电力系统分析第12章
电力系统分析
电力系统分析
12.3
发电机转子运动方程
2. 用电角度和功率标么值表示的转子运动方程
TJ d TJ d 2 M P PT PEq 2 0 dt 0 dt
J
（12.7）
式中 TJ －发电机组的惯性时间常数，单位为s（秒）；
Ω －电角速度，单位为rad/s（弧度/秒）； θ －电角位移；
Hale Waihona Puke dP d ( PG PL ) 频率稳定的判据是 <0 df df
图12.13
频率的稳定性 (12.14)
电力系统分析
小
结
电力系统静态稳定是指电力系统受到瞬时性小干扰后，不 发生非周期性的失步，自动恢复到起始运行状态的能力 电力系统静态稳定的实用判据为： dPEq S Eq >0 d 电力系统暂态稳定是当电力系统受到大的扰动（如大负 荷的投入或切除及电力系统的短路故障）后经过一个暂态 过程能否达到新的稳定运行状态或恢复到原来的运行状态 的能力。
dP d ( PG PL ) df df
电力系统分析
<0
（12.5）
我国现行的《电力系统安全稳定导则》中规定，电力系统正 常运行方式和正常检修运行方式下，K p ≥16%~20%； 在事故后的运行方式和特殊的运行方式时K p ≥10%。
电力系统分析
12.2 电力系统暂态稳定的基本概念
电力系统暂态稳定是研究电力系统受到大的扰 动后经过一个暂态过程能否达到新的稳定运行状态 或恢复到原来的运行状态的能力。由大扰动引起的 电力系统暂态过程是一个由电磁暂态过程和发电机
第12章 电力系统稳定性的基本概念
本章提示 12.1电力系统静态稳定的基本概念 12.2电力系统暂态稳定的基本概念 12.3发电机转子运动方程 12.4负荷稳定的概念 小结
电力系统继电保护原理 第十二章 高压直流输电系统的保护
• 低电压保护属于后备保护，在两站失去通信的 情况下仍能正常工作。
• 纵联差动保护的判据为
| I dL I dL.oth |
• 式中：IdL 为直流线路电流；I dL.oth 为对站直流线路电流。
• 纵联差动保护比较来自整流站和逆变站的直流电流，如 果两站电流差值超过了设定值，保护动作。
– （1）极母线设备的闪络或接地故障。 • 极母线设备包括平波电抗器、直流滤波器等。
– （2）极母线直流过电压、过电流以及持续的直流欠压。 – （3）中性母线开路或接地故障。 – （4）站内接地网过流。 – （5）接地极引线开路或对地故障、接地极引线过负荷。 – （6）直流滤波器过流、过负荷、失谐，高压电容器不平衡以及有源部分
• 在研究保护策略时，除交直流模型外，必须结合相应的控 制系统。
第二节 直流输电系统保护原理与配置
一、直流线路故障过程
直流架空线路发生故障时，从故障电流的特征而论， 短路故障的过程可以分为初始行波、暂态和稳态三个阶段。 1、初始行波阶段
- 与交流输电线路故障时的波过程相似，直流输电线故障后，沿线路的 电场和磁场所储存的能量相互转化形成故障电流行波和相应的电压行 波。
• 横联差动电流保护属于后备保护，只适用于单极金属 回线方式。
三、直流系统保护的配置
（一） 直流系统保护设计原则
- （1）满足可靠性、灵敏性、选择性、速动性的基本要求。 - （2）在直流系统各种运行方式下，对全部运行设备都能提供完全
的保护。能检测到设备的故障和异常情况，并从系统中切除影响运行 的故障设备。 - （3）保护系统应至少双重化配置，每一保护区域具备充分冗余度。保 证保护不误动或拒动，如有可能，后备保护应尽可能使用不同的测量 原理。 - （4）相邻保护区应有重叠，保证无保护死区。采用分区保护、保护区 搭接的方式。 - (5）各保护之间配合协调，并能正确反映故障区域，保护动作尽量避 免双极停运。 - （6）与直流控制系统能密切配合，控制系统故障不引起保护跳闸。
电路第12章 三相电路(4h)v5
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⑤对称三相电源的相序 三相电源各相经过同一值(如最大值)的先后顺序。 B 正序(顺序)：A—B—C—A C A A C 负序(逆序)：A—C—B—A B
相序的实际意义： A 1 B 2 C 3 D A 1 C 2 B 3 反转 D 三相电机
