电力系统故障分析(第三版)第三章讲解
电力系统故障分析第三章 电力系统元件序阻抗和等值电路
=〉
U0
Zn
变压器流过正、负序电流时，三相电流之和为零，中性点电位为0， 接地阻 抗无影响。 变压器流过零序电流时，接地支路流经3倍零序电流，所以，等值 电路应以3倍阻抗来表示。
（二）三绕组变压器
在三绕组变压器中，为了消除三次谐波的影响，使变压器的电动 势接近正弦波，一般总有一个绕组接成三角形，所以可以不计 。
I
0
I
0
I
0
各相磁路独立，正序、 零序磁 通都按相在其本身 的铁芯中形成回路。所以， 各序励磁电抗相等。
3I
0
X
m0
（2）、三相四柱式/三相五柱式 零序磁通可以通过没有 绕组的铁芯部分形成回路。
I
0
I
0
I
0
X
m0
（3）、三相三柱式
0
I
I
0
I
0
零序磁通只能通过箱壁构成回 路，所以磁阻较大。
2 2 2 2 2
零序阻抗: 就是当仅有零序电流通过该元件时形成的零序 压降与通过的零序电流之比，设零序电流 I 通 过该元件时形成一相零序电压为 U ，则零序阻 抗 Z U / I 。
0 0 0 0 0
元件各序阻抗的规律:
旋转元件: 如发电机、电动机、同步补偿机等
正序电流通过定子绕组时产生与转子旋转方向相同的旋转磁场； 负序电流通过定子绕组时产生与转子旋转方向相反的旋转磁场； 零序电流通过定子绕组时不产生旋转磁场，只形成各相的漏磁场。 所以旋转元件的正序、负序阻抗和零序阻抗是互不相等的 。
1 1 3 2
jX T1 jX T3 j X T2
(完整word)电力系统分析.(第三版)知识总结,推荐文档
电力系统分析第一章电力系统稳态分析1.电力系统：通常将生产、变换、输送、分配电能的设备（发电机、变压器、输配电力线路等），使用电能的设备（电动机、电炉等），以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。
2.电力网络：电力系统中，各种电压等级的输配电力线路及升降变压器所组成的部分。
3.动力系统：电力系统又加上动力设备（汽轮机、水轮机、锅炉）。
4.电能生产、输送、分配和使用特点：①电能与国民经济各个部门、国防和日常生活之间的关系都很密切；②电能不能大量储存；③电力系统中的暂态过程十分迅速；④对电能质量的要求比较严格。
电能质量主要指频率、供电电能偏移和电压波形。
5.对电力系统运行的基本要求：①保证系统运行的安全可靠性；②保证良好的电能质量；③保证系统运行的经济性。
6.电力系统的总负荷：是指系统中千万个用电设备消耗功率的总和。
根据负荷对供电可靠性的要求，电用负荷：一级负荷：①中断供电将造成人身伤亡时；②中断供电将在政治、经济上造成重大损失时；③中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。
一级负荷为重要负荷，必须有两个或两个以上的独立电源供电。
一级负荷不允许停电。
二级负荷：①中断供电将在政治、经济上造成较大损失时；②中断供电将影响重要用电单位的正常工作。
二级负荷为较重要负荷，可由两个独立电源或一回专用线路供电。
二级负荷允许短时停电。
三级负荷：不属于一级和二级负荷者应为三级负荷，三级负荷无特殊要求。
一般采用一个电源供电。
7.电力系统负荷曲线：是指某一段时间内负荷随时间变化的规律的曲线。
8.常用的负荷曲线：①有功功率日负荷曲线和无功功率日负荷曲线：是指系统有功功率或无功功率负荷在一天24小时内的变化规律；②有功功率年最大负荷曲线：是指在一年内每个月最大有功功率负荷变化的曲线；③年持续负荷曲线：是由一年中系统负荷按其数值大小及其持续的时间顺序由大到小排列而成。
9.最大负荷利用小时数：如果负荷始终等于最大负荷Pmax，则经过Tmax小时所消耗的电能恰好等于全年电量W。
《电力系统分析》第三章
U 2 U 2 jU U 2 d U
. .
