電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)

1、電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)Wk9點需現(xiàn)代遠(yuǎn)程教有電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)指導(dǎo)書作者：蔣建東電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)第一章電力系統(tǒng)的基本概念一、電力系統(tǒng)簡介電力系統(tǒng)的主要元件有發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路和用戶的用電設(shè)備等。發(fā)電機(jī)生產(chǎn)電能，輸電線路輸送、分配電能，用戶使用電能，升壓變壓器把低電壓變?yōu)楦唠妷?，便于網(wǎng)絡(luò)傳輸。降壓變壓器將高電壓變?yōu)榈碗妷?，便于用戶使用。這樣一個生產(chǎn)電能、輸送電能和分配電能、使用電能連接起來的整體稱為為電力系統(tǒng)。二、電力系統(tǒng)運行特點和對電力系統(tǒng)的基本要求1 .電力系統(tǒng)的運行特點(1)電能生產(chǎn)、運輸、分配及使用的同時性。(2)電能生產(chǎn)與國民經(jīng)濟(jì)和人民生活的密切相關(guān)性。(3)電力

2、系統(tǒng)過渡過程的短暫性。2 .對電力系統(tǒng)的基本要求電力系統(tǒng)根本任務(wù)是保證安全、可靠、優(yōu)質(zhì)的供電，并最大限度的滿足用電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)戶電能需求。因而對電力系統(tǒng)的可靠性有如下要求：(1)盡量滿足用戶需求。(2)保證安全可靠的供電。(3)保證良好的電能質(zhì)量。(4)提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟(jì)性。三、電力系統(tǒng)的額定電壓1 .輸電線路的額定電壓一般要求線路首端電壓比線路額定電壓高5%,用電設(shè)備的端電壓允許偏差為5%。線路的平均額定電壓等于電力線路首端和末端所連接電氣設(shè)備額定電壓的平均值。2 .發(fā)電機(jī)的額定電壓發(fā)電機(jī)在線路首端，故其額定電壓比線路額定電壓高5%。即：=1.0”電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)式

3、中：%,發(fā)電機(jī)額定電壓；U.線路額定電壓；3 .變壓器額定電壓變壓器一次側(cè)接受電能相當(dāng)于線路末端，故其額定電壓等于線路額定電壓；二次側(cè)輸出電能相當(dāng)于線路首端，線路首端電壓比線路額定電壓高5%,又因變壓器帶負(fù)荷運行時，變壓器內(nèi)部繞組產(chǎn)生電壓降，大阻抗變壓器這部分電壓損耗約為額定電壓的5%,因而將大中容量的變壓器的二次側(cè)電壓再提高5%,即比線路額定電壓高10%。四、電力系統(tǒng)負(fù)荷1 .負(fù)荷按物理性質(zhì)分為有功負(fù)荷和無功負(fù)荷。2 .根據(jù)對供電可靠性要求分為：一級負(fù)荷，二級負(fù)荷，三級負(fù)荷。3 .負(fù)荷曲線是在一段時間內(nèi)表示負(fù)荷隨時間變化的規(guī)律的曲線。4 / 50電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)五、電力系統(tǒng)中性點

4、的運行方式電力系統(tǒng)中性點是指發(fā)電機(jī)或變壓器三相繞組星形接線的公共連接點。其與大地的連接方式稱為中性點運行方式。中性點運行方式分為，中性點不接地，中性點經(jīng)消弧線圈接地，中性點直接接地，經(jīng)電阻或阻抗接地四種運行方式。按電流大小又分為：大電流接地系統(tǒng)和小電流接地系統(tǒng)。接地運行方式的比較1）大電流接地系統(tǒng)：快速切除故障，經(jīng)濟(jì)性好，但供電可靠性差。2）小接地電流方式：供電可靠性高，單相接地時危害小但經(jīng)濟(jì)性差，且單相接地時易發(fā)生系統(tǒng)諧振過電壓。六、電力線路結(jié)構(gòu)電力線路按結(jié)構(gòu)不同分為架空線路和電纜線路。架空線路架設(shè)在桿塔上、裸露在空氣中，主要由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具組成。電纜線路埋入地下，主要由電

5、纜本體、電纜接頭和電纜終端等組成。習(xí)題一、簡答題3 / 50電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)1 .電力系統(tǒng)的中性點運行方式有哪幾種?2 .電力負(fù)荷如何分類?3 .電力變壓器一次、二次繞組線圈的額定電壓如何確定？4 .架空線路和電纜線路的基本組成有哪些？二、計算題L圖示網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)的額定電壓及功率流向已標(biāo)出，試在括號中標(biāo)出發(fā)電機(jī)和變壓器繞組的額定電壓。4 / 50電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)第二章電力系統(tǒng)的等值電路一、輸電線路的參數(shù)1.單位長度的線路參數(shù)(1)電阻r=(Q/km)s式中：p導(dǎo)線電阻率，。/KmS電線載流部分截面積，而。(2)電抗單導(dǎo)線：=0.14451g%+0.0157(Q/hn)r分