正转
以后如果不加说明，一般都认为是正相序。
顾雯雯：西南大学工程技术学院，博士，讲师 邮 箱：guwenwen@
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（2）三角形联接(联接)
Z A Z – + UA
A
C Y –
C
Y
注意
三角形联接的对称三相电源没有中点。
顾雯雯：西南大学工程技术学院，博士，讲师 邮 箱：guwenwen@
IA Z
AB
ab I
' '
ZB ZC
ZCA U CA +
ZBC C'
,U ,U U AN BN CN 负载的相电压：每相负载上的电压。 U ,U ,U AB BC CA ,U ,U 负载的线电压：负载端线间的电压。 U
' ' ' ' '
N'
'
'
'
'
'
'
'
A , I B , I C 线电流：流过端线的电流。I
U BC
IC
U AB U AN UBN U0o U 120 o 3U30 o UBC UB N UCN U 120 U120 3U 90
第十二章三相电路
IB UB
•
•
U BU A CA
N
•
•
Y
– –
UB
•
UC
•
IC UBC
•
•
B C
Z
UC
X, Y, Z 接在一起的点称为 联接对称三 接在一起的点称为Y联接对称三 相电源的中性点， 表示。 相电源的中性点，用N表示。 表示
+
+
（2）三角形联接(∆联接) 三角形联接(
三个绕组始末端顺序相接。 三个绕组始末端顺序相接。
（2） 波形图
uA uB
uC
Ψ =0
O
ωt
（3） 相量表示
UA= U 0o ∠ U = U −120 ∠ B U = U 120 ∠ C (ψ = 0)
• •
•
& UC
o
120° ° 120° ° 120° °
UA
•
o
& UB
（4） 对称三相电源的特点
& & UA +UB
uA + uB + uC = 0 UA+ UB+ UC = 0
IB IC
•
•
Iab ZAB Ibc
三角形联接
•
•
ZCA• Ica ZBC
星形联接
当 ZA = ZB = ZC , ZAB = ZBC = ZCA 称三相对称负载
IA
A'
•
•
& Iab
& ZA U ' ' AN
ZC ZB
IA
A'
•
•
N' B' C'
第12章三相电路
+
uA
-
A
uC
+ -
uB
+
△ 形 B 连 接 C
结束
3. 三相电路 三相负载： 形或△ 三相负载：按Y形或△ 形或 形连接的三个独立负载。 形连接的三个独立负载。 三相电路： 三相电路：三相电源与 三相负载的组合电路。 三相负载的组合电路。
9
简单三相电路” (1) “简单三相电路” 简单三相电路 连接形式有 三相三线制 Y−Y、 Y−△ − 、 −
2010年11月20日星期六
2
§12-1 三相电路 结束
在世界各国的电力系 统中， 统中，供电方式绝大 多数都采用三相制 三相制。 多数都采用三相制。 原因是采用三相制 三相制供 原因是采用三相制供 比单相制供电有 供电有更 电比单相制供电有更 多的优越 优越性 多的优越性： 在电能的生产方面 三相交流发电机比同 样尺寸的单相交流发 电机容量大； 电机容量大；
结束
2010年11月20日星期六
7
2. 三相电源的连接 (1)Y(星)形连接 星 形连接 三个电源的一端汇集于一点N， 三个电源的一端汇集于一点 ， . 称中(性)点或零点。 从中 UC 性 点 零点。 + 点引出的导线称为中线 中线。 点引出的导线称为中线。 从三个电源的另一端引出的 导线A、 、 称为端线。 称为端线 导线 、B、C称为端线。 相线，俗称火线 火线。 或相线，俗称火线。
结束
a = 1∠120o，是工程上为方便而引入的相量算子。 是工程上为方便而引入的相量算子。 ∠
2010年11月20日星期六 4
* 了解相量算子 a = 1∠120o ∠ 超前方向)旋转 乘a，相当于原相量逆时针 超前方向 旋转 ，相当于原相量逆时针(超前方向 旋转120o a2 = 1∠240o = 1∠−120o = 1／a ∠ ∠ ／ 相当于原相量顺时针(滞后方向 旋转120o 滞后方向)旋转 乘a2相当于原相量顺时针 滞后方向 旋转 . . . UA =U∠0o UB滞后 UA120o ∠ 将a写成代数形式 写成代数形式 . . 可以表示成 UB =a2 UA . . 1 +j 3 a=− 也可以说 UA超前 UB120o 2 2 . . 表示成 UA= a UB 1−a = 3 − j 3 = 3 −120o − . . 2 2 而UC =aUA . 2 也可以写成 a UB 1−a2 = 3 + j 3 = 3 120o − 2 2