R X Q P2 2 j U2
'
P
' 2
X Q R
'
U
2
2
（3-6）
电压降落
纵分量
横分量
其中
P U
又有
R X Q 2 2 U2 ' ' X Q R P 2 2 U U2
'2 2
Q P Q U
Z 2 2
U
2 2 '2 2
R X
（3-1）
同理，电力线路阻抗中的功率损耗也可以用流入电力线路
~
S 及始端的相电压 U 1 ，求出电力 线路阻抗中一相功率损耗 S 的有功和无功功率分量为
阻抗支路始端的单相功率
1 ~
2
'
.
PZ
中在1年内的电能损耗的表达式为
W T P0 8760 t W ZT
变压器的 空载损耗
一年中退出 运行的时间
变压器电阻中 的电能损耗
3. 电力网的网损率和线损率
供电量：指在给定的时间（日、月、季、年）内，电力系 统中所有发电厂的总发电量与厂用电量之差W1。 电力网的网损电量：在所有送电、变电和配电环节中所损 耗的电量ΔWc。 电力网的网损率：在同一时间内，电力网的网损电量占供
~
. * 2
*
2 1 G jBU 2 2 2 2
2 2 1 1 GU 2 j BU 2 Py2 j Q y2 2 2
于是有
2 1 P y 2 G U 2 2 2 1 Q BU 2 y2 2
电力系统分析第三章
《电力系统分析》 电力系统分析》
n 个独立节点的网络，n 个节点方程 个独立节点的网络，
YU
Y Yii Yij
节点导纳矩阵 节点i的自导纳 节点 的自导纳 节点i、 间的互导纳 节点 、j间的互导纳
= I
Y 矩阵元素的物理意义
& & Yik U k = I i ( i = 1, 2, L , n ) & Ii Yik = & U &
& k I j =0, j ≠ k
《电力系统分析》 电力系统分析》
2012年2月2日星期四
Z 矩阵元素的物理意义互阻抗 矩阵元素的物理意义互阻抗
if k ≠ i & Ui Z ik = &amj ≠ k
单独注入电流， 在节点 k 单独注入电流，所 有其它节点的注入电流都等 于 0 时，在节点 i 产生的电 压同注入电流之比
2012年2月2日星期四
《电力系统分析》 电力系统分析》
ZI = U
Z = Y -1 Zii Zij 节点阻抗矩阵 节点i的自阻抗或输入阻抗 节点 的自阻抗或输入阻抗 节点i、 间的互阻抗或 间的互阻抗或转移阻抗 节点 、j间的互阻抗或转移阻抗
& & I k ≠ 0, I j = 0 ( j = 1, 2, L , n, j ≠ k ) & & Z ik I k = U i ( i = 1, 2, L , n ) & Ui Z ik = & I &
Yij = Y ji = Yij
(0)
+ ∆Yij
《电力系统分析》 电力系统分析》
2012年2月2日星期四
2. 节点导纳矩阵 Y 矩阵的修改
电力系统暂态分析电力系统(第三版)习题解答
电力系统暂态分析(第三版） 李光琦 习题解答第一章 电力系统分析基础知识1-2-1 对例1-2，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
解：①准确计算法：选取第二段为基本段，取kV 1102=B U ，MVA S B 30=，则其余两段的电压基准值分别为：9.5kV kV 1101215.10211=⨯==B B U k U kV 6.66.6110110223===k U U B B 电流基准值：kA U S I B B B 8.15.9330311=⨯==kA U S I B B B 16.0110330322=⨯==各元件的电抗标幺值分别为：发电机：32.05.930305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：222121300.1050.12111031.5x *=⨯⨯= 输电线路：079.011030804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01103015110105.02224=⨯⨯=*x 电抗器：4.03.062.26.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：14.06.6305.208.026=⨯⨯=*x 电源电动势标幺值：16.15.911==*E ②近似算法：取MVA S B 30=，各段电压电流基准值分别为：kV U B 5.101=，kA I B 65.15.103301=⨯=kV U B 1152=，kA I B 15.01153301=⨯=kV U B 3.63=，kA I B 75.23.63301=⨯=各元件电抗标幺值：发电机：26.05.1030305.1026.0221=⨯⨯=*x 变压器1T ：11.05.3130115121105.0222=⨯⨯=*x 输电线路：073.011530804.023=⨯⨯=*x 变压器2T ：21.01530115115105.0224=⨯⨯=*x 电抗器：44.03.075.23.6605.05=⨯⨯=*x 电缆线路：151.03.6305.208.026=⨯⨯=*x电源电动势标幺值：05.15.1011==*E1-3-1 在例1-4中，若6.3kV 母线的三相电压为： )cos(3.62αω+⨯=t U s a)120cos(3.62ο-+⨯=αωt U s a)120cos(3.62ο++⨯=αωt U s a在空载情况下f 点突然三相短路，设突然三相短路时ο30=α。
电力系统故障分析课件
复杂故障:指在电力系统中的不同地点 (两处或两处以上)同时发生不对称故障 的情况.又称复故障.