6、裂導(dǎo)線：D0.0157X1=0.14451g+式中，Dm一一三相導(dǎo)線重心幾何均距；r一一導(dǎo)線半徑；4一一導(dǎo)線等效半徑，7,r,=：一尸。(3)電納xlO6(s/km)電導(dǎo)式中：AP,一一三相線路單位長度電暈損耗;AAP&=77f(s/kin)M一一線路運行電壓。Z=(4+/%)/=H+/x(O)Y=M+j*)l=G+jB(S)2.輸電線路參數(shù)及等值電路二、變壓器參數(shù)及等值電路(1)雙繞組變壓器。雙繞組變壓器的參數(shù)如下，歸算到一個電壓等級的等值電路，如圖1所示。4 / 50電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)啖.u,%uiZ=R+jXj=+j-(Q)7771000局100-swL=G+jB.=+(S)1

7、000t/；100-t/；St曳QUiS1S?二o。；50So/T圖1雙繞組變壓器等值電路(a)勵磁支路以導(dǎo)納表示；(b)勵磁支路以功率表示(2)三繞組變壓器雙繞組變壓器的參數(shù)如下，歸算到一個電壓等級的等值電路，如圖1所示a=12 3)Z7V=RTi+JX7y=-v+j-(Q)11000-5;100Sv三繞組變壓器等值電路三、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的等值電路及參數(shù)1) .發(fā)電機(jī)Eg=0g+/gZg2).負(fù)荷四、電力系統(tǒng)的等值電路U2u2SUQlZgR+j油&=RL+jXL1 .對應(yīng)于一個電壓等級的等值電路有名值表示的等值電路首先確定一個基本電壓級(等值電路對應(yīng)的電壓級)，而后將所有元件的參數(shù)均歸算到對應(yīng)

8、于該電壓級。標(biāo)幺值表示的等值電路1)將各元件參數(shù)的有名值先歸算到基本級，再除以對應(yīng)基本級的基準(zhǔn)值。2)在確定了基本級的基準(zhǔn)值之后，按變壓器的實際變比歸算，求出對應(yīng)于各電壓級的基準(zhǔn)值,然后再將未經(jīng)歸算的各元件有名值參數(shù)除以自身電壓級的基準(zhǔn)值。2 .對應(yīng)于多個電壓等級的等值電路此種等值電路在將各元件等值電路連接起來時，只需將變壓器等值電路采用多電壓級的等值電路表示(即丸型等值電路)即可。此時，所有電壓等級的參數(shù)均不必進(jìn)行歸算。3 .近似計算時電力系統(tǒng)等值電路的簡化在元件參數(shù)的計算和歸算(所有變壓器的變比)以及標(biāo)幺制的基準(zhǔn)值選取時，所有用到的電壓均可采用對應(yīng)電壓等級的平均額定電壓來進(jìn)行計算。忽略不計

9、各元件阻抗參數(shù)中的電阻，以及對地的導(dǎo)納支路。習(xí)題一、簡答題L如何根據(jù)變壓器的實驗參數(shù)計算雙繞組變壓器等值電路的四個參數(shù)？2 .雙繞組和三繞組變壓器一般以什么樣的等值電路表示？雙繞組變壓器的等值電路與電力線路的等值電路有何異同？3 .標(biāo)幺值及其特點是什么？在電力系統(tǒng)計算中，基準(zhǔn)值如何選擇？4 .電力系統(tǒng)元件參數(shù)用標(biāo)幺值表示時，是否可以直接組成等值網(wǎng)絡(luò)？為什么？5 .電力線路一般以什么樣的等值電路來表示？二、計算題L某一回UOkV架空電力線路，采用型號為LGJ-120,導(dǎo)線計算外徑為15.2mm,三相導(dǎo)線水平排列，兩相鄰導(dǎo)線之間的距離為4m。試求該電力線路的參數(shù)，并做出等值電路。2 .有一回220

10、kV架空電力線路，采用型號為LGJ-2X185的雙分裂導(dǎo)線，每一根導(dǎo)線的計算外徑為19mm,三相導(dǎo)線以不等邊三角形排列，線間距離D2=9m,D23=8.5m,DI5=6.1in0分裂導(dǎo)線的分裂數(shù)n=2,分裂間距為d=400mm,試求該電力線路的參數(shù)，并做出等值電路。3 .三相雙繞組升壓變壓器的型號為SFL-40500/110,額定容量為40500kVA,額定電壓為121/10.5kV,Pk=234.4kW,Uk(%)=ll,P0=93.6kW,Io(%)=2315,求該變壓器的參數(shù)，并做出等值電路。4 .三相三繞組降壓變壓器的型號為SFPSL-120000/220,額定容量為120000/12