大学_电力系统分析第二版(孟祥萍著)课后答案下载
电力系统分析第二版(孟祥萍著)课后答案下载电力系统分析(第2版)内容介绍第一篇电力系统的稳态分析第1章电力系统的基本概念1.1 电力系统的组成和特点1.2 电力系统的电压等级和规定1.3 电力系统的接线方式1.4 电力线路的结构小结思考题与习题第2章电力网各元件的参数和等值电路2.1 输电线路的参数2.2 输电线路的等值电路2.3 变压器的等值电路及参数2.4 标么制小结思考题与习题第3章简单电力系统的潮流计算3.1 基本概念3.2 开式网络电压和功率分布计算3.3 简单闭式网络的电压和功率分布计算小结思考题与习题第4章电力系统的有功功率平衡与频率调整 4.1 概述4.2 自动调速系统4.3 电力系统的频率特性4.4 电力系统的频率调整4.5 电力系统中有功功率的平衡小结思考题与习题第5章电力系统的无功功率平衡与电压调整 5.1 电压调整的必要性5.2 电力系统的无功功率平衡5.3 电力系统的电压管理5.4 电压调整的措施小结思考题与习题第6章电力系统的经济运行6.1 电力系统负荷和负荷曲线6.2 电力系统有功功率负荷的经济分配6.3 电力网中的电能损耗6.4 降低电力网电能损耗的措施小结思考题与习题第二篇电力系统的电磁暂态第7章同步发电机的基本方程7.1 同步发电机的原始方程7.2 d、q、0坐标系统的发电机基本方程7.3 同步电机的稳态运行小结思考题与习题第8章电力系统三相短路的暂态过程8.1 短路的基本概念8.2 无限大功率电源供电系统的三相短路分析8.3 无阻尼绕组同步发电机突然三相短路的分析 8.4 计及阻尼绕组的同步电机突然三相短路分析 8.5 强行励磁对同步电机三相短路的影响小结思考题与习题第9章电力系统三相短路电流的实用计算9.1 交流分量电流初始值的计算9.2 起始次暂态电流和冲击电流的计算9.3 计算曲线法9.4 转移阻抗及电流分布系数小结思考题与习题第10章电力系统各元件的序阻抗和等值电路 10.1 对称分量法10.2 对称分量法在不对称故障分析中的应用10.3 同步发电机的负序和零序电抗10.4 异步电动机的负序电抗和零序电抗10.5 变压器的零序电抗10.6 架空输电线的零序阻抗10.7 电缆线路的零序阻抗10.8 电力系统的序网络小结思考题与习题第11章电力系统简单不对称故障的分析和计算 11.1 单相接地短路11.2 两相短路11.3 两相短路接地11.4 正序等效定则的应用11.5 非故障处电流和电压的计算11.6 非全相运行的分析计算小结思考题与习题第三篇电力系统的机电暂态第12章电力系统稳定性概述12.1 概述12.2 同步发电机组的转子运动方程12.3 简单电力系统的功角特性12.4 复杂电力系统的功角特性12.5 同步发电机自动调节励磁系统小结思考题与习题第13章电力系统静态稳定13.1 简单电力系统的静态稳定13.2 负荷的静态稳定13.3 小干扰法分析电力系统静态稳定13.4 自动调节励磁系统对静态稳定的影响 13.5 提高电力系统静态稳定的措施小结思考题与习题第14章电力系统暂态稳定14.1 电力系统暂态稳定概述14.2 简单电力系统的暂态稳定14.3 复杂电力系统暂态稳定的分析计算 14.4 提高电力系统暂态稳定性的措施14.5 电力系统的异步运行小结思考题与习题第四篇电力系统计算的计算机算法第15章电力网络的数学模型15.1 电力网络的基本方程式15.2 节点导纳矩阵及其算法15.3 节点阻抗矩阵及其算法小结思考题与习题第16章电力系统故障的计算机算法16.1 概述16.2 对称故障的计算机算法16.3 简单不对称故障的计算机算法小结思考题与习题第17章电力系统潮流计算的计算机算法 17.1 概述17.2 潮流计算的基本方程17.3 牛顿-拉夫逊法潮流计算17.4 pq分解法潮流计算小结思考题与习题第18章电力系统稳定的计算机算法18.1 简化模型的暂态稳定计算18.2 简化模型的静态稳定计算小结思考题与习题附录附录1 程序清单1.1 形成节点导纳矩阵1.2 形成节点阻抗矩阵1.3 对称故障的计算1.4 用计算曲线计算对称故障1.5 简单不对称故障的计算1.6 牛顿-拉夫逊法潮流计算1.7 户口分解法潮流计算1.8 分段法确定发电机转子摇摆曲线1.9 小干扰法判断系统的静态稳定附录2 短路电流周期分量计算曲线数字表参考文献电力系统分析(第2版)目录《电力系统分析(第2版)》是教育科学“十五”国家规划课题研究成果之一。
