电力系统分析 2
电力系统分析 (2)
电力系统分析1. 简介电力系统是指由发电、输电、配电等环节组成的电力供应系统，它在现代社会发挥着至关重要的作用。
为了确保电力系统的可靠运行和高效运输，对电力系统进行分析是至关重要的。
2. 电力系统分析的目的电力系统分析的主要目的是对电力系统的各个环节进行详细的分析和评估，以了解电力系统的运行状况、问题和潜在风险。
通过电力系统分析，可以发现问题并采取相应的措施来提高电力系统的运行效率和可靠性。
3. 电力系统分析的主要内容电力系统分析的主要内容包括以下几个方面：3.1 发电环节分析发电环节是电力系统的起点，对发电环节进行分析可以了解发电能源的类型、产量、效率等情况。
发电环节分析还可以评估电力系统的发电能力，确定是否需要增加新的发电设备来满足日益增长的用电需求。
3.2 输电环节分析输电环节是将电力从发电厂传输到各个配电站点的过程。
通过对输电环节进行分析，可以了解输电线路的长度、电压损耗、电流负荷等情况。
输电环节分析还可以评估输电线路的性能，并提出改进措施来减少能量损耗和提高电力传输效率。
3.3 配电环节分析配电环节是将电力从输电线路分配到最终用户的过程。
通过对配电环节进行分析，可以了解不同用户的用电需求、负荷变化情况等。
配电环节分析还可以确定配电设备的容量是否足够，以及是否需要调整配电网的结构来提高供电可靠性。
3.4 负荷预测和优化分析负荷预测和优化分析是电力系统分析中的重要部分。
通过对历史负荷数据的分析，可以预测未来的负荷需求，并相应地优化电力系统的运行策略。
负荷预测和优化分析还可以帮助电力系统减少能耗、降低成本，并提高供电质量。
4. 电力系统分析的工具和方法为了进行电力系统分析，可以使用各种工具和方法，包括但不限于以下几种：4.1 模拟仿真软件模拟仿真软件可以将电力系统的运行情况模拟成数学模型，并进行各种仿真实验。
通过使用模拟仿真软件，可以评估电力系统的性能、分析不同运行策略的影响，并找到最优的运行方案。
电力系统分析第2章等值电路
•式中，μr为相对磁导率，铜和铝的 ; r为导线半径（m）； •D•分m为裂三根相数导越线多的，线电间抗几下何降均越距多（。m一）般。不超过4根。
•分裂导线
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电力系统分析第2章等值电路
✓若三相导线等边三角形 排列，则 ✓若三相导线水平等距离 排列，则
•三相导线对称排列，单位长度的电纳（S/km）为：
•一般架空线路b1的值为
S/km左右，则
• ➢电导电：导参数是反映沿线路绝缘子表面的泄露电流和导线
周围空气电离产生的电晕现象而产生的有功功率损耗 。
说明：通常架空线路的绝缘良好，泄露电流很小，可以忽略不计。
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电力系统分析第2章等值电路
2.1.2 输电线路的参数计算
•1．架空线路的参数计算 ➢电阻：反映有功功率损耗
•导线单位长度直流电阻为： •导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%～1%，主要是因为： 应考虑集肤效应和邻近效应的影响； 导线为多股绞线，每股导线的实际长度比线路长度大(2%); 导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
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电力系统分析第2章等值电路
➢绝缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝 缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。
•常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。
✓针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线杆塔或小 转角杆塔上。 ✓悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常组装成绝 缘子串使用（35kV为3片串接；60kV为5片串接；110kV为7片 串接）。 ✓棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在110kV及以 下线路应用比较广泛。
电力系统暂态分析2
• 6、输电线路零序电流的估算 事实上，不仅避雷线对输电线路零序阻抗的影响很难准确计算，双 回路的零序阻抗也难准确计算，工程上对于已建成的输电线路均通过实 测来确定，对于一般输电线路，当线路情况不明时，通常采用下表数值 进行估算。
架空线路零序电抗与正序电抗比值
• 原因解释： ◆ 输电线路零序阻抗大于正序阻抗的原因：正序电流流过情况下，其他 两相电流在另一相导线—大地回路中产生的互感磁通对其自感磁通起去磁 作用，使回路总的磁通减小，感应电动势减小，对电流的阻碍作用减小， 所以正序电抗较小。在输电线路流过零序电流时，其他两相电流在另一相 导线—大地回路中产生的互感磁通对其自感磁通起助磁作用，使回路总的 磁通增大，感应电动势增大，对电流的阻碍作用增大，所以零序电抗要大 于正序电抗。 双回输电线路每回每相零序电抗大于单回输电线路零序电抗的原因同 样是，一回路的的三相零序电流对另一回路的一相—大地回路的互感磁通 起助磁作用。 有架空电线时，输电线路的零序阻抗较没有架空地线时小，是因为架 空电线中电流在输电线路—大地回路中产生的互感磁通起去磁作用。 有良导体架空地线时零序电抗小于有铁磁导体架空地线时的零序电抗， 是因为此时架空地线中的电流较铁磁导体架空地线时大，去磁作用更强的 缘故。顺便说明架空电线对正序电抗、负序电抗无影响，因为此时架空地 线中无电流流过。
对于中性点直接接地的上述变压器其零序等值电路与普通双绕组变压 器和普通三绕组变压器的零序等值电路相同。只是由于两个直接接地绕 组之间存在电的直接联系，所以无法从等值电路求取流过接地线的电 流，只能在求得电流的有名值后，再求取接地线的电流。
（2）中性点经消弧线圈接地的 YN, a(Y0 / Y0 )和YN, a, d (Y0 / Y0 / ) 接线自耦变压器零序等值电路
电力系统分析基础2试题答案(全)
电力系统分析基础2试题答案(全)自测题（一）—电力系统的基本知识一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题2.5分，共50分）1、对电力系统的基本要求是（1）。
A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响；2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（1）。
