Transcript 总复习

第一章
电力系统的基本概念
• 电力系统——生产、输送、分配和消耗电能的各
种电器设备连接在一起而组成的整体。
• 电力系统的组成：发电厂，输电网，配电网，负
荷
• 确定额定电压的原则：
1. 用电设备：线路额定电压
2. 发电机：比线路额定电压高5％
3. 变压器：一次侧：线路额定电压（发电机：5％）
二次侧：比线路额定电压高10％
第二章 电力网各元件的等值电路和参数计
算
• 架空输电线路参数：
r   /S
1. 电阻：
2. 电抗：
单导线：
x  2 π f N L  0 . 0628 ln
分裂导线：x  2 π f N L  0 . 0628 ln
3. 电导： g

Δ Pg
VL
4.
2
电纳： b  2 π f N C 
7 . 58
lg
D eq
req
 10
6
D eq
Ds
D eq
D sb
 0 . 1445 lg
 0 . 1445 lg
D eq
Ds
D eq
D sb
几个距离的概念：
（1）导线轴线间的距离D；
（2）不同材料的单股导线的自几何均距Ds
非铁磁材料单股线： D s  re

1
4
 0.779r
非铁磁材料多芯线： D s   0 .7 2 4
铁芯铝线：
D s   0 .7 7
（3）分裂导线的自几何均距Dsb
分裂根数为2： D sb 
分裂根数为3： D sb 
D sd
3
D sd
2
4
D

1.09
D sd
sb
分裂根数为4：
3
0 .7 7 1  r
0 .9  r
（4）互几何均距 D eq
D eq 
3
D 12 D 23 D 31
若三相呈正三角形： D eq  D
若三相呈水平排列：D eq  1.26 D
（5）导线等值半径 req
分裂根数为2： req 
分裂根数为3： req 
rd
3
rd
2
分裂根数为4： req  1 .0 9 rd
4
3
• 架空输电线等值电路： 形等值电路
1. 近似模型：
2. 修正模型：
3. 精确模型：
 Z '  r0 l  j x 0 l
 '
Y  g 0 l  j b 0 l
 Z '  k r r0 l  j k x x 0 l
 '
Y  j k b b 0 l
 '
sh ZY
Z

K
Z


Z

ZY

 Y '  K Y  2 ch  l  1 
Y

ZY sh  l
•变压器等值电路
RT
GT
–jBT
R1
GT
jXT
–jBT
jX1
•变压器参数：
双绕组变压器的参数计算
1. 电阻（）：
2. 电抗（）：
3. 电导（S）：
4. 电纳（S）：
5. 变比：
RT 
XT 
GT 
BT 
2
Δ PSV N
SN
VS %
2

100
Δ P0
VN
2
I0 %
100
 10
VN
3
2
 10
3
SN
 10

3
SN
VN
2
 10
3
k T  V1N / V 2N  w1 / w 2 或
3 w1 / w 2
•三绕组变压器的参数计算
1. 电阻
Ri 
Δ PS iV N
SN
2
2
 10
3
2. 电抗
Xi 
VSi %
100

VN
2
SN
 10
3
1

Δ PS(1  2)  Δ PS(3 1)  Δ PS(2  3 ) 
Δ
P

 S1
2

1

 Δ PS2  Δ PS(1  2)  Δ PS(2  3 )  Δ PS(3 1 ) 
2

1

 Δ PS3  2 Δ PS(2  3)  Δ PS(3 1 )  Δ PS(1  2 ) 

1

V S1 %  2 V S(1  2) %  V S(3 1 ) %  V S(2  3 ) % 

1

V S2 %  V S(1  2) %  V S(2  3 ) %  V S(3 1 ) % 
2

1

V S3 %  2 V S(2  3) %  V S(3 1 ) %  V S(1  2 ) % 

3. 导纳及变比：同双绕组变压器
•标么制：
•基准值选取： S B ，V av
•平均额定电压：
3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525
第三章 电力系统潮流计算
•电压降落：已知V2，S2
P2 R  Q 2 X
P2 X  Q 2 R

dV 2 
 j
V2
V2
  V 2  j V 2
V2 
V1 
P2 R  Q 2 X
V 2 
V2
( V2   V2 )  (V2 )
 1  arctg 
2
V2
V2   V2
2
P2 X  Q 2 R
V2
•电压降落：已知V1，S1
P R  Q1 X
P X  Q1 R
d V1  1
 j 1
  V1  j V1
V1
V1
 V1 
P1 R  Q 1 X
V1
 V1 
P1 X  Q 1 R
末端电压
V1
V 2  V1   V1  j V1
或
V2 
( V1   V1 )  (  V1 )
 2  arctg 
2
  V1
V1   V1
2
•功率损耗：
2
2

