電力工程知識總結(jié)

第一章緒論電力系統(tǒng)：把由發(fā)電、輸電、變電、配電、用電設(shè)備及相應(yīng)的輔助系統(tǒng)組成的電能生產(chǎn)、輸送、分配、使用的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。電力工業(yè)的特點：與各產(chǎn)業(yè)部門及人民生活密切相關(guān)；它的發(fā)展對整個國民經(jīng)濟有直接影響；其產(chǎn)品（電能）難以存儲；投資大、技術(shù)高、一次能源消耗大；電力系統(tǒng)中任何設(shè)備的投入或切除影響其他設(shè)備的運行；一次系統(tǒng)：電能生產(chǎn)、輸送、分配與應(yīng)用各環(huán)節(jié)及其相互關(guān)系，稱為一次系統(tǒng)。4、二次系統(tǒng)：為保證電力系統(tǒng)正常運行還必須設(shè)有相應(yīng)的測量、監(jiān)視、控制以及保護系統(tǒng)，這些統(tǒng)稱為二次系統(tǒng)。電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和運行維護的基本要求:對用戶連續(xù)供電；保證電能質(zhì)量（頻率：50HZ±0.2HZ；電壓：220V±5%；波形：諧波含量不超標(biāo)）；經(jīng)濟性；防止環(huán)境污染。我國電壓等級及輸電范圍電壓等級/kV輸送容量/MW輸送距離/km30.1~11～360.1~1.24～15100.2~26～20352~1520～50603.5~3030～10011010~5050～150220100~500100～300330200~800200～6005001000~1500150～8507502000~2500500以上7、負荷特性：一般交流用電設(shè)備所消耗的功率包括有功功率與無功功率，其大小與其電源的電壓及頻率有關(guān)。這種關(guān)系稱為負荷特性，又叫負荷的靜特性。8、電力負荷曲線：電力系統(tǒng)各用戶的負荷功率隨時間變化而變化的曲線。9、火力發(fā)電廠以燃煤發(fā)電廠為主，又分為燃氣式（發(fā)電廠）與供熱式（熱電廠）。10、火電廠的特點：火電廠的出力和發(fā)電量比較穩(wěn)定；火電廠有著最小的技術(shù)出力限制；火電廠機組啟動技術(shù)復(fù)雜，且需消耗大量的燃料、電能等。11、水電廠：壩式水電廠、引水式水電廠、混合式水電廠12、水電廠的特點：其出力和發(fā)電量隨天然的徑流量的情況而變化；水頭太低時，不能發(fā)出額定功率；啟、停簡單、快速，基本無額外損耗。13、核電站：由于核電廠主要設(shè)備及輔助設(shè)備很復(fù)雜檢修時間較長，因此在有核電產(chǎn)的電力系統(tǒng)中需要設(shè)置較大的發(fā)電機組備用容量，并要求有抽水蓄能機組進行調(diào)峰配合。14、抽水蓄能電廠對電力系統(tǒng)的功能調(diào)峰填谷；擔(dān)任系統(tǒng)備用容量；擔(dān)任系統(tǒng)負荷備用，以發(fā)揮其調(diào)頻作用；擔(dān)任調(diào)相任務(wù)，當(dāng)不用抽水及發(fā)電時，距負荷中心較近的抽水蓄能電廠可以利用同步發(fā)電機多帶無功負荷，進行調(diào)相；供水電廠更好的發(fā)揮綜合利用效益。15、電力線路包括輸電線路和配電線路。就其結(jié)構(gòu)來說，電力線路主要有架空線路和電纜線路兩類。16、架空線路降導(dǎo)線架設(shè)在線路桿塔上，由導(dǎo)線、避雷線（或稱架空地線）、桿塔、絕緣子和金具組成。第二章電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析1、電力系統(tǒng)運行狀態(tài)一般分為正常穩(wěn)態(tài)運行方式和故障時的暫態(tài)過程或稱為過渡過程。2、當(dāng)架空線路傳輸電能時，伴隨著一系列的物理現(xiàn)象。