電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(就是小抄,靠譜)

電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)

目錄

穩(wěn)態(tài)部分

一.電力系統(tǒng)的基本概念

填空題

簡(jiǎn)答題

二.電力系統(tǒng)各元件的特征和數(shù)學(xué)模型

填空題

簡(jiǎn)答題

三.簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的計(jì)算和分析

填空題

簡(jiǎn)答題

四.復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法

簡(jiǎn)答題

五.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整

1.電力系統(tǒng)中有功功率的平衡

2.電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配

3.電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整

六.電力系統(tǒng)的無(wú)功功率和頻率調(diào)整

1.電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡

2.電力系統(tǒng)無(wú)功功率的最優(yōu)分布

3.電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整

暫態(tài)部分

一.短路的基本知設(shè)

1.什么叫短路

2.短路的類(lèi)型

3.短路產(chǎn)生的原因

4.短路的危害

5.電力系統(tǒng)故障的分類(lèi)

二.標(biāo)幺制

1.數(shù)學(xué)表達(dá)式

2.基準(zhǔn)值的選取

3.基準(zhǔn)值改變時(shí)標(biāo)幺值的換算

4.不同電壓等級(jí)電網(wǎng)中各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算

三.無(wú)限大電源

1.特點(diǎn)

2.產(chǎn)生最大短路全電流的條件

3.短路沖擊電流im

4.短路電流有效值Ich

四.運(yùn)算曲線(xiàn)法計(jì)算短路電流

1.基本原理

2.計(jì)算步驟

3.轉(zhuǎn)移阻抗

4.計(jì)算電抗

五.對(duì)稱(chēng)分量法

1.正負(fù)零序分量

2.對(duì)稱(chēng)量和不對(duì)稱(chēng)量之間的線(xiàn)性變換關(guān)系

3.電力系統(tǒng)主要元件的各序參數(shù)

六.不對(duì)稱(chēng)故障的分析計(jì)算

1.單相接地短路

2.兩相短路

3.兩相接地短路

4.正序增廣網(wǎng)絡(luò)

七.非故障處電流電壓的計(jì)算

1.電壓分布規(guī)律

2.對(duì)稱(chēng)分量經(jīng)變壓器后的相位變化

穩(wěn)態(tài)部分

一、填空題

1、我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定電壓有3kv、6kv、lOkv、35kv>1IQkv、220kv、

33()kv、5()()kvo

2、電能質(zhì)量包含電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、波形質(zhì)量三方面。

3、無(wú)備用結(jié)線(xiàn)包括單回路放射式、干線(xiàn)式、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)。

4、有備用界結(jié)線(xiàn)包括雙回路放射式、干線(xiàn)式、鏈?zhǔn)?、環(huán)式、兩端供電網(wǎng)絡(luò)。

5、我國(guó)的六大電網(wǎng)：東北、華北、華生、生東、西亶、西北。

6、電網(wǎng)中性點(diǎn)對(duì)地運(yùn)行方式有：直接接地、不接地、經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地三種，

其中直接接虬為大接地電流系統(tǒng)。

7、我國(guó)llOkv及以上的系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地,35kv及以下的系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地。

二、簡(jiǎn)答題

1、電力網(wǎng)絡(luò)是指在電力系統(tǒng)中由變壓器、電力線(xiàn)路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所

組成的部分。

2、電力系統(tǒng)是指由發(fā)電機(jī)、各類(lèi)變電所和輸電線(xiàn)路以及電力用戶(hù)組成的整體。

3、總裝機(jī)容量是指電力系統(tǒng)中實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定百功功率的總和。

⑵加強(qiáng)型鋼芯鋁線(xiàn)，標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJT,鋁線(xiàn)和鋼線(xiàn)部分截面積的比值為4.3?4.4。

（3）輕型鋼芯鋁線(xiàn)，標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJQ,鋁線(xiàn)和鋼線(xiàn)部分截面積的比值為8.0?8.1。

2、整換位循環(huán)，指一定長(zhǎng)度內(nèi)，有兩次換位而三相導(dǎo)線(xiàn)都分別處于三個(gè)不同位

置，完成一次完整的循環(huán)。

3、鋼芯鋁線(xiàn)的電阻，由于可只考慮主要載流部分一一鋁線(xiàn)部分的載流作用，可

認(rèn)為與同樣額定截面積的鋁線(xiàn)相同。

4、分裂導(dǎo)線(xiàn)的采用改變了導(dǎo)線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)分布，等效的增長(zhǎng)了導(dǎo)線(xiàn)半徑，從而