A B C
5. 研究电力系统暂态过程的方法:
物理模拟法 动态模拟实验室 数学模拟法: (1) 建立数学模型: 要求: 简单,合理 (2)求解数学模型: 工具:计算器,计算机 (3)结果分析: 从物理上加以讨论和解释,是否符合工程实际情况. 符合工程计算 的实际要求 方便解算 表示电力系统暂态 过程的数学方程式
绪本课程研究的内容:论 Nhomakorabea主要研究电力系统中由于故障所引 起的电磁暂态过程,搞清楚暂态发生的 原因,发展过程及后果,从而为预防及 消除电力系统的故障准备必要的理论知 识. 故障过程中各种电气量的变化特 征,计算方法,结果分析等等.
绪
涉及的基本概念:
1.电力系统运动状态 2.电力系统暂态过程 3.电力系统的故障类型
断相故障 Series Faults open conductor faults 断相故障:指电力系统一相断开或两相 断开的情况.属于不对称性故障. 断相种类: 一相断开:one line open (1LO) 二相断开:two lines open (2LO)
复杂故障
simultaneous faults
电力系统故障分析
Power System Fault Analysis
课程要求
★ 按时上课 ,认真听讲,完成作业; ★ 了解背景,掌握概念 ★ 培养科研素养: 问题 建模 方法 结果 结论
★ 加强能力:自学,分析,计算,综合 ★ 积极思考,融会贯通.
主要内容
绪论 故障分析的基本知识(第一章) 电力系统元件的各序参数和等值电路(第三章) 简单不对称故障的分析计算(第四章) 不对称故障时电力系统中各电气量值的分布计算 (第五章) 用计算机计算电力系统故障的方法(第六章)
电力系统分析第三章优秀课件
Z
.
U
2
~
S
' 2
.
U2
*
Z
.
U
2
P Q ' j '
2
2
U2
R
jX
U P UQ P U Q
2
' R
2 2
' 2
X
j
' X
'
R
2
2
2
U U U.
.
jU d U （3-6）
2
2
2
纵分量
横分量
电压降落
其中 又有
P Q U
' R
2
' 2
X
P UUQ U
2
' X
2
2
' R 2
1
' 1
则电力线路始端的功率为
S S S P Q P Q ~ 1
~
'
1
~y1
' j
1
1'
j
y1
y1
P P Q Q P Q
'
1
y1 j
'
1
y1
j
1
1
2. 电力线路的电压降落
.
.
如图3-1，设末端相电压为 U 2 U 2ej0，则线路首端相
电压为
.
U1
.
U
2
.
I' 2
预备知识
单相功率的计算 S U I* U Ue j I Ie j
S U I e j( ) U I e j U I cos jU I sin
电力系统暂态分析第三版
本节在实测的短路电流波形的基础上，应用同步发电机的双反应原理和超导回路的磁链守恒原理，对短路后的物理过程和短路电流的表达式作近似分析。
一、空载情况下三相短路的电流波形
实测波形： 同步发电机在转子有励磁而定子回路开路即空载运行情况下，定子三相绕组端突然三相短路后的电流波形。
实测短路电流波形分析： 短路电流包络线中心偏离时间轴，说明短路电流中含有衰减的非周期分量； 交流分量的幅值是衰减的，说明电势或阻抗是变化的。 励磁回路电流也含有衰减的交流分量和非周期分量，说明定子短路过程中有一个复杂的电枢反应过程。
同步发电机三相短路电流
实际电机绕组中都存在电阻，因此所有绕组的磁链都随时间变化，形成电磁暂态过程。 周期分量，其幅值将从起始次暂态电流逐渐衰减至稳态值； 非周期分量和倍频周期分量，它们将逐渐衰减至零。 短路电流计算一般指起始次暂态电流或稳态短路电流计算；而其它任意时刻短路电流工频周期分量有效值计算工程上采用运算曲线方法。
t
i
iM
T/2
ia0
ip0
对于G、T、L： x>>R，φ≈900， 最恶劣的情况为：Im|0|=0,α=0 即空载运行，电压过零瞬间
冲击电流iM出现在短路发生后1/2周期，f=50Hz, t=0.01s，即有：
冲击系数：
冲击电流对周期电流幅值的倍数（1<kM<2）
t
i
iM
T/2
ia0
ip0
实用中，kM=1.8 对变压器高压侧短路； kM=1.9 对机端短路。
（二） 近似计算法 平均额定电压Uav=1.05UN, 若取SB=100MVA，UB=Uav
550
张晓辉电力系统分析第三章课件PPT学习
U 2
jU 2
(3-4)
2021年4月7日星期三
第2页/共40页
§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
dU 2
P2R Q2 X U2
j P2 X Q2R U2
U 2
jU 2
U1
实部
U 2
P2R Q2 X U2
电压降落的纵分量
dU 2 U 2
0
θ
U 2
U 2
虚部
U 2
P2 X Q2R U2
电压降落的横分量
U1 U1 U 2 dU 2 U2 U2 jU2
(3-7)
U1 U2 U2 2 U2 2
tan1 U2
U 2 U 2
一般情况下，线路两端电压相位差较小，U2＋ΔU2 >>δU2
