電力系統(tǒng)分析(上)復(fù)習(xí)歷考試資料

1、電力系統(tǒng)的定義。 把生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng)。）2.電力生產(chǎn)的主要特點(diǎn)。 電能不能大量存儲(chǔ),電能生產(chǎn)、輸送、分配與消費(fèi)同時(shí)進(jìn)行。暫態(tài)過程非常短促,從一種運(yùn)行狀態(tài)到另一種運(yùn)行狀態(tài)的過度極為迅速。與國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人民日常生活關(guān)系密切）對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求。 簡(jiǎn)單 :安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保） 和有備用網(wǎng)絡(luò) (雙回路 ,環(huán)形網(wǎng)絡(luò) ,兩端供電網(wǎng)絡(luò) 分別包括哪幾種接線形式，分別適合什么情況和什么負(fù)荷類型的供電。(采用哪一類接線,取決于負(fù)荷的性質(zhì),無備用接線只適合用于向第三級(jí)負(fù)荷供電.對(duì)于低一級(jí)和第二級(jí)負(fù)荷占比較大比重的用戶,應(yīng)由有備用網(wǎng)絡(luò)供電 .5.變壓器的主

2、要參數(shù)包括哪幾個(gè)，掌握參數(shù)計(jì)算公式和等值電路。變壓器主要參數(shù)包括：電阻RT、電抗 XT 、電導(dǎo) GT 、電納 BT 、變壓比 KTP V 23，23，Po3，I% S3，V1Ns NVS% VNoNK TRTSN210X T100 SN 10GTVN210S BT100 VN2 10SV2N線路的主要參數(shù)包括哪幾個(gè)，掌握參數(shù)計(jì)算公式和等值電路。單位長(zhǎng)度的電阻r,電抗 x,電容 b r / SD eqln 2lx 0.1445lgl01D sb2Ds分裂導(dǎo)線的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。1.減少電抗。 2，增大電容。 3.增加臨界電壓）6.有名單位制和標(biāo)幺制的概念。 用實(shí)際有名單位表示物理量的方法稱為有名單位制

3、。）標(biāo)幺制是相對(duì)單位制的一種，在標(biāo)幺制中各物理量都用標(biāo)幺值表示，標(biāo)幺值等于有名值除以基準(zhǔn)值）7.標(biāo)幺值的計(jì)算公式，為什么要采用標(biāo)幺制？標(biāo)幺值 =實(shí)際有名值 /基準(zhǔn)值） 1.易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)，2，采用標(biāo)幺制能夠簡(jiǎn)化計(jì)算公式 3.采用標(biāo)幺制能在一定程度上簡(jiǎn)化計(jì)算工作）單相系統(tǒng)和三相系統(tǒng)基準(zhǔn)值的選取必須滿足的方程式,單相電路基準(zhǔn)值的選取必須滿足的方程式三相電路基準(zhǔn)值的選取必須滿足的方程單相系統(tǒng)和三相系統(tǒng)標(biāo)幺值的計(jì)算公式同步電機(jī)的基本方程包括 d,q,0 坐標(biāo)系下同步電機(jī)的 電勢(shì)方程） 和 磁鏈方程） 。派克變換的概念和物理意義。 采用派克變換，實(shí)現(xiàn)從 a， b，c 坐標(biāo)系到 d，q

4、，o 坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，把觀察者的立場(chǎng)從靜止的定子上轉(zhuǎn)到了轉(zhuǎn)子，定子的三相繞組被兩個(gè)同轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的等效 dd 繞組和 qq 繞組所代替，變換后，磁鏈方程的系數(shù)變?yōu)槌Ｕf，大大簡(jiǎn)化計(jì)算）節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的主要特點(diǎn)。 1，導(dǎo)納矩陣的元素很容易根據(jù)網(wǎng)絡(luò)接線圖和支路參數(shù)直觀地求得，形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的程序比較簡(jiǎn)單2，導(dǎo)納矩陣是稀疏矩陣，它的對(duì)角線元素一般不為零，但在非對(duì)角線元素中則存在不少零元素。）12.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣中自導(dǎo)納和互導(dǎo)納的物理意義。 自導(dǎo)納是當(dāng)k=i 時(shí)，節(jié)點(diǎn)i 以外的所有節(jié)點(diǎn)都接地時(shí)節(jié)點(diǎn)i 對(duì)地的總導(dǎo)納）互導(dǎo)納是，當(dāng) k i 時(shí)，節(jié)點(diǎn)k 以外的所有節(jié)點(diǎn)都接地時(shí)，從節(jié)點(diǎn)i 流入網(wǎng)絡(luò)的電流同施加于節(jié)點(diǎn)

