《電力系統(tǒng)分析》總結(jié)(概念、公式、計(jì)算).docx

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1.電力系統(tǒng)各級(jí)的平均電壓 ：3.15 ， 6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525（kV） 2.電壓降落的縱分量 電壓降落的橫分量 3.電力網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化方法：等值電源法，負(fù)荷移置法，星網(wǎng)變換 4.節(jié)點(diǎn)分類(lèi)：PQ節(jié)點(diǎn)，PV 節(jié)點(diǎn)，平衡節(jié)點(diǎn) 5.電力系統(tǒng)無(wú)功率電源：同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、靜電電容器、靜止補(bǔ)償器。 6.調(diào)壓措施：發(fā)電機(jī)調(diào)壓、改變變壓器的變比調(diào)壓、利用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓。 7.中樞點(diǎn)調(diào)壓方式：逆調(diào)壓、順調(diào)壓、常調(diào)壓。 8.中性點(diǎn)接地方式：直接接地、不接地、從屬于不接地方式的經(jīng)消弧線圈接地。 9.電暈影響：消耗有功功率、泄漏電流。 阻尼繞組的作用：電力系統(tǒng)的擾動(dòng)起到阻尼的作用。 10.變壓器參數(shù)：電阻、電抗、電導(dǎo)、電納。 11.極限切除角：加速面積等于最大可能減速面積時(shí)對(duì)應(yīng)的切除角。 12.短路沖擊電流：短路電流的最大可能瞬時(shí)值。 13.電壓降落：指串聯(lián)阻抗元件首末兩端電壓的向量差。 14. 電力系統(tǒng)：指由發(fā)電機(jī)、各類(lèi)變電所和輸電線路以及電力用戶(hù)組成的整體。 15. 電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：①保證可靠的持續(xù)供電②保證良好的電能質(zhì)量③保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 16. 調(diào)整潮流的手段有：串聯(lián)電容(抵償線的感抗)、串聯(lián)電抗（限流）、附加串聯(lián)加壓器。 17.短路：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。 18.短路的類(lèi)型 ：三相短路、二相短路、二相接地短路和單相接地短路。 19. 無(wú)功負(fù)荷的無(wú)功特性：分串聯(lián)之路和并聯(lián)之路。 20.閉式電力網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)：簡(jiǎn)單環(huán)式、兩端供電式網(wǎng)絡(luò)。 21. 電壓降落、電壓損耗、電壓偏移的定義有所不同：網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落是指元件首末端兩點(diǎn)電壓的相量差，即 ；把兩點(diǎn)間電壓絕對(duì)值之差稱(chēng)為電壓損耗，用 表示， ；電壓偏移是指網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)的實(shí)際電壓同網(wǎng)絡(luò)該處的額定電壓之差，可以用KV表示，也可以用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。若某點(diǎn)的實(shí)際電壓為V，該處的額定電壓為 ，則用百分?jǐn)?shù)表示的電壓偏移為，電壓偏移（%） 22. 潮流方程中節(jié)點(diǎn)的分類(lèi)及相應(yīng)的定義：⑴節(jié)點(diǎn)可分為：PQ節(jié)點(diǎn)、PV節(jié)點(diǎn)和平衡節(jié)點(diǎn)三種類(lèi)型。（2）各類(lèi)節(jié)點(diǎn)介紹：①PQ節(jié)點(diǎn)的有功功率P和無(wú)功功率Q是給定的，節(jié)點(diǎn)電壓（V，δ）是待求量；②PV節(jié)點(diǎn)的有功功率P和電壓幅值V是給定的，節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率Q和電壓的相位δ是待求量；③平衡節(jié)點(diǎn)在潮流分布算出以前，網(wǎng)絡(luò)中的功率損失是未知的，因此，網(wǎng)絡(luò)中至少有一個(gè)節(jié)點(diǎn)的有功功率P不能給定，這個(gè)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)了系統(tǒng)的有功功率平衡。 