2021年4月7日星期三
U1
U2
U 2
U2
P2R Q2 X U2
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§3-1
电力网的电压降落和功率损耗
(3-18)
近似计算中常用电压降落的纵分量代替电压损耗。
电压偏移：线路始端电压和末端电压与线路额定电压之间的差值。
U1
始端电压偏移% U1 U N 100 UN
0
末端电压偏移% U2 U N 100 UN
θ
dU 2 U 2
U 2 a U 2 b c
2021年4月7日星期三
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§3-1 电力网的电压降落和功率损耗
二、功率分布和功率损耗
1. 线路的功率分布和功率损耗
2. 变压器的功率分布
当线路流过电流或功率时，在线路的电阻中将产生有功功率损耗，线路的电抗 中则产生无功功率损耗，它们都与通过线路的电流或功率有关。
电力系统计算与仿真分析 第三章 电力系统故障分析与计算
制定要点 零序网络
络 ➢ 零序电流只有经过大地或者架空地线才能形
成通路，当遇到变压器时，只有中性点接地
应用对称分量法分析各种简单不对称短 路时，都可以写出各序网络故障点的电压 方程式。当网络的各元件都只用电抗表示
时才能流通 ➢ 当中性点经阻抗接地时，在零序网络中，该
时，电压方程式可以写成：
E
jx I 1 a1
式出现在正序网络中
➢ 故障端口处接入不对称等效电势源正序分量 ➢ 除中性点接地阻抗，空载线路（不计导纳）、空载变
压器（不计励磁电流）外，各元件以正序参数出现在 正序网络中
各元件参数以负序参数出现在网络中
三、序网络的构成
正序网络 网络也分解成
负序网络
➢ 零序网络是无源网络。
➢ 故障端口处接入不对称等效电势源零序分量 ➢ 发电机电源零序电势为零，不包括在零序网
一相断线 两相断线
对称短路 不对称短路
用计算机进行故障计算时，为了简化计算
工作，常采取一些假设：
（1）各台发动机均用
R
jxd" (或R
jx
' d
)
E(或E ) 作为其等值电抗，作为其等值电
势。
（2）负荷当作恒定阻抗。 （3）不计磁路饱和，系统各元件的参数都
是恒定的，可以应用叠加原理。
（4）系统三相对称，除不对称故障处出现
jx 2 Ia1
四、不对称短路的计算
短路点各相电流： 短路点各相的对地电压：
b、c两相电流大小 相等，方向相反
四、不对称短路的计算
（3）两相接地短路故障的计算
以b、c两相短路为例，故障处的边界条件：
I 0 , U 0 , U 0
a
电力系统暂态分析(第三版)习题答案
第一章电力系统分析基础知识1-2-1 对例1-2，取110kV B30,用准确和近似计算法计算参数标幺值。
U，S MVAB2解：①准确计算法：选取第二段为基本段，取U110kV，S B30MVA，则其余两段的电压基准值分B210.5别为：U B k U110kV9.5kV11B2121UB3UB2k21101106.66.6kV电流基准值：IS30BB1.8kA 13U39.5B1IS30BB0.16 23U23110BkA各元件的电抗标幺值分别为：210.530发电机：x0.260.3212309.5变压器212130T：x0.1050.121 122211031.530输电线路：x0.4800.07932110变压器211030T：x0.1050.21 24221511062.62电抗器：x0.050.456.60.330电缆线路：x0.082.50.14626.611电源电动势标幺值：E1.169.5②近似算法：取S B30MVA，各段电压电流基准值分别为：30U B110.5kV，I B 1.65kA1310.5U30B2115kV，I B0.15kA13115U30B36.3，I B 2.75kA kV13 6.3各元件电抗标幺值：210.530发电机：x0.260.26123010.5变压器212130T：x0.1050.11 12211531.530输电线路：x0.4800.07332115变压器211530T：x0.1050.21 2421151562.75电抗器：x0.050.4456.30.330电缆线路：x0.082.50.151626.311电源电动势标幺值：E 1.0510.5210.530发电机：x0.260.3212309.5变压器212130T：x0.1050.121 122211031.530输电线路：x0.4800.07932110变压器211030T：x0.1050.21 24221511062.62电抗器：x0.050.456.60.330电缆线路：x0.082.50.14626.611电源电动势标幺值：E1.169.51-3-1 在例1-4 中，若 6.3kV 母线的三相电压为：U a2 6.3c o s(s t)U a2 6.3c os(s t120)U a2 6.3c os(s t120)在空载情况下f点突然三相短路，设突然三相短路时30。
电力系统故障分析(第三版)第三章讲解
.