5、k 的電壓之比即是節(jié)點(diǎn)k ，i 之間的互導(dǎo)納）短路的概念。 一切不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況）短路的類型。 三相短路，兩相短路，單相短路，兩相接地短路）短路的危險(xiǎn)后果。 1. 短路點(diǎn)附近的支路中出現(xiàn)大電流，短路設(shè)備點(diǎn)動(dòng)力效應(yīng)導(dǎo)致導(dǎo)體和支架遭破壞，設(shè)備發(fā)熱增加，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)導(dǎo)致過熱以致?lián)p壞。 2，系統(tǒng)電壓大幅度下降影響用戶，電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩顯著減小，轉(zhuǎn)速下降3.短路點(diǎn)距電源不遠(yuǎn)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)電廠失去同步，破壞系統(tǒng)穩(wěn)定導(dǎo)致大面積停電，4.不對(duì)稱短路：不平衡電流，在鄰近的電路中感應(yīng)很大的電動(dòng)勢(shì)，影響附近的通訊線路/鐵道訊號(hào)系統(tǒng)）短路計(jì)算的目的。 1. 選擇有足夠機(jī)械穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度的電氣

6、設(shè)備，2，為了合理地配置各種繼電保護(hù)裝置并正確整定其參數(shù)，必須對(duì)電力網(wǎng)中發(fā)生各種短路進(jìn)行計(jì)算和分析， 3，在設(shè)計(jì)和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線時(shí)，比較各種不同方案的接線圖，確定是否需要采用限制短路電流的措施， 4.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對(duì)用戶工作的影響）同步發(fā)電機(jī)發(fā)生短路電流最大的時(shí)間和條件。 時(shí)間，短路電流的最大瞬時(shí)值在短路發(fā)生后約半個(gè)周期出現(xiàn)。條件，當(dāng)電路參數(shù)已知，短路電流周期分量的幅值是一定的，而短路電流的非周期分量則是按指數(shù)規(guī)律單調(diào)衰減的直流，因此，非周期電流的初值越大，暫態(tài)過程中短路全電流的最大瞬時(shí)值也就越大）18. 短路沖擊系數(shù)的選取范圍和取值。 當(dāng)時(shí)間常數(shù) Ta 的數(shù)值

7、由零變到無限大時(shí)，沖擊系數(shù)的變化范圍是1 Kim 2。在使用計(jì)算中，當(dāng)短路發(fā)生在發(fā)電機(jī)電壓母線時(shí)，取K im=1.9；在發(fā)電廠高壓側(cè)母線時(shí)取K im=1.85；在其他地點(diǎn)短路是，取K im=1.8）互阻抗 節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣）和轉(zhuǎn)移阻抗的概念有何區(qū)別 異：互阻抗在任何一對(duì)節(jié)點(diǎn)之間均有定義。轉(zhuǎn)移阻抗只在電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)和短路點(diǎn)之間，或電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)與電勢(shì)源節(jié)點(diǎn)之間才有實(shí)際意義。同：它們都是網(wǎng)絡(luò)中某處電壓和另一處電流的復(fù)數(shù)比例系數(shù)，具有阻抗的量綱，但不代表實(shí)際的阻抗，即使網(wǎng)絡(luò)中不存在負(fù)電阻元件，互阻抗和轉(zhuǎn)移阻抗都可能出現(xiàn)負(fù)的實(shí)數(shù)部分）1/11計(jì)算題為 習(xí)題 4-1 和例 6-10。計(jì)算題為 習(xí)題 4-1 和例 1

8、-2。一. 計(jì)算習(xí)題 1-2 電力系統(tǒng)的部分接線示于題圖1-2，各電壓級(jí)的額定電壓及功率輸送方向已標(biāo)明在圖中。試求：1）發(fā)電機(jī)及各變壓器高、低壓繞組的額定電壓；2）各變壓器的額定變比；3）設(shè)變壓器T-1 工作于 +5抽頭、 T-2、 T-4 工作于主抽頭，T-3 工作于 2.5抽頭時(shí)，各變壓器的實(shí)際變比。解 T-1： kT1N242 /10.523.048T-2： kT2(12)220/1211.818 ， kT2(1 3)220/ 38.5 5.714 ， kT2(2 3)121/ 38.5 3.143T-3： kT3N35/113.182， T-4： kT4N220 /121 1.818