A、一级负荷；3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（4）。
D、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。
4、衡量电能质量的技术指标是（2）。
电压，频率B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率；5、用于电能远距离输送的线路称为（3）。
C、输电线路；6、关于变压器，下述说法中错误的是（2）B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换；7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（1）。
A、燃料消耗率、厂用电率、网损率；8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（4）。
A、联合电力系统可以更好地合理利用能源；B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少；C、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量；D、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。
9、我国目前电力系统的最高电压等级是（4）。
D、交流1000kv，直流800kv。
10、用于连接220kv和110kv两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（4）。
A、220kv、110kv；B、220kv、115kv；C、242Kv、121Kv；D、220kv、121kv。
11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（2）。
B、双电源供电方式；12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（3）。
C、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况；13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（4）。
电力系统分析 第2版 第四章 复杂电力系统的潮流计算方法
节点电压方程
电力系统潮流计算实质是电路计算问题。因此，用解电路问题的基本 方法，就可以建立起电力系统潮流计算所需的数学模型——潮流方程。
回路电流方程 割集电压方程 节点电压方程
？
潮流方程
节点电压方程
Ui I ij
i
Ii
yij
I ij I il
Uj
j
I ik
k l
Iij yij (Ui U j )
Yni
Y
U
1
Y1n U 2
Y2n
Ynn
U
i
U U
n
节 点 电 压 列 向 量
节点电压方程
导纳矩阵 Y
Y11 Y12 Y21 Y22 Y Yi1 Yi 2 Yn1 Yn2
Y1i Y1n
Y2i
Y2
n
Yii Yin
Yni Ynn
非对角元素 ：Yij
节点 i 和 j 之间支路导纳的负
电力系统分析
第四章 复杂电力系统的潮流计算方法
复杂电力系统的潮流计算方法
问题引入：
现代电力系统规模庞大，我国主要超高压同步电网规模达数千节点，面
对这样复杂的电力网络，手算方法难以胜任计算潮流任务。
10
节
点
系
统 的
思考：如果采用手算求解，需
潮
要哪些步骤？从哪里开始计算？
流
分
布
复杂电力系统的潮流计算方法
ΔY jj
yij
PART
导纳矩阵的修改
网络结构变化时节点导纳矩阵的修改
问题引入：
电力系统运行方式常会发生某种变化，通常只是对局部区域或个别元 件作一些变化，例如投入或切除一条线路或一台变压器。这只影响了该支路两 端节点的自导纳和它们的互导纳，因此不必重新形成新的导纳矩阵，只需在原 有的导纳矩阵上做适当修改即可。
《电力系统分析》第2章习题答案
第二章 思考题及习题答案2-1 架空线路的参数有哪些？这几个参数分别由什么物理原因而产生？答：架空线路的参数有电阻、电抗、电导和电纳。
电阻反映线路通过电流时产生的有功功率损失效应；电抗反映载流导线周围产生的磁场效应；电导反映电晕现象产生的有功功率损失效应；电纳反映载流导线周围产生的电场效应。
2-2 分裂导线的作用是什么？如何计算分裂导线的等值半径？答：分裂导线可使每相导线的等效半径增大，并使导线周围的电磁场发生很大变化，因此可减小电晕损耗和线路电抗。
分裂半径计算公式为ni ni eq d r r 12=∏=2-3 电力线路一般以什么样的等值电路来表示？答：短线路一般采用一字型等值电路，中等长度线路采用π型等值电路，长线路采用修正值表示的简化π型等值电路。
2-4 双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示？变压器的导纳支路与电力线路的导纳支路有何不同？答：双绕组和三绕组变压器通常采用Γ型等值电路，即将励磁支路前移到电源侧。
变压器的导纳支路为感性，电力线路的导纳支路为容性。
2-5 发电机的等值电路有几种形式？它们等效吗？答：发电机的等值电路有两种表示形式，一种是用电压源表示，另一种是以电流源表示，这两种等值电路是等效的。
2-6 电力系统负荷有几种表示方式？答：电力系统负荷可用恒定的复功率表示，有时也可用阻抗或导纳表示。
2-7 多级电压电网的等值网络是如何建立的？参数折算时变压器变比如何确定？答：在制定多电压等级电力网的等值电路时，必须将不同电压级的元件参数归算到同一电压级。
采用有名制时，先确定基本级，再将不同电压级的元件参数的有名值归算到基本级。
采用标幺制时，元件标幺值的计算有精确计算和近似计算两种方法。
精确计算时，归算中各变压器的变比取变压器的实际额定变比；近似计算时，取变压器两侧平均额定电压之比。
2-8 有一条110kV 的双回架空线路，长度为100km ，导线型号为LGJ-150，计算外径为16.72mm ，水平等距离排列，线间距离为4m ，试计算线路参数并作出其π型等效电路。
电力系统分析第二章-新
•★ 一般情况下，功率分点总是该网络的最低电压点； •★ 当有功分点和无功分点不一致时，常常在无功分点解开网络 。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
• 3）网络的分解和潮流计算• ：设节点3为无功功率分点，则
•设全网都为额定电压UN，从无功分点3开始，以
为
•推算始端，分别向1和1′方向推算：一去过程计算功率分布；
•阻抗Z12中功率损耗 •节点1的电压 •导纳支路Y10功率