F
a1
1 3
.
(F
a
a
.
Fb
a2
.
F
c
)
.
F a2
1 3
.
(F
a
a2
.
Fb
a
.
Fc)
几点说明：
1、若三相量之和为零，则该不对称相量组中不包含零序分量。
零序分量：
.
F a0
1 3
(
.
F
a
.
F
b
.
Fc)
三相系统，线电压中有没有零序分量？
三角形接法，线电流中有没有零序分量？
没有中线的星形接法，线电流中有没有零序分量？
- E& a + Z G
- 2 E& a+ Z G -E& a+ Z G
ZN
- E& a + Z G
-
2
E& a+
ZG
-E& a+ Z G
ZN
ZL
ZL
ZL
I&a
U&
+ a-
I&b
U&
+ b-
I&c
U&
+ c-
U b Ub1 Ub2 Ub0
Uc Uc1 Uc2 Uc0
(b)
(d)
.
.
.
.
.
.
Ea I a1(zG1 zL1) (I a1 I b1 I c1)zN U a1
电力系统分析第三章-新
Z12=U2=2 1U1=2.5 , Z13=U3=U2=2.5 Z 22=U I2 2=U 2=5//(10+5)=3.75 (I1=0,I2=1,I3=0)
Z 23=U 3=U 2=3.75
2.5
3.75
5
Z 3 3 = U I 3 3= U 3 = 2 .2 5 + 5 //( 1 0 + 5 )= 5( I 1 = 0 ,I 2 = 0 ,I 3 = 1 )
y30=j0.25
3
1:1.05 j0.25
j0.25
j0.25
j0.25
3
3.1 电力网络的数学模型
解：仅需要修改三个元素Y11、Y44、Y14：
Δ Y 1 1 = ( k 1 2 - k 1 2 ) y T = ( 1 . 0 1 3 2 - 1 . 0 1 5 2 ) ( - j 6 6 . 6 7 ) = - j 2 . 3 7 ， Δ Y 4 4 = 0 Δ Y 1 4 = Δ Y 4 1 = ( k 1 -k 1 ) y T = ( 1 . 1 0 5 - 1 . 1 0 3 ) ( - j 6 6 .6 7 ) = j 1 .2 3
Y 4 4= Y 4 4+ Δ Y 4 4= -j6 6 .6 7
1.45-j69.35 -0.83+j3.11 -0.62+j3.90 j64.72
Y=-0.83+j3.11 1.58-j5.50 -0.75+j2.64
0
-0.62+j3.90 -0.75+j2.64 1.38-j6.29 0
其余互导纳元素均为0 自导纳元素：Y 1 1 = ( y 1 0 + y 1 0 + y 1 0 ) + y 1 2 + y 1 3 + y 1 4 = 1 . 4 5 - j 6 6 . 9 8
故障分析 第三章
有名值： I d I d I B 2 14.90725
30 2.245kA 3 115
（2）S 是有限大系统，CB 断路器容量为 25000MVA。假设在 CB 的左侧 f 点发生三相短路。 CB 的容量标幺值为 SCB
25000 833.3333 30
f (3)
2/5
二、计算题
1. 计算下图系统三相短路电流：
G
T
L 80km x1=0.4os 0.8 " xd 1.0
40MVA 10.5/121kV Uk%=11
图 1
解：计算参数 ，取 S B 30MVA ， U B1 10.5kV ， U B 2 115kV ，则
"
电网： （1）忽略对地电容和变压器励磁回路； （2）高压电网忽略电阻； （3）计算时用标幺制，基准电压取电网平均额定电压，变压器变比取电网平均电压比。 负荷： （1）综合负荷对短路电流的影响很难准确计及； （2）粗略处理：无论是短路前还是短路后，都忽略不计，但对于计算远离短路点的支路负 荷有较大影响； （3）精确计算：用恒定阻抗来表示，这个阻抗用故障前的潮流计算结果求得。 4. 写出电网参数的星-角，角-星变换。 答：以电阻为例
（1）发电机： SGN 短路电流： I d
1 1 1.047 x xT xL 0.8 0.0825 0.0726