第12章暂时过电压
高电压技术
➢ 突然甩负荷引起的工频电压升高
当甩负荷后，发电机中通过激磁绕组的磁通来不及变化， 与其相应的电源电势E‘d 不变。原来负荷的电感电流对主磁 通的去磁效应突然消失，而空载线路的电容电流对主磁通起 助磁作用，使E’d上升。因此加剧了工频电压的升高。
其次，从机械过程来看，发电机突然甩掉一部分有功负 荷，而原动机的调速器有一定惯性，在短时间内输入给原动 机的功率来不及减少，主轴上有多余功率，这将使发电机转 速增加。转速增加时，电源频率上升，不但发电机的电势随 转速的增加而增加，而且加剧了线路的电容效应。
ZR
U1 I1
jZctg
'l
U1
E jXS ZR
ZR
XS
E
Zctg
'l
(Zctg 'l)
K02
U2 E
U1 E
U2 U1
K01K12
1 cos 'l XS
sin 'l
Z
Zctg 'l K01 U1 / E Zctg 'l XS
arctg XS Z
cos K02 cos( 'l )
电抗器可以安装在线路的末端、首端、中间，其补偿度及安 装位置的选择，必须综合考虑实际系统的结构、参数、可能出 现的运行方式及故障形式等因素，然后确定合理的方案。
➢ 利用静止补偿器补偿限制工频过电压
高电压技术
可控硅开关投 切电容器组
可控硅相角控 制的电抗器组
SVC具有时间响应快、维护简单、可靠性高等优点。当 系统由于某种原因发生工频电压升高时，TSC断开，TCR导 通，吸收无功功率，从而降低工频过电压。根据需要，可改 变TCR，TSC的导通相角，达到调节系统无功功率，控制系 统电压，提高系统稳定性的目的。
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。
《电力系统分析》课程学习指导及复习资料
《电力系统分析》课程学习指导及复习资料第一部分课程学习目的及总体要求一、课程的学习目的电力系统是一个由大量元件组成的复杂系统。
它的规划、设计、建设、运行和管理是一项庞大的系统工程。
《电力系统分析》便是这项系统工程的理论基础;是电气工程及自动化专业的必修课；是从技术理论课、基础理论课走向专业课学习和工程应用研究的纽带，具有承上启下的作用。
本课程在整个专业教学和培养高质量学生计划中占有十分重要的地位。
该课程充分考虑了电气工程及自动化专业涵盖电力系统及其自动化、继电保护及自动远动、电机与电气，以及工业自动化等专业方向的特点，教学内容的组织力图满足各专业方向的共同需要，为学生进一步学习相关领域的理论和从事相关领域的工作奠定坚实的基础。
通过该课程的学习，既可让学生获得有关电力系统规划、设计、建设、运行和管理的一些具体知识，为后续专业课程及相关专题的学习打下基础，又培养学生综合运用基础知识解决工程实际问题的能力。
该课程主要内容有电力系统的运行状态和特性及其基本要求；电力系统元件模型及其参数计算；电力系统的稳态分析及运行与调整；电力系统三相短路和简单不对称故障的分析计算；电力系统稳定性的分析计算。
通过该课程的学习要求学生全面掌握电力系统分析计算的基本理论和方法，其中主要内容有：电力系统各元件的基本模型及其参数的计算；电力系统稳态运行分析计算，即电力系统电压和功率分布的计算理论和方法；电力系统稳态运行的电压调整和频率调整；电力系统三相短路和简单不对称故障的分析计算;电力系统暂态稳定和静态稳定的分析计算。
第二部分课程学习的基本要求及重点难点内容分析第一章电力系统的基本概念1、学习要求（1）应熟悉的内容电力系统的组成：电力系统的额定电压和额定频率：电力系统的运行要求；电力系统的接线方式等。
（2）应掌握的内容电力系统的组成和运行要求；电力系统的额定电压和额定频率；电力系统的接线方式。
