华北电力大学任建文电力系统分析基础
华北电力大学811电力系统分析基础2019第三部分
第三部分 简单电力网络的计算和分析一、电力线路和变压器运行状况的计算和分析 １、电力线路运行状况的计算有四个变量：2211,,,I U I U &&&&，已知其中的两个，可求另外两个变量。
电力系统计算的最大特点：功率计算；避免：①I U &&,的复数计算；②功率容易测量，相角很难量。
假设已知末端的电压与功率，电压2U &；功率222~jQ P S +=；一步步可推导各点电压与电流：'2'22222222222'222222222*22*222)()()()(~~~21212/)()2()2(~jQ P Q Q j P P Q j P jQ P S S S Q j P BU j GU jB G U Y U U Y U S y y y y y y y y +=∆−+∆+=∆−∆++=∆+=∆−∆=−=−===∆&&则可进一步计算消耗在阻抗支路上的功率Z S ~∆： '1'1'2'2'2'2'2'1222'22'2222'22'2222'22'222'22'2)()()()(~~~)()~(~jQ P Q Q j P P Q j P jQ P S S S Q j P X U Q P j R U Q P jX R U Q P Z U S Z I S z z z z z zz z +=∆++∆+=∆+∆++=∆+=∆+∆=+++=++===∆则&'1'1'2'2'2'2'2'1222'22'2222'22'2222'22'222'22'2)()()()(~~~)()~(~jQ P Q Q j P P Q j P jQ P S S S Q j P XU Q P jR U Q P jX R U Q P Z U S Z I S z z z z z zz z +=∆++∆+=∆+∆++=∆+=∆+∆=+++=++===∆则&始端导纳支路功率1~y S ∆1y1212121!*1*1*11P 2121)(212)2(~y y Q j jBU GU U jB G U U Y U U Y S ∆−∆=−=−===∆&&始端功率：111'11'111'1'11'11)()()()(~~~jQ P Q Q j P P Q j P jQ P S S S y y y y y +=∆−+∆+=∆−∆++=∆+=由此就可求出始端功率。
华北电力大学任建文电力系统分析基础
分裂导线——每相分成若干根，相互之间保持一 定距离400-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大
第二节 电力线路的结构
二.杆塔 结构
作用分
木塔——已不用 钢筋混凝土塔—单杆、型杆 铁塔—用于跨越，超高压输电、耐张、转角、
换位。独根钢管—城市供电
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
第二节 电力线路的结构
结构
多股线绞合—J 扩径导线—K
排列：1、6、12、18 普通型：LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型：LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型：LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积
扩大直径，不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400 和普通钢芯相区别，支撑层6股
电力工程系
Department of Electrical Engineering
电力系统分析基础 Power System Analysis Basis
（二）
任建文
North China Electric Power University
第二章 电力网参数及等值电路
本章主要内容：
1. 输电方式——交流、直流、特·高压、灵活交流
FACTS装置：指FACTS家族中具体的成员，指用于提 供一个或多个控制交流输电系统参数的电力电子系 统或其他静止设备
提高交流输电传输功率的方法（FACTS）静止同步补偿器
Static Synchronous Compensator
系统
电力系统分析基础(一)
电力系统分析基础(一)电力系统是现代社会不可或缺的一部分，它涉及到电力从发电、输电、配电到用电的整个过程。
为了确保电力系统的稳定运行，我们需要对电力系统进行分析。
电力系统分析是指对电力系统的各个组成部分进行数学建模，并使用计算机软件对这些模型进行求解，以预测电力系统的运行状态和性能。
电力系统分析是电力系统规划和运行的重要工具，它可以帮助我们优化电力系统的运行，提高电力系统的可靠性和经济性。
在电力系统分析中，我们需要考虑许多因素，如发电机的输出功率、输电线路的电阻和电抗、负载的功率需求等。
这些因素都会影响电力系统的运行状态和性能。
为了对这些因素进行分析，我们需要建立数学模型来描述电力系统的各个组成部分。
