电力系统分析知识点总结Word文档格式.docx

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2、整换位循环，指一定长度内，有两次换位而三相导线都分别处在三个不同位置，完毕一次完整循环。

3、钢芯铝线电阻，由于可只考虑重要载流某些——铝线某些载流作用，可以为与同样额定截面积铝线相似。

4、分裂导线采用变化了导线周边磁场分布，等效增长了导线半径，从而减小了导线电抗。

5、单位长度钢导线电抗就是单位长度外电抗和内点抗之和。

6、电缆线路电阻路略不不大于相似面积架空线路，而电抗则小得多，电抗不是由于电缆三相导体间距离远不大于同样电压级架空桥路。

7、所谓长线路是指在长度100~300km之间架空线路。

8、普通线路，指中档及中档如下长度线路，对架空线路，对长度大概为300km,对电缆线路，大概为100km。

9、短线路是指长度超过100km架空线路，线路电压不高时，这种线路电纳影响普通不大，可略去。

10、电力系统负荷运营特性广义分为负荷曲线和负荷特性，负荷曲线是指负荷随时间而变化规律，负荷特性是指负荷随电压或频繁变化规律。

11、综合用电负荷是将工业、农业、邮电交通、市政、商业以及城乡居民所消耗相加功率，因而称电力系统供电负荷；

12、供电负荷再加各发电厂自身所消耗功率——厂用电，是系统中各发电机应发功率，称电力系统中发电负荷。

13、平均额定电压是商定，较线路额定电压约高5％电压系列。

14、各个量基准值关系：

SB=

UBIB，UB=

IBZB。

三

1、调节潮流手段有：

串联电容、串联电抗、附加串联加压器。

2、串联电容作用是以其电抗抵偿线路感抗。

3、串联电抗作用与串联电容相反，重要在限流，将其串联在重载线段上可避免该线段过载。

4、附加串联加压器作用在于产生一环流或强制循环功率，使强制循环功率与自然分布功率叠加可达到抱负值。

5、辐射形配电网接线方式分为辐射式、链式、干线式三种网络。

1、电压降落是指线路始末两端电压相量差。

2、电压损耗是指线路始末两端电压数量差。

3、电压调节是指线路末端空载与负载时数量差。

4、最大负荷运用小时数Tmax指一年中负荷消费电能W除以一年中最大负荷Pmax。

5、年负荷率指一年中负荷消费电能w除以最大负荷Pmax与一年8760h乘积。

6、年负荷损耗率指全年电能损耗除以最大负荷时功率损耗与一年8760h乘积。

7、最大负荷损耗时间是指全年电能损耗除以最大负荷时功率损耗。

8、线损率或网损率是指线路上损耗电能与线路始端输入电能比值。

9、等值负荷功率，即负荷从网络吸取功率，就可看作为具备负值变电所节点注入功率。

10、高压输电线路组空往往远不大于电抗，变化电力网络中节点电压大小，所能变化重要是网络中无功功率分布；

变化电压相位，所能变化重要是网络中有功功率分布。

11、辐射形网络中潮流是不加控制也无法控制，它们完全取决于各负荷点负荷，环形网络中，环式网络潮流，如不采用附加办法，就按阻抗分布，因而也是无法控制。

两端供电网络潮流虽可借调节两端电源功率或电压恰当控制，但由于两端电源容量有一定限制，而电压调节范畴又要服从对电压质量规定，调节幅度都不也许大。

12、辐射形配电网潮流计算特点：

（1）辐射形配电网支路数一定不大于节点数。

因而，网络节点导纳矩阵稀疏度很高。

（2）低压配电网由于线路阻抗大，普通不满足R<

<

X，因而普通不能采用P-Q解耦法进行网络潮流计算。

（3）对于末端负荷节点前支路功率就是末端运算负荷功率，因此可以直接求支路功率损耗和电压损耗。

13、进行环形网络潮流计算时，有功功率分点和无功功率分点不一致，应以哪一分点作计算起点？

答：

鉴于较高电压级网络中，电压损耗重要系无功功率流动所引起，无功功率分点电压往往低于有功功率分点，普通可以无功功率分点为计算起点。

14、进行环形网络潮流计算时，如果已知是电源端电压而不是功率分点电压，应按什么电压算起？

答：

要设网络中各点电压均为额定电压，先计算各线段功率损耗，求得电源端功率后，再运用已知电源端电压和求得电源端功率计算各线段电压降落。

15、任意辐射形网络潮流计算环节：

网络中变电站较多时，先求出等值负荷功率或运算负荷，然后在计算线路各支路电压降落和功率损耗。

而对既给定末端负荷有给定始端电压状况，开始时由末端向始端推算时，设全网电压都为额定电压，仅计算各元件中功率损耗而不计算电压降落，待求得始端功率后，再运用给定始端电压和求得始端功率由始端向末端逐段推算电压降落，但这时不再重新计算功率损耗。

四

简答题

1．节点导纳矩阵特点

（1）、节点导纳矩阵是方阵，其阶数就等于网络中除参照节点外节点数n.