為了描述這些基本的物理現(xiàn)象，用電阻R來反映輸電線路的熱效應(yīng)，用電感L來反映輸電線路的磁場效應(yīng)，用電容C來反映輸電線路的電場效應(yīng)，用電導(dǎo)G來反映輸電線路的電暈現(xiàn)象和泄漏現(xiàn)象。這些統(tǒng)稱為輸電線路的電氣參數(shù)。3、電力系統(tǒng)正常運行情況下，運行、管理和調(diào)度人員需要知道在給定運行方式下各母線的電壓是否滿足要求，系統(tǒng)中功率分布是否合理，元件是否過載，系統(tǒng)有功、無功損耗各是多少等情況，為了了解上述運行情況所作的計算，稱為系統(tǒng)的潮流計算。電壓降落是首末端電壓的相量差；電壓損耗為首末端電壓幅值之差。輸電線路并聯(lián)支路消耗的是容性無功功率，即發(fā)出感性無功功率，它的大小與所加電壓的平方成正比，而與線路流過的負荷無直接關(guān)系，即使線路空載，也會存在這一功率，所以之一功率也稱為充電功率。變壓器的并聯(lián)之路是電感性的，因而它消耗感性無功功率。潮流計算中常把節(jié)點分成三類：PQ節(jié)點：已知節(jié)點的有功功率Pi和無功功率QPV節(jié)點：已知節(jié)點的有功功率Pi，和電壓幅值Ui,待求的是節(jié)點的無功功率Qj平衡節(jié)點：這種節(jié)點用來平衡全系統(tǒng)的功率。一般一個系統(tǒng)只設(shè)一個平衡節(jié)點。8、電壓偏移?U%=U-U為系統(tǒng)母線的運行電壓，kV；UN9、電力系統(tǒng)中往往對一些主要的供電點，如區(qū)域性發(fā)電廠的高壓母線，樞紐變電站的二次母線以及大量地方性負荷的發(fā)電廠母線的電壓進行監(jiān)視和調(diào)整。如果這些節(jié)點的電壓滿足要求，則這些節(jié)點附近的其他節(jié)點的電壓基本上也能滿足要求。這些電壓控制點稱為電壓中樞監(jiān)視點，簡稱電壓中樞點。10、中樞點的調(diào)壓方式：逆調(diào)壓：在最大負荷時將中樞點電壓調(diào)整到1.05UN，在最小負荷時降低到U恒調(diào)壓：在任何負荷的情況下都將中樞點電壓保持在略高于UN順調(diào)壓：在最大負荷時中樞點電壓不得低于1.025UN，最小負荷時中樞點電壓不高于1.075U11、調(diào)整用戶端電壓的措施為：改變發(fā)電機端電壓UG改變變壓器的變比k1，k改變電網(wǎng)中流動的無功功率Q（在適當(dāng)?shù)攸c加裝無功補償裝置）；在高壓網(wǎng)中一般滿足R∑<X12、頻率的一次調(diào)整：現(xiàn)代電力系統(tǒng)中所有并列運行的發(fā)電機組都裝有調(diào)速器，當(dāng)系統(tǒng)負荷變化時，有可調(diào)容量機組的調(diào)速器均將自動反應(yīng)系統(tǒng)頻率的變化，按著各自的靜特性曲線及時調(diào)節(jié)各發(fā)電機的出力，是有功功率重新達到平衡，以保證頻率的偏移在一定的范圍之內(nèi)。由調(diào)速器自動調(diào)整負荷變化引起的頻率偏移稱之為頻率的一次調(diào)整。13、頻率的二次調(diào)整：在系統(tǒng)負荷變化很大的情況下，單靠調(diào)速器進行一次調(diào)頻往往不能使頻率的偏移保持在允許的范圍內(nèi)，必須進行頻率的二次調(diào)整，才能使頻率實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。頻率的二次調(diào)節(jié)是通過發(fā)電機組調(diào)速器的轉(zhuǎn)速整定元件，也稱為調(diào)頻器來實現(xiàn)。第三章電力系統(tǒng)短路電流的計算短路形式：對稱短路：三相短路，不對稱短路：兩相短路，兩相接地短路，單相接地短路短路的危害：導(dǎo)體及絕緣嚴(yán)重發(fā)熱；電力設(shè)備的導(dǎo)體間將受到很大的電動力；系統(tǒng)電壓突然降低；最嚴(yán)重后果是并列運行的發(fā)電機失去同步，引起系統(tǒng)解列，大面積停電。不對稱接地短路將引起不平衡電流，產(chǎn)生不平衡磁通，對沿線的通訊系統(tǒng)造成干擾，甚至危及設(shè)備和人身安全。