这些数学模型通常使用微分方程或代数方程来表示，它们可以描述电力系统的物理特性和运行规律。
一旦建立了数学模型，我们就可以使用计算机软件对这些模型进行求解。
这些软件通常具有图形用户界面，可以方便地输入模型的参数和求解条件。
求解后，软件会输出电力系统的运行状态和性能指标，如电压、电流、功率等。
这些指标可以帮助我们评估电力系统的运行状态，并找出可能存在的问题。
电力系统分析是一个复杂的过程，需要专业的知识和技能。
为了进行电力系统分析，我们需要了解电力系统的基本原理和数学建模方法。
同时，我们还需要熟悉计算机软件的使用，以便能够有效地求解数学模型。
随着电力系统规模的不断扩大和技术的不断进步，电力系统分析的重要性也越来越突出。
因此，掌握电力系统分析的基础知识对于从事电力系统相关工作的人员来说至关重要。
电力系统分析基础(二)电力系统分析的基础知识包括对电力系统各个组成部分的理解，以及如何将这些组成部分建模为数学模型。
电力系统的基本组成部分包括发电机、变压器、输电线路、负载等。
发电机是电力系统的核心部分，它负责将机械能转换为电能。
变压器用于将发电机的输出电压转换为适合输电和配电的电压等级。
输电线路用于将电能从发电厂输送到变电站，然后再分配给各个负载。
电力系统分析基础作业及其标准答案
资料说明：本资料由华北电力大学在校学生提供，为方便外校学生考研复习，我们整理了所有的专业课考研资料，上传了所有内部资料（视频除外）。
我们是由一群“勇闯北京、热爱华电”的华电本校热血学生组成，本科时有本校的、外校的和跨专业的，现在全部考上华电研究生。
为了方便“立志考华电”学生交流，我们建立QQ群276540388，为大家免费答疑，分享华电最新消息，提高最新内部试题，各种疑难问题，我们都进最大努力帮助，只为“大华电，大电力，中国梦，梦华电！”第一次作业参考答案1、、电能生产的主要特点有哪些？答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。
①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。
②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。
③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。
2、对电力系统运行的基本要求是什么？答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。
3、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成的危害的大小来划分的，凡供电中断将导致设备损坏、人员伤亡、产品报废、社会秩序还乱、政治影响大的用户的用电设备称为I类负荷；凡供电中断或减少将导致产品产量下降、人民生活受到影响的用户的用电设备称为II类负荷；I类、II类负荷以外的负荷称为III类负荷。
I类负荷对供电可靠性的要求是任何情况下不得中断供电；II类负荷对供电可靠性的要求是尽可能不中断供电；III类负荷可以停电。
4、标出下图所示电力系统中发电机、变压器的额定电压。
《电力系统分析》52学时华北电力大学
《电力系统分析》52学时华北电力大学
本课程为华北电力大学任建文教授等老师主讲的电力系统分析精品课程教学视频，全套课程共52学时，由壹课堂网整理免费共享。
电力系统被看成电能生产、输送、分配和消费的统一体。
电力系统分析首先介绍电力系统的构成、电力网的电压等级和传输功率的关系、电力系统的数学模型、发电机的数学模型等基础知识；然后介绍电力系统的电磁暂态过程。
在电力系统的数学模型部分，重点介绍用于大网络计算的标幺制和标幺值等值电路。
在发电机数学模型部分介绍Park变换和Park方程，Park方程是导出发电机各种等值电路的基础。
在电力系统电磁暂态过程部分先介绍发电机短路的暂态过程，并导出发电机的各种等值电路。
然后介绍电力系统三相对称故障计算、不对称故障计算。
故障电流计算是后续课程中电气设备选择和继电保护整定和校验的依据。
电力系统分析的内容可分两部分。
其一：电力系统稳态分析。
其二:电力系统机电暂态分析。
电力系统稳态分析包括：电力系统潮流计算即计算电力系统稳态运行时的电压分布和功率分布、如何保证电力系统供电的电能质量指标－电压指标和频率指标即调压和调频、如何实现电力系统的经济运行。
电力系统机电暂态过程分析即电力系统稳定性分析，在此部分介绍电力系统保存同步运行的稳定性（即功角稳定性）和电力系统电压稳定性。
但重点介绍前者，包括发电机转子运动方程、发电机功角特性、电力系统大干扰功角稳定和电力系统小干扰功角稳定。
华北电力大学电力系统分析部分基础知识
华北电力大学《电力系统分析》思考题部分参考答案1. 电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2）答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。