（3）应熟练掌握的内容重点要求熟练掌握电力系统的额定电压，特别是如何确定各元件的额定电压。
第12章 电力系统操作过电压
第12章电力系统操作过电压1、操作过电压：使其工作状态发生变化时，会产生电磁会在某一瞬间转换为过渡过程过电倍过电压，当电压等级提高后，如仍按此进行设计，费用迅速提高，需采用专门措施，限制操作过电压。
12.1间歇电弧接地过电压在中性点不接地系统中，发生稳定性单相接地时，非故障相对地电压升至线电压，一般允许带故障运行一段时间（一般不超当单相接地电弧不稳定，处于时燃时灭的状态时，这种间歇性的电弧接地使系统工作状态在时刻发生着变化，导致电感电容元件之间的电磁振荡，形成遍及全系统的过电压，这就是间歇电弧接地过电压，或称弧光接地过电压。
2、间歇电弧的特点：系统中接地电流小电弧的熄灭与重燃时刻决定了电弧接地过电压的形成和发展。
图12-1-1间歇性电弧接地过电压的发展过程(工频熄弧理论)相的电压此时接地电弧中产生接地电流，当此接地电流经过再经过若干时间，相电压到达新的峰值。
如果此时电弧重燃，新的振荡过电压比上一次会更高。
0.5=2.54、影响间歇接地电弧过电压的因素：消除5、限制措施：，正常绝缘设备一般能承受。
但此种过电压持续时间长，遍及全系统，会对局部绝中性点经消弧线圈接地，避免断路器频繁动作；，减小接地电流。
12.2空载变压器分闸过电压切除空载变压器，以及电动机、电抗器、消弧线圈等电感性元件时，被开断的感性元件中储存的能量释放出来，产生振图12-2-2截流前后变压器的电流、电压波形(a)在i0上升部分截流;(b)在i0下降部分截流α其过电压倍数：可见，空载变压器分闸过电压产生的根本原因是电倍。
如三相变压器的中性点不直接接地，三相动作的不同步12.3 空载线路分闸过电压开断空载线路、电容器组等容性元件时，若断路器有重燃现象，则被分闸的容性元件会通过回路从电源处继续获得能量并、过电压的形成过程：图12-3-2切空线过电压的形成过程此时断路器两端压差大，如发生重燃，会产生过电处断路器重新开断，经过一段时间后：此时断路器两端压差大，如再次重燃，会产生过电压：可见，空载线路分闸过电压产生的根本原因是断路器重燃。
第12章_电力系统的无功功率平衡和电压调整
c
2
Va′
Va
V
12.1
电力系统无功功率平衡
2. 无功功率平衡
① 无功功率平衡计算 系统无功功率平衡关系式： 系统无功功率平衡关系式： QGC－QLD－QL＝Qres QGC：电源供应的无功功率之和 QLD：无功负荷之和 QL： 网络无功功率损耗之和 Qres：无功功率备用 Qres>0 表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用 Qres<0 表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置 表示系统中无功功率不足，
△QL：线路电抗的无功功率 △QB：充电无功功率
35kV及以下输电线的充电功率小，线路消耗无功功率 及以下输电线的充电功率小， 及以下输电线的充电功率小 110kV及以上输电线，重载时是无功负载，轻载时能成为无功源 及以上输电线，重载时是无功负载， 及以上输电线
12.1
电力系统无功功率平衡
4电力系统的无功功率平衡 1212-2: 电压调整的基本概念 1212-3: 电压调整的措施 1212-4: 调压措施的应用
12.1
电力系统无功功率平衡
无功负荷与无功电源失去平衡时， 无功负荷与无功电源失去平衡时，会引起
无功 功率 平衡
系统电压的升高或下降。 系统电压的升高或下降。 实现无功功率在额定电压下的平衡是保证 电压质量的基本条件。 电压质量的基本条件。
12.0
概述
日本东京电力系统1987年7月23日发生电压崩溃造成大 日本东京电力系统1987年 23日发生电压崩溃造成大 1987 停电事故。起因是由于负荷增加过快，电压开始下降， 停电事故。起因是由于负荷增加过快，电压开始下降，最后 发展到继电保护动作跳闸，导致三个变电所全停。 发展到继电保护动作跳闸，导致三个变电所全停。 1982年8月7日，华中电网因220KV联络线A相对支路放 1982年 华中电网因220KV联络线A 220KV联络线 电，继电保护动作跳闸，导致系统稳定破坏，各电厂和变电 继电保护动作跳闸，导致系统稳定破坏， 站电压大幅度下降，系统解环，电网失去大量无功电源， 站电压大幅度下降，系统解环，电网失去大量无功电源，结 果使湖北地区大面积停电，武汉钢铁公司等重要用户受到很 果使湖北地区大面积停电， 大的损害，部分设备损坏。 大的损害，部分设备损坏。
