功率（6）采用分裂导线A.（2）（3）（6）B.（2）（4）（5）C.（1）（3）（5）D.（1）（2）（6）三、简答题1.电力系统静态稳定性、暂态稳定性和动态稳定性的概念分别是什么？2.结合发电机组的转子运动方程式，说明发电机的功率平衡、转速和功角三者之间的关系。
第十一章三相电路优秀课件
IIC B Z ZU L U L C BZ Z44.4 .4 6.6 1 8o 7 7.A 1可33 以A 验证：IIB CI A I IA A IB 1 12I2 0C 00
uB 2Ucost(12)0
uC 2Ucost (24)0
2Ucost(120)
uAuBuC0
U AU0 U BU120 U CU120
U AU BU C0
（2）三相电源的接线： 三相电源的接线只有两种接线形式：
Y形和△形。
Y形连接：三个相电源的尾端（负极X、Y、Z）连接在一起， 而三个首端（正极A、B、C）对外引出。
A B
U P0 U P 120
•
UB
U AB
U C U P 120
①线电压： U AB U AU B 3 U P 3 0 3 U A 3 0 U l 3 0
U BCU BU C 3 U B 30 U l 90
U CAU CU A 3U C 30U l 15 0
结论：相电压对称则线电压亦对称，且Y接时： 即：线电压有效值为相电压有效值的 3 倍，相位超前相应相电
Y形连接存 在中性点N 和中性线。
△形连接：三个相电源依次首尾相连，从三个首端（A、B、C） 向外引出。
特别说明：* Y接必须是三尾相接形成中性点N；
*△接必须是首尾相接，一但接错，即会形成很大的 环路电流，足以烧毁电源 。
（3）相序和相量图
•
A 超 前 B 120° ， B 超 前 C
UC
•
120°，同时C超前A 120°
流 30°. 线电压=相电压。
§11-3对称三相电路的计算
由三相电源和三相负载组成的电路称为三相电路。当电源 为三相对称电源，负载也为三相对称负载（三相负载相等） 时，称为三相对称电路；当电源为三相不对称电源，或负载 为三相不对称负载，或都不对称时，称为三相不对称电路。
第11章思考题和习题解答
第11章供配电系统的运行和管理11-1．节约电能有何重要意义答：节约电能的意义主要表现为：1．缓解电力供需矛盾。
节约电能可以节约煤炭、水力、石油等一次能源，使整个能源资源得到合理使用，缓解电力供需矛盾,并能减轻能源部门和交通运输部门的紧张程度。
2．节约国家的基建投资。
节约电能可以节约国家用于发电、输配电及用电设备所需要的投资，给整个国民经济带来很大的利益,有利于国民经济的发展。
3．提高企业的经济效益。
节约电能可以减少企业的电费开支，降低生产成本，积累资金，提高企业的经济效益。
4．推动企业用电合理化。
节约电能可以推动企业采用新技术、新材料、新设备、新工艺，加速设备改造和工艺改革，从而提高企业的经营管理水平，使企业生产能力得到充分发挥，促进企业生产水平的不断发展和提高。
11-2．什么叫负荷调整有哪些主要调整措施答：根据供电系统的电能供应情况及各类用户不同的用电规律，合理地安排各类用户的用点时间，以降低负荷高峰，填补负荷的低谷（即所谓的“削峰填谷”），充分发挥发、变电设备的潜能，提高系统的供电能力。
负荷调整的主要措施：①同一地区各厂的厂休日错开；②同一厂内各车间的上下班时间错开，使各个车间的高峰负荷分散；③调整大容量用电设备的用点时间，使它避开高峰负荷时间用电，做到各时段负荷均衡，从而提高了变压器的负荷系数和功率因数，减少电能的损耗。
④实行“阶梯电价+分时电价”的综合电价模式。
“阶梯电价”全名为“阶梯式累进电价”，是指把户均用电量设置为若干个阶梯，随着户均消费电量的增长，电价逐级递增。
峰谷分时电价是指根据电网的负荷变化情况，将每天24小时划分为高峰、平段、低谷等时段，各时段电价不同，以鼓励用电客户合理安排用电时间，削峰填谷，提高电力资源的利用效率。
11-3．什么叫经济运行什么叫变压器的经济负荷答：经济运行是指整个电力系统的有功损耗最小，获得最佳经济效益的设备运行方式。
变压器的经济负荷，就是应满足变压器单位容量的综合有功损耗△P/S 为最小值的条件。
第十一章 小干扰稳定性分析
构成了全系统的数学模型，在忽略调速 器动态时为四阶（ω，δ， Eq'，Ef），将 上述方程组消去代数变量，在工作点附 近线性化，化为状态量的增量方程，如 果发电机在某一稳态运行方式时，受到 了极其微小的干扰，则根据这些关系式 不难求得由干扰引起的微小变量，联立 可得标准状态方程为
D - K1 M M 1 0 - K4 E q' 0 Td0' f E - KEK5 0 TE
单机无穷大系统线性化模型是研究小干扰稳定 问题机理的基础。如图中的单机无穷大系统， 我们将在以下的近似条件下，利用不同的关系 式加以分析： ① 定子绕组的电阻忽略不计； ② 定子绕组的变压器电势Pd 及Pq忽略不计； ③ 在电磁关系的计算中，认为发电机的转速为 同步转速，也就是说，转速变化引起的电压分 量忽略不计。 ④ 只考虑励磁绕组的作用，不考虑阻尼绕组的 作用。