（2）、节点导纳矩阵是稀疏矩阵，其各行非零非对角元数就等于与该行相相应节点所连接不接地支路数。

（3）、节点导纳矩阵对角元就等于各该节点所连接导纳总和。

（4）、节点导纳矩阵非对角元Yij等于连接节点i、j支路导纳负值。

（5）、节点导纳矩阵普通是对称矩阵，这是网络互易特性所决定。

2．变量分类及各自概念

依照各个节点已知量不同，将节点分为三类：

PQ节点、PV节点、平衡节点。

（1）、PQ节点：

注入功率Pi和Qi已知，节点电压大小Ui和相位角待求，负荷节点或发固定功率发电机节点，数量最多。

（2）、PV节点：

Pi和Ui已知，Qi和相位角待求，对电压有严格规定节点，如电压中枢点。

（3）、平衡节点：

Ui和相位角已知，Pi、Qi待求，只设一种。

3．设立平衡节点目

（1）、在成果未出来之前，网损是未知，至少需要一种节点功率不能给定，用来平衡全网功率。

（2）、电压计算需要参照节点。

：

点、平衡节点。

（是对称矩阵，这事于网络中除参照哦

五

一．电力系统中有功功率平衡

1．电力系统负荷构成

第一种，变动幅度很小，周期很短，这种负荷变动有很大偶尔性。

第二种，变动幅度较大，周期较长，属于这一种重要有电炉、压延机械、电气机车等带有冲击性负荷变动。

第三种，变动幅度最大，周期最长，这一种是由于生产、生活、气象等变化引起负荷变动。

2．电力系统有功功率和频率调节分类及各自概念

可分为一次、二次、三次调节三种：

一次调节：

发电机调速器进行、对第一种负荷变动引起频率偏移调节。

二次调节：

发电机调频器进行、对第二种负荷变动引起频率偏移调节。

三次调节：

按最优化准则分派第三种有规律变动负荷。

3．系统电源容量和备用容量概念

系统电源容量：

可投入发电设备可发功率之和。

备用容量：

系统电源容量不不大于发电负荷某些。

4．备用容量分类及各自概念

按作用分：

.