減小了導(dǎo)線(xiàn)電抗。

5、單位長(zhǎng)度鋼導(dǎo)線(xiàn)的電抗就是單位長(zhǎng)度外電抗和內(nèi)點(diǎn)抗之和。

6、電纜線(xiàn)路的電阻路咯大于相同面積的架空線(xiàn)路，而電抗則小得多，電抗不是

因?yàn)殡娎|三相導(dǎo)體間的距離遠(yuǎn)小于同樣電壓級(jí)的架空橋路。

7、所謂長(zhǎng)線(xiàn)路是指在長(zhǎng)度100?300km之間的架空線(xiàn)路-

8、一般線(xiàn)路，指中等及中等以下長(zhǎng)度線(xiàn)路，對(duì)架空線(xiàn)路，對(duì)長(zhǎng)度大約為300km,

對(duì)電纜線(xiàn)路，大約為lOOkmo

9、短線(xiàn)路是指長(zhǎng)度超過(guò)100km的架空線(xiàn)路，線(xiàn)路電壓不高時(shí)，這種線(xiàn)路電納的

影響一般不大，可略去。

10、電力系統(tǒng)負(fù)荷的運(yùn)行特性廣義分為負(fù)荷曲線(xiàn)和負(fù)荷特性，負(fù)荷曲線(xiàn)是指負(fù)荷

隨時(shí)間而變化的規(guī)律，負(fù)荷特性是指負(fù)荷隨電壓或頻繁變化的規(guī)律。

11、綜合用電負(fù)荷是將工業(yè)、農(nóng)業(yè)、郵電交通、市政、商業(yè)以及城鄉(xiāng)居民所消耗

的相加功率，因而稱(chēng)電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷；

12、供電負(fù)荷再加各發(fā)電廠(chǎng)本身所消耗的功率一一廠(chǎng)用電，是系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)應(yīng)

發(fā)的功率，稱(chēng)電力系統(tǒng)中的發(fā)電負(fù)荷。

13、平均額定電壓是約定的，較線(xiàn)路額定電壓約高5%的電壓系列。

14、各個(gè)量基準(zhǔn)值的關(guān)系：SB=V3UBIB,UB=A/3IBZBO

一、填空題

1、調(diào)整潮流的手段有：串聯(lián)電容、串聯(lián)電抗、附加串聯(lián)加壓器。

2、2聯(lián)電容的作用是以其電抗抵償線(xiàn)路的感抗。

3、串聯(lián)電抗的作用與串聯(lián)電容相反，主要在限流，將其串聯(lián)在重載線(xiàn)段上可避

免該線(xiàn)段過(guò)載。

4、附加串聯(lián)加壓器的作用在于產(chǎn)生一環(huán)流或強(qiáng)制循環(huán)功率，使強(qiáng)制循環(huán)功率與

自然分布功率的疊加可達(dá)到理想值。

5、輻射形配電網(wǎng)的接線(xiàn)方式分為輻射式、鏈?zhǔn)?、干線(xiàn)式三種網(wǎng)絡(luò)。

二、簡(jiǎn)答題

1、電壓降落是指線(xiàn)路始末兩端電壓的相量差。

2、電壓損耗是指線(xiàn)路始末兩端電壓的數(shù)量差。

3、電壓調(diào)整是指線(xiàn)路末端空載與負(fù)載時(shí)的數(shù)量差。

4、最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax指一年中負(fù)荷消費(fèi)的電能W除以一年中的最大負(fù)

荷Pmaxc

5、年負(fù)荷率指一年中負(fù)荷消費(fèi)的電能w除以最大負(fù)荷Pmax與一年的8760h的

乘積。

6、年負(fù)荷損耗率指全年電能損耗除以最大負(fù)荷時(shí)的功率損耗與一年8760h的乘

積。

7、最大負(fù)荷損耗時(shí)間是指全年電能損耗除以最大負(fù)荷時(shí)的功率損耗。

8、線(xiàn)損率或網(wǎng)損率是冷線(xiàn)路上損耗的電能與線(xiàn)路始端輸入電能的比值。

9、等值負(fù)荷功率，即負(fù)荷從網(wǎng)絡(luò)吸取的功率，就可看作為具有負(fù)值的變電所節(jié)

點(diǎn)注入功率。

10、高壓輸電線(xiàn)路的組空往往遠(yuǎn)小于電抗，改變電力網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)電壓的大小，所

能改變的主要是網(wǎng)絡(luò)中無(wú)功功率的分布；改變電壓的相位，所能改變的主要

是網(wǎng)絡(luò)中有功功率的分布。

11、輻射形網(wǎng)絡(luò)中的潮流是不加控制也無(wú)法控制的，它們完全取決丁各負(fù)荷點(diǎn)的

負(fù)荷，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)中，環(huán)式網(wǎng)絡(luò)的潮流，如不采取附加措施，就按阻抗分布，

因而也是無(wú)法控制的。

兩端供電網(wǎng)絡(luò)的潮流雖可借調(diào)整兩端電源的功率或電壓適當(dāng)控制，但由于兩

端電源容量有一定的限制，而電壓調(diào)整的范圍又要服從對(duì)電壓質(zhì)量的要求，

調(diào)整幅度都不可能大。

12、輻射形配電網(wǎng)潮流計(jì)算的特點(diǎn)：

(1)輻射形配電網(wǎng)支路數(shù)一定小于節(jié)點(diǎn)數(shù)。因此，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣稀疏度

很高。

(2)低壓配電網(wǎng)由于線(xiàn)路阻抗大，一般不滿(mǎn)足R?X,因此通常不能采用P-Q

解耦法進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算。

(3)對(duì)于末端負(fù)荷節(jié)點(diǎn)前的支路功率就是末端運(yùn)算負(fù)荷功率，所以可以直接

求支路功率損耗和電壓損耗。

13、進(jìn)行環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算時(shí)，有功功率分點(diǎn)和無(wú)功功率分點(diǎn)不一致，應(yīng)以哪

一分點(diǎn)作計(jì)算的起點(diǎn)？

答：鑒于較高電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)中，電壓損耗主要系無(wú)功功率流動(dòng)所引起，無(wú)功功

率分點(diǎn)電壓往往低于有功功率分點(diǎn)，一般可以無(wú)功功率分點(diǎn)為計(jì)算的起點(diǎn)。

14、進(jìn)行環(huán)形網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算時(shí)，如果己知的是電源端電壓而不是功率分點(diǎn)電壓，