23. 潮流計(jì)算的基本步驟：①形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣②設(shè)定節(jié)點(diǎn)電壓的初值③將各節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求得修正方程式中的不平衡量④將各節(jié)點(diǎn)電壓初值代入求雅可比矩陣的各元素⑤求解修正方程式，求得各節(jié)點(diǎn)電壓的增量⑥計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值，返回第3步進(jìn)入下一次迭代，直到滿足收斂判據(jù)為止。⑦最后計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率、損耗。 24. 降低網(wǎng)損的技術(shù)措施：① 提高用戶(hù)的功率因數(shù)，減少線路輸送的無(wú)功功率；② 改善網(wǎng)絡(luò)中的功率分布；③ 合理地確定電力網(wǎng)的運(yùn)行電壓水平；④ 組織變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；⑤ 對(duì)原有電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)改造。 25.等面積定則：發(fā)電機(jī)受大擾動(dòng)后轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),當(dāng)代表動(dòng)能增量的加速面積和減速面積大小相等時(shí)，轉(zhuǎn)子動(dòng)能增量為零，發(fā)電機(jī)重新恢復(fù)到同步速度 26. 引起電力系統(tǒng)大擾動(dòng)的主要原因：①負(fù)荷的突然變化，如投入或切除大容量的用戶(hù)等②切除或投入系統(tǒng)的主要元件，如發(fā)電機(jī)、變壓器及線路等③發(fā)生短路故障，短路故障擾動(dòng)最嚴(yán)重，作為檢驗(yàn)系統(tǒng)是否具有暫態(tài)穩(wěn)定的條件。 27.三相短路電流計(jì)算機(jī)算法的基本步驟：①輸入數(shù)據(jù)；②形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣；③應(yīng)用節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣計(jì)算點(diǎn)的自阻抗、互阻抗Z1k,…Zkk,…Znk。④計(jì)算短路點(diǎn)的三相短路電流 3.線路的電壓損耗是指：線路始末兩端電壓的向量差。 4.電力系統(tǒng)的潮流分布主要是研究電壓和功率的分布。 8.電力系統(tǒng)穩(wěn)定性可分為靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定。 9.系統(tǒng)中功角δ指的是空載電勢(shì)Eq和無(wú)限小系統(tǒng)母線電壓U的夾角。 10.在我國(guó)110kv以上電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式一般為中性點(diǎn)直接接地方式。 11.電力系統(tǒng)的電納主要是指相與相間的電容和相與地之間的電容所決定的。 12.電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整可分為一次調(diào)整 二次調(diào)整 和三次調(diào)整。 13.把在環(huán)網(wǎng)中由于表壓器變比不匹配二產(chǎn)生的功率稱(chēng)為循環(huán)功率。 14.雙繞組的分接頭在高壓側(cè)。 簡(jiǎn)答 1.什么是負(fù)荷最大利用小時(shí)數(shù)？答：全年負(fù)荷所消耗的電能w與全年最大負(fù)荷Pmax相比可得年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax。 2.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定措施a采用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置b.減小元件的電抗c.改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備。 