则发电机dq坐标标幺值数学模型为
励磁系统传递函数，设为(Uref = 常数)
Ef KE GE (p) - Ut 1 TEp
式中， Ut Ud 2 Uq 2 为发电机端电压。
网络在同步xy坐标下方程为 Ut∠θ －U∠0° = jXI∠∅。 设 Ux＋jUy = Ut∠θ , Ix＋jIy = I∠∅, 则将网络方程实部、虚部分开有
随着我国大区电网互联、远距离送电及 快速控制装置在电力系统中大量广泛地 投入使用, 电力系统小干扰稳定性问题 日益突出。 近几十年来，电力系统科技人员努力运 用现代科学的理论、技术和工具去研究、 分析和解决小干扰稳定问题，并取得了 丰硕的成果。
现今研究表明，发电机的励磁控制是提 高电力系统小干扰稳定性的有效手段,同 时它还具有维持机端电压的能力。 特别是电力系统稳定器（即PSS）的出现， 使得系统的稳定水平大大改善。 由于PSS通过调节励磁来提高电力系统稳 定性，而且投资少，控制效果好，因而 在国内外得到日益广泛的应用。
电力系统的潮流计算
第11章电力系统的潮流计算§11.0 概述§11。
1 开式网络的电压和功率分布计算§11。
2 闭式网络潮流的近似计算方法§11.3 潮流计算的数学模型§11。
4 牛顿一拉夫逊法的潮流计算§11.5P—Q分解法潮流§11。
0 概述1、定义:根据给定的运行条件求取给定运行条件下的节点电压和功率分布。
2、意义：电力系统分析计算中最基本的一种:规划、扩建、运行方式安排.3、所需：①根据系统状态得到已知条件：网络、负荷、发电机。
②电路理论：节点电流平衡方程.③非线性方程组的列写和求解.4、已知条件：①负荷功率②发电机电压5、历史:手工计算：近似方法(§11。
1,§11.2）计算机求解:严格方法§11。
1 开式网络的电压和功率分布计算注重概念,计算机发展和电力系统复杂化以前的方法。
1、已知末端功率和未端电压，见解说:已知和各点功率由此可见：利用上节的单线路计算公式,从末端开始逐级往上推算。
以图11.1讲解，已知V1和各点功率迭代法求解:①假定末端为额定电压，按上小节方法求得始端功率及全网功率分布②用求得的始端功率和已知的始端电压,计算线路末端电压和全网功率分布③用第二步求得的末端电压重复第一步计算④精度判断：如果各线路功率和节点电压与前一次计算小于允许误差，则停止计算,反之,返回第2步重复计算.⑤从首端开始计算线路各电压●如果近似精度要求不高，可以不进行迭代，只进行①、⑤计算始可。
3、对并联支路和分支的处理.4、多级电压开式电力网的计算.①折算到一侧进行计算,计算完以后再折算回去②原线路进行计算，碰到理想变压器则进行折算。
③型等值电路。
5、复杂辐射状网络的计算①基本计算步骤图讨论：a、迭代次数b、最近的研究论文②计算机实现a、节点编号（计算顺序）●引出问题●叶节点法：叶节号非叶节点编号方法b、支路返回法讨论:节点编号的工程基础③少量环网的处理方法§11.2 简单闭式网络潮流的近似计算方法简单闭式网络：两端供电网络或环形网络1、近似功率重迭原理：求两端供电网络的功率分布,本节介绍近似方法求电流分布,可以用叠加原理，则:如果忽略损耗，认为各点电压都等于V N，则在以上两式的两边各乘V N,则得到：与电路理迭加原理相对应，这便是近似功率迭加原理,以上公式中功率分为两部分，第一项：由负荷功率和网络参数确定，分别与电源点到负荷点间的阻抗共轭值成反比.第二项：负荷无关，由电势差和网络参数确定,称为循环功率。
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电力系统规划
第11章
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跟踪补偿：以无功补偿投切装置作为控制、保护 装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4kV母线上 的补偿方式。补偿电容器的固定连接组可起到相 当于随器补偿的作用，补偿用户自身的无功基荷； 投切连接组用于补偿无功峰荷部分。投切方式为 自动和手动投入两种。 适用范围：考虑到电动机投运的不同时率和单台 电动机补偿容量的限制等因素，对于较大的乡镇 企业用户，采用跟踪补偿比随机、随器补偿能获 得更好的效果，而且不需要提高补偿度，并可适 当调整各组电容器的运行时间，使其寿命相对延 长，从而降低电器的购置更新费用。
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带地区供电负荷的变电站和发电厂的 10 （ 6 ） kV母线：正常运行方式下的电压允许偏差为系 统额定电压的0～+7%。 用户受电端供电电压允许偏差值 35kV 及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之 和不超过额定电压的10％。 10kV 及以下三相供电电压允许偏差为额定电压 的±7％。 220V 单 相 供 电 电 压 允 许 偏 差 为 额 定 电 压 的 10%～+7%。