11、0000/60000/kVA,額定電壓為220/121/llkV,Pk)1.21=601kWtPk(1.3)=182.5kVV,Pk(2.3)=132.5kW,Uk(1.2)(%)=14.85,Uk(r3)(%)=28.25,Uk=0.4Q/km,正序電抗等于負(fù)序電抗，零/T電少“yal01=JAL(1”1AH抖=!次帕陽項IA點發(fā)生單相接地短路故障，短路點短路電流的有名值以及通過T1中性點流入地中電流的有名值。電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)第六章電力系統(tǒng)的潮流計算一、一般潮流計算1 .阻抗上的電壓降落和功率損耗、導(dǎo)納上的功率損耗阻抗上的電壓降落dU=UU?=XU+jdUu6UPR+QXu_PX

12、-QRu阻抗上的功率損耗s.=4p2+q2(R+jX)16 / 50線路對地支路的功率損耗（）書叉=_*34變壓器并聯(lián)2支路的功率損耗St=GtU：+洱U：2 .電力線路和變壓器上的功率分布圖 1線路上的功率分布圖 2變壓器的功率分布3 .簡單輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算1）已知首端或末端電壓和功率，求網(wǎng)絡(luò)中的功率和電壓分布情況；2）已知始端電壓、末端功率，求網(wǎng)絡(luò)中的功率和電壓分布情況。4 .簡單閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流計算閉式網(wǎng)絡(luò)包括環(huán)網(wǎng)和兩端供電網(wǎng)，閉式網(wǎng)絡(luò)的潮流計算首先求網(wǎng)絡(luò)的初始功率分布，確定網(wǎng)絡(luò)的功率分點，在無功功率分點處將閉式網(wǎng)絡(luò)打開形成兩個輻射形網(wǎng)絡(luò)，然后按照輻射形網(wǎng)絡(luò)的潮流計算方法進(jìn)行潮流計算。

13、二、電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型節(jié)點電壓方程有阻抗型和導(dǎo)納型兩種。導(dǎo)納矩陣的特點是高度稀疏、對稱和易于修改。節(jié)點阻抗矩陣用于阻抗形式的節(jié)點電壓方程，它是節(jié)點導(dǎo)納矩陣的逆陣。習(xí)題本章習(xí)題和下章習(xí)題一起出第七章電力系統(tǒng)潮流計算的計算機(jī)算法一、潮流計算的數(shù)學(xué)模型對系統(tǒng)各個元件建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型：1）將同步發(fā)電機(jī)等效為一個給定電動勢的恒定阻抗支路，用輸出功率和端電壓表示。2）輸電線路用口型等效電路表示。3）電力負(fù)荷表示為接在負(fù)荷點的與大地連接的阻抗支路，用負(fù)荷功率和端電壓表示。4）變壓器采用n型電路。對于節(jié)點，注入電流或功率為正，輸出為負(fù)。二、網(wǎng)絡(luò)方程對任意一個網(wǎng)絡(luò)列寫節(jié)點電壓方程。如下圖所示：列寫節(jié)點電壓方程

14、為：三、導(dǎo)納矩陣的形成和修改UxU2t)3自導(dǎo)納：節(jié)點i的自導(dǎo)納在數(shù)值上等于與該節(jié)點相連的所有支路的導(dǎo)納之和?；?dǎo)納：節(jié)點isj之間的互導(dǎo)納/在數(shù)值上等于與這兩個節(jié)點相連支路導(dǎo)納的負(fù)值。如果兩個節(jié)點i,j之間沒有互導(dǎo)納相連接，則=00節(jié)點導(dǎo)納矩陣的修改分為以下幾種情況：1、原有網(wǎng)絡(luò)增加一條新的支路，并且增加一個新的節(jié)點時，則獨立節(jié)點數(shù)增加一個，故節(jié)電導(dǎo)納矩陣只需增加一行一列。2、在原有網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點ij之間增加一條阻抗支路Z”，貝!）：電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)1）納矩陣的階數(shù)不變；2）自導(dǎo)納修改為：匕=續(xù)+為3）互導(dǎo)納修改為=療，心方匕=匕仍一見4）其他元素不變。當(dāng)新增支路為變壓器時：1）節(jié)點