" d
有名值： I d I d I B 2 1.047
30 0.1577kA 3 115
2. 计算下图系统三相短路电流，条件是： （1）S 是无限大系统； （2）S 是有限大系统，已知 CB 的断路容量为 25000MVA。
电力系统分析第三版(于永源杨绮雯著)我国电力出版社课后答案解析
Chapter 一1-1、电力系统和电力网的含义是什么？答：电力系统指生产、变换、输送、分配电能的设备如发电机、变压器、输配电线路等，使用电能的设备如电动机、电炉、电灯等，以及测量、保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。
一般电力系统就是由发电设备、输电设备、配电设备及用电设备所组成的统一体。
电力系统中，由各种电压等级的电力线路及升降压变压器等变换、输送、分配电能设备所组成的部分称电力网络。
1-2、电力系统接线图分为哪两种？有什么区别？答：电力系统接线图分为地理接线图和电气接线图。
地理接线图是按比例显示该系统中各发电厂和变电所的相对地理位置，反映各条电力线路按一定比例的路径，以及它们相互间的联络。
因此，由地理接线图可获得对该系统的宏观印象。
但由于地理接线图上难以表示各主要电机、电器之间的联系，对该系统的进一步了解。
还需阅读其电气接线图。
电气接线图主要显示系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电力元件之间的电气接线。
但电气接线图上难以反映各发电厂、变电所的相对位置，所以阅读电气接线图时，又常需参考地理接线图。
1-3、对电力系统运行的基本要求是什么？答：对电力系统运行通常有如下三点基本要求:1）保证可靠地持续供电；2）保证良好的电能质量；3）保证系统运行的经济性。
1-4、电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压是多少？什么叫电力线路的平均额定电压？答：各部分电压等级之所以不同，是因三相功率 S 和线电压 U、线电流 I 之间的关系为S= 3 UI。
当输送功率一定时，输电电压愈高，电流愈小，导线等截流部分的截面积愈小，投资愈小；但电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也愈大。
综合考虑这些因素，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。
但从设备制造角度考虑，为保证生产的系列性，又不应任意确定线路电压。
另外，规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。
电力系统分析第三章ppt课件
当电力网各段线路的电抗与电阻的比值相等时，叫做 均一电力网。 式（3.19）的第一项，即供载功率可简化为：
SS~ ~13LLD D (RR12 P R Ra11R 3)(R RP R22a1 R R R R3332)P Pbb jjR (R 1Q 2R R a11R (3R R )RQ 122 aR R R2R 33)3Q Qbb•（3.20）
k
S 3LD
S ili
i 1
l
Pi l i
i 1
l
开式网可分为： 同一电压等级的开式网 多级电压开式网
电力系统分析
3.2.1 同一电压等级开式网的计算
进行开式网计算 时，首先确定网络元 件的参数，并绘出其 等值电路，如图3.7b，
然后将等值电路 化简为3.7c，图中
j Q B1 2 3.7开式网络及其等值电路
电力系统分析
Sc
S LDC
j
B2 2
有功功率分点与 无功功率分点可 能重合，也可能 不重合，若不重 合时，有功功率 分点用“▼”表 示，无功功率分 点用“▽”表示。
• 图3.11 两端供电网
电力系统分析
两端供电网的最终功率分布3. Nhomakorabea.1两端供电网的计算