3. 靜止補(bǔ)償器：短路故障發(fā)生在空載α-φ=90時(shí)短路電流的最大瞬時(shí)值。 4.簡(jiǎn)單閉式網(wǎng)絡(luò)主要有哪兩種類(lèi)型，其潮流計(jì)算的主要步驟： 答：閉式電力網(wǎng)絡(luò)分為簡(jiǎn)單環(huán)式網(wǎng)絡(luò)和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。步驟：a假設(shè)全網(wǎng)為額定電壓，計(jì)算出各個(gè)發(fā)電廠變電所的運(yùn)算負(fù)荷和運(yùn)算功率以得到所有串聯(lián)阻抗的簡(jiǎn)化的等值電路b假設(shè)全網(wǎng)為額定電壓且不考慮各元件中的功率損耗，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的功率分布c將閉式網(wǎng)絡(luò)分解為兩個(gè)開(kāi)始網(wǎng)絡(luò)，分別接開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行計(jì)算，得到最終結(jié)果。 1.n繞組變壓器等值電路： 2. 派克變換: 3.發(fā)電機(jī)功率特性： 4.短路電流的最大有效值 5.短路全電流的最大有效值 6.沖擊電流 7.三繞組變壓器容量折算 8.簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算方法（開(kāi)式、閉式） 9.功率自然分布： 10.、互聯(lián)系統(tǒng)調(diào)頻： 11.如果在某一切除角時(shí)，最大可能的減速面積與加速面積大小相等，則系統(tǒng)將處于穩(wěn)定的極限情況，大于這個(gè)角度切除故障，系統(tǒng)將失去穩(wěn)定。這個(gè)角度成為極限切除角dc.lim。 應(yīng)用等面積定則可確定c.lim 整理得: 初始角:，臨界角: 21. 習(xí)題9-1：某系統(tǒng)典型日負(fù)荷曲線如題圖所示，試計(jì)算：日平均負(fù)荷；負(fù)荷率，最小負(fù)荷系數(shù)以及峰谷差。 解：（1）日平均負(fù)荷 （2）負(fù)荷率 （3）最小負(fù)荷系數(shù) （4）峰谷差 某工廠用電的年待續(xù)負(fù)荷曲線如題圖9-3所示。試求：工廠全年平均負(fù)荷，全年耗電量及最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax。 解：（1）全年平均負(fù)荷 題圖9-3年持續(xù)負(fù)荷曲線 (2)全年耗電量（3）最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù) 一條100KV架空輸電線路，長(zhǎng)100km，，，忽略線路對(duì)地電容，已知線路未端運(yùn)行電壓VLD=105kV，負(fù)荷PLD=42MW，cosφ=0.85。試計(jì)算：（1）輸電線路的電壓降落和電壓損耗；（2）線路阻抗的功率損耗和輸電效率；（3）線路首端和未端的電壓偏移。 解： ， 電壓降落： 電壓損耗： （2)功率損耗 輸電效率： （3）未端電壓偏移： 首端電壓偏移： 例12-3 降壓變壓器及其等值電路示于圖（a）、（b）。已知在最大和最小負(fù)荷時(shí)通過(guò)變壓器的功率分別為Smax=（28＋j14）MVA和Smin=（10＋j6）MVA ，高壓側(cè)的電壓分別為V1max＝110kV和V1min＝113kV 。要求低壓母線的電壓變化不超出（6～6.6）kV的范圍，試選擇分接頭。 (a) (b) 解：先計(jì)算最大/最小負(fù)荷時(shí)變壓器的電壓損耗 假定在最大/最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)V2max＝6kV和V2min＝6.6kV，則 取算術(shù)平均值V1tav=107.5kV 選最接近的分接頭V1t=107.25kV并校驗(yàn)低壓母線的實(shí)際電壓 可見(jiàn)所選分接頭是能滿足電壓要求的。 六、如圖二所示，變壓器阻抗RT+jXT=2.44+j40歐已歸算到高壓側(cè)，最大、最小負(fù)荷時(shí)，通過(guò)變壓器的功率分別為Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA，高壓側(cè)的電壓分別為U1max=110kV和U1min=113kV，要求低壓母線的電壓變化不超過(guò)6.0～6.6kV的范圍，試選擇合適的分接頭。