电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。
动力系统：电力系统和动力部分的总和。
2. 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5）答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。
但难以表示各主要电机电器间的联系。
电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。
但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。
3. 电力系统运行的特点和要求是什么？（p5）答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。
（2）电能不能大量储存。
(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。
（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。
（5）对电能质量的要求颇为严格。
要求：（1）保证可靠的持续供电。
（2）保证良好的电能质量。
（3）保证系统运行的经济性。
4. 电网互联的优缺点是什么？（p7）答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。
同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。
联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。
5. 我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？（p8-9）答：额定电压等级有（kV）：3、6、10、20、35、60、110、154、220、330、500、750、1000平均额定电压有（kV）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。
2010年硕士初试电力系统分析基础试题A及答案
附件3：试题规范格式（命题人员请直接在文本中添加试题内容，打印前请删除本行）华北电力大学2010年硕士研究生入学考试初试试题考试科目：电力系统分析基础 A（或B）共页考生注意：答案必须写在答题纸上以下为试题内容：（五号宋体）一、不定项选择题（每题1分，共15分）1、ACD2、ABCDE3、ABC4、B5、A6、A7、AC8、C9、ABCD10、 C11、 B12、 C13、 A14、 B15、 C二、填空题（每空1分，共15分）16、 Y ＝Z -1 N ×N稀疏性 对称性 满阵17、电压用直角坐标描述时，潮流方程为电压用极坐标描述时，潮流方程为18、 有功功率 19、 无功功率20、 日负荷曲线 年最大负荷曲线 21、 相量差 有效值之差 标称电压 22、有名制 标么制三、简答和简单计算题（共40分）23、 （10分）牛顿法的数学基础是什么？参考答案：牛顿法的理论基础是通过将非线性方程一阶泰勒展开，近似为一个线性方程。
对于一个非线性方程，即()0f x =，如果给定初值0x ，那么在该点用泰勒级数展开后忽略x ∆的高次项，则有：00()()()()0x Tf x f x f x x f x x x ∂=+∆=+∆=∂010()()x Tf x x f x x -∂⎡⎤⇒∆=-⎢⎥∂⎣⎦因此得到牛顿法的迭代方程。
24、 （10分）在潮流计算中，什么是参考节点，什么平衡节点，分别起什么作用？参考答案：参考节点就是各节点电压的参考点也可以说是所选定的坐标原点，一般以大地作为参考点。
平衡节点是电压和相角都给定，注入有功和无功功率没有给定的节点。
参考节点，是因为第一电势都是相对值，没有绝对概念，因此选择一个电压的参考点。
第二，如果不去掉参考节点，那么节点导纳矩阵是奇异的，说明方程是多解的。
因为通常所说的电压，是以零电势点为参考电势点的，因此大地是作为参考节点，实际存在的。
而平衡节点的选择，主要目的是为了求解方程。
华北电力大学-RJW-电力系统分析基础(第4章)
自然分布、串联电容、串联电抗、附加串联加压器 4. 潮流调整： TCSC、STATCOM、 UPFC、 FACTS
第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法
本章主要内容：
1. 建立数学模型：节点电压方程、导纳矩阵的形成与修改 2. 功率方程、节点分类及约束条件
3. 迭代法计算潮流
功率方程的非线性性质 高斯—塞德尔法 用于潮流计算———速度慢、易于收敛
E2
.
.
.
.
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.
.
E1
.