15、導(dǎo)納矩陣階數(shù)不變。2）自導(dǎo)納修改為：3）互導(dǎo)納修改為：Y=y（o+J_v4）其余元素不變。=丫：；_yr3、在原網(wǎng)絡(luò)中切除節(jié)點燈殳間酎阻成為年的一條支路。則相當(dāng)于增加一條-Z,j的支路。即在公式中改變添加增量的符號即可。4、在原網(wǎng)絡(luò)節(jié)點ij之間支路參數(shù)由此變?yōu)闊o。這種情況相當(dāng)于切除原支路先,然后在原節(jié)點ij只之間增加一條新支路為.三、節(jié)點的分類根據(jù)電力系統(tǒng)的實際運行條件，按給定變量的不同，一般將節(jié)點分為以下三類：（1）尸。節(jié)點。節(jié)點的有功功率和無功功率已知，需要求出電壓幅值和相角。（2）PU節(jié)點。節(jié)點的有功功率和電壓已知，需要求出無功功率和電壓的相角。（3）平衡節(jié)點。節(jié)點電壓的大小和相角已知，

16、需要求出有功功率和無功功率。該節(jié)點承擔(dān)系統(tǒng)的有功平衡。四、潮流計算的約束條件通常對計算出來的變量，要進(jìn)行檢驗，看是否滿足技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的要求。常用約束條件有：節(jié)點電壓約束條件：即各個節(jié)點電壓必須在一定范圍內(nèi)。所有電源節(jié)點的有功和無功功率必須滿足：G7minGi2,maxQginunQg(QcAmax某些節(jié)點的相位差滿足:max五、潮流計算的數(shù)學(xué)方法牛頓法潮流計算。電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)習(xí)題一、簡答題1 .進(jìn)行潮流計算時，對節(jié)點是如何分類的？2 .簡述用牛頓一拉夫遜法進(jìn)行潮流計算的步驟。3 .潮流計算的約束條件是什么？4 .對簡單開式網(wǎng)絡(luò)潮流計算的步驟是什么？二、計算題1.電力網(wǎng)絡(luò)如下圖所

17、示，各支路阻抗標(biāo)么值已注明圖中，求其節(jié)點導(dǎo)納矩陣。肚M2.220kV單回架空線路，長度為220kM,電力線路每公里的參數(shù)分別為：r,=O.IO8n/W.,=0.42Q/AM./?,=2.66x,線路空載運行，當(dāng)線路末端電壓為205kV,求線路始端的電壓。3 .有一臺三繞組變壓器，其歸算至高壓側(cè)的等值電路如下圖所示，其中Zj,=2.47+=2.47兒5dzz3=2.47+;37.8aS,=5+j4MVA.S3=S+當(dāng)變壓器變比為110/38.5(1+5%)/6.6kV,5=6kV時，試計算高壓、中壓倒的實際電壓。4 .某35kV變電所有二臺變壓器并聯(lián)運行，其參數(shù)分別為：=8MIAR=5&WW.T

18、2:Sl2M/A/【=24M用/%=65。兩臺變壓器均忽略勵磁支路。變壓器低壓側(cè)通過的總功率為6=8.5+j5.3Ml*試求：當(dāng)變壓器變比為0=0=35/1時，每臺變壓器通過的功率為多少？當(dāng)Kn=34.125/14V,4門=35/11AV時，每臺變壓器通過的功率為多少？5.110kV單回架空線路，長度為80kM,導(dǎo)線型號為LGJ-95,導(dǎo)線計算外徑為13.7mm,三相導(dǎo)線幾何平均距離為5nio已知電力線路末端負(fù)荷為15+jlOM、A,始端電壓為116kV,求末端電壓和始端功率。29 / 50第八章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整一、電力系統(tǒng)無功功率的平衡（一）無功功率負(fù)荷大量的異步電動機(jī)消耗無功功

19、率。（二）無功功率損耗電力系統(tǒng)的無功損耗包括變壓器和線路的無功損耗。變壓器的無功損耗包括勵磁損耗和海抗中的損耗。線路的無功損耗包括線路串聯(lián)電抗中的無功損耗與線路電容的充電功率。（三）無功功率電源電力系統(tǒng)的無功電源，除發(fā)電機(jī)外，還有同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器、靜止無功補(bǔ)償器及近年來發(fā)展起來的靜止無功發(fā)生器。后四種裝置又稱無功補(bǔ)償裝置。靜止電容器只能發(fā)出感性無功功率（即吸收容性無功功率），其余幾類補(bǔ)償裝置既可發(fā)出感性無功功率，又能發(fā)出容性無功功率。（四）無功功率平衡工。8一42-。=0二、電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整系統(tǒng)中經(jīng)常選擇一些有代表性的發(fā)電廠和變電站母線作為電壓監(jiān)視點，又稱電壓中樞點。中樞點的調(diào)整方式分