12章电力系统稳态分析作业答案
12章电力系统稳态分析作业答案1、电力系统的结线方式及特点？答：无备用结线：单回路放射式、干线式、链式网络；优点是简单、经济、运行方便。
缺点是供电可靠性差，不适用于一级负荷占很大比重的场合。
有备用结线：双回路放射式、干线式、链式、环式和两端供电网络；优点是供电可靠性和电压质量高。
缺点是可能不够经济。
2、电力系统中性点的运行方式有哪些？我国电力系统中性点的运行方式如何？答：中性点分为两类:即直接接地和不接地；在我国，110KV及以上的系统中性点直接接地，60KV以下的系统中性点不接地。
3、什么叫分裂导线？为什么要用这种导线？答：分裂导线又称复导线，就是将每相导线分成若干根，相互保持一定距离。
这种分裂导线可使导线周围的电、磁场发生很大变化，减少电晕和线路电抗，但线路电容也将增大。
4、架空线路全换位的作用？答：架空线路使用的绝缘子是分针式和悬式两种；作用是减少三相数的不平衡。
5、一条110kV架空线路长150km，导线为LGJ150，导线的直径为16.72mm，水平排列，导线间距为4m。
试求线路单位长度的电阻、电抗和电纳，画出等值电路图；6、1）画出变压器Γ型等值电路模型写出出参数计算公式；（2）画出变压器π型电路模型并写出参数计算公式。
7、系统接线如图所示，如果已知变压器T1归算至121kV侧的阻抗为2.95+j48.7，T2归算至110kV侧的阻抗为4.48j48.4，T3归算至35kV侧的阻抗为1.127j9.188，输电线路的参数已标于图中，试分别作出元件参数用有名值和标么值表示的等值电路。
10.5/121kV35/11kV110/38.5kV习题8图。
电气工程基础第12章
60
61
62
12.4 变电站防雷
一、变电站雷害来源
1.雷直击于变电站的导线或设备上 2.变电站避雷针落雷时产生的感应过电压 3.沿线路传来的雷电波(侵入波)
63
二、侵入波防护
避雷器与变压器之间有一段距离l
避雷器的伏秒特性 U UT △U Ua U Ua l UT
U5
2a(t − τ )
td td+τ
45
4)参考电压uref
直流参考电压: 在直流参考电流(1mA)下测出的避雷器上的 电压
U 1mA ≈
uR
46
荷电率
AVR
持续运行电压峰值 2uc 2uc AVR = = = 直流参考电压 U1mA 1mA ⋅ R
AVR ↑ AVR ↓ 所以
单位阀片上的负荷↑ 持续运行电压Uc ↓
加速老化 保护性能下降
(实测得)
Ih U g = 25 (kV） S
Ih = 2 .6
(kV)
18
Ug
感应雷过电压的特点
¾极性与雷电流的极性相反 ¾幅值不高 一般不超过 300～ 400kV ¾不会引起相间绝缘闪络
19
4. 流动波过电压
L0 u =Z = i C0
---波阻抗 ---波速
架空线 Z ≈ 500Ω υ＝ 300 m/μs = C 电缆 Z ≈ 50 Ω
6. 极性
同流入大地的电荷的极性
13
三、雷电过电压的形成
1. 雷直击于架空输电线的直击雷过电压
A
I Z IZ UA = ⋅ = 2 2 4
14
2.雷直击于线路杆塔时的直击雷过电压
di ut = Lo ⋅ h ⋅ + i ⋅ Ri dt
第12章 电力系统的不对称故障(一)
基本假设：（电磁暂态过程） 同步发电机的转速保持不变；发电机间的相对功角不 变；异步电动机的转差率不变。
系统所有元件都用其次暂态参数代表，相当于稳态电 流计算。
周期电流起始值计算的模型
一、发电机：
1、有阻尼发电机模型
2、无阻尼发电机模型
jxd
jxd
E 0
E 0
二、网络：
1、忽略线路对地电容
从而得： U a (1) Z (1) I a (1) U a ( 2) Z ( 2) I a ( 2) U Z I a (0) ( 0) a ( 0)
各序分量解耦、独立。
结论：