Z13
Z23
I 2 = U 2 y 2 0 ( U 2 U 1 )y 2 1 ( U 2 U 3 )y 2 3 0 = U 3 y 3 0 ( U 3 U 1 )y 3 1 ( U 3 U 2 )y 3 2
. . . . .
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第一节 力网的数学模型
i j
- yij
•导纳矩阵的阶数不变
• Yii = Yjj = yij ' - yij • Yij = Yji = yij - yij '
i j
-yij
yij '
第一节 电力网的数学模型
5) 修改一条支路的变压器变比值（ k*改变为k* '）
yT / k*
i
j
yT(k*-1) / k*
• Yii = 0
( 2) x2 = 0.7737
解：（1）将方程组 ( 3)
（2）设初值 x ( 0) = x ( 0) = 0；代入上述迭代公式 1 2
第三节 高斯—塞德尔迭代法潮流计算 二、高斯-塞德尔迭代法原理及求解步骤
• 设有非线性方程组 的一般形式：
电力系统分析基础(第一章篇)hd
电压是电场中电位差，是推动电荷移 动的能量来源。在电力系统中，电压 是衡量电能质量的重要指标之一。
电流
电流是单位时间内通过导体横截面的 电荷量，是电荷移动的速率。在电力 系统中，电流的大小和方向影响着电 力系统的稳定性和安全性。
功率与负荷
功率
功率是指单位时间内完成的功或转换的能量，表示做功或转换能量的速率。在 电力系统中，功率的大小和变化影响着电力系统的稳定性和经济性。
动态稳定性
研究电力系统在受到大的 扰动后，如严重故障或突 然失去大量负荷，保持或 恢复稳定运行的能力。
暂态稳定性
研究电力系统在严重故障 后，如线路或变压器跳闸， 各发电机保持同步运行的 能力。
保护装置与自动控制装置
继电保护装置
用于快速检测和切除电力系统中 的故障元件，保障系统的安全稳
定运行。
安全自动装置
04
电力系统暂态分析
短路故障分析
01
02
03
短路故障类型
包括单相接地短路、两相 短路、两相接地短路和三 相短路等。
短路电流计算
根据电力系统参数和短路 故障类型，计算短路电流 的大小和波形。
短路影响
分析短路故障对电力系统 稳定运行的影响，如静态稳定性
研究电力系统在稳态运行 时，受到小的扰动后恢复 到原始平衡状态的能力。
包括输电电压、输电电流和输电容量等， 这些参数决定了输电线路的传输能力和损 耗。
输电线路容易受到雷击、冰冻等自然灾害 的影响，需要进行相应的防护和修复。
配电系统
配电系统的工作原理
配电系统负责将电能从输电系统分配到各个负荷 中心，以满足用户的需求。
配电系统的设计原则
在配电系统设计时，需要遵循安全可靠、经济合 理、节能环保等原则，以确保配电系统能够满足 用户的需求并降低运行成本。
电力系统分析基础(第八章).pptx
U XT2
.
XL
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<δh 是暂态稳定的
2、等面积定则
C
0
(P0
PI Im ax
sin
)d
P(h
0 C
PII Im ax
sin
)d
0
P PP P P cos clim
0( C
0)
cos IIImax
第一章 电力系统的基本概念
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
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级 增加回路数
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）
b) 对不对称短路，不计零序及负序电流对转子的影响
)
P*
P0
Pmax sin (
0
)
TJ
d2 d t2
P0
Pmax sin (
0)
d PE
d
1 2!