U
补偿容量Qc为：
Qc 3UI1a tg1 tg 2 Ptg1 tg 2
I2r
I1r
I1a I 2 a
I2
I1
U
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3. 从提高运行电压需要来确定补偿容量
补偿前：
补偿后：
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各级电压容许损失值的范围
额定电压 220kV 110kV 35kV 电压损失分配值（%） 变压器 1.5～3 2 ～5 2～4.5 线路 1 ～2 3 ～5 1.5～4.5
10kV及以下
110kV线路配电 变压器 低压线路
2 ～4
2 ～4
4 ～8
1.5～3 2.5～5
【缺点】按电压原则补偿，使电网中无功流动量
加大和流动距离增加，电网有功损耗也相应提高。
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2. 按经济原则进行补偿
原则：按减少电网有功损耗和年费用最小的经济 原则进行补偿和配置，即就地分区分层平衡。 500 （ 330 ） kV 与 220 （ 110 ） kV 电网层间，应提高 运行功率因数，其至不交换无功。 一个供电企业是一个平衡区，一个500kV变电站可 作为一个供电区，35～220kV变电站均可作为一个 平衡单位，以防止地区间和变电站间无功电力大 量窜动。 对用户则要求最大有功负荷时，功率因数补偿到 0.98～1.0，而且要求补偿容量随无功负荷的变化 及时调整平衡，不向系统倒送无功。
• 为建立并维持交变磁场和感应磁通而需要 的电功率称为无功功率，凡是有电磁线圈 的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功 功率。
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• 所以“无功”并不是“无用”的电功率，只不过 它没有转化为机械能、热能而已；因此在供用电
系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，
一级电网的无功负担，提高配电变压器的利用率，
改善用户功率因数和电压质量，并有效地降低电 能损失。 2. 控制方式：手动补偿和跟踪补偿。 3. 补偿方式：集中补偿、分散补偿和随机补偿、
随器补偿
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1）集中补偿：将低压电容器组集中安装在配电房 变压器低压侧，进行无功补偿。 2）分散补偿：将低压电容器组分散安装在各负荷 点（车间或负荷较集中点），进行无功补偿。 3）随机补偿：将低压电容器组与电动机并联，通 过控制、保护装置与电动机同时投切。其优点是 用电设备运行时无功补偿投入，用电设备停运时 补偿设备退出；不需要频繁调整补偿容量，具有 投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维 护简单、事故率低等优点。
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自动投切装置时应注意：
要根据无功负荷的变化自动投切电容器组，使功
率因数保持在0.95以上且不过补偿。 能实现电容器组自动循环投切，使电容器、接触 器使用几率接近，延长使用寿命。 元器件性能稳定可靠，受环境影响小，便于维护。 具有过电压保护功能。 在轻负荷时，不会引起电容器组投切振荡现象。
（2）视在功率一定时，增加无功功率就要降低输、
变电设备的供电能力； （3）电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增 大和电能损耗增加； （4）系统缺乏无功功率时会造成低功率因素运行和
电压下降，使（用户）电气设备容量得不到
充分发挥
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无功补偿的重要性：电力系统的无功补偿与无功 平衡是保证电压质量的基本条件。 低压及配电网络无功补偿的作用： （1）调整电压； （2）提高功率因数，降低网络损耗。
• 补偿电容后的电压增量：
• 三相所需总容量为：
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4. 用补偿当量确定补偿容量
——当投入无功补偿后，不仅线路中的无功会减小，相应地 因为功率因素提高，有功损耗也会下降。 • 线路投入单位补偿量时减少的有功损耗称为——补偿当量。