（1）负荷备用：

指调节系统中短时负荷波动并肩负筹划外负荷增长而设立备用（2%～5%）。

（2）事故备用：

使电力顾客在发电设备发生偶尔性事故时不受严重影响，维持系统正常供电所需备用（5%～10%）。

（3）检修备用：

使系统中发电设备能定期检修而设立备用。

（4）国民经济备用：

计及负荷超筹划增长而设立备用。

按存在形式分：

（1）热备用：

指运转中发电设备也许发最大功率与系统发电负荷之差。

（2）冷备用：

指未运转发电设备也许发最大功率。

二．电力系统中有功功率最优分派

1．电力系统中有功功率最优分派涉及内容及各自概念

涉及：

有功功率电源最优组合和有功功率负荷最优分派。

有功功率电源最优组合概念：

系统中发电设备和发电厂合理组合。

机组最优组合顺序，机组最优组合数量，机组最优开停时间。

有功功率负荷最优分派概念：

系统中有功负荷在各个正在运营发电设备或发电厂之间合理分派。

2．发电机组耗量特性

（1）.概念：

反映发电机组单位时间内能量输入和输出关系曲线。

（2）.比耗量：

耗量特性曲线上某点纵坐标和横坐标之比，及输入和输出之比：

u=F/P

（3）.效率：

比耗量倒数：

n=P/F

（4）.耗量微增率：

耗量特性曲线上某点切线斜率，表达在该点输入增量和输出增量之比：

a=dF/dP

3．目的函数和约束条件

有功负荷最优分派目：

在满足对一定量负荷持续供电前提下，使发电设备在生产电能过程中单位时间内消耗能源至少。

（1）.目的函数

系统单位时间内消耗燃料（火电机组）

F∑=F1（PG1）+F2（PG2）+…+Fn（PGn）=∑Fi（PGi），式中,Fi（PGi）表达某发电设备发出有功功率PGi时单位时间内所需消耗能源。

（2）.约束条件

等式约束：

∑PGi（min）=∑PLDj+……PL为网络总损耗

不计网损时：

∑PGi（min）=∑PLDj

不等式约束：

PGi（min）<

=PGi<

=PGi（max）

QGi（min）<

=QGi<

=QGi（max）

Ui（min）<

=Ui<

=Ui（max）

4.等耗量微增率准则

dF1/dPG1=dF2/dPG2

5.各种发电厂间负荷经济分派（不计网损有功最优分派）

（1）目的函数：

F=∑Fi（PGi）最小

（2）等式约束条件：

∑PGi-PLD=0

构造拉格朗日函数：

L=F-a（∑PGi-PLD）求拉格朗日函数无条件极值得：

dFi/dPGi=a（i=1,2,…，n）

（3）功率上下限约束条件：

先不考虑该约束条件进行经济分派计算，若发现越限，越限发电厂按极限分派负荷，别的发电厂再按经济分派。

三．电力系统频率调节

1.电力系统频率变化影响：

.对顾客影响：

（1）.对异步电机转速影响：

纺织工业、造纸工业。

（2）.异步电机功率下降

（3）.对电子设备精确度影响

.对发电厂和电力系统影响

（1）.对发电厂厂用机械设备运营影响

（2）.对汽轮机叶片影响

（3）.对异步电机及变压器励磁影响,增长无功消耗。

2.负荷有功功率—频率静态特性

当频率偏离额定值不大时，负荷有功功率—频率静态特性用一条近似直线来表达。

直线斜率为负荷单位调节功率。

负荷单位调节功率：

有名值：

KL=△PL/△f

标幺值：

KL*=△PLfN/PLN△f=KLfN/PLN

意义：

表达随频率变化负荷消耗功率增长或减少多少。

3.发电机组有功功率—频率静态特性

（1）.发电机单位调节功率：

发电机组原动机或电源频率特性斜率。

KG=-△PG/△f

KG*=-△PGfN/PGN△f=KGfN/PGN

（2）.发电机调差系数：

单位调节功率倒数。

x=-△f/△PG

x%=（-PGN△f/△PGfN）*100

（3）.发电机单位调节功率与调差系数关系：

KG*=100/x%

KG=1/x=100PGN/fNx%

4.频率一次调节

（1）.概念：

由于负荷突增，发电机组功率不能及时变动而使机组减速，系统频率下降，同步，发电机组功率由于调速器一次调节作用而增大，负荷功率因其自身调节效应而减少，通过一种衰减震荡过程，达到新平衡。

（2）.系统单位调节功率：

计及发电机和负荷调节效应时，引起频率单位变化时负荷增量。

对于系统有若干台机组参加一次调频：

Ks=∑KG+KL=-△PL0/△f

（3）.注意：

取功率增大或频率上升为正；

为保证调速系统自身运营稳定，不能采用过大单位调节功率；

对于满载机组，不再参加调节。

5.频率二次调节

通过操作调频器，使发电机组频率特性平行移动，从而使负荷变化引起频率偏移在容许波动范畴内。

（2）.当系统负荷增长时，负荷增量可分解为如下三某些：

a.由于进行二次调节，发电机组增发功率△PG;

b.由于调速器调节作用而增大发电机组功率-KG△f;