d2 PE d 2
2
d PE
d
TJ
d2 d t2
d PE
d
0
TJ (P2 Seq) 0
P1
S eq TJ
两个根：
P2
Seq TJ
C ep1t 1
华电任建文电分(第章)_图文
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*
*
以U2为参考电压
*
*
**
纵分量 横分量
2、已知U1及S1求U2
纵分量 横分量
3、实际计算时的简化（按二次项式展开取前两项）
1) 电压降落 2) 电压损耗
电压损耗百分比：
不超过10%
当Q为负值即容性负载时，ΔU可能为负值，末端电压高 于首端电压
3) 电压偏移
电压偏移%
其余以此类推
3、35KV及以下线路的简化处理 1) 忽略线路电纳 2) 计算电压时不考虑 线路中的损耗
3) 各段中损耗
4) 各段电压降落纵分量
5) 电压损耗
作业：电网如图所示，线路额定电压110KV，首端电压为118KV，求运行 中各点电压及各断线路中功率损耗
R1=6.8Ω X1=16.36Ω B1=1.1310-4S
d
R2=6.3Ω X2=12.48Ω
c B3=0.8210-4S
R3=13.8Ω X3=13.2Ω
b B3=0.7710-4S
Sc=20.3+j15.8MVA Sb=8.6+j7.5MVA
a
Sa=12.2+j8.8MVA
二、不同电压等级开式网计算
电网中有变压器时需归算：降压 一次侧，升压 二次侧
力矩原理，自然分布 第二部分：
强迫循环功率
上述推导—初步功率分布（不计线路功率损耗）
几点说明： 1) 均一电力网络
：
如单位长度电阻相同 ：
2) 功率分点—某一节点功率，有两侧电源供给，标记 有功与无功功率分点可能不在同一点上
3) 两端网络从功率点分开，按开式网计算功率损耗及电压降 4) 求功耗时，功率分点电压未知，近似以UN代 5) 计算循环功率时，两端电压及额定电压已有效值带入
电力系统分析基础第04章 76页PPT文档
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I 2 = U y2 20 (U 2 U 1)y 21 (U 2 U 3)y 23
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0 = U y3 30 (U 3 U 1)y 31 (U 3 U 2)y 32
第一节 电力网的数学模型
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I1=(y10 y20 y3)0U1y12 U2y13 U3=Y1U 1 1Y1U 2 2Y1U 3 3
运行的一个重要条件。
– 有功、无功约束条件 Pimin Pi Pimax Qimin Qi Qimax
第三节 高斯—塞德尔迭代法潮流计算
一、功率方程的非线性
I=YU andI=US~*
(P i*jQ i)*=nY iU j. j (i=1 ,2, n)
U j= 1 i
第三节 高斯—塞德尔迭代法潮流计算
二、高斯-塞德尔迭代法原理及求解步骤
• 设有非线性方程组 的一般形式：
f1(x1, x2, x3, f2(x1, x2, x3,
fn(x1, x2, x3,
xn) =0
xn)
=0
xn) =0
将其改写成下述便 于迭代的形式：
x1 =g1(x1,x2,x3, x2 =g2(x1,x2,x3,
– 已知Pi, Ui ，求, Qi, i, ，对电压有严格要求的节点，如电 压中枢点。
第二节 功率方程、节点分类及约束条件
二、节点分类
3、平衡节点 （Slack Bus or Voltage Reference bus）
–已知Ui ， i,，求, Pi, Qi, ，只设一个。
电力系统分析基础_第四章_
一、功率方程的非线性
I
=
YU
and
I
=
S~ *
U
(Pi
jQi )*
*
=
n
.