應(yīng)按什么電壓算起？

答：要設(shè)網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)電壓均為額定電壓，先計(jì)算各線(xiàn)段功率損耗，求得電源端

功率后，再運(yùn)用已知的電源端電壓和求得的電源端功率計(jì)算各線(xiàn)段電壓降

落。

15、任意輻射形網(wǎng)絡(luò)潮流計(jì)算的步驟：網(wǎng)絡(luò)中變電站較多時(shí)，先求出等值負(fù)荷

功率或運(yùn)算負(fù)荷，然后在計(jì)算線(xiàn)路各支路的可壓降落和功率損耗。而對(duì)既給

定末端負(fù)荷有給定始端電壓的情況，開(kāi)始時(shí)由末端向始端推算時(shí)，設(shè)全網(wǎng)電

壓都為額定電壓，僅計(jì)算各元件中的功率損耗而不計(jì)算電壓降落，待求得始

端功率后，再運(yùn)用給定的始端電壓和求得的始端功率由始端向末端逐段推算

電壓降落，但這時(shí)不再重新計(jì)算功率損耗。

簡(jiǎn)答題

1.節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)

(1)、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是方陣，其階數(shù)就等于網(wǎng)絡(luò)中除參考節(jié)點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)數(shù)n.

(2)、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是稀疏矩陣，其各行非零非對(duì)角元數(shù)就等于與該行相對(duì)應(yīng)

節(jié)點(diǎn)所連接的不接地支路數(shù)。

(3)、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的對(duì)角元就等于各該節(jié)點(diǎn)所連接導(dǎo)納的總和。

(4)、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的非對(duì)角元Yij等于連接節(jié)點(diǎn)i、j支路的導(dǎo)納的負(fù)值。

(5)、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣一般是對(duì)稱(chēng)矩陣，這是網(wǎng)絡(luò)的互易特性所決定的。

2.變量的分類(lèi)及各自概念

根據(jù)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的己知量的不同，將節(jié)點(diǎn)分為三類(lèi)：PQ節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)、平衡

節(jié)點(diǎn)。

(1)、PQ節(jié)點(diǎn)：注入功率Pi和Qi已知，節(jié)點(diǎn)電壓的大小Ui和相位角待求，

負(fù)荷節(jié)點(diǎn)或發(fā)固定功率的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，數(shù)量最多。

⑵、PV節(jié)點(diǎn)：Pi和Ui已知,Qi和相位角待求,對(duì)電壓有嚴(yán)格要求的節(jié)點(diǎn),

如電壓中樞點(diǎn)。

(3)、平衡節(jié)點(diǎn)：Ui和相位角己知，Pi、Qi待求，只設(shè)一個(gè)。

3.設(shè)置平衡節(jié)點(diǎn)的目的

(1)、在結(jié)果未出來(lái)之前，網(wǎng)損是未知的，至少需要一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率不能給定,

用來(lái)平衡全網(wǎng)功率。

(2)、電壓計(jì)算需要參考節(jié)點(diǎn)。

4.雅可比矩陣的特點(diǎn)

(1)、雅可比矩陣各元素均是節(jié)點(diǎn)電壓相量的函數(shù)，在迭代過(guò)程中，各元素的

值將隨著節(jié)點(diǎn)電壓相量的變化而變化。因此，在迭代的過(guò)程中要不斷重新計(jì)算雅

可比矩陣各元素的值；

(2)、雅可比矩陣各非對(duì)角元素均與Yij=Gij+jBij有關(guān)，當(dāng)Yij=O,這些非對(duì)

角元素也為0,將雅可比矩陣進(jìn)行分塊，每塊矩陣元素均為2*2階子陣，分塊矩

陣與節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣有相同的稀疏性結(jié)構(gòu)；

(3)、非對(duì)稱(chēng)矩陣。

5.牛頓一拉夫遜法潮流計(jì)算的基本步驟

(1)、形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣YB。

(2)、設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值。

(3)、將各節(jié)點(diǎn)電壓的初值代入修正方程式求不平衡量。

(4)、計(jì)算雅可比矩陣各元素。

(5)、解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓的變化量。

(6)、計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值。

(7)、運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開(kāi)始進(jìn)入下一步迭代。

(8)、計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線(xiàn)路功率。

6.P-Q分解法潮流計(jì)算的基本步驟

(1)、形成系數(shù)矩陣B'、B'',并求其逆陣。

(2)、設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值。

(3)、按式計(jì)算有功功率的不平衡量。

(4)、解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的變化量。

(5)、求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的新值。

(6)、按式計(jì)算無(wú)功功率的不平衡量。

(7)、解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓大小的變化量。

(8)、求各節(jié)點(diǎn)電壓大小的新值。

(9)、運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開(kāi)始進(jìn)入下一次迭代。

(10)、計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線(xiàn)路功率。

五

一.電力系統(tǒng)中有功功率的平衡

1.電力系統(tǒng)的負(fù)荷構(gòu)成

第一種，變動(dòng)幅度很小，周期很短，這種負(fù)荷變動(dòng)有很大偶然性。

第二種，變動(dòng)幅度較大，周期較長(zhǎng)，屬于這一種的主要有電爐、壓延機(jī)械、電氣

機(jī)車(chē)等帶有沖擊性的負(fù)荷變動(dòng)。

第三種，變動(dòng)幅度最大，周期最長(zhǎng)，這一種是由7生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起