• 对于两端供电网，当计算 初步潮流分布后，从功率 分点处将网络打开，变成 两个开式电力网。然后按 照开式网功率分布的计算 方法，计算考虑功率损耗 的功率分布。
S1 S2 S3 … Si
…
Sn
n
SA
Z iSi
i 1
•
(U
•
AU
B )U N
Z
Z
S1LD Sc
S B
电力系统分析课件第三版电力出版社
电力系统电源规划与评估
总结词
电源规划是电力系统规划的重要组成部分， 通过对未来电源布局和容量的规划，满足电 力系统的供电需求并提高供电可靠性。同时 ，对规划的电源进行评估，确保其经济、技 术可行性和环境友好性。
详细描述
电源规划包括对未来电源布局和容量的规划 ，考虑的因素包括电力需求、能源资源、环 境容量等。在规划过程中，需要对各种可能 的电源进行技术、经济和环境等方面的评估
电力系统分析课件第三版
CATALOGUE
目 录
• 电力系统基本概念 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与经济运行 • 电力系统规划与设计
01
CATALOGUE
电力系统基本概念
电力系统组成与特点
组成
由发电、输电、配电和用电等环 节组成的统一整体，实现电能的 生产、传输、分配和使用。
特点
具有规模大、覆盖范围广、运行 方式复杂、控制要求高等特点， 需满足安全、可靠、经济、环保 等要求。
电力系统的基本参数
01
02
03
电压等级
根据电力系统的规模和特 点，选择合适的电压等级 ，以满足不同用户的需求 。
电流频率
电力系统中的电流频率应 保持恒定，通常为50Hz或 60Hz。
功率因数
反映电力系统中无功功率 的平衡情况，对电力系统 的经济运行和电压质量具 有重要影响。
03
CATALOGUE
电力系统稳态分析
潮流计算
潮流计算是电力系统稳态分析中 的基础计算，用于确定系统中各
元件的功率分布和电压分布。
常用的潮流计算方法包括牛顿拉夫逊法和快速解耦法，这些方 法通过迭代计算，求解电力系统
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Zc1 (Zs Zm )
Za2 Zb2 Zc2 (Zs Zm )
Za0 Zb0 Zc0 (Zs 2Zm )
结论：对静止元件（架空输电线、电缆、变压器、 电抗器等），正序阻抗与负序阻抗相等，零序阻抗 与正、负序阻抗不同。
对于旋转元件（发电机，电动机），各序电流分别通 过时，将会引起不同的电磁过程：正序电流产生与转子旋 转方向相同的旋转磁场；负序电流产生与转子旋转方向相 反的旋转磁场；零序电流产生的磁场与转子位置无关。因 此，旋转元件的正序、负序、零序阻抗互不相等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
- E& a + Z G
- 2 E& a+ Z G -E& a+ Z G
ZN
- E& a + Z G
-
2
E& a+
ZG
-E& a+ Z G
ZN
ZL
ZL
ZL
I&a
U&
+ a-
I&b
U&
+ b-
I&c
U&
+ c-
U b Ub1 Ub2 Ub0
Uc Uc1 Uc2 Uc0
(b)
.
.
.
.
Fb2 a Fa2, Fc2 a2 Fa2
.
.
.
Fa0 Fb0 Fc0
a e j120 1 j 3 22
a 2 e j240 1 j 3 22
1 a a 2 0, a3 1
.
.
.
.
F a F a1 F a2 F a0
归纳：对任意复杂网络，短路点各序电压和电流满足：
- E&a1+ Z1
K1
Ea1 I Z a1 1 Ua1
I&ka1
U& ka1
Ia2Z2 Ua2 Ia0Z0 Ua0
N1
Z2
K2
I&ka2
U& ka2
N2
Z0
K0
I&ka0 U& ka0
N0
表明了各种不对称故障时故障点出现的各序电流和电压之间的 相互关系；表示了不对称故障的共性， 与故障类型无关。
(d)
.
.
.
.
.
.
Ea I a1(zG1 zL1) (I a1 I b1 I c1)zN U a1
.
.
.