Yij U j
Ui
j =1
(i =1,2,n)
(4 35)
Pi = ei
n
(Gije j Bij f j )
fi
n
(G ij
fj
Bije j )
直角坐
标形式：
第一节 电力网的数学模型
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I 1 = (y10 y20 y )30 U 1 y12 U 2 y13 U 3 = Y11 U 1 Y12 U 2 Y13 U 3
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I 2 = y21 U 1 (y20 y21 y23) U 2 y23 U 3 = Y21 U 1 Y22 U 2 Y23 U 3
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E1
Z12
②
Z2
③
Z23
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Z3
E2
参考节点的选取—接地点
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I 1 = U 1y10 (U 1 U 2)y12 (U 1 U 3)y13
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I 2 = U y2 20 (U 2 U 1)y21 (U 2 U 3)y23
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0 = U y3 30 (U 3 U 1)y31 (U 3 U 2)y32
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R TPk1U 02 N S 0 2 N
( )
0
第四节 电力变压器的参数与等值电路
短路电压百分比
uk%
3INZT10% 0 UN
ZT1 uk% 03 U 0IN Nu1 k% 0S U N 02 N
X T R T X T1 u k % 0 3 U IN 0 Nu 1 k % S 0 U N 2 N 0
第二节 电力线路的结构
第二节 电力线路的结构
第二节 电力线路的结构
第二节 电力线路的结构
第二节 电力线路的结构
第二节 电力线路的结构
A B C
第二节 电力线路的结构
第二节 电力线路的结构
三.绝缘子和金具
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
绝缘子 类型：针式（35KV以下），悬式（ 35KV以上）
第四节 电力变压器的参数与等值电路
一、双绕组变压器
I1 n1:n2 I2
1、理想变压器 u1
u2
I1n1=I2n2 I2=k I1 u1/n1=u2/n2 u2= u1/k k=n1/n2
特征：无铜损、铁损、漏抗、激磁电流
RT jXT
2、实际变压器
-jBT GT
通过短路和开路试 验求RT、XT、BT、 GT
2. 线路的结构
架空线由什么组成 为什么要用扩径导线和分裂导线 杆塔的形式 绝缘子的作用
3. 线路的参数 ------单位长度查手册 短路、空载实验求RT，XT，GT，BT
4. 变压器的参数
如何求两绕组：RT，XT，GT，BT 如何求三绕组：RT，XT，GT，BT
5. 发电机、电抗器、负荷的参数
6. 电力系统的等值电路
FACTS装置：指FACTS家族中具体的成员，指用于提 供一个或多个控制交流输电系统参数的电力电子系 统或其他静止设备
提高交流输电传输功率的方法（FACTS）静止同步补偿器
Static Synchronous Compensator
系统
U1 1
X
U2 2
系统
U
U
1
1
P
I
静止无功补偿器
Static Var Compensator
第二节 电力线路的结构
结构
多股线绞合—J 扩径导线—K
排列：1、6、12、18 普通型：LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型：LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型：LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积
扩大直径，不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400 和普通钢芯相区别，支撑层6股
第四节 电力变压器的参数与等值电路
1、由短路损耗求RT
1) 对于第Ⅰ类（100/100/100）
P IR IR P P 3 3 k(12)
2 N T1
2 N T2
k1
k2
P IR IR P P 3 3 k(13)
2 N T1
2 N T3
k1
k3
P IR IR P P 3 3 2
2
➢由直流输电线互相联系的交流系统各自的短路 容量不会因互联而显著增大；
➢直流输电线的功率和电流的调节控制比较容易 并且迅速，可以实现各种调节、控制。如果交、 直流并列运行，有助于提高交流系统的稳定性和 改善整个系统的运行特性。
HVDC与HVAC的比较(续） 交直流输电的等价距离
HVDC与HVAC的比较(续）
片树：35KV，110KV，220KV，330KV，500KV