的負(fù)荷變動(dòng)。

2.電力系統(tǒng)的有功功率和頻率調(diào)整分類(lèi)及各自概念

可分為一次、二次、三次調(diào)整三種：

一次調(diào)整：發(fā)電機(jī)的調(diào)速器進(jìn)行的、對(duì)第一種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移的調(diào)整。

二次調(diào)整：發(fā)電機(jī)的調(diào)頻器進(jìn)行的、對(duì)第二種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率偏移的調(diào)整。

三次調(diào)整：按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配第三種有規(guī)律變動(dòng)的負(fù)荷。

3.系統(tǒng)電源容量和備用容量的概念

系統(tǒng)電源容量：可投入發(fā)電設(shè)備的可發(fā)功率之和。

備用容量：系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分。

4.備用容量的分類(lèi)及各自概念

按作用分：.

(1)負(fù)荷備用：指調(diào)整系統(tǒng)中短時(shí)的負(fù)荷波動(dòng)并擔(dān)負(fù)計(jì)劃外的負(fù)荷增加而設(shè)

置的備用(2%?5%)。

(2)事故備用：使電力用戶(hù)在發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然性事故時(shí)不受?chē)?yán)重影響，維

持系統(tǒng)正常供電所需的備用(5%?1()%)。

(3)檢修備用：使系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能定期檢修而設(shè)置的備用。

(4)國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用：計(jì)及負(fù)荷的超計(jì)劃增長(zhǎng)而設(shè)置的備用。

按存在形式分：

(1)熱備用：指運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率與系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷之差。

(2)冷備用：指未運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率。

二.電力系統(tǒng)中有功功率的最優(yōu)分配

1.電力系統(tǒng)中的有功功率最優(yōu)分配包括的內(nèi)容及各自概念

包括：有功功率電源的最優(yōu)組合和有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配。

有功功率電源的最優(yōu)組合概念：系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠(chǎng)的合理組合。包

括：機(jī)組的最優(yōu)組合順序，機(jī)組的最優(yōu)組合數(shù)量，機(jī)組的最優(yōu)開(kāi)停時(shí)間。

有功功率負(fù)荷的最優(yōu)分配概念：系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電設(shè)

備或發(fā)電廠(chǎng)之間的合理分配。

2.發(fā)電機(jī)組的耗量特性

(1).概念：反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量輸入和輸出關(guān)系的曲線(xiàn)。

(2).比耗量：耗量特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比，及輸入和輸出

之比：u=F/P

(3).效率：比耗量倒數(shù)：n二P/F

(4).耗量微增率：耗量特性曲線(xiàn)上某點(diǎn)切線(xiàn)的斜率，表示在該點(diǎn)的輸入增

量和輸出增量之比：a=dF/dP

3.目標(biāo)函數(shù)和約束條件

有功負(fù)荷最優(yōu)分配的目的：在滿(mǎn)足對(duì)一定量負(fù)荷持續(xù)供電的前提下，使發(fā)

電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源最少。

滿(mǎn)足條件：

等式約束f(x、u、d)=0

不等式約束g(x、u、d)<=0

使：

目標(biāo)函數(shù)F=F(x>u^d)最優(yōu)

(1).目標(biāo)函數(shù)

系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)消耗的燃料(火電機(jī)組)

FE=F1(PGI)+F2(PG2)+-+Fn(PGn)=EFi(Pci),式中,Fi(PGi)表示某發(fā)

電設(shè)備發(fā)出有功功率比i時(shí)單位時(shí)間內(nèi)所需消耗的能源。

(2).約束條件

等式約束：EPGi(min)=EPLDj+……PL為網(wǎng)絡(luò)總損耗

不計(jì)網(wǎng)損時(shí)：EPci(min)=￡P(guān)u)j

不等式約束：Pci(min)<=PGi<=PGi(max)

Qci(inin)<=QGi<=Qci(max)

Ui(min)<=Ui<=Ui(max)

4.等耗量微增率準(zhǔn)則

dFl/dPGl=dF2/dPG2

5.多個(gè)發(fā)電廠(chǎng)問(wèn)的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配(不計(jì)網(wǎng)損的有功最優(yōu)分配)

(1)目標(biāo)函數(shù)：F=LFi(PGi)最小

(2)等式約束條件：￡P(guān)GLPLD=0

構(gòu)造拉格朗日函數(shù)：L=F-a(￡P(guān)ci-PLD)求拉格朗日函數(shù)的無(wú)條件極值

得：dFi/dPGi=a(i=l,2,—,n)

(3)功率上下限約束條件:PGi(min)<=PGi<=PGi(max)

先不考慮該約束條件進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配計(jì)算，若發(fā)現(xiàn)越限，越限的發(fā)電廠(chǎng)按極

限分配負(fù)荷，其余發(fā)電廠(chǎng)再按經(jīng)濟(jì)分配。

三.電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整

1.電力系統(tǒng)頻率變化的影響:

.對(duì)用戶(hù)的影響：

(1).對(duì)異步電機(jī)轉(zhuǎn)速的影響：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)。

(2).異步電機(jī)功率下降

(3).對(duì)電子設(shè)備的準(zhǔn)確度的影響

.對(duì)發(fā)電廠(chǎng)和電力系統(tǒng)的影響

(1).對(duì)發(fā)電廠(chǎng)廠(chǎng)用機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的影響