（1）对于三相对称电路，各序分量是独立的，可以 分序求解。三相不对称时不行。
（2）因此，对称分量法只用于①线性；②三相对称 元件组成系统的不对称故障分析。 （3）若电路参数三相不对称则不能用，可直接求解 三相方程。
2、变压器对地的励磁支路 3、高压线路r<<x，可不计 4、缆线、低压线路r较大，近似用
jz
三、负荷：
1、不考虑远方负荷影响，认为开路 2、计算机计算时可用恒定阻抗表示
3、短路点附近有大容量电动机时，则计及其 影响
短路点电流的计算
一、短路前：
Z
Uf 0
二、短路起始时
1、经Zf短路
Z
Uf 0
c c1 c2 c0
引入算子： e
j1200
1 3 j 2 2
2 1 0
1 1 1 2 1 定义： 对称分量变换矩阵 T 2 1
1 2 1 1 2 T 1 其逆阵： 3 1 1 1
Zm
Ia
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变压器的无功损耗 输电线路的无功损耗
变压器的无功损耗QLT包括励磁损耗△Q0和漏抗中的 损
耗△QT
QLT＝△Q0＋△QT＝V2BT＋(S/V)2XT≈
Io % 100
SN＋
Vs % S 2 100 S N
(VN/V)2
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功功 率损耗
变压器的无功损耗 输电线路的无功损耗
2020/5/20
本节的基本内容
①为什么V和Q联系起来 ②调压方法：规划电如何确定网络参数和结构：简单设计，
复杂校核运行电优化利用已有资源隔出调压 要求：复杂系统优化，基本概念 ③学习方法：注重基本概念，简单系统的解决思路，做的 习题一样典型的交换形式解方程，所用方法 没有超出习题的范畴。
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12－1 电力系统无功功率平衡
饱和电抗器型
无功 功率 电源
静止无功补偿器
SVC由静电电容器与 电抗器并联组成， SVC在我国电力系统 中将得到广泛应用
可控硅控制电 抗器型(TCR)
可控硅投切电 容器型(TCR)
TCR和TSC组合 型
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
静止无功发生器
无功 功率 电源
它是一种更为先进的静止型无功补偿装置 (SVG),它的主体是电压源型逆变器。适当 控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改 变SVG地运行工况，使其处于容性负荷、感 性负荷或零负荷状态。与SVC比较，SVG具 有相应快、运行范围宽、谐波电流含量少 等优点。尤其是电压较低时仍可向系统注 入较大的无功电流
输电线路的无功损耗
△QL＝
P12 Q12 XP22 Q22 X
V12
V22
△QB＝ B2(V12 V22)
△QL+△QB＝
P12 Q12 V1 2
X
B2 (V12 V22)
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12－1 电力系统无功功率平衡
输电 线路 损耗
35KV及以下的架空线路 110KV及以上的架空线路
V1 P1+jQ1 R+jX
定运行，过高：绝缘，增加电晕损耗。
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概述
严格保证电压经济上下可行，也没有必 要，允许的电压偏移：
35kV及以上：
±5%
10kV以下：
±7%
低压照明：
±7%，-10%
农村电网：±75%，-10%（+10%，-15%）
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概述
允许合理的无功功率源配置是保证电压 合理的关键
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 平衡
无功功率平衡的基本要求