20、為三種：逆調(diào)壓、順調(diào)壓、恒調(diào)壓。逆調(diào)壓在最大負(fù)荷時將中樞點電壓升高至105%U（Un為線路額定電壓），最小負(fù)荷時保持中樞點電壓為Un。供電線路較長，負(fù)荷變動較大的中樞點往往采用逆調(diào)壓方式。最大負(fù)荷時允許中樞點電壓降低，最小負(fù)荷時允許中樞點電壓升高的調(diào)壓方式稱為順調(diào)壓。順調(diào)壓在最大負(fù)荷時允許中樞點電壓不低于102.5%Un,最小負(fù)荷時允許不高于107.5%Uy0供電線路不長，負(fù)荷變動不大的中樞點通常采用順調(diào)壓方式。在任何負(fù)荷情況下都保持中樞點電壓為一基本不變的數(shù)值，如（102%-105%）Un，稱為恒（常）調(diào)壓。（二）電壓調(diào)整的措施1 .改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓調(diào)壓2 .改變變壓器變比調(diào)壓1）降壓變壓

21、器分接頭選擇.分接頭電壓的計算及選擇“hmax“imax UrmaxU】NU.=-Ab為協(xié)ul/mintjIN2min然后取其平均值a,=（az+qz）/2再根據(jù)計算值，選擇一個與它數(shù)值最接近的分接頭電壓。（2）分接頭電壓的校驗根據(jù)所選擇的分接頭電壓計算最大、最小負(fù)荷下低壓母線的實際電壓，并校驗其是否滿足調(diào)壓要求。2 maxU?N=0.8；最小負(fù)荷為7MVA,cos。=0.7o已知變壓器高壓母線在任何方式下均維持電壓為107.5kV,如果變壓器低壓母線要求順調(diào)壓，試選擇變壓器分接頭。4 .某降壓變壓器參數(shù)如圖所示，其歸算至高壓側(cè)的阻抗為jXr=(2.44+J40)Q。已知在最大和最小負(fù)荷時通過

22、變壓器的功率分別為皿=(28+j4)MVA和m=(l0+/6)ME4,高壓側(cè)的電壓分別為11此和113匹。要求低壓母線的電壓變化不超過(6.06.6)kV的范圍，試選擇分接頭。12S1102X2.5%/6.3kV31.5MVA5 .某變電所有一臺降壓變壓器，變壓器的額定電壓為1102X2.5%/UkV,變壓器已運行于115.5kV抽頭電壓，在最大、最小負(fù)荷時，變壓器低壓側(cè)電壓的偏移分別為-7%和2%(相對于網(wǎng)絡(luò)額定電壓的偏移)。如果變樂器電壓側(cè)要求順調(diào)壓,那么變壓器的抽頭電壓H5.5kV能否滿足調(diào)壓的要求，應(yīng)如何處理？6 .水電廠通過SFL-40000/110型升壓變壓器與系統(tǒng)連接，變壓器歸算

23、高壓側(cè)的阻抗為2.1+J38.5Q,額定電壓為121土2X2.5%/10.5kV。在系統(tǒng)最大、最小負(fù)荷時，變壓器高壓母線電壓分別為112.09kV和115.92kV；低壓側(cè)要求電壓，在系統(tǒng)最大負(fù)荷時不低于10kV,在系統(tǒng)最小負(fù)荷時不高于UkV。當(dāng)水電廠在最大、最小負(fù)荷時輸出功率為28+j21MVA時,試選擇變壓器分接頭。7 .有一個降壓變電所由二回llOkV,70km的電力線路供電，導(dǎo)線型號為LGJ.120,導(dǎo)線計算外徑為15.2mm,三相導(dǎo)線幾何平均距離為5mo變電所裝有二臺變壓器并列運行，其型號為SFL31500/110,5A1=20ME4.t/v=110/lKV,U2%=10.5最大負(fù)荷

24、時變電所低壓側(cè)歸8.算高壓側(cè)的電壓為100.5kV,最小負(fù)荷時為U2.0kV.變電所二次母線允許電壓偏移在最大、最小負(fù)荷時分別為2.5%7.5%.試根據(jù)調(diào)壓的要求按并聯(lián)電容器和同步調(diào)相機(jī)兩種措施，確定變電所UkV母線上所需補(bǔ)償設(shè)備的最小容量。第九章電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整一、電力系統(tǒng)有功功率的平衡1 .有功功率平衡和備用容量裝機(jī)容量一所有發(fā)電設(shè)備容量總和。電源容量一一可投入使用的容量之和。備用容量系統(tǒng)電源容量減去發(fā)電負(fù)荷（包括網(wǎng)損、負(fù)荷、廠用電）。備用容量按發(fā)電設(shè)備的運行狀態(tài)可分為熱備用和冷備用。備用容量按發(fā)電設(shè)備的用途分為負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用和國民經(jīng)濟(jì)備用。2 .有功功率負(fù)荷的變