（25分） 答： 　　最大、最小負(fù)荷時(shí)， 　　△UTmax=(282.44+1440)/110=5.7kV 　　△DUTmin=(102.44+640)/113=2.34kV (5分) 　　根據(jù)低壓母線的電壓要求，可以取最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的電壓U2max=6.0，最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)的電壓 　　U2min= 6.6kV。 　　UTHmax=(U1max-△UTmax)UTL/U2max 　　 =(110–5.7)6.3/6=109.4kV 　　UTHmin=(113–2.34)6.3/6.6=105.6kV 　　UTHav=(109.4+105.6)/2=107.5kV 　　選擇最接近的分接頭：UTH=110(1–2.5%)=107.25kV (12分) 　　校驗(yàn)：U2max=(110–5.7) 6.3/107.25=6.13kV>6kV 　　　　　U2min=(113–2.34)6.3/107.25=6.5kV<6.6kV 所以，分接頭107.25kV可以滿足要求。 習(xí)題14-9 兩個(gè)火電廠并聯(lián)運(yùn)行，其燃料耗量特性如下：（計(jì)算題必考） F1＝（4+0.3PG1+0.0008P2G1）t/h, 200MW≦PG1≦300MW F2＝（3+0.33PG2+0.0004P2G2）t/h, 340MW≦PG2≦560MW。 系統(tǒng)總負(fù)荷分別為850MW和550MW，試確定不計(jì)網(wǎng)損時(shí)各廠負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)分配。 解：（1）系統(tǒng)總負(fù)荷為850MW時(shí) PG2=850-PG1，各發(fā)電廠的燃料耗量微增率為 令λ1=λ2，并將PG2=850-PG1代入，可解出PG1，即 0.3+0.0016PG1=0.33+0.008（850-PG1） （0.0016+0.0008）PG1=0.33-0.3+0.008，可得 PG1=295.883MW，PG2=850-PG1=（850-295.833）MW=554.167MW （2）當(dāng)系統(tǒng)總負(fù)荷為550MW時(shí)，即PG2=550- PG1，令λ1=λ2，并將PG2=550-PG1代入，便得 （0.0016+0.0008）10-3PG1=0.33-0.3+0.00855010-3 由此可得PG1=195.833MW，但PG1的最小允許負(fù)荷PG1≥200MW，故PG1=200MW，PG2=（550-200）MW=350MW。 三個(gè)火電廠并聯(lián)運(yùn)行，各電廠的燃料消耗特性及功率約束條件如下：P138 F1＝（4+0.3PG1+0.0007P2G1）t/h, 100MW≦PG1≦200MW F2＝（3+0.32PG2+0.0004P2G2）t/h, 120MW≦PG2≦250MW F3＝（3.5+0.3PG3+0.00045P2G3）t/h, 120MW≦PG2≦300MW 當(dāng)總負(fù)荷為400MW和250MW時(shí)，試分別確定發(fā)電廠間功率的經(jīng)濟(jì)分配（不計(jì)網(wǎng)損） 解：（1）按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為 ， 電壓降落相量圖 ，令，可解出， （2）總負(fù)荷為400MW，即PG1+ PG2+PG3=400MW。 將PG1和 PG3都用PG2表示，便得14.29+0.572PG2+PG2+22.22+0.889PG2=400 由此可算出PG2=270MW，已越出上限值，故應(yīng)取PG2=250MW。剩余的負(fù)荷功率450MW再由電廠1和3進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配。P G1+P G3=450，將PG1和PG3表示，便得0.643PG3+PG3=450 由此解出：PG3=274MW和PG1=（450-274）MW=176MW，都在限值以?xún)?nèi)。 （3）總負(fù)荷為250MW，即PG1+ PG2+PG3=250MW。 將PG1和 PG3都用PG2表示，可得2.461PG2=363.49 于是，PG2=147.7MW，PG1=14.29+0.572PG2=(14.29+0.572147.7)MW=98.77MW 由于PG1已低于下限值，故應(yīng)取PG1=100MW。剩余的負(fù)荷功率300MW，應(yīng)該在電廠2和3之間重新分配。P G2+P G3=300，將PG3和PG2表示，便得PG2+22.22+0.889PG2 =300 由此解出：PG2=147.05MW和PG3=（300-147.05）MW=152.95MW，都在限值以?xún)?nèi)。