短路電流計算的目的：選擇電氣設(shè)備，校驗電氣設(shè)備的熱穩(wěn)定和動穩(wěn)定，進行繼電保護設(shè)計和調(diào)整。無限大功率電源：無論由此電源供電的網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生了什么擾動，電源的電壓幅值和頻率均為恒定的電源。由無限大功率供電的電路的短路電流在暫態(tài)過程中有兩個分量：交流分量（屬于強制電流，是回路的穩(wěn)態(tài)電流，幅值不變）和直流分量（以時間常數(shù)Ta按指數(shù)規(guī)律衰減）三相短路電流的特征：穩(wěn)態(tài)分量分別為三個幅值相等，相位相差1200的交流分量，直流分量在每一時刻都不相等。短路沖擊電流：由于存在直流分量，短路后將出現(xiàn)比短路電流交流分量幅值還大的短路電流最大瞬時值。出現(xiàn)沖擊電流最大值的條件：短路前空載；短路時電源電壓正好過零；電路為純感性電路。短路沖擊電流出現(xiàn)的時刻在短路發(fā)生后半個周期。iiM：沖擊電流值KM：沖擊系數(shù)，1≤K沖擊電流的作用：主要用于校驗電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體的動穩(wěn)定度。短路電流的最大有效值：在短路過程中，任一時刻t的短路電流的有效值It，是以時刻t為中心的一個周期T內(nèi)瞬時電流的方均根值：短路電流的最大有效值的作用：常用來校驗斷路器的斷流能力。電力系統(tǒng)三相短路電流計算中的假設(shè)：所有發(fā)電機的電動勢同相位；不計磁路飽和，認為系統(tǒng)元件為線性元件；只考慮元件的電抗，忽略元件電阻及并聯(lián)支路系統(tǒng)的短路均為金屬性短路，過渡電阻為零；因為短路電流比正常負荷電流大得多，所以多數(shù)情況下不考慮負荷電流。標(biāo)幺值的近似計算：取系統(tǒng)各級的平均額定電壓為相應(yīng)的基準(zhǔn)電壓，且每一元件的額定電壓為其對應(yīng)的平均額定電壓。網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓為：Uav短路容量：某點的短路容量等于該點短路時的短路電流乘以該點短路前的額定電壓。有名值表示：S用標(biāo)幺值表示為：Sf*電源對短路點的轉(zhuǎn)移阻抗：將網(wǎng)絡(luò)中除發(fā)電機及短路點以外的所有節(jié)點都化簡掉，此時各電源電動勢與短路點之間直接相連的阻抗。網(wǎng)絡(luò)對短路點的輸入阻抗：從短路點與地之間看進網(wǎng)絡(luò)的的等值阻抗。其實是各個轉(zhuǎn)移阻抗的并聯(lián)值。不存在零序分量的條件：F不存在零序分量的值：三相系統(tǒng)中三相線電壓；沒有中性線的星形接線的相電流；三角形接法中的線電流。零序電流的流通路徑：中性線或地線，大小是一相零序電流的3倍。序電抗：對具有靜止磁耦合的元件，正負序電抗均相等，這是由于三相電流的相序改變，但不改變元件之間的互感。線路的零序電抗較正負序電抗大看，因為同方向的電流互感是增強的。變壓器的零序電抗：與接線方式和變壓器的結(jié)構(gòu)有關(guān)，原邊沒有零序電流時，為無窮大，原邊有零序電流（星形接地方式），看副邊是否能夠流通。不對稱短路的特征：單相短路接地（以a相為例）：I兩相短路（以b、c相為例）：Ufb=兩相接地短路（以b、c相為例）：U第四章發(fā)電廠和變電站的主設(shè)備及主系統(tǒng)根據(jù)電能生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和分配過程的需要，主要有：生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備，如各種電機開關(guān)電器設(shè)備，如高壓斷路器、隔離開關(guān)、熔斷器、接觸器限制故障電流和防御過電壓的電器，如電抗器和避雷器載流導(dǎo)體，如電纜、母線地接裝置，電力系統(tǒng)中有工作接地、保護接地、防雷接地互感器，電流互感器和電壓互感器繼電保護裝置，動作于開關(guān)電器切除故障或信號裝置發(fā)出信號直流設(shè)備，如直流電機組和蓄電池電壓和無功調(diào)節(jié)裝置，如電力電容器、精致補償裝置和調(diào)相機電力設(shè)備又分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備室直接生產(chǎn)和輸送電能的設(shè)備，如發(fā)電機、變壓器、開關(guān)電器、載流導(dǎo)體、互感器等；二次設(shè)備是對一次設(shè)備進行測量、監(jiān)視和操作控制的設(shè)備，如繼電器、儀表及自動裝置等。