金具
3
7
13
19 24
作用：连接导线和绝缘子 线夹：悬重、耐张 导线接续：接续、联结
保护金具：护线条、预绞线、防震锤、阻尼线 绝缘保护：悬重锤
第三节 电力线路的参数与等值电路
一.单位长度电力线路的参数
1、电阻 r1=ρ/ s
ρ电阻率
单位：Ω•mm2/km 铜：18.8 铝: 31.3
由于HVDC的线路造价较低，而变电站设备较 HVAC昂贵，在某一输电距离下，交、直流两种输 电方式的造价费用相等，这一距离成为等价距离。
概括的说，从经济性考虑，当输电距离超过 等价距离时，采用直流有利；输电距离小于等价 距离时，采用交流有利。
根据国外经验，架空线路的等价距离大约为 500~800km。电缆线路的等价距离大约为30~50km。
r
r'
外电抗
内电抗
几何 D m 均 3D aD bb 距 D cca 等效 r ' 0 半 .77 r径 9
对数关系：导线截面和布置无显著影响，一般0.4 Ω/km
正三角布置Dm=D；水平布置Dm=1.26D 分裂导线：改变磁场，增大了半径，减少了电抗
x 1 0 .14 lg D r 4 e m q 5 0 .0 n1r 5 e qn 7 r i n 2 d 1 i
U
U
P
U 1U X
2
sin( 2
1)
I
移相变压器
Phase Shifting Transformer
•
UA
•
•
UT UB
•
UT
•
UB
•
UA
可控串联补偿
短路电流限制器
Controlled Series Compensation
Short Circuit Current Limiter
•
UA
X
X
故障,增大阻抗
UN（KV）、SN（MVA）
第四节 电力变压器的参数与等值电路
4、开路试验求GT、BT
条件：一侧开路，另一侧加额定电压
空载损耗： GT1 0P00 U 02 N (S)
空载电流百分比 I0%
有功分量Ig 无功分量Ib
I0 Ib U3NBT
I0% I IN 0 10 I 0 01 I% 0 IN 0 Ib
分裂导线——每相分成若干根，相互之间保持一 定距离400-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大
第二节 电力线路的结构
二.杆塔 结构
作用分
木塔——已不用 钢筋混凝土塔—单杆、型杆 铁塔—用于跨越，超高压输电、耐张、转角、
换位。独根钢管—城市供电
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
正常状态
t 故障时刻
统一潮流控制器
Unified Plow Flow Controller
•
•
UT UB
•
UB
•
UT
•
UA
第一节 输电方式
1000~1500kv(交流)；+600kv以上(直流)
4、UHV交流输电 1000万KW
用500kv需双回线7回 用1000kv需双回线1回
Ultra High Voltage 须解决：电晕噪音、线间绝缘强度、输
电线用避雷器、绝缘子耐污 塔高：80m---144m
5、地下输电
不易发生与雷击和雪害等自然灾害有关故障 成本高 出故障难找 散热差、允许电流受限制
第二节 电力线路的结构
电力线路
架空线：导线、避雷器、杆塔、绝缘子、金具
电缆线：导线、绝缘层、保护层
一.导线
要求：导电好、机械强度大、抗腐蚀能力强
材料
铝—L—常用，机械强度不够，钢芯铝线 钢—G—导电性差，做避雷线 铜—T—最好，但贵 铝合金—HL
第三节 电力线路的参数与等值电路
4、电导
物理意义
绝缘子表面泄露——很小，忽略
空气电离——电晕损耗，临界电压Ucr， 好天不产生，坏天可有
110KV— 规定最小直径 92.260mKmV—
2313.02K8Vm—m32.2mm 分裂 实测损耗，计算电导，一般忽导略线
g1 U P 2g1 0 3 S/km
第三节 电力线路的参数与等值电路
3、电纳
物理意义：导线通交流电，产生电场容感
C1 0l.g0D 2m 41106
r
F/ km
b1
2fC1
7.58
lgDm
106
r
S/ km
对数关系：变化不大，一般 2.85Х10-6 S /km
Dm与r的意义与电抗表达式一致
分裂导线：增大了等效半径，电纳增大，用req替代r计算
与温度有关
S 截面积 mm2
一般是查表 rt=r20(1+α(t-20))
钢线电阻：导磁集肤、磁滞效应交流电阻> 直流电阻，和电流有关查手册
第三节 电力线路的参数与等值电路
2、电抗
物理意义：导线通交流电，产生磁场自感、互感 x12f(4.6lgD rm0.5r)1 0 4
0.144 lg5 D m0.015 0 7.144 lg5 D m
第一节 输电方式
3、灵活交流输电
FACTS - Flexible AC Transmission Systems
FACTS:指装有电力电子型或其他静止型控制器以实 现对电力系统电压、参数(如线路阻抗)、相位角、 功率潮流的连续调节控制，从而大幅度提高输电线 路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电损 耗。
k(23)
N T2
N T3
k2
k3
P P P P 1
2 k1
k(12)
k(13)
k(23)
P P P P 1
2 k2
k(12)
k(23)
k(13)
P P P P 1
2 k3
k(13)
k(23)