PL  Q L
R
  PL 
2

V

2
2
P

Q
Q  L
L
X
L
2

V
V1

1 I1
•功率分布：
S1
S L2  S 2  S B2
R
S L1
I
S B1
S L1  S L 2   S L
S 1  S L1   S B1  S 2   S B1   S B 2   S L
线路总功率损耗：
 S  S 1  S 2   S B1   S B 2   S L
输电效率 % 
P2
P1
 100 %
V2 I
22
jX
S L2
S2
S B2
• 给定不同点的电压功率——迭代计算（精确）
SA
A
V A
S A
RL
 Q B1
jX
L
S A
Q B2
SB
V B
GT
S B R
T
S 0
 jB T
jX T S D
S LD
VD
图（ b ）
给定末端负荷功率与首端电压（如给定SLD，VA）
设全网为额定电压VN；
计算功率损耗（不计电压损耗），推算全网功率
分布、始端功率；（前代）
由始端电压、功率向末端推算电压降落（不再另算
功率损耗），计算各母线电压。（回代）
反复迭代直到收敛（精度）、两步计算近似
•两端供电网的潮流计算：
a
Z a1
1
S a 1 I a 1
Z 12
2
b
S b 2 I b 2
S 12 I12
S 1 I
1
Z b2
S 2 I
2
~
~
~
~
ZⅠS 1  Z Ⅱ S 2 ( V a  V b ) V N
S a1 

~
~
Z
Z
~
~
~
~
 S 2 ( Vb  Va )V N
ZⅠ S 1  Z Ⅱ
Sb2 

~
~
Z
Z
•节点导纳矩阵：
I n  Y n Vn
•特点：对称；稀疏；对角线占优；
• 自导纳和互导纳的物理意义
 I1  Y Y Y  V1 
11 12 13
  
 

  Y Y Y

I
V
 2   21 22 23   2 
   Y Y Y    
I
31 32 33  V 3

3
 
 
•
令V
k
 0
Y ik 
V j  0，
(j  k)
Ii
V，则：
k V  0 , j k
j
•
当k=i时，Y
点
ii

Ii
Vi
。当网络中除节点i之外，所有其他节
都接地，从节点i注入网络的电流和节点i的电压之比，为
节点i的自导纳。它等于与节点i直接相连的各支路导纳之和。
Y ii  y i 0 
y
ij
• 自导纳和互导纳的物理意义
•
当k i
时，当网络中除节点k之外，所有其他节点都接
地，从节点i注入网络的电流和节点k的电压之比，为节点i
和k之间的互导纳。实际上节点i的电流是自网络流入大地
的，
Y
ik
等于节点i，k直接相连的支路导纳的负值。
Y  y
ik
ik
•追加支路法修改节点导纳矩阵
第四章 电力系统有功平衡与频率调整
•系统频率取决于有功功率的动态平衡
•三种负荷，三次调频（手段：调速器，调频器，
负荷的最优分配）
•负荷的有功－频率特性
 f
P D  a 0 P DN  a 1 P DN 
 fN

  a 2 P DN


 f

f
 N
2

  a 2 P DN


( a 0  a 1  a 2  a 3    1)
•负荷的频率调节效应系数
K D 
Δ PD / PDN
Δf / fN
 KD
fN
PDN
 f

f
 N
3

 