高壓斷路器，是最重要的開關(guān)電器，基本要求是：具有足夠的開斷能力和極可能短的動作時間，并且有高度的工作可靠性。最重要的任務(wù)是熄滅電弧。根據(jù)滅弧介質(zhì)的滅弧方式可分為：油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器等隔離開關(guān)，由于沒有滅弧裝置，所以不能開斷負荷電流和短路電流，一般只有在電路已被斷路器斷開的情況下才能接通或斷開。主要用途是保證高壓裝置檢修工作中的安全，在需要檢修的部分和其他帶電部分之間用隔離開關(guān)形成一個可靠且明顯的斷開點，還可用來進行電路的切換操作熔斷器，是一種最簡單、最早采用的保護電器。不能用在正常時切斷或接通電路，必須與其他開關(guān)電器配合使用。低壓開關(guān)，有接觸器，磁力啟動器，低壓斷路器（自動開關(guān)）等。接觸器，主要用于頻繁操作的負荷電路，并可作為遠距離控制電路，因為不能用來切斷短路電流和過負荷電流，所以不能用來保護電氣設(shè)備。磁力啟動器，加裝熱繼電器的三相交流接觸器為磁力啟動器，用以啟停電動機，也可用作電動機的過負荷保護和低電壓保護。低壓斷路器，不僅可以切斷負荷電流，而且可以切斷短路電流，常用在低壓大功率電路中作為主控電器?；ジ衅?，包括電壓互感器和電流互感器，是發(fā)電廠、變電站內(nèi)一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)接元件，主要用途有：將測量儀表、保護電器與高壓電路隔離，以保證二次設(shè)備和工作人員的安全。將一次回路的高電壓和大電流轉(zhuǎn)換成二次回路的低電壓和小電流，是測量儀表和保護裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。電流互感器，二次側(cè)額定電流為5A或1A，使用中的注意事項：電流互感器二次回路不準(zhǔn)開路，為防止二次回路開路，當(dāng)互感器在運行中需拆除聯(lián)接的儀表時，必須先短接其二次繞組。電流互感器聯(lián)接時，一定要注意極性規(guī)定，我國電流互感器的極性端是按減極性原則確定的。電流互感器的二次繞組及其外殼均應(yīng)可靠接地，是為了防止一次繞組擊穿時，高電壓傳到二次側(cè)，損壞設(shè)備或危及人身安全。電壓互感器，二次側(cè)額定電壓為100V或100/3V，使用中的注意事項：為了人身和設(shè)備的安全，電壓互感器的二次繞組必須有一點接地。3~35kV電壓互感器一般經(jīng)隔離開關(guān)和熔斷器接入高壓電網(wǎng)，110kV以上的電壓互感器只經(jīng)隔離開關(guān)與電網(wǎng)聯(lián)接。極性端是判斷電壓互感器實際接線方式是否正確的依據(jù)，我國均采用減極性原則確定電壓互感器的極性端。另：三相五柱式電壓互感器，二次側(cè)輔助繞組接成開口三角形，正常運行情況下，三相對稱，開口三角形輸出電壓為零，當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生單相接地故障時，開口三角形輸出電壓為3U0，該繞組又稱為零序繞組，主要用于電網(wǎng)絕緣監(jiān)視和接地保護回路。發(fā)電廠和變電站的主接線，是由多種一次設(shè)備組成的接受和分配電能的電路，又稱一次接線。電氣主接線應(yīng)滿足的基本要求：根據(jù)系統(tǒng)和用戶的要求，保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。應(yīng)具有一定的靈活性，以適應(yīng)各種運行狀態(tài)。