c.由于负荷自身调节效应而减少负荷功率KL△f。

（3）.系统单位调节功率：

对于系统有n台机组，且由第n台机组肩负二次调频任务时：

Ks=∑KG+KL=-（△PL0-△PG0）/△f

（4）.无差调节概念：

若△PL0=△PG0，即发电机组如数增发了负荷功率原始增量，则△f=0,即所谓无差调节。

六

一．电力系统无功功率平衡

1．频率调节和电压调节相似点和不同点：

调频：

正常稳态运营时，全系统频率相似，频率调节集中在发电厂，调频手段只有调节原动机功率一种。

调压：

电压水平全系统各点不同，电压调节可分散进行，调压手段各种各样。

2．变压器和电力线路中无功功率损耗是如何？

变压器：

分为两某些，即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗。

其中，励磁支路损耗百分值基本上等于空载电流百分值，约为1%~2%；

绕组漏抗中损耗，在变压器满载时，基本上等于短路电压百分值，约为10%。

因而，对一台变压器或一级变压网络而言，在额定满载下运营时，无功功率损耗将达额定容量13%。

对多电压级网络而言，变压器中无功功率损耗是相称可观。

电力线路：

分为两某些，并联电纳和串联电抗中无功功率损耗。

并联电纳中损耗与线路电压平方成正比，呈容性；

串联电抗中损耗与负荷电流平方成正比，呈感性。

因而，线路究竟消耗容性或感性无功功率不能必定。

普通状况下，35kv及如下系统消耗无功功率；

110kv及以上系统，轻载或空载时，成为无功电源，传播功率较大时，消耗无功功率。

3．无功功率电源有哪些？

各自特点？

发电机、同步调相机、静电电容器、及静止补偿器，后三种又称为无功补偿装置。

同步调相机：

相称于只能发无功功率发电机。

在过励磁运营时，它向系统供应感性无功功率而起无功电源作用，能提高系统电压；

在欠励磁运营时从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用，可减少系统电压。

静电电容器：

只能向系统供应感性无功功率，它所供应感性无功功率与其端电压平方成正比。

静止补偿器：

由静电电容器和电抗器并联构成。

电容器可发出无功功率，电抗器可吸取无功功率，两者结合起来，再配以恰当调节装置，就可以平滑变化输出或吸取无功功率。

4．电力系统无功功率平衡基本规定：

系统中无功电源可以发出无功功率应当不不大于或至少等于负荷所需无功功率和网络中无功损耗。

∑QGC-∑QL-△Q∑=Qres

Qres>

0表达系统中无功功率可以平衡且有适量备用；

Qres<

0表达系统中无功功率局限性，应考虑加设无功补偿装置。

其中：

电源供应无功功率QGC由两某些构成，即发电机供应无功功率QG和补偿设备供应无功功率Qc。

即∑QGC=∑QG+∑Qc

无功功率损耗△Q∑涉及三某些：

变压器中无功功率损耗△Qt，线路电抗中无功功率损耗△Qx，线路电纳中无功功率损耗△Qb，由于△Qb属容性，将其作为感性无功功率损耗论处，则应具备负值。

即△Q∑=△Qt+△Qx-△Qb

5．无功局限性应采用办法：

（1）、规定各类顾客将负荷功率因数提高到现行规程规定数值。

（2）、挖掘系统无功潜力。

例如将系统中暂时闲置发电机改作调相机运营；

动员顾客同步电动机过励磁运营等。

（3）、依照无功平衡需要，增添必要无功补偿容量，并按无功功率就地平衡原则进行补偿容量分派。

小容量、分散无功补偿可采用静电电容器；

大容量、配备在系统中枢点无功补偿则宜采用同步调相机或静止补偿器。

二．电力系统无功功率最优分布

1．无功功率最优分布涉及：

无功功率电源最优分布和无功功率负荷最优补偿

2．无功功率电源最优分布．

优化无功电源分布目：

在有功负荷分布已拟定前提下，调节无功电源之间负荷分布，使有功网损达到最小。

其中，网络有功网损可表达为节点注入功率函数。

目的函数：

网络有功网损△P∑=△P∑（P1,P2,…,Pn,Q1,Q2,…,Qn）最小

等约束条件：

∑QGi-∑QLi-△Q∑=0

不等约束条件：

构造拉格朗日函数L=△P∑-a（∑QGi-△Q∑-∑QLi）=0

分别对QGi和a并令其等于零得到成果。

三．电力系统电压调节

1．电压调节必要性：

（1）.电压偏移过大对电力系统自身及用电设备会带来不良影响。

a.效率下降，经济性变差。

b.电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。

c.电压过低，电机变热。

d.系统电压崩溃。

（2）．不也许使所有节点电压都保持为额定值。

a.设备及线路压降。

b.负荷波动。

c.运营方式变化。

d.无功局限性或过剩。

2．国内规定容许电压偏移

35kv及以上电压供电负荷：

-5%～+5%

10kv及如下电压供电负荷：

-7%～7%

低压照明负荷：

-10%～+5%

农村电网：

-10%～+7.5%

注：

故障状况下，电压偏移较正常时再增大5%，但正偏移不能超过10%。

3．中枢点电压管理

（1）．什么是电压中枢点？

电压中枢点系值那些可反映系统电压水平重要发电厂或枢纽变电所母线。

因诸多负荷都由这些中枢点供电，如能控制住这些点电压偏移，也就控制住了系统中中大某些负荷电压偏移。

于是，电力系统电压调节问题也就转化为保证各电压中枢点电压偏移不越出给定范畴问题。

（2）．如何选取电压中枢点？

普通可选取下列母线作为电压中枢点:

