电力系统习题课

1、电力系统分析电力系统分析总复习总复习第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念1 1、电力系统的概念和组成、电力系统的概念和组成电力网、电力系统、动力系统及之间关系电力网、电力系统、动力系统及之间关系 一次设备、二次设备一次设备、二次设备 4 4、电力系统的负荷、电力系统的负荷了解负荷曲线、负荷率了解负荷曲线、负荷率K Kp p、最大负荷利用小时、最大负荷利用小时T Tmaxmax5 5、电力系统运行的特点及要求、电力系统运行的特点及要求电能质量、运行特点、运行要求电能质量、运行特点、运行要求2 2、电力系统总装机容量、年发电量、最大负荷、电力系统总装机容量、年发电量、最大负荷3 3、

2、电网的接线方式：备用接线、无备用接线、电网的接线方式：备用接线、无备用接线掌握电力系统负荷的构成：掌握电力系统负荷的构成：电力系统综合用电负荷、电力系电力系统综合用电负荷、电力系 统供电负荷以及发电负统供电负荷以及发电负荷的概念，以及之间的关系荷的概念，以及之间的关系6 6、电力系统的、电力系统的电压等级电压等级用电设备允许偏差用电设备允许偏差 5%5%、首末端、首末端10%10%发电机额定电压高于电网发电机额定电压高于电网5%5%变压器变压器升压变：升压变：= =发电机额定电压发电机额定电压一次侧：用电设备一次侧：用电设备降压变：降压变：= =电网额定电压电网额定电压U UN N二次侧：发电

3、设备二次侧：发电设备额定电压为空载电压额定电压为空载电压内部损耗约内部损耗约5% 5% ，或与电，或与电力设备直接相连力设备直接相连二次电压高出二次电压高出10%10%标称电压等级标称电压等级高出高出10%10%5% 5% 7 7、了解电力网接线、了解电力网接线8 8、了解中性点的接地方式、了解中性点的接地方式有哪几种有哪几种无备用无备用从一条线获得电源从一条线获得电源不接地不接地中性点直接接地中性点直接接地适应范围适应范围有备用有备用从两条及以上线获得电源从两条及以上线获得电源中性点不直接接地中性点不直接接地经消弧线圈接地经消弧线圈接地经电阻接地经电阻接地中性点不接地系统的优缺点中性点不接地

4、系统的优缺点9 9、电力系统运行的基本要求、电力系统运行的基本要求1010、一级负荷、二级负荷、三级负荷的概念、一级负荷、二级负荷、三级负荷的概念1212、电能变换和电源构成、电能变换和电源构成水水20%20%、火、火70%70%、核、核10%10%，了解新能源，了解新能源1111、电力系统为什么要互联运行、电力系统为什么要互联运行经济、可靠、互补、备用经济、可靠、互补、备用第二章第二章 电力系统元件的电气参数及等值电路电力系统元件的电气参数及等值电路1 1、了解电力线路的结构型号的表示、了解电力线路的结构型号的表示2 2、熟悉电力线路的电气参数、描述的物理现象、熟悉电力线路的电气参数、描述的

5、物理现象 及等值电路及等值电路- -扩径、分裂、换位扩径、分裂、换位)/(kmnSr)/(/0157. 0lg1445. 01kmnrDxeqmnniieqdrr213cabcabmDDDD )/(10lg58. 761kmSrDbeqm)/(10lg0241. 061kmFrDCeqm3 3、掌握变压器的电气参数及等值电路、掌握变压器的电气参数及等值电路计算计算RTRT时归算时归算短路试验短路试验归算问题归算问题三绕组容量不同时三绕组容量不同时空载试验空载试验计算计算XTXT时不归算时不归算)(S1000UPR2N2NkT SU%uXN2NkT100 )S(U1000PG2NT0 USIB2

6、NN0T100% 自耦变压器和普通变压器的区别自耦变压器和普通变压器的区别4 4、掌握输电线路和变压器的等值电路、掌握输电线路和变压器的等值电路5 5、标幺值的计算以及公式的表示方法、标幺值的计算以及公式的表示方法多级电压网的归算多级电压网的归算同一级电压等级问题同一级电压等级问题确定基准级，按变压器变比归算确定基准级，按变压器变比归算标幺值电路的制定标幺值电路的制定6 6、熟练制作电力系统的等值电路、熟练制作电力系统的等值电路归算有名值归算有名值归算归算基准基准值值标么制标么制第三章第三章 简单电力系统的潮流计算简单电力系统的潮流计算1 1、掌握基本概念与计算、掌握基本概念与计算同一电压等级