接線應(yīng)盡可能簡單明了，以便減少倒閘操作且維護檢修方便。滿足上述要求后，應(yīng)使接線的投資和運行費用達到最經(jīng)濟。設(shè)計主接線時應(yīng)考慮留有發(fā)展的余地。主接線的基本形式：有匯流母線的接線形式和無匯流母線的接線形式母線制電氣主接線（有匯流母線的主接線）單母線接線：接線簡單清晰；誤操作可能性??；投資少，便于擴建。但當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)故障或檢修時，必須斷開母線上的全部電源，導(dǎo)致與之相連的整個電力裝置在檢修期間全部停止工作；檢修出線斷路器時，該回路必須停止工作。單母線改進形式：母線分段：當(dāng)母線故障或檢修時，停電的范圍可以縮小加設(shè)旁路母線：檢修與BW相連的任一回路的斷路器時，該回路可以不停電，提高可靠性。雙母線接線：一組為工作母線，一組為備用母線，每回線路經(jīng)一個斷路器和兩個隔離開關(guān)連接到兩組母線上，兩組母線間有母聯(lián)斷路器。優(yōu)點：輪流檢修任一組母線而不中斷供電；當(dāng)工作母線發(fā)生故障時，可經(jīng)倒閘操作將全部回路倒到備用母線上，迅速恢復(fù)供電；檢修任一回路的母線隔離開關(guān)時，只斷開這一條回路，其他回路可倒換到另一組母線上繼續(xù)運行；各電源和各回路負荷可任意分配到某一組母線上，能靈活地適應(yīng)電力系統(tǒng)中不同運行方式調(diào)度和潮流變化的需要。缺點：接線和操作復(fù)雜，易出現(xiàn)誤操作適用范圍：大中型發(fā)電站和變電站中廣為采用。另：可增加母線分段和旁路母線，作用同前。一臺半斷路器接線（二分之三接線）兩組母線由三個斷路器連接成一串，從串中引出兩個回路，一般情況下是一條進線，一條出線。優(yōu)點：可以不停電的檢修任一臺斷路器；當(dāng)母線發(fā)生故障時，與此母線相連的所有斷路器跳閘，而全部回路仍保留在另一組母線上繼續(xù)工作；隔離開關(guān)只用于隔離電壓，不作為操作電器，減少了誤操作概率。綜合比較：使用設(shè)備較多，特別是斷路器和電流互感器，投資大；二次控制和繼電保護配置復(fù)雜。但其供電的可靠性和運行調(diào)度的靈活性，使其在大型發(fā)電廠和變電站高壓和超高壓配置中得到了廣泛應(yīng)用。變壓器母線組接線變壓器通過隔離開關(guān)分別接到兩組母線上，各出線回路由兩臺斷路器分別接在兩組母線上，出線較多時也可采用一臺半斷路器接線。優(yōu)點：調(diào)度靈活，電源和負荷可以自由調(diào)配，安全可靠，有利擴建。缺點：變壓器故障就相當(dāng)于母線故障。適用范圍：這種接線在長距離大容量輸電系統(tǒng)中，對系統(tǒng)穩(wěn)定和供電可靠性要求較高的變電站中得到采用。無母線制電氣主接線（沒有匯流母線的接線）：使用斷路器少、結(jié)構(gòu)簡單、投資少。單元接線發(fā)電機和變壓器直接連接成一個單元，組成發(fā)電機—變壓器組，稱為單元接線。特點：接線簡單，開關(guān)設(shè)備少，操作簡單，由于不設(shè)發(fā)電機電壓級母線，當(dāng)發(fā)電機和變壓器低壓側(cè)短路時，短路電流相對有母線時有所減小。發(fā)電機—雙繞組變壓器組成單元接線，由于發(fā)電機和變壓器不能單獨工作，在兩者之間可不裝斷路器。為調(diào)試發(fā)電機方便可只裝隔離開關(guān)。發(fā)電機與自耦變壓器或三繞組變壓器組成的單元接線中，由于發(fā)電機停止工作時還要保持高壓和中壓電網(wǎng)之間的聯(lián)系，因此在發(fā)電機和變壓器之間裝設(shè)開關(guān)電器。發(fā)電機—變壓器—線路單元接線，適用于一機、一變、一線的廠站，可省去電廠的高壓配電裝置，使用設(shè)備最少，運行簡單。擴大單元接線：兩臺發(fā)電機與一臺變壓器組成，減少變壓器臺數(shù)和高壓斷路器數(shù)目，節(jié)省配電裝置占地面積。