《电力系统分析》 总结(概念、公式、计算)

1.电力系统各级的平均电压：3.15,6.3,10.5,15.75,37,115,23（）,345,525（kV）

2.电压降落的纵分量电压降落的横分量

3.电力网络的简化方法：等值电源法，负荷移置法，星网变换

4.节点分类：PQ节点，PV节点，平衡节点

5.电力系统无功率电源：同步发电机、调相机、静电电容器、静止补偿器。

6.调压措施：发电机调压、改变变压器的变比调压、利用无功补偿设备调压。

7.中枢点调压方式：逆调压、顺调压、常调压。

8.中性点接地方式：直接接地、不接地、从属于不接地方式的经消弧线圈接地。

9.电晕影响：消耗有功功率、泄漏电流。

阻尼绕组的作用：电力系统的扰动起到阻尼的作用。

10.变压器参数：电阻、电抗、电导、电纳。

11.极限切除角：加速面枳等于最大可能减速面枳时对应的切除角。

12面路冲击电流：短路电流的最大可能瞬时值.

13.电压降落：指串联阻抗元件首末两端电压的向量差。

14.电力系统：指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。

15.电力系统运行的基本要求：①保证可靠的持续供电②保证良好的电能质量③保证系统运行的经济性。

16.调整潮流的手段有：串联电容（抵偿线的感抗）、串联电抗（限流）、附加串联加压器。

17.通路：指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间连接。

18.近路的类型：三相短路、二柱短路、二相接地短路和单相接地短路。

19.无功负荷的无功特性：分串联之路和并联之路。

20.闭式电力网络分类：简单环式、两端供电式网络。

21.电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同：网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量

差，即；把两点间电压绝对值之差称为电压损耗，用表示，；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网

络该处的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。若某点的实际弓压为V,该

处的额定电压为，则用百分数表示的电压偏移为，电压偏移（%）

22.潮流方程中节点的分类及相应的定义：⑴节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型。（2）各

类节点介绍：①PQ节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压（V,6）是待求量；②PV节点

的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位6是待求量；③平衡节点在潮流分

布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节

点承担了系统的有功功率平衡。

23.潮流计算的基本步骤：①形成节点导纳矩阵②设定节点电压的初值③将各节点电压初值代入求得修正方

程式中的不平衡量④将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素⑤求解修正方程式，求得各节点电压的

增量⑥计算各节点电压的新值，返回第3步进入卜.一次迭代，直到满足收敛判据为止。⑦最后计算平衡节

点功率和线路功率、损耗。

24.降低网损的技术措施：①提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率；②改善网络中的功率分布；

③合理地确定电力网的运行电压水平；④组织变压器的经济运行；⑤对原有电网进行技术改造。

25.等面积定则：发电机受大扰动后转子将产生相对运动，当代表动能增量的加速面积和减速面积大小相等时,

转子动能增显为零，发电机重新恢复到同步速度

26.引起电力系统大扰动的主要原因：①负荷的突然变化，如投入或切除大容量的用户等②切除或投入系统

的主要元件，如发电机、变压器及线路等③发生短路故障，短路故障扰动最严重，作为检验系统是否具有

暂态稳定的条件。

27.三相短路电流计算机算法的基本步骤：①输入数据；②形成节点导纳矩阵；③应用节点导纳矩阵计算点

的口阻抗、互阻抗Zlk,…Zkk,…Znk。④计算短路点的三相短路电流

3.线路的电压损耗是指：线路始末两端电压的向量差。

4.电力系统的潮流分布主要是研究电压和功率的分布。

8.电力系统稳定性可分为静态稳定和暂态稳定。

9.系统中功角5指的是空载电势Eq和无限小系统母线电压U的夹角。

10.在我国UOkv以上电力系统的中性点运行方式一般为中性点直接接地方式。

11.电力系统的电纳主要是指相与相间的电容和相与地之间的电容所决定的。

12.电力系统的频率调整可分为一次调整二次调整和三次调整。

13.把在环网中由「表压器变比不匹配二产生的功率称为循环功率。

14.双绕组的分接头在高压侧。

简答

1.什么是负荷最大利用小时数？答：全年负荷所消耗的电能w与全年最大负荷Pmax相比可得年最大负荷利

用小时数Tmaxo

2.提高电力系统静态稳定措施a采用自动调节励磁装置b.减小元件的电抗c.改善系统的结构和采用中间补偿

的设备。

3.静止补偿器：短路故障发生在空载a-6=9()时短路电流的最大瞬时值。

4.简单闭式网络主要有哪两种类型，其潮流计算的主要步骤：

答：闭式电力网络分为简单环式网络和两端供电网络。步骤：a暇设全网为额定电压，计算出各个发电厂变

电所的运算负荷和运算功率以得到所有串联阻抗的简化的等值弓路b假设全网为额定电压且人考虑各元件

中的功率损耗，计算网络的功率分布c将闭式网络分解为两个开始网络，分别接开式网络的方法进行计算，

得到最终结果。

Ln绕组变压器等值电路:

cos(a-120)cos(<z+i20)

sin(a-IZU)sin(a+120')

1/21/2

3.发电机功率特性:

4.短路电流的最大有效值

5.短路全电流的最大有效值

心=方J1+2(K—_1)2

6.冲击电流K…，z

7.三绕组变压器容量折算

,5

APy_r.)=△尸'sm(----------：-v---------)2

S(SU7

0>")min(S,w，S*,v

Us”*%=U&_)%(

min(S»,5小)

8.简单网络的潮流计算方法(开式、闭式)

•P\R+Q\XP\X-Q\R

bU=U'-U，

UN

p+/X

△S"=o-TBTSN

9.功率自然分布:

(Z23+Z")*?+Z34热।(氏-C\)Uv

£=•••«••=«'/二.