(2).對(duì)汽輪機(jī)葉片的影響

(3).對(duì)異步電機(jī)及變壓器勵(lì)磁的影響，增加無(wú)功消耗。

2.負(fù)荷的有功功率一頻率靜態(tài)特性

當(dāng)頻率偏離額定值不大時(shí)，負(fù)荷的有功功率一頻率靜態(tài)特性用一條近似直

線(xiàn)來(lái)表示。直線(xiàn)的斜率為負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率。

負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率：

有名值：KL=APL/Af

標(biāo)幺值：KL*=APl,fN/PLNAf=KLfN/PLN

意義：表示隨頻率的變化負(fù)荷消耗功率增加或減少的多少。

3.發(fā)電機(jī)組的有功功率一頻率靜態(tài)特性

(1).發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率：發(fā)電機(jī)組原動(dòng)機(jī)或電源頻率特性的斜率。

Kc=-APG/Af

KG*二一△PGfN/PGNAf=KGfN/PGN

(2).發(fā)電機(jī)的調(diào)差系數(shù)：?jiǎn)挝徽{(diào)節(jié)功率的倒數(shù)。

x=-Af/APG

X%=(-PGN-Af/APGfN)*100

(3).發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率與調(diào)差系數(shù)的關(guān)系:

KG*=100/X%

KG=1/X=100PGN/fNX%

4.頻率的一次調(diào)整

(1).概念：由于負(fù)荷突增，發(fā)電機(jī)組功率不能及時(shí)變動(dòng)而使機(jī)組減速，系統(tǒng)

頻率下降，同時(shí)，發(fā)電機(jī)組功率由于調(diào)速器的一次調(diào)整作用而增大，負(fù)荷功率

因其本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少，經(jīng)過(guò)一個(gè)衰減的震蕩過(guò)程，達(dá)到新的平衡。

(2).系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率：計(jì)及發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)時(shí)，引起頻率單位

變化時(shí)的負(fù)荷增量。對(duì)于系統(tǒng)有若干臺(tái)機(jī)組參加一次調(diào)頻：Ks=EKG+KL=-△PLO/

△f

(3).注意：取功率的增大或頻率的上升為正；為保證調(diào)速系統(tǒng)本身運(yùn)行1勺穩(wěn)

定，不能采用過(guò)大的單位調(diào)節(jié)功率；對(duì)于滿(mǎn)載機(jī)組，不再參加調(diào)整。

5.頻率的二次調(diào)整

(1).概念：通過(guò)操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)，從而使負(fù)

荷變化引起的頻率偏移在允許的波動(dòng)范圍內(nèi)「

(2).當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷增加時(shí)，負(fù)荷增量可分解為以下三部分：

a.由于進(jìn)行二次調(diào)整，發(fā)電機(jī)組增發(fā)的功率APc;

b.由于調(diào)速器的調(diào)整作用而增大的發(fā)電機(jī)組的功率-KG/\f;

c.由于負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少的負(fù)荷功率KL/if。

(3).系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率：對(duì)于系統(tǒng)有n臺(tái)機(jī)組，且由第n臺(tái)機(jī)組擔(dān)負(fù)二次

調(diào)頻的任務(wù)時(shí)：Ks=￡KG+KL=-(APLO-APGO)/Af

(4).無(wú)差調(diào)節(jié)概念：

若△PLO二APG。，即發(fā)電機(jī)組如數(shù)增發(fā)了負(fù)荷功率的原始增量，則△1二(),

即所謂的無(wú)差調(diào)節(jié)。

八

一.電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡

1.頻率調(diào)整和電壓調(diào)整的相同點(diǎn)和不同點(diǎn):

調(diào)頻：正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，全系統(tǒng)頻率相同，頻率調(diào)整集中在發(fā)電廠(chǎng)，調(diào)頻手段只

有調(diào)整原動(dòng)機(jī)功率一種。

調(diào)壓：電壓水平全系統(tǒng)各點(diǎn)不同，電壓調(diào)整可分散進(jìn)行，調(diào)壓手段多種多樣。

2.變壓器和電力線(xiàn)路中的無(wú)功功率損耗是怎樣的？

變壓器：分為兩部分，即勵(lì)磁支路損耗和繞組漏抗中損耗。其中，勵(lì)磁支路

損耗的百分值基本上等于空載電流的百分值，約為1%~2%；繞組漏抗中損耗，

在變壓器滿(mǎn)載時(shí)，基本上等于短路電壓的百分值，約為10%o因此，對(duì)一臺(tái)變壓

器或一級(jí)變壓的網(wǎng)絡(luò)而言，在額定滿(mǎn)載下運(yùn)行時(shí)，無(wú)功功率損耗將達(dá)額定容量的

13%。對(duì)多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)而言，變壓器中無(wú)功功率損耗是相當(dāng)可觀的。

電力線(xiàn)路：分為兩部分，并聯(lián)電納和串聯(lián)電抗中的無(wú)功功率損耗。并聯(lián)電納

中的損耗與線(xiàn)路電壓的平方成正比，呈容性；串聯(lián)電抗中的損耗與負(fù)荷電流的平

方成正比，呈感性.因此，線(xiàn)路究竟消耗容性或感性無(wú)功功率不能肯定。一般情

況下，35kv及以下系統(tǒng)消耗無(wú)功功率；HOkv及以上系統(tǒng)，輕載或空載時(shí)，成為

無(wú)功電源，傳輸功率較大時(shí)，消耗無(wú)功功率。

3.無(wú)功功率電源有哪些？各自特點(diǎn)？

發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器、及靜止補(bǔ)償器，后三種又稱(chēng)為無(wú)功補(bǔ)償