9、=30MV A ， V GN ）=10.5kV ， XG=31.5MVS%=10.5 ， kT1=10.5/121；變壓器 T-2T2(NA，VS=15MVA ，V S%=10.5 ， kT2=110/6.6；電抗器V R(N =6kV ， IR(N =0.3kA ， XR%=5 ；架空線路長(zhǎng)80km，每公里電抗為0.4 ；電纜線路長(zhǎng) 2.5km，每公里電抗為 0.08 。解：首先選擇基準(zhǔn)值，取全系統(tǒng)的基準(zhǔn)功率SB =100MV A 。VB()VB()110.51kV121kVkB ()10.5 /1211111VB( )VB() kB ( )VB()kB ( ) kB ( )10.5(10.

10、5 /121) (110 / 6.6)kV121(110/6.6)7.26kV各元件電抗的標(biāo)幺值為VG(N)2S10.52100 x1X G(B)*X G(B)* SG(N)B0.260.87VB(2)3010.52S2B10.510.52100%VT1(N )x2X T1(B)*VS0.33100ST1(N2)V B(2)10031.510.52x3X L(B)*X LSB0.4801000.22VB(2)12123/11x4X T2(B)*VS %VT2(N2)SB10.510.521000.58100ST2(N2)VB(2)100151212x5X R(B) *VR %VR(N)SB56

11、1001.091003I R(N)VB(21003 0.37.262)x6SB0.082.51000.38X C(B)*X C7.262VB(2 )例 6-2 在例 2-8 的電力系統(tǒng)中，電纜線路的未端發(fā)生三相短路，已知發(fā)電機(jī)電勢(shì)為10.5kV 。試分別按元件標(biāo)幺值計(jì)算短路點(diǎn)的電流的有名值。Ex1x2x3x4x5x6解：取 SB=100MVA， VBVav ( VB()10.5kV ， VB()115kV ， VB( )6.3kV x1xd0.26SB0.261000.87 ， x2xT1VS %SB10.51000.33SGN30100ST1(N)10031.5x 3X LSB0.48010

12、00.24 ， x4X T2VS %SB10.51000.7VB(21152100ST210015)x5X RVR %VR(N)SB561001.46 ，1003I R(N)VB(210030.36.32 )x6X CX CSB0.082.51000.504VB(2 )6.32X0.870.330.240.71.460.5044.104E10.510.51， I f *110.244 ， I fI f *SB11002.24kAVB10.5X4.1043V(B) 4.1043 6.3例 3-2已知同步電機(jī)的參數(shù)為：xd1.0， xq0.6 ， cos0.85 。試求在額定滿載運(yùn)行時(shí)的電勢(shì) Eq

13、 和 EQ 。解：用標(biāo)幺值計(jì)算，額定滿載時(shí)V=1.0 ，I=1.01）先計(jì)算 EQ 。由圖的相量圖可得EQ(V xq I sin )2( xq I cos) 2(10.6 0.53) 2(0.6 0.85) 21.41計(jì)算電流和電壓的兩個(gè)軸向分量I dI sin() I sin 530.8 ， I qI cos() I cos530.6VdV sinV sin 21 0.36 ， VqV cosnV cos210.934）計(jì)算空載電勢(shì) Eq ： EqEQ ( xdxq )I d1.41 (10.6)0.81.73例 4-1 某電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)示于。各元件阻抗、導(dǎo)納均以標(biāo)幺值標(biāo)于圖中，求節(jié)點(diǎn)導(dǎo)

14、納矩陣。解： Y111j33.3j 0.03Y13YTj33.3K1.05j 31.7Y221j 66.67j 0.015Y24YT1j 63.49Kj 0.015 1.05Y33j 0.25111.05211.58 j35.70.08j 0.30.1 j 0.35j 0.03Y31Y13Y3410.83j 3.110.08j 0.3Y3510.75j 2.640.1j 0.355/11120.03i01.050230.080.3i0.5i10Y340.015i01.051250.10.35i010350.040.25i0.5i10習(xí)題 4-1 系統(tǒng)接線示于題圖4-1，已知各元件參數(shù)如下：發(fā)電