ZI2+Z23+Z34Z12+Z23+Z34

/2&+(云2+方23)用(Ua-U/U

v一+£

Zl2+Z23+Z34Z12+Z23+Z34

路对地电容，已知线路未端运行电压Vd105kV,负荷％=42MW,COS（D=0.850试

计算：（1）输电线路的电压降落和电压损耗；（2）线路阻抗的功率损耗和输电效

率；（3）线路首端和未端的电压偏移。

解：R=12.09x100=12.09Q,X=0.4x100=40Q

QI。=Pglan«=Pe小-8s叱=42x"一0，"=26.029MW

cos中0.85

AV_P."R+Q,nX_-“一心+2G.1）29，40_75|2.

Vel<>5

八，.PCgR.42x40-26.029x12.09_门Kv

VtD105

电压降落：V,-VLO-AV+"V-14.7512+j13.0031

1122

V,-y/（Vlt>+AV）+JV-V（）05+14.752）+13.003-120.4551KV

V

电压损耗：--Ve=120.4551-105=15.4551KV

（2）功率损耗

:Pj+,Q/

AP=IR=jR"忧严'''2.09=2.6767M\V

V%

42'+26,39:40.6P卜诚

AQ.px-

输电效率：

(3)未端电压偏移：%泮-2%%

首端电压偏移：1204H0"，10X"%・9

例12-3降压变压器及其等值电路示于图(a)、(b)o已知在最大和最小负荷时通

过变压器的功率分别为Smax=(28+j14)MVA和Smin=(10+J6)MVA,高压侧

的电压分别为V1max=110kV和V1min=113kV。要求低压母线的电压变化不超出

(6-6.6)kV的范围，试选择分接头。

解：先计算最大/最小负荷时变压器的电压损耗

假定在最大/最小负荷时低压侧V2max=6kV和V2min=6.6kV,则

取算术平均值V1tav=107.5kV

选最接近的分接头V1t=107.25kV并校验低压母线的实际电压

〃110-5.7”

……107.25

可见所选分接头是能满足电压要求的。

六、如图二所示，变压器阻抗RT+jXT=2.44+J40欧已归算到高压侧，最大、最小

负荷时，通过变压器的功率分别为Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA,高压侧的

电压分别为U1max=110k\^DU1min=113kV,要求低压母线的电压变化不超过6.0~

6.6kV的范围，试选择合适的分接头。(25分)

<Ji_.5

4Q

答：

最大、最小负荷时，

△UTmax=(28X2.44+14X40)/110=5.7kV

△DUTmin=(10X2.44+6X40)/113=2.34kV-5分)

根据低压母线的电压要求，可以取最大负荷时低压侧的电压U2max=6.0,最

小负荷时低压侧的电压

U2min=6.6kVo

UTHmax=(U1max-AUTmax)UTL/U2max

=(110-5.7)X6.3/6=109.4kV

UTHmin=(113-2.34)X6.3/6.6=105.6kV

UTHav=(109.4+105.6)/2=107.5kV

选择最接近的分接头：UTH=110X(1-2.5%)=107.25kV(12分)

校验：U2max=(110-5.7)X6.3/107.25=6.13kV>6kV

U2min=(113-2.34)X6.3/107.25=6.5kV<6.6kV

所以，分接头107.25kV可以满足要求。

/习题14-9两个火电厂并联运行，其燃料耗量特性如下：(计算题必考)

2

元=(4+0.3PG1+0.0008PG1)t/h,200MW^PG1^300MW

F2=(3+0.33PGZ+0.0004P1)t/h,340MW^PG2^560MWo

系统总负荷分别为850MW和550MW,试确定不计网损时各厂负荷的经济分配。

解：(1)系统总负荷为850MW时

PG2=850-PG1,各发电厂的燃料耗量微增率为

A,-Jp---(4♦O.3PC,+0.00RPJ,)-0.3♦0.0016PG,

A,=，；=---=(3+0.33P„,+0.004)=0.33+0.008

△PGIdPG\

令人产入2,并将PG2=850-PGI代入，可解出PGI,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)当系统总负荷为550MW时,即PGZ=550-PG1,令人尸并将%=550-PGJ弋

入，便得

-:-3

(0.0016+0.0008)X10?61=0.33-0.3+0.008X550X10

由此可得PG产195.833MW,但的最小允许负荷PGI2200MW,故P°产200MW,P62=

(550-200)MW=350MWo

三个火电厂并联运行，各电厂的燃料消耗特性及功率约束条件如下：P138

2

F尸(4+0.3P61+0.0007P61)t/h,100MW^PG1^200MW

J

F2=(3+0.32P62+0.0004PG2)t/h,120MW^PG2^250MW

2

F3=(3.5+0.3PG3+0.00045PG3)t/h,120MW3P623300MW

当总负荷为400MW和250MW时，试分别确定发电厂间功率的经济分配(不计网损)

解：(