25、動及其調(diào)整電力系統(tǒng)的總負(fù)荷根據(jù)變化規(guī)律可分為以下三種：第一種是變化幅度很小、變化周期很短的負(fù)荷；第二種是變化幅度較大、變化周期較長的負(fù)荷；第三種是變化幅度很大，變化周期很長的負(fù)荷。由第一種負(fù)荷變化引起的頻率偏移將由發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速器進(jìn)行調(diào)整，稱為頻率的一次調(diào)整；第二種負(fù)荷變化引起的頻率偏移將由發(fā)電機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)頻器進(jìn)行調(diào)整,稱為頻率的二次調(diào)整；第三種負(fù)荷變化引起的頻率偏移將在有功功率平衡的基礎(chǔ)上，責(zé)成各發(fā)電廠按最優(yōu)（經(jīng)濟(jì)）分配原則進(jìn)行有功功率的分配，稱為頻率的三次調(diào)整。二、電力系統(tǒng)的頻率特性1 .負(fù)荷的有功功率一頻率靜態(tài)特性Pd=4%+（4）+a2DN（4）+C%PdN+H化為標(biāo)么值形

26、式：Pm=%+%/?+頻率K_必調(diào)節(jié)效k應(yīng)系數(shù)2 .發(fā)電機(jī)組的有功功率一頻率靜態(tài)特性發(fā)電機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率尤=-也右=_也殳=Kg-VAf/V6PGN靜態(tài)調(diào)差系數(shù)定義為5_fo-fN*fN發(fā)動機(jī)組的單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)的關(guān)系:三、電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整k5=Li.頻率的一次調(diào)整.瓦%=TKg+K/）R.各機(jī)組承擔(dān)的功率增量為2.頻率的二次調(diào)整PdC=_C3.互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整%+.鉗-GN=KAAPdbMis-gb=KbNb兩系統(tǒng)負(fù)荷變化引起的頻率偏移應(yīng)相同，即Afa=刈=A/習(xí)題一、簡答題L備用容量按用途分，可分為哪幾種？2 .電力系統(tǒng)有功功率平衡的含義是什么？3 .電力系統(tǒng)有功功率負(fù)荷變化的

27、情況與電力系統(tǒng)頻率的一、二、三次調(diào)整有何關(guān)系？4 .什么是電力系統(tǒng)的有功功頻率靜態(tài)特性？5 .負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)的含義是什么？二、計算題1 .兩系統(tǒng)由聯(lián)絡(luò)線相連。已知A系統(tǒng)心=800MW/生K1A=50MW/z,A/=100MW；B系統(tǒng)K（;b=700MW/Hz,Kl=40MWIHi,SPlJ=50MW。求在下列情況下系統(tǒng)頻率的變化量和聯(lián)絡(luò)線功率的變化量APab。兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻；A系統(tǒng)機(jī)組參加一次調(diào)頻，而B系統(tǒng)機(jī)組不參加一次調(diào)頻；兩系統(tǒng)所有機(jī)組都不參加一次調(diào)頻。2 .已知一發(fā)電機(jī)額定功率%，=50MW,/v=50Hz,=20CMW/”z.問發(fā)電機(jī)由額定狀態(tài)到空載狀態(tài)頻率變化為

28、多少？3 .仍按題1中已知條件，試計算下列情況下的頻率變化量和聯(lián)絡(luò)線上流過的功率Pub。A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次、二次調(diào)頻，A、B兩系統(tǒng)機(jī)組都增發(fā)50MW；A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻，A系統(tǒng)所有機(jī)組參加二次調(diào)頻，增發(fā)60MW；A、B兩系統(tǒng)所有機(jī)組都參加一次調(diào)頻，B系統(tǒng)所有機(jī)組參加二次調(diào)頻，增發(fā)60MW。4.某電力系統(tǒng)負(fù)荷的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)Kl=2.0,主調(diào)頻廠額定容量為系統(tǒng)負(fù)荷的20%,當(dāng)系統(tǒng)運行于負(fù)荷Pi，=L0,fN=50Hz時，主調(diào)頻廠出力為其額定值的50%。如果負(fù)荷增加，而主調(diào)頻廠的頻率調(diào)整器不動作，系統(tǒng)的頻率就下降0.3Hz,此時測得Pl-1.1（發(fā)電機(jī)組仍不滿載）。現(xiàn)在頻