E a I a1(zG1 zL1) U a1
+
负序网络：
ZG2 ZL2
ZG2 ZL2
ZG2 ZL2
I&a 2
I&b2 I&c2
ZN
U&a
+ 2-
+
U&
-
a2
2
U0
jx
I 0
jxm
励磁电抗。与变压器
结构有关。
I 0 jx
U0
jx jxm
x0 x xm
归纳：
（1）对由三个单相变压器组成的变压器组及三相五柱式或 壳式变压器，因磁导大，零序励磁电流很小，所以零序励磁 电抗可视为接近无穷大：
YN , d : x0 x x xT YN , y : x0 x xm
x0
双绕组变压器：
I
II
I 0
(a)
I 0
3 I0
I
I 0
(b)
3 I0
II
I 0
3 I0
I
II
I 0
(c)
3 I0
I 0
jx
U0
漏电抗
x x 0.5xT
jx jxm
I 0
x0
x
x xm x xm
I 0 jx
Fc 1 a a2 Fa2
Fabc AF012
即：
F0 F1 F2
1 3
1 1 1
1 a a2
1 a2
Fa Fb
a Fc
F012
A
F 1 abc
.
1.
.
.
Fa0 3 (Fa Fb Fc)
.
.
.
.
F c F c1 F c2 F c0
“1” 正序分量； “2” 负序分量； “0” 零序分量；
F&c1
120° F&a1
120°
120°
120°
F&b2 120°
F&a2
120°
F&cF0&bF0&a0
F&b1
（a）正序分量
positive sequence component
F&c2
3-4 负荷的阻抗
异步电动机占系统总负荷的50％以上，可近似地 取异步电动机的各序阻抗作为负荷阻抗。 正序阻抗：正常运行时： Z1* 0.8 j0.6
计算稳态短路电流时：X1* 1.2 计算次暂态电流时： E* 0.8 ~ 0.9
X1* 0.2 ~ 0.35
负序阻抗： Z2* 0.4 j0.2 或 X 2* 0.2
U U
a b
Zs
Z
m
Zm Zs
Z Z
m m
I I
a b
Uc Zm Zm Zs Ib
b
Zs
Z Z Zmm
Z
mm
c
Zs
ZZmm
Zs n
Uabc ZIabc
UU10
Zs
2Zm 0
U2 0
（b）负序分量
negative sequence component
（c）零序分量
zero sequence component
大小相等，相位互差120˚， 大小相等，相位互差120˚，
相序与正常运行方式下的 相序与正常运行方式下的相
相序相同(顺时针）
序相反（逆时针）
大小相等，相 位相同。
.
.
.
.
F b1 a2 F a1, F c1 a F a1
I&a1 I&b1 I&c1
ZN
U&
+ a1-
+ -
+ -
(d)
ZG0
a2U&a1 a U&a1 ZL0
负序网络
ZG2 ZL2
ZG2 ZL2
ZG2 ZL2
I&a 2
I&b2 I&c2
ZN
U&a
2
+ -
+
U&
-
a2
2
+ U&a-2
ZG0 ZL0
ZG0 ZL0
I&a 0
I&b0
I&c0
ZN
U&a
0
+ -
零序阻抗：电动机一般中性点不接地，不考虑其零序阻抗。
3-5 变压器的阻抗
变压器的电阻一般较小，故障计算中常忽略不计。 变压器正序电抗与负序电抗相等。 变压器零序电抗与变压器的结构（单相、三相及铁心的结构 形式）、连接方式以及中性点是否接地有关。
一、双绕组变压器
当零序电压施加在绕组接成三角形或中性点不接地的星形那 一侧时，不管变压器另一侧绕组如何连接，其各绕组中都没 有零序电流通过。
.
F
a1
1 3
.
(F
a
a
.
Fb
a2
.
F
c
)
.
F a2
1 3
.
(F
a
a2
.
Fb
a
.
Fc)
几点说明：
1、若三相量之和为零，则该不对称相量组中不包含零序分量。
零序分量：
.
F a0
1 3
(
.
F
a
.
F
b
.
Fc)
三相系统，线电压中有没有零序分量？
三角形接法，线电流中有没有零序分量？
没有中线的星形接法，线电流中有没有零序分量？
.
Fb
.
F b1
.
Fb2
.
F b0
a2
.
.
.
F a1 aF a2 F a0
.
.
.
.
.
.
.
F c F c1 F c2 F c0 a F a1 a2 F a2 F a0
矩阵形式：
Fa Fb
1 1
1 a2
1 a
Fa 0 Fa1
三、 应用对称分量法计算电力系统不对称故障的 步骤
（1）计算电力系统各元件的各序阻抗； （2）制定电力系统的各序网络； （3）由各序网络和故障条件列出对应方程； （4）解出故障点电流和电压的各序分量，将相应 的各序分量相加，以求得故障点的各相电流和各相 电压； （5）计算各序电压和各序电流在网络中的分布， 进而求出各指定支路的各相电流和指定节点的各相 电压。