•发电机组的静态频率特性
•发电机组的静态调差系数：
  
Δf / f N
Δ P / PGN

PGN
fN
•发电机组的单位调节功率：
K G 
1


1 fN
 PGN
 KG
fN
PGN
•取值范围： （可调，但有限）
 汽轮发电机组：

 水轮发电机组：
  0 . 04 ~ 0 . 06 , K G  25 ~ 16 . 7
  0 . 02 ~ 0 . 04 , K G  50 ~ 25
PD
P
K  
Δ P D0 
Δf
 K G
PGN
P DN
P1
B
G
•单机系统的单位调节功率：
PD
P2
0P
•电力系统的有功－频率特性：
P’D (f)
PG(f)
A
 K D  k r K G   K D
O
f2 f1
•调频与调压的关系：先调频，后调压
•多机系统频率的一次调整：等值单位调节功率
n
KG 

n
K Gi 
i 1

K G i
i 1
PG i 
fN
n
K G 
PD(
f)
K
G i
i 1
PG iN
,
P GN
 
1
K G

P GN
n

i 1
PG iN
 i
f
•有功功率和系统负荷在各类电厂间的合理分配
•等微增率原则
•负荷的合理分配：丰水期、枯水期
第五章 无功功率平衡与电压调整
•系统电压取决于系统无功功率的平衡
•无功负荷：
（1）异步电动机
（2）变压器无功损耗：12％
（3）输电线路：35KV以下，110KV以上
•无功电源：
（1）发电机
（2）同步调相机
（3）静止电容器
（4）静止无功补偿器
•系统无功功率调整：无功功率就地平衡原则
•中枢点电压调整：逆调压、顺调压、常调压
•电压调整措施：
发电机励磁、变比、无功分布、线路参数
•降压变压器分接头选择（升压变压器）：
（1）最大负荷时：
V t 1 max 
V 1max
V 2 max
VN2 
（2）最小负荷时：
V t 1 min 
V 1min
V 2 min
VN2 
V 1 max   V T max
V 2 max
V 1 min   V T min
V 2 min
VN2
VN2
（3）分接头： V t 1 av  V t 1 max  V t 1 min  2
（4）校验：
•并联无功补偿选择一般原则：
QC 
kV 2 C
X
kV 2 C
k V2C 
V 2 
 V 2  
kV



2C
X 
k 
2
•静止电容器：
（1）最小负荷无补偿时，确定变压器变比：
（2）最大负荷全补偿，确定补偿容量：
QC
2
k V 2 C max 
V 2 max 

V

 2 C max

X
k 

•同步调相机：
（1）最大负荷时按额定容量过励磁：
QC 
V 2 C max 
V 2 max  2
 V 2 C max 
k
X
k 

（2）最小负荷时按（0.5－0.65）欠励磁：
 Q C 
V 2 C min 
V 2 min  2
 V 2 C min 
k
X 
k 
（3）变比：
k 
 V 2 C max V 2 max  V 2 C min V 2 min
 V 2 C max  V 2 C min
2
2
•串补电容选择：
XC 
mI
NC
V1  V   V C
Q1
 I C max
nV NC  I C max X C
Q C  3 mnV
NC
I NC
•各种调压措施的比较与应用

第六章 短路的基本概念和三相短路计算
•短路的概念，类型
•恒定电势源（概念）的三相短路
（1）短路电流的周期分量与非周期分量
（2）短路冲击电流，短路电流有效值，短路功率
•三相短路实用计算：
（1）起始次暂态电流，冲击电流
i im  k im
2 I   k imLD

2 I LD
•计算曲线的应用：
计算步骤：等值电路，网络变换，转移电抗，计
算电抗，查计算曲线，
g
I pt 
I
i 1
S Ni
pti *
3 V av
 I pS *
SB
3 V av
第七章 电力系统元件序阻抗和等值电路
•对称分量法
I
120
 SI
abc
I
 S I
1
abc
120
•序阻抗的特点：
（1）各序相互独立；
（2）某序电流只产生同序电压；
（3）计算不对称短路，各序单独计算，叠加；
•利用对称分量法计算不对称短路的原理
•发电机，变压器，输电线路，负荷的三序阻抗
•不同变压器接线形式和中性点运行方式时的零
序等值电路
•各序网络的指定
第八章 电力系统不对称短路分析计算
•单相短路，两相短路，两相接地短路的边界条件，
复合序网，正序电流，短路电流；
•复合序网概念
•正序等效定则：附加电抗，比例系数
•电压电流经变压器的相位变换
•非全相断线的计算
•横向短路故障，故障端口
•纵向断线故障，故障端口
•单相断线（两相短路接地），两相断线（单相短路）
的计算，复合序网