7、同一电压等级如何求电压降落如何求电压降落3 3、了解双端供电网的潮流计算方法、了解双端供电网的潮流计算方法电压降落电压降落不同电压等级时，归算问题不同电压等级时，归算问题2 2、掌握开式网的潮流计算方法、步骤、掌握开式网的潮流计算方法、步骤已知：末端功率与电压，一步完成已知：末端功率与电压，一步完成力矩原理力矩原理电压损耗电压损耗电压偏移电压偏移如何求功率损耗如何求功率损耗已知：末端功率，首端电压，二步完成已知：末端功率，首端电压，二步完成功率分点功率分点4 4、掌握环网的潮流计算方法、掌握环网的潮流计算方法单电压级单电压级按两端供电，强迫按两端供电，强迫=0=0多电压级多电压级有强迫功率有强

8、迫功率5 5、了解电力网潮流的调整与控制手段、了解电力网潮流的调整与控制手段 UUUQXPUXQRP.jRjU 相相量量差差UUU21 标标量量差差)(UUUUU 21 %100UUUNN 1n1iiaaNn1iiLi1ZZZUUUZZSS6 6、高压输电线路空载运行的特性、高压输电线路空载运行的特性 提高输电线路的输送能力的方法提高输电线路的输送能力的方法第四章第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法复杂电力系统潮流的计算机算法1 1、掌握节点导纳矩阵的特点、形成与修改、掌握节点导纳矩阵的特点、形成与修改PQPQ节点节点2 2、掌握潮流计算中节点的分类方法、掌握潮流计算中节点的分类方法PVPV节

9、点节点平衡节点平衡节点3 3、了解牛顿、了解牛顿拉夫逊法的原理与步骤拉夫逊法的原理与步骤局部线性化局部线性化 efSLNRJHQPu2 mn1m1n雅克比矩阵的特点雅克比矩阵的特点4 4、牛顿、牛顿拉夫逊法与快速分解法的之间区别拉夫逊法与快速分解法的之间区别 PQ PQ分解法的修正方程对牛顿拉夫逊修正方程的简化条件分解法的修正方程对牛顿拉夫逊修正方程的简化条件自导纳和互导纳的概念自导纳和互导纳的概念第五章第五章 电力系统有功功率的最优分配与频率调整电力系统有功功率的最优分配与频率调整1 1、掌握各类负荷的特点及调整方法、掌握各类负荷的特点及调整方法一次调频一次调频调速器调节调速器调节频率与有功

10、功率密切相关频率与有功功率密切相关二次调频二次调频调频器调节调频器调节三次调频三次调频经济分配经济分配2 2、有功功率平衡的概念、有功功率平衡的概念 系统的备用容量种类及概念系统的备用容量种类及概念3 3、了解有功功率的最优分配原理、了解有功功率的最优分配原理等微增率准则等微增率准则耗量特性及等微增率准则耗量特性及等微增率准则如果如果应如何调整机组出力应如何调整机组出力2211GGdPdFdPdF水、火电厂不计网损时：水、火电厂不计网损时：水、火电厂计及网损时：水、火电厂计及网损时：kjkjkjikikdPdQdPdF kjjjiiLL 一次调频、二次调频的概念一次调频、二次调频的概念调频偏差

11、限制调频偏差限制为什么说只有一次调频是有差调节，二次调频可以做到无差调节，负荷变化时为什么说只有一次调频是有差调节，二次调频可以做到无差调节，负荷变化时的频率计算的频率计算 PL0 - PG0 = - ks f5 5、掌握互联系统的频率调整及计算、掌握互联系统的频率调整及计算4 4、掌握负荷及电源的频率静态特性及频率调节方法、掌握负荷及电源的频率静态特性及频率调节方法f*p*负荷负荷f*p*电源电源f*p*有二次调频有二次调频100%1K1K*GG 电力系统的电压等级电力系统的电压等级用电设备允许偏差用电设备允许偏差 5%5%、首末端、首末端10%10%发电机额定电压高于电网发电机额定电压高于

12、电网5%5%变压器变压器升压变：升压变：= =发电机额定电压发电机额定电压一次侧：用电设备一次侧：用电设备降压变：降压变：= =电网额定电压电网额定电压U UN N二次侧：发电设备二次侧：发电设备额定电压为空载电压额定电压为空载电压内部损耗约内部损耗约5%5%2标出图标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。电力系统中各元件的额定电压。3 )/(kmSr单导线每相单位长度和电抗：单导线每相单位长度和电抗：kmrDxm/10lg1445. 041钢芯铝线：钢芯铝线：rr)9 . 077. 0(kmrDxm/0157. 0lg1445. 01铜（铝）绞线铜（铝）绞线)/(10lg58. 761kmS