29、率調(diào)整器動作，使頻率上升02Hz。問二次調(diào)頻作用增加的功率是多少？第十章電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運行一、電力網(wǎng)絡(luò)的電能損耗計算（一）輸電線路的電能損耗計算L最大負(fù)荷損耗時間法線路的年電能損耗為2.“閨*國H圖4小等值功率法線路的年電能損耗為（二）變壓器的電能損耗計算雙繞組變壓器的年電能損耗=的）丁+然.分.三繞組變壓器的電能損耗為CCCMr+口（U）rmaxl+蜃2（F廠Tmax2+蜃3（U）=max3、N二、降低網(wǎng)損的技術(shù)措施1 .提高用戶的功率因數(shù),減少輸送的無功功率2 .改善閉式網(wǎng)絡(luò)的功率分布3 .合理確定電力網(wǎng)的運行電壓水平4 .合理組織變壓器的經(jīng)濟(jì)運行5 .對原有電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造三、電力系統(tǒng)有

30、功功率負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配（一）火電廠間有功功率負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配1 .耗量特性比耗量，耗:量微增率則(1=1211)2 .等耗量=微增率準(zhǔn)0=4當(dāng)計及分網(wǎng)損AR時=0cl，1_空X-Ct-A外1_里/叫（二）水、火電廠間有功功率負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配水、火廠經(jīng)濟(jì)分配的等耗量微增率準(zhǔn)則(IFdW,電力系統(tǒng)無功功率的經(jīng)濟(jì)分配=Y=4dPT/dPHk等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則can=(i=l,2,)當(dāng)M計及網(wǎng)損時xc、=伙=A6%出勿習(xí)題M一、簡答題L降低電力網(wǎng)電能損耗的技術(shù)措施有哪些？2 .什么是機(jī)組的耗量特性、比耗量和耗量微增率？3 .什么是等耗量微增率準(zhǔn)則？4 .影響水煤換算系數(shù)的因素有哪些？5 .什么是等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)

31、則？二、計算題1 .兩臺同步發(fā)電機(jī)耗量特性完全相同，有功功率運行上、下限分別為10MWWPiW30MW,20MWWP2W50MW,現(xiàn)有負(fù)荷70MW,問如何分配最為經(jīng)濟(jì)？2 .三臺發(fā)電機(jī)組共同承擔(dān)負(fù)荷，它們的耗量微增率分別為：4=竺=0.15”10dRdF4=上=0,10已+ 10dpl%=為 = 0.05R+10(100 2OOMIV)元/MW/元/MW/(100200A/W)(100200MVV)當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷為750MW時，試求每臺發(fā)電機(jī)組所承擔(dān)的負(fù)荷。3 .某電廠有兩臺機(jī)組，其耗量特性分別為：6=0。際+2P+10(力)，20MW/?60MWF,=0.。3乃+3P.+16(6),20MWP.

32、60MW求當(dāng)負(fù)荷分別為80MW和60MW時的功率經(jīng)濟(jì)分配。4 .有n臺發(fā)電機(jī)組共同承擔(dān)負(fù)荷，它們的耗量特性分別為：Fk=akP；+bkPk+ck(A=1,2,)試推導(dǎo)耗量微增率入與Pl的關(guān)系式丸=/(外)以及人與Pk的關(guān)系式A=f(Pk)(推導(dǎo)時不計網(wǎng)絡(luò)損耗和各機(jī)組的功率限額)。第十一章電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性一、同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運動方程作用在轉(zhuǎn)軸上的不平衡轉(zhuǎn)矩為：NM=M-M=Ja=J=J空*dtdt1同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運動方程可表達(dá)為T12e_=兇=今一.%dr%稱為發(fā)電機(jī)組的慣性時間常數(shù)。7；的物理含義為：在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上施加機(jī)械轉(zhuǎn)矩=輸出電磁轉(zhuǎn)矩Mq=O時，機(jī)組從靜止?fàn)顟B(tài)3=0升速到額定轉(zhuǎn)速（3=

33、v）所需要的時間（s）轉(zhuǎn)子運動方程還可以寫成狀態(tài)方程形式dS丁=一%at二、電力系續(xù)二幽二區(qū)（耳._p.）統(tǒng)的功角特性隱極發(fā)電機(jī)”廠力/用空載電動勢Eq和同步電抗X”.描述發(fā)電機(jī)EU.=sinJ用X,國瞬態(tài)電動勢和瞬態(tài)電抗X；描述發(fā)電機(jī)用瞬態(tài)電抗X；后的電動勢和瞬態(tài)電抗近似描述發(fā)電機(jī)%=空出熹二歲AdE乙AdlA凸極發(fā)電機(jī)用空載電動勢和同步電抗描述發(fā)電機(jī)EUU1Pr=sin5H=-sin2d%Xf2XdfXqE用瞬態(tài)電動勢和瞬態(tài)電抗描述發(fā)電機(jī)EUU1X,-X為，=sinJ-sin2JQX*2XqWdf三、電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性，是指電力系統(tǒng)在某一運行狀態(tài)下受到某種小干擾后，系統(tǒng)