裝置。

同步調(diào)相機(jī)：相當(dāng)于只能發(fā)無(wú)功功率的發(fā)電機(jī)。在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它向系統(tǒng)

供給感性無(wú)功功率而起無(wú)功電源的作用，能提高系統(tǒng)電壓；在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)從系

統(tǒng)吸取感性無(wú)功功率而起無(wú)功負(fù)荷的作用，可降低系統(tǒng)電壓。

靜電電容器：只能向系統(tǒng)供應(yīng)感性無(wú)功功率，它所供給的感性無(wú)功功率與其

端電壓的平方成正比。

靜止補(bǔ)償器：由靜電電容器和電抗器并聯(lián)組成。電容器可發(fā)出無(wú)功功率，電

抗器可吸收無(wú)功功率，兩者結(jié)合起來(lái)，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置.，就能夠平滑的改

變輸出或吸收的無(wú)功功率。

4.電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡的基本要求：

系統(tǒng)中的無(wú)功電源可以發(fā)出的無(wú)功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無(wú)功

功率和網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗。

￡QGC-EQL-AQE=Qres

Qres>0表示系統(tǒng)中的無(wú)功功率可以平衡且有適量的備用；

Qres<0表示系統(tǒng)中的無(wú)功功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置。

其中：

電源供應(yīng)的無(wú)功功率QGC由兩部分構(gòu)成，即發(fā)電機(jī)供應(yīng)的無(wú)功功率QG和補(bǔ)償設(shè)

備供應(yīng)的無(wú)功功率Qg

B|JEQGC=EQG+￡Qc

無(wú)功功率損耗AQ、包括三部分：變壓器中的無(wú)功功率損耗AQi,線(xiàn)路電抗中的

無(wú)功功率損耗AQx,線(xiàn)路電納中的無(wú)功功率損耗AQb,由于AQb屬容性，將其

作為感性無(wú)功功率損耗論處，則應(yīng)具有負(fù)值。

即△()￡=△Qt+aQx-ZiQb

5.無(wú)功不足應(yīng)采取的措施：

(1)、要求各類(lèi)用戶(hù)將負(fù)荷的功率因數(shù)提高到現(xiàn)行規(guī)程規(guī)定的數(shù)值.

(2)、挖掘系統(tǒng)的無(wú)功潛力。例如將系統(tǒng)中暫時(shí)閑置的發(fā)電機(jī)改作調(diào)相機(jī)運(yùn)行；

動(dòng)員用戶(hù)的同步電動(dòng)機(jī)過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行等。

(3)、根據(jù)無(wú)功平衡的需要，增添必要的無(wú)功補(bǔ)償容量，并按無(wú)功功率就地平衡

的原則進(jìn)行補(bǔ)償容量的分配。小容量的、分散的無(wú)功補(bǔ)償可采用靜電電容器；大

容量的、配置在系統(tǒng)中樞點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償則宜采用同步調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償器。

二.電力系統(tǒng)無(wú)功功率的最優(yōu)分布

1.無(wú)功功率的最優(yōu)分布包括：無(wú)功功率電源的最優(yōu)分布和無(wú)功功率負(fù)荷的最優(yōu)

補(bǔ)償

2.無(wú)功功率電源的最優(yōu)分布.

優(yōu)化無(wú)功電源分布的目的：在有功負(fù)荷分布已確定的前提下，調(diào)整無(wú)功電源

之間的負(fù)荷分布，使有功網(wǎng)損達(dá)到最小。其中，網(wǎng)絡(luò)的有功網(wǎng)損可表示為節(jié)點(diǎn)注

入功率的函數(shù)。

目標(biāo)函數(shù)：網(wǎng)絡(luò)的有功網(wǎng)損aPE=Z\PE(Pl,P2,…,Pn0々2「?,(^)最小

等約束條件：EQGi-EQLi-AQz=()

不等約束條件：PGi(min)<=Pci<=PGi(max)

Qci(min)<=Qci<=QGi(max)

Ui(min)<=Ui<=Ui(max)

構(gòu)造拉格朗日函數(shù)I尸△PE-a(LQGi-AQ￡-EQLi)=O

分別對(duì)QGi和a并令其等于零得到結(jié)果。

三.電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整

1.電壓調(diào)整的必要性：

(1).電壓偏移過(guò)大對(duì)電力系統(tǒng)本身及用電設(shè)備會(huì)帶來(lái)不良的影響。

a.效率下降，經(jīng)濟(jì)性變差。

b.電壓過(guò)高，照明設(shè)備壽命下降，影響絕緣。

c.電壓過(guò)低，電機(jī)變熱。

d.系統(tǒng)電壓崩潰。

(2).不可能使所有節(jié)點(diǎn)電壓都保持為額定值。

a.設(shè)備及線(xiàn)路壓降。

b.負(fù)荷波動(dòng)。

c.運(yùn)行方式改變。

d.無(wú)功不足或過(guò)剩。

2.我國(guó)規(guī)定的允許電壓偏移

35kv及以上電壓供電負(fù)荷：-5%?+5%

10kv及以下電壓供電負(fù)荷：-7%?7%

低壓照明負(fù)荷：-10%~+5%

農(nóng)村電網(wǎng)：-10%―7.5%

注：故障情況下，電壓偏移較正常時(shí)再增大映，但正偏移不能超過(guò)10樂(lè)