13、rDbeqm电晕发生条件：电晕发生条件：线路的实际电压大于电晕临界电压。线路的实际电压大于电晕临界电压。)(lg3 .4921kvrDrmmUmcr相电压相电压3/220)/(kmnSr)/(/0157. 0lg1445. 01kmnrDxeqmnniieqdrr213cabcabmDDDD )/(10lg58. 761kmSrDbeqm)/(10lg0241. 061kmFrDCeqm)(S1000UPR2N2NkT SU%uXN2NkT100 )S(U1000PG2NT0 USIB2NN0T100% 电力系统的等值电路电力系统的电力系统的标幺值标幺值等值电路的制定等值电路的制定多电压等级系

14、统仍存在归算问题，有两种求法多电压等级系统仍存在归算问题，有两种求法归算有名值归算有名值 指定基本级，将其它级有名值归算到基本级指定基本级，将其它级有名值归算到基本级 指定一套基本级下的基准值指定一套基本级下的基准值 用标幺值定义求用标幺值定义求归算基准值（就地归算）归算基准值（就地归算） 将基准值归算到各电压级，形成相应基值将基准值归算到各电压级，形成相应基值 在基本级下指定一套基准值在基本级下指定一套基准值 各电压级参数除以本级下的基值各电压级参数除以本级下的基值给出元件的额定标幺值，须换算为统一基准值下的标幺值给出元件的额定标幺值，须换算为统一基准值下的标幺值SSUUXUSZXUSZXN

15、jjN2N*2jjjj*2NNNN*XXXX K的取值的取值分子是向着基本级一侧的电压分子是向着基本级一侧的电压分母是向着待归算一侧的电压分母是向着待归算一侧的电压标幺值标幺值两种方法做出的结果相同两种方法做出的结果相同第三种方法结果近似相同第三种方法结果近似相同 电力系统的等值电路例题：电力网接线如图所示，图中各元件的技术数据见表例题：电力网接线如图所示，图中各元件的技术数据见表1、表、表2，试作出归算到，试作出归算到110KV侧和侧和6KV侧的电网等值电路侧的电网等值电路T1T2 k210KV110KV6KVk1L1L2符号符号额定容量（额定容量（MVA） 额定电压（额定电压（KV）Uk%

16、Pk(KW)I0%P0(KW)T131.510.5/12110.5190332T220110/6.610.51352.822符号符号导线型号导线型号长度（长度（KmKm）电压电压(KV)(KV)电阻电阻(/km)(/km) 电抗电抗(/km)(/km) 电纳电纳(S/km)(S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.1510-6L2LGJ-300560.1050.383表表1:表表2:电力系统的等值电路解解: : 变压器的电阻、导纳，线路的电导都略去不计变压器的电阻、导纳，线路的电导都略去不计归算到归算到110KV110KV侧侧变压器变压器T T1 1的电抗：的电抗：)(8

17、.485 .311005 .10100%121SUUX2N2N1k1T 变压器变压器T T2 2的电抗：的电抗：)(5 .63201005 .10100%110SUUX2N2N2k2T 线路线路L L1 1的电阻、电抗和电纳为：的电阻、电抗和电纳为：)S(575.110015.3212121)(3810038.0)(1710017.01010bBxXR46111111111 电力系统的等值电路线路线路L L2 2的电阻、电抗为：的电阻、电抗为：)(8 .5315383.0)(8 .1455105.06 .6110 xX6 .6110R22222222 j48.8 jxT1RL1jXL117j3

18、8J63.5jxT2RL2jXL2145.8 j531.8jBL1/2j1.57510-4jBL1/2j1.57510-4电力系统的等值电路j0.1757jxT1RL1jXL10.0612j0.1368j0.228jxT2RL2jXL20.525j1.915jBL1/2jJ4.37610-2jBL1/2j4.37610-2归算到归算到6KV6KV侧侧)(1757. 08 .481106 . 61106 . 6XX221T1T )(228. 05 .631106 . 61106 . 6XX222T2T )S(376. 42121)(1368. 0)(0612. 0106 . 6110BB1106 . 6XX1106 . 6RR221L1L21L1L21L1L )(915.15383.0)(525.05105.0222L222LxXR 已知末端电压和末端功率时：电压平衡方程与电压相量图 已知末端电压和末端功率时： （电压降落横分量）电压降落纵分量）22222222(URQXPUUXQRPUUdUU21jeUUjUUUjUU1222222)()(2 、某回具有串联电容器的、某回具有串联电容器的110kV供