34、能自動恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。能恢復(fù)到原來運行狀態(tài)，則系統(tǒng)是靜態(tài)穩(wěn)定的，否則就是靜態(tài)不穩(wěn)定的。電力系統(tǒng)具有靜態(tài)穩(wěn)定性是保持正常運行的基本條件之一。該簡單系統(tǒng)的功角特性關(guān)系為：EUdqs月式中：X（jr=Xd+X.n+-Xl+x.n1 .力系2統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據(jù)電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實用判據(jù)為式C_dP中，稱為整步功率系數(shù)。而與6=90對應(yīng)的點是靜態(tài)穩(wěn)定的臨界點，F(xiàn)此時功率達(dá)到功率極限。2 .靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)Kp=（PM-Po）/Poa四、提高靜態(tài)穩(wěn)定性的方法1 .減小元件的電抗2 .提高系統(tǒng)電壓3 .采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置4 .改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)五、電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性當(dāng)電力系統(tǒng)受到較大的擾動后，系

35、統(tǒng)能夠不失步的從一種穩(wěn)定狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)的能力稱為電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。S311-1單機(jī)一無限大系統(tǒng)及共駱伯電路系統(tǒng)BH，（biE*時簫偵電路：:）故駱值電m,切除械Q后婚依電臍簡單電力系統(tǒng)在各種運行情況下的功角特性（1）正常運行時的功角特性方程為EUsin J = % sin 5（2）短路故障時Pn =EUsin J = Pnm sin d故障切除后plX口圖11-2功角特性及面積定則以上三種情況所以41V/1V片，如圖11-2所示三種狀態(tài)下的功率特性曲線。2 .簡單系統(tǒng)受大干擾后發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的相對運動系統(tǒng)正常運行在功角特性的a點，故障時，運行點將由a點躍降至片上的b點。此時，過剩功率（y

36、=鳥-/,）大于零，轉(zhuǎn)子開始加速，A30,功角5開始增大，并沿著片曲線向右運動。設(shè)運行點達(dá)到c點時，故障線路切除，在此瞬間，運行點從片上的c點躍升到%I上的小,功角6還將增大，運行點沿曲線/由d點向f點移動當(dāng)轉(zhuǎn)速降到同步速時,運行點達(dá)到f點（即叼=。丫），由于此時過剩功率（好=與一4邛）仍小于零，轉(zhuǎn)子繼續(xù)減速，而功角色開始減?。ㄔ趂點功角達(dá)到最大%=6皿）。這樣一來，運行點仍沿著七I曲線從f點向d、k點移動。在k點有耳=PniK,AP=0,減速停止，但由于/長加速面積Ai即J：C）46+J：（4_/）460否則，系統(tǒng)瞬態(tài)不穩(wěn)定。同樣，可根據(jù)等面積定則，確定極限切除角由（鳥一七）45+J；（4-

37、%=0可得S-ccq-iPt（0-$（）+ribncos當(dāng)一片”cos今慶一兒七、提高電力系統(tǒng)瞬態(tài)穩(wěn)定性的措施1、快速切除故障。2、采用自動重合閘裝置。3、發(fā)電機(jī)裝設(shè)強(qiáng)行勵磁裝置。4、電氣制動。5、變壓器中性點經(jīng)小電阻接地。6、快速關(guān)閉汽門。7、連鎖切機(jī)。8、合理的確定電力系統(tǒng)的運行方式。習(xí)題一、簡答題L發(fā)電機(jī)慣性時間常數(shù)的的物理意義是什么？2 .寫出發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運動方程的基本形式。3 .什么是電力系統(tǒng)穩(wěn)定性？如何分類？4 .什么是負(fù)荷穩(wěn)定？5 .正常運行時發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子受什么轉(zhuǎn)矩作用？6 .為什么減小輸電線路電抗能提高電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性？7 .列出三種提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施？8 .提高靜態(tài)穩(wěn)定措

38、施之一是減少線路電抗，請寫出主要有哪三種措施來減少線路電抗。9 .試寫出簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)Kp的計算公式。10 .勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)為什么能提高系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性？1L寫出五條提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定運行的主要措施。電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)12 .什么是電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定？13 .試述等面積定則的基本含義。14 .解釋采用減少原動機(jī)輸出功率的方法能夠改善系統(tǒng)的哲態(tài)穩(wěn)定性。15 .試用等面積定則分析當(dāng)自動重合閘成功時為什么可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性？二、計算題1 .已知無限大系統(tǒng)正常運行時Jo=l.ONO,發(fā)電機(jī)勵磁電流恒定，Aq=2.4/50,Xd=1.5,XT=0.15,XL=0.7o求此運行條件下的靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù)。E,Xr,X,4GH-p-TX天2 .設(shè)已知系統(tǒng)短路前、短路時、短路切除后三種情況的