橋形接線內(nèi)橋：橋與變壓器之間沒有斷路器，適用于長線路，變壓器穩(wěn)定運行的情況外橋：橋與變壓器之間有斷路器，適用于短線路，變壓器經(jīng)常投切的情況，當(dāng)系統(tǒng)有穿越功率流經(jīng)本廠時也應(yīng)采用外橋接線。特點：接線簡單，使用設(shè)備少，但可靠性不高，隔離開關(guān)又用作操作電器，只適用于小容量發(fā)電廠和變電站，以及作為最終發(fā)展成單母線分段或雙母線的過渡接線方式。角形接線電路閉合成環(huán)形，并按回路數(shù)用斷路器分隔構(gòu)成角形接線。特點：斷路器數(shù)等于回路數(shù)，且每個回路都與兩個斷路器相連接，檢修任一臺斷路器都不致中斷供電；隔離開關(guān)只用于檢修時隔離電源，不做操作電源，任何元件的退出和投入都很方便，有較高的可靠性和靈活性；由于角形接線在閉環(huán)和開環(huán)運行時，環(huán)路通過的電流差別很大，故選擇設(shè)備困難，繼電保護復(fù)雜；為防止系統(tǒng)解列成兩半運行時，造成停電事故，一般將電源和饋線回路相互交替布置，提高供電的可靠性。熱電廠既供熱又供電限制短路電流的措施：選擇適當(dāng)?shù)闹鹘泳€方式和運行方式選用系統(tǒng)阻抗較大的接線方式，單回路運行，單臺變壓器運行加裝電抗器發(fā)電廠和變電站匯中，常用的措施是在電纜饋線和母線分段處裝設(shè)電抗器。采用低壓分裂繞組變壓器，這種變壓器在正常運行和低壓側(cè)短路時電抗值不同。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式由開關(guān)設(shè)備、聯(lián)接母線、保護電器、測量儀表和其他輔助設(shè)備組成的用來接受和分配電能的建筑物。對配電裝置的基本要求：（與電氣主接線的要求相近）保證運行的可靠性?？紤]工作人員的安全和設(shè)備的安全。便于操作、維護、檢修。在滿足上述基本要求的條件下，盡可能提高經(jīng)濟性，降低配電裝置的造價?？紤]擴建的可能性。配電裝置分為屋內(nèi)、屋外和成套配電裝置。各種間隔距離中最基本的是空氣中的最小容許電氣距離，稱為A值。分為A1和A2。A1為空氣中帶電部分與接地部分之間的最小安全凈距，A2為空氣中不同相帶電部分間的空間最短距離。根據(jù)開關(guān)電器在電路中擔(dān)負的任務(wù)可分為：能斷開和閉合正常工作電流，過負荷電流或短路電流，如高壓斷路器、低壓斷路器等僅用來斷開和閉合正常工作電流，如接觸器、磁力啟動器、低壓刀閘開關(guān)等。僅用來斷開故障情況下的電流，如熔斷器。不要求斷開和閉合電流，只用來在檢修時隔離電壓，如隔離開關(guān)。第五章遠距離大容量輸電高壓輸電的原因：遠距離輸電的需要大容量輸電的需要聯(lián)網(wǎng)的需要節(jié)約輸電線路走廊的占地短路電流問題線路的傳輸容量主要受以下因素的制約：熱極限電壓約束穩(wěn)定性約束（最重要）當(dāng)線路末端的負荷阻抗Z2等于波阻抗Zc時，線路上各點的電壓、電流的絕對值都相等，首端和末端的電壓與電流的相位差都是λl，且線路上的任意一點的電壓和電流的相位都相同。在Z2=Zc的情況下，如U1=U2=UN，則線路所輸送的功率稱為自然功率，其計算式為從以上兩式可知，當(dāng)線路傳輸功率等于自然功率時，首端和末端的功率、電壓都相等，即線路是無損耗的。當(dāng)線路上傳輸功率超過自然功率時，單位長度電感中所吸收的無功功率將大于單位長度電容中所放出的無功功率，線路出現(xiàn)無功功率不足，以致造成線路末端的電壓降低；反過來，當(dāng)傳輸功率小于自然功率時，線路單位長度電感中所吸收的無功功率將小于單位長度電容中所放出的無功功率，線路將出現(xiàn)無功剩余，而多余的容性無功功率通過線路電感時，將造成線路末端電壓升高，如下圖所示：當(dāng)傳輸功率不等于自然功率時，也可以通過調(diào)節(jié)裝在兩端的發(fā)電機、同步補償機或無功靜補裝置等無功電源的無功出力，來維持線路兩端的電壓相等，但這樣做勢必使得沿線各點的電壓偏離額定值，而且以線路中點的電壓偏移最為嚴(yán)重，其偏移情況如圖下圖所示：自然功率是放映線路傳輸能力的重要指標(biāo)。一般來說，長距離線路功率為（1.1～1.2）較好。對于距離小于100km的線路，輸送能力可達（4～5）,主要受熱極限限制。