无功电源发出的无功功率应该大于或至少等于 负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗之和 系统还必须配置一定的无功备用容量 尽量避免通过电网元件大量的传送无功功率， 应该分地区分电压级地进行无功功率平衡 一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方 式计算无功平衡，必要时还应校验某些设备检 修时或故障后运行方式下的无功功率平衡
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12－1 电力系统无功功率平衡
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
2020/5/20
静电电容器
静电电容器供给的无功功率Qc与所在节点的 电压V的平方成正比，即
Qc＝V2/Xc
jXdIN
A
B
Q
12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
同步调相机
无功 功率 电源
同步调相机相当于空载运行的同步发电 机。在过励磁运行时，向系统供给无功 功率，起无功电源的作用；在欠励磁运 行时，它吸收感性无功功率，起无功负 荷作用。由于相应速度较慢，难以适应 动态无功控制的要求，20世纪70年代以 来已逐渐被静止无功补偿装置所取代
目录
12-1: 电力系统的无功功率平衡 12-2: 电压调整的基本概念 12-3: 电压调整的措施 12-4: 调压措施的应用
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功负荷与无功电源失去平衡时，会
引起系统电压的升高或下降
无功 功率 平衡
无功功率的平衡应本着分层、分区、 就地平衡的原则
无功电源的无功输出应能满足系统负
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概述
电压是衡量电能质量的一个重要指标。 质量合格的电压应该在供电电压偏移， 电压波动和闪变，电网谐波和三相不对 称程度这四个方面都能满足有关国家标
准规定的要求
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概述
电压合理的重要性
① V 引起效率下降、经济性能变差，影响生活质量： 照明。
② 缩短寿命，甚至造成损坏：白炽灯、电动机、绝 ③ 降低生产率，出废品、次品 ④ 对电力系统，过低：使网络功率损耗加大，危及稳
式中，Xc＝1/wc为静电电容器的电抗。当节 点电压下降时，它供给系统的无功功率将减 少。因此，当系统发生故障或由于其他原因 电压下将时，电容器无功输出的减少将导致 电压继续下降。换言之，电容器的无功功率 调节性能比较差
12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
P2+jQ2 V2
jB/2
jB/2
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12－1 电力系统无功功率平衡
发电机
无功 功率 电源
同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器
静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
发电机
P
发电机是唯一
无功 的有功功率电
功率
源，又是最基 本的无功功率
D
C
电源 电源
E
O
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荷和网络损耗在额定电压下对无功
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功
12－1 电力系统无功功率平衡
无功功 率负荷
异步电动机是电力系统主要的无功负荷 系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定
jXa
Q
ß=0.8
i
V jXm io
R/S
ß=0.6 ß=0.3
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V
12－1 电力系统无功功率平衡
无功功 率损耗