a.大型发电厂高压母线；

b.枢纽变电所二次母线；

c.有大量地方性负荷发电厂低压母线。

（3）．中枢点电压容许波动范畴

中枢点i电压应满足不等约束条件：

Ui（min）<

中枢点i在最低电压Ui（min）等于在地区负荷最大时某顾客容许最低电压U（min）加上到中枢点电压损耗△U（max）。

Ui（min）=U（min）+△U（max）

中枢点i在最高电压Ui（max）等于在地区负荷最小时某顾客容许最高电压U（max）加上到中枢点电压损耗△U（min）。

Ui（max）=U（max）+△U（min）

（4）。

中枢点电压调节方式及各自定义

中枢点电压调节方式普通分为三类：

逆调压，顺调压和常调压。

逆调压：

最大负荷时升高电压，但不超过线路额定电压105%，即1.05UN；

最小负荷时减少电压，但不低于线路额定电压，即UN。

供电线路较长、负荷变动较大中枢点往往采用这种调压方式。

最大负荷时减少电压，但不低于线路额定电压2.5%，即1.025UN；

最小负荷时减少电压，但不超过线路额定电压7.5%，即1.075UN。

供电线路不长、负荷变动不大中枢点，容许采用顺调压。

常调压：

在任何负荷状况下都保持中枢点电压为一基本不变数值，即1.02UN～1.05UN。

介于上述两种状况之间中枢点，还可采用常调压。

4．电压调节办法

（1）、调节发电机励磁电流以变化发电机机端电压，适合于由孤立发电厂不经升压直接供电小型供电网。

在大型电力系统中发电机调压普通只作为一种辅助性调压办法；

（2）、变化变压器变比，只有当系统无功功率电源容量充分时这种办法才有效；

（3）、变化功率分布P+jQ，使电压损耗变化，例如无功功率补偿调压；

（4）、变化网络参数R+jX，使电压损耗变化。

5．无功功率补偿调压办法

（1）．运用并联补偿调压

a．补偿设备为静电电容器；

b．补偿设备为同步调相机；

（2）．线路串联电容补偿改进电压质量。

暂态某些

一．短路基本知识

1.什么叫短路？

所谓短路，是指电力系统正常运营状况以外相与相之间或相与地之间连接。

2.短路类型：

三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路

3.短路产生因素是什么？

绝缘被破坏（过电压、雷击；

风、雪、鸟、兽等；

绝缘老化、污染；

设计、安装、维护不当，人为因素）

4.短路危害有哪些？

引起发热：

10~20倍额定电流，达几万甚至几十万安

引起电动力效应：

传导体变形甚至损坏—机械稳定性

引起网络中电压降落

使稳定性遭到破坏

短路也许干扰通信系统

5.电力系统故障分类：

横向故障：

短路故障

纵向故障：

断线故障

二．标幺制

1.数学表达式

标幺值=有名值/基准值（与有名值同单位物理量）

2.基准值选用

普通先选定电压和功率基准值，则电流和阻抗基准值分别为：

3.基准值变化时标幺值换算

变压器：

转换为统一基准值

电抗器：

4.不同电压级别电网中各元件参数标幺值计算

（1）精确计算法

选取一段作为基本段，其她将各段参数按照变压器实际变比向这一段归算，然后选取功率和电压基准值。

（2）近似计算法

选取一段作为基本段，假定变压器变比为各电压级别额定电压平均值之比，将其她将各段参数向这一段归算。

三．无限大电源

1.特点

电源U，f恒定（Z=0，U=C，S=∞）

内阻抗为零，实际内阻<

短路回路总阻抗10%，即由无限个有限功率电源构成

2.产生最大短路全电流条件

短路前电路为空载

纯电感电路

初相角

3.短路冲击电流im

短路电流在最恶劣短路状况下最大瞬时值,用于校验电气设备电动力稳定性

出当前短路发生通过半个周期即t=T/2时

4.短路电流有效值Ich

以时刻t为中心一种周期内，瞬时电流均方根值，用于检查断路器开断能力。

四．运算曲线法计算短路电流

1．基本原理

复杂电力系统中，只保存发动机电动势节点和短路点，通过化简消去其她中间节点，形成一种以短路点位中心辐射行网