15、機(jī) G-1 ： SN=120MV A ，xd； G-2： SN=60MV A，。0.140.23xd變壓器 T-1： SN=120MV A ，VS；T-2：SN =60MV A ，。V10.5%10.5%S線路參數(shù)：x1，b1-6L-1 ： 120km， L-2： 80km ， L-3 ： 70km。取 S，試求。線路長(zhǎng)度 A ，V B=V av0.4 /km2.8 10S/kmB=120MV標(biāo)幺制下的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。解：選 SB120MVA ， V BVav ，采用標(biāo)幺參數(shù)的近似算法，即忽略各元件的額定電壓和相應(yīng)電壓級(jí)的V av 的差別，并認(rèn)為所有變壓器的標(biāo)幺變比都等于1。1）計(jì)算各元件參數(shù)的

16、標(biāo)幺值SB120，SB1200.28X d1xdG1 SG1N0.231200.23X d 2xdG2 SG2N0.1460X T1VS1 %SB10.51200.105 ，X T2VS2 %SB10.5120100ST1N100120100ST2N1000.2160X l 1x1l1SB0.4120 1200.43554 ，1 Bl11 bl1V av212.810 6 120 11520.01852Sav2115222SB2120X l 2XX l 3Xl 1l 20.43554800.2904 ，1 Bl 21 Bl 1l 20.01852800.01235l 112022l1120l

17、1l 30.43554700.2541 ，1 Bl31 Bl 1l30.01852700.0108l 112022l11206/112）計(jì)算各支路導(dǎo)納。y101j1j4.3478jX d10.23y201j1j3.7514j X d20.28y131j1j9.524jX T10.105y241j1j4.762jX T20.21y341j1j2.296jX l 10.43554y351j1j3.444jX l 20.2904y451j1j3.936jX l 30.2541y30j 1 Bl 1 j 1 Bl 2j(0.1852 0.01235)j0.0308722y40j( 1 B l1j 1

18、B l 3 )j(0.18520.0108)j0.0293222y501B l 2j1j( 0.012350.0108)j0.02315j(B l 3 )223）計(jì)算導(dǎo)納矩陣元素。非對(duì)角元Y11Y210.0Y13Y31y13j9.524Y14Y410.07/11Y15Y510.0Y24Y42y24j4.762Y34Y43y34j2.296Y35Y53y35j3.444Y45Y54y45j3.936導(dǎo)納矩陣如下j13.8720.0j9.5240.00.00.0j8.3330.0j4.7620.0Yj9.5240.0j15.233j2.296j3.4440.0j4.762j2.296j10.965

19、j3.9360.00.0j3.444j3.936j7.357習(xí)題 5-1 供電系統(tǒng)如圖 5-1 所示，各元件參數(shù)如下。線路 L ：長(zhǎng) 50km， x=0.4 /km ；變壓器 T： SN=100MV A ，V S=10.5% ， kT=110/11。假定供電點(diǎn)電壓為106.5kV ，保持恒定，當(dāng)空載運(yùn)行進(jìn)變壓器低壓母線發(fā)生三相短路。試計(jì)算：短路電流和短路功率計(jì)算(a基頻分量 IV(0 )kA0.4181kA3147.05短路點(diǎn)的電流 I pI kT0.4184110 kA4.181kA11(b沖擊電流取 kimp1.8iimp2I p kimp24.181 1.8kA10.644kA(c短路電

20、流最大有效值I impI p1 2(kimp1)24.1811 2(1.81) 2 kA 6.314kA8/11(d短路功率 Sf3VNI P3 1.0 4.181MVA72.424MV A習(xí) 題5-3一 臺(tái) 無 阻 尼 繞 組 同 步 發(fā) 電 機(jī) ， 已 知 ： PN=50MW ， cos N0.8 ， VN15.75kV ， xd1.04 ，xq0.69 ， xd 0.31。發(fā)電機(jī)額定滿載運(yùn)行，試計(jì)算電勢(shì)Eq ， Eq 和 E ，并畫出相量圖。解：已知 VG1.0，I G 1.0，cos0.85， N31.79 ，sin N0.52678，設(shè) VG1.0 0 ，則I G1.031.790.85j0.5268 ， E Q V Gj I G xq 1.0j(0.85 - j0.5268) 0.69 1.4827 23.27523.275， I dI G sin(N )1.0 sin( 23.27531.79 ) 0.81EqEQI d (xd