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• 补偿前的功率因数为cosφ1
• 补偿后的功率因数为cosφ2 • 补偿容量表达式为：
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2. 从降低线损的需要来确定补偿容量： 原则：补偿前后有功分量不变。 补偿后线损降低的百分值为：
2 P P cos 2 1 100% Ps% 1 100% 1 P cos 2 1
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【思考题】
11-1 为什么要对电网进行无功补偿？
11-2 无功补偿原则有哪些？各有何优缺点？
11-3 谈谈你对无功补偿优化的理解。 11-4 为何要对电缆线路作电抗器补偿？如何补偿较合 理？ 11-5 低压电网的无功补偿有哪些方式？各有何有点？
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3.无功补偿优化 概念：根据各规划年的负荷水平，通过优化计算求 出电网逐年补偿电容量及有载调压变压器的最优配 置方案。
经济目标：系统的有功损耗最小，补偿电容量最小， 补偿效果最好。 电压质量：各节点电压幅值偏离期望值差之和最小。 电压稳定：考虑系统的电压稳定性，提高系统的电 压稳定裕度。 作用：通过对电力系统无功电源的合理配置和对无 功负荷的最佳补偿，不仅可以维持电压水平和提高 系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功 网损，使电力系统能够安全经济运行。
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高压输电系统无功补偿的作用：
（1）提高系统的稳定性 （2）调整受端电压
（3）抑制线路电压升高
（4）降低有功损耗
（5）补偿换流装置需要的无功功率
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11.2 电网电压标准
500 （330 ） kV 母线：正常运行时，最高运行电压不 得超过系统额定电压的+10％，最低运行电压不应影 响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使 用及下一级电压调节。
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第11章 电力系统无功规划
概述
电网电压标准
无功补偿规划的原则
无功补偿线性规划模型 无功补偿容量的配置 配电网无功补偿容量的确定
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11.1 概述
• 许多用电设备是根据电磁感应原理工作的， 如变压器、电动机等，它们要通过交变磁 场才能进行能量的转换和传递。
两者缺一不可。
• 如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没 有足够的无功功率来建立正常的电磁场，使这些
用电设备不能维持在额定情况下工作，用电设备
的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运
行。
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无功功率对系统的影响： （1）降低发电机有功功率的输出；
发电厂和 500kV 变电站的 220kV 母线：正常运行时， 电压允许偏差为系统额定电压的0～+10%，事故运行 方式时为系统额定电压的-5％～+10％。
发电厂和 220kV 变电站的 110 ～ 35kV 母线：正常运行 时，电压允许偏筹为相应系统额定电压的 -3 ％～ +7 ％，事故后为系统额定电压的±10％。
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11.4 配电网无功补偿容量的确定 一、确定补偿容量的几种方法 从提高功率因数需要确定补偿容量 从降低有功线损来确定补偿容量
从提高运行电压水平来确定补偿容量
用补偿当量确定补偿容量
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1. 从提高功率因数需要确定补偿容量 假设电网最大负荷月的平均有功功率为Pav
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• 补偿前后，网络的有功潮流是不变的（P1=P2）， 则可求得补偿前后减少的有功损耗为：
• 在电网某个节点处装设无功补偿容量为Qc后，平 均每1Kvar无功补偿容量引起的有功损耗的减少 量——无功补偿当量Cb。