結(jié)論：當(dāng)線路輸送功率接近自然功率時運行特性較好。提高自然功率可以顯著提高線路的輸送能力。線路的自然功率與波阻抗成反比，而減少波阻抗的有效方法是采用分裂導(dǎo)線和采用緊湊型輸電方式等。電力系統(tǒng)中的所有同步發(fā)電機都是并聯(lián)運行的。因此，數(shù)量眾多的并聯(lián)運行的發(fā)電機保持同步運行是維持電力系統(tǒng)正常運行的最基本條件。穩(wěn)定性可以認為是在外界干擾下發(fā)電機組間維持同步運行的能力。電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定是指發(fā)電機組在遭受微小干擾（如短時的負荷波動等）后能否自動恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。當(dāng)功角從零逐漸增大到90°時，發(fā)電機的輸出功率將隨著δ的增加而增大，當(dāng)δ=90°時，輸出功率到達了最大值,式中Pmax——極限傳輸功率（或稱功率極限），它的大小與及成正比，而與成反比。當(dāng)角度δ與發(fā)電機功率P的增量有相同的符號時，即是系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的充分且必要條件，又稱為按功角特性所確定的靜態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)。提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施提高系統(tǒng)電壓。包括提高系統(tǒng)運行電壓和提高電壓等級兩個方面提高發(fā)電機的端電動勢E0。主要依靠采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置（AVR裝置）來實現(xiàn)。減少系統(tǒng)各元件的電抗以提高功率極限暫態(tài)穩(wěn)定是研究電力系統(tǒng)在遭受突變性質(zhì)的擾動或較大范圍的擾動后，能否繼續(xù)維持同步運行或恢復(fù)同步運行的能力。在圖5-8中，在轉(zhuǎn)子角度由δ0搖擺至δq的過程中，轉(zhuǎn)子動能的增加是由于過剩功率的存在，它在數(shù)值上等于過剩功率對角度的積分，即圖5-8中由1-2-3-4所圍成的面積，通常把它稱為加速面積，相應(yīng)，圖5-8中4-5-7-8所圍成的面積稱為減速面積。如果在加速過程中轉(zhuǎn)子所獲得的動能增量可以在減速過程中全部釋放完，以致轉(zhuǎn)子在某一點又重新回到同步轉(zhuǎn)速（見圖5-8中的點7），δ角即不再增大，則系統(tǒng)可以保持暫態(tài)穩(wěn)定。由于動能增量與面積成正比，因此圖5-8中點7的位置可由加速面積與減速面積相等的條件來確定。提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施:應(yīng)盡量縮小加速面積，增大減速面積增加系統(tǒng)承受外部擾動的能力快速切除故障采用自動重合閘減小原動機功率采用電氣制動采用串聯(lián)電容強行補償在長距離輸電線路的中途設(shè)置中間開關(guān)站變壓器中性點經(jīng)小電阻接地第九章電網(wǎng)設(shè)計及電氣設(shè)備選擇電網(wǎng)設(shè)計的目的在于確定未來有關(guān)地區(qū)電網(wǎng)的電壓等級、輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，解決何時、何地架設(shè)什么樣的輸電線路的問題。電網(wǎng)設(shè)計應(yīng)考慮的因素：可靠性，投資，運行費用，靈活性與適應(yīng)性電網(wǎng)接線的基本類型：無備用開式接線方式：所有負荷只能從一個方向獲得電源。可分為輻射型和干線型。有備用的開式接線方式：采用雙回線，運用橋形接線。閉式電網(wǎng)接線方式：當(dāng)負荷或變電站需要備用電源時，可采用由不同出線走廊的輸電線路供電。復(fù)雜閉式電網(wǎng)