3.中樞點(diǎn)的電壓管理

(1).什么是電壓中樞點(diǎn)？

電壓中樞點(diǎn)系值那些可反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠(chǎng)或樞紐變電所母

線(xiàn)。因很多負(fù)荷都由這些中樞點(diǎn)供電，如能控制住這些點(diǎn)的電壓偏移，也就控

制住了系統(tǒng)中中大部分負(fù)荷的電壓偏移。于是，電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整問(wèn)題也就

轉(zhuǎn)化為保證各電壓中樞點(diǎn)的電壓偏移不越出給定范圍的問(wèn)題。

(2).如何選擇電壓中樞點(diǎn)？

一般可選擇下列母線(xiàn)作為電壓中樞點(diǎn):

a.大型發(fā)電廠(chǎng)的高壓母線(xiàn)；

b.樞紐變電所的二次母線(xiàn)；

C.有大量地方性負(fù)荷的發(fā)電廠(chǎng)低壓母線(xiàn)。

(3).中樞點(diǎn)電壓的允許波動(dòng)范圍

中樞點(diǎn)i電壓應(yīng)滿(mǎn)足不等約束條件：Ui(min)<=Ui<=Ui(max)

中樞點(diǎn)i的在最低電壓Ui(min)等于在地區(qū)負(fù)荷最大時(shí)某用戶(hù)允許的最低電壓

U(min)加上到中樞點(diǎn)的電壓損耗(max)。Ui(min)=U(min)+AU(max)

中樞點(diǎn)i的在最高電壓Ui(max)等于在地區(qū)負(fù)荷最小時(shí)某用戶(hù)允許的最高電壓

U(max)加上到中樞點(diǎn)的電壓損耗415(min)。Ui(max)=U(max)+AU(min)

(4)0中樞點(diǎn)電壓調(diào)整的方式及各自定義

中樞點(diǎn)電壓調(diào)整方式一般分為三類(lèi)：逆調(diào)壓，順調(diào)壓和常調(diào)壓。

逆調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)升高電壓，但不超過(guò)線(xiàn)路額定電壓的105%,即1.05UN；

最小負(fù)荷時(shí)降低電壓，但不低于線(xiàn)路的額定電壓，即口工供電線(xiàn)路較長(zhǎng)、負(fù)荷

變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)往往采用這種調(diào)壓方式。

逆調(diào)壓：最大負(fù)荷時(shí)降低電壓，但不低于線(xiàn)路額定電壓的2.5%,即1.025UN；

最小負(fù)荷時(shí)降低電壓，但不超過(guò)線(xiàn)路額定電壓的7.5%,即1.075UN。供電線(xiàn)路不

長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)不大的中樞點(diǎn)，允許采用順調(diào)壓。

常調(diào)壓：在任何負(fù)荷的情況下都保持中樞點(diǎn)電壓為一基本不變的數(shù)值，即

1.()2UN?1.()5UN。介于上述兩種情況之間的中樞點(diǎn)，還可采用常調(diào)壓。

4.電壓調(diào)整的措施

(1)、調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓，適合于由孤立發(fā)電廠(chǎng)不經(jīng)

升壓直接供電的小型供電網(wǎng)。在大型電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)調(diào)壓一般只作為一種輔助

性的調(diào)壓措施；

(2)、改變變壓器的變比，只有當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功功率電源容量充足時(shí)這種方法才有

效；

(3)、改變功率分布P+jQ,使電壓損耗變化，例如無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓；

(4)、改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R+jX,使電壓損耗變化。

5.無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓的措施

(1).利用并聯(lián)補(bǔ)償調(diào)壓

a.補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器；.

b.補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)；

（2）.線(xiàn)路串聯(lián)電容補(bǔ)償改善電壓質(zhì)量。

暫態(tài)部分

一.短路的基本知識(shí)

L什么叫短路？

所謂短路，是指電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況以外的相與相之間或相與地之間連接。

2.短路的類(lèi)型：二相短路、二相短路、二相接地短路和單相接地短路

3.短路產(chǎn)生的原因是葉么？

絕緣被破壞（過(guò)電壓、雷擊；風(fēng)、雪、鳥(niǎo)、獸等；絕緣老化、污染；設(shè)計(jì)、

安裝、維護(hù)不當(dāng)，人為因素）

4.短路的危害有哪些？

引起發(fā)熱：10~20倍額定電流，達(dá)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)安

引起電動(dòng)力效應(yīng)：法導(dǎo)體變形甚至損壞一機(jī)械穩(wěn)定性

引起網(wǎng)絡(luò)中電壓降落

使穩(wěn)定性遭到破壞

短路可能干擾通信系統(tǒng)

5電力系統(tǒng)故障的分類(lèi)：

橫向故障：短路故障

縱向故障：斷線(xiàn)故障

二.標(biāo)幺制

1.數(shù)學(xué)表達(dá)式

標(biāo)幺值二有名值/基準(zhǔn)值（與有名值同單位的物理量）

2.基準(zhǔn)值的選取

一般先選定電壓和功率的基準(zhǔn)值，則電流和阻抗的基準(zhǔn)值分別為:

J二SbZ-4

hELa

3.基準(zhǔn)值改變時(shí)標(biāo)幺值的換算

變壓器：雄（％）=縣區(qū)*1（。％=X小N）*1（X）%

Un

轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一基準(zhǔn)值X（以『必

2100uhs“

G/Y

電抗器：（A（%）=W，*100%=XR.（N）*100%

轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一基準(zhǔn)值X=%四④L

XM100Ut）In

4.不同電壓等級(jí)電網(wǎng)中各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算

（1）準(zhǔn)確計(jì)算法

選擇一段作為基本段，其他將各段的參數(shù)按照變壓器實(shí)際變比向這一

段歸算，然后選擇功率和電壓基準(zhǔn)值。

（2）近似計(jì)算法

選擇一段作為基本段，假定變壓器的變比為各電壓等級(jí)的額定電壓的

平均值之比，將其他將各段的參數(shù)向這一段歸算。

三.無(wú)限大電源

1.特點(diǎn)

電源的源f恒定（Z=0,U=C,S=8）

內(nèi)阻抗為零，實(shí)際內(nèi)阻〈短路回路總阻抗10%,即由無(wú)限個(gè)有限功率電源組

成

2.產(chǎn)生最大短路全電流的條件

短路前電路為空載

純電感電路

初相角L

3.短路沖擊電流im

短路電流在最?lèi)毫佣搪非闆r下的最大瞬時(shí)值，用于校驗(yàn)電氣設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)

定性

出現(xiàn)在短路發(fā)生經(jīng)過(guò)半個(gè)周期即t=T/2時(shí)

4.短路電流有效值Ich

以時(shí)刻t為中心的一個(gè)周期內(nèi)，瞬時(shí)電流的均方根值，用于檢驗(yàn)斷路器的開(kāi)

斷能力。

四.運(yùn)算曲線(xiàn)法計(jì)算短路電流

1.基本原理

復(fù)雜電力系統(tǒng)中，只保留發(fā)動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)節(jié)點(diǎn)和短路點(diǎn)，經(jīng)過(guò)化簡(jiǎn)消去其他中

間節(jié)點(diǎn)，形成一個(gè)以短路點(diǎn)位中心的輻射行網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)輻射支路只含有一個(gè)

電源，經(jīng)一個(gè)阻抗與短路點(diǎn)相連。按照不同時(shí)刻已經(jīng)轉(zhuǎn)移阻抗的大小查曲線(xiàn)

求得短路電流，總合即為總的短路電流。

2.計(jì)算步驟

1）網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)，得到各電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗Xif。

2）將各電源對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移阻抗Xif歸算到各發(fā)電機(jī)額定參數(shù)下，得計(jì)算電

抗Xjsi。Xjsi=XifXSNi/SB

3）查曲線(xiàn)，得到以發(fā)電機(jī)額定功率為基準(zhǔn)值的各電源送至短路點(diǎn)電流的標(biāo)么

值

4）求得各電流的有名值之和，即為短路點(diǎn)的短路電流。

3.轉(zhuǎn)移阻抗

任一復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)化簡(jiǎn)消去了除電源電勢(shì)和短路點(diǎn)以外的所有中間節(jié)點(diǎn)，

最后得到的各電源與短路點(diǎn)之間的直接聯(lián)系阻抗為轉(zhuǎn)移阻抗。

4.計(jì)算電抗

將各電源的轉(zhuǎn)移電抗按照該電源發(fā)電機(jī)的額定功率歸算，即為計(jì)算電抗。

五.對(duì)稱(chēng)分量法

1.正負(fù)零序分量

a相超前于b相120度，b相超前于c相120度，稱(chēng)為正序;

a相滯后于b相120度，b相滯后于c相120度，稱(chēng)為負(fù)序;

abc同相位，稱(chēng)為寫(xiě)序。

2.對(duì)稱(chēng)量和不對(duì)稱(chēng)量之間的線(xiàn)性變換關(guān)系

1.V3

J12O1.J32j2401+a+Q。；

a=e——+J2-7T；

2盲；a=e

?-

■111-?

F1FuV

aa/I

?n2-

Fan

8raFQk

2arl

?-

FaanF

cIa|\

--(o7

3.電力系統(tǒng)主要元件的各序參數(shù)

(1)同步發(fā)電機(jī)

同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序電抗實(shí)用計(jì)算中取&；+X：)/2

同步發(fā)電機(jī)的零序電抗變化范圍為{0)=(0.15~0?6卜：

(2)異步電動(dòng)機(jī)

故障時(shí)電動(dòng)機(jī)端電壓降低，負(fù)序電壓產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速

下降，s增大，接近于1》正序電抗為J

%(2產(chǎn)X

(3)變壓器

A.雙繞組變壓器的零序電抗

(1)Y。/△接線(xiàn)：△為零序電流提供了通道，三角中有環(huán)流

?Vo產(chǎn)Aj+Xu~X(\)

(2)Y0/Y接線(xiàn)：無(wú)零序電流通道

（3）YJY。接線(xiàn)：中性點(diǎn)直接接地，構(gòu)成回路

當(dāng)二次繞組負(fù)載側(cè)有接地中性點(diǎn)時(shí)：X（o）NX/+工〃=%⑴

當(dāng)二次繞組負(fù)載側(cè)有接地中性點(diǎn)時(shí)：同YO/Y

B.三繞組變壓器的零序電抗

為消三次諧波影響，總有一個(gè)繞組接成三角形，通常的接線(xiàn)方式有

M/

YoYoY"/AY/A/Y

C.自耦變壓器的零序電抗

中性點(diǎn)接地，有電的直接聯(lián)系，接線(xiàn)形式有：Y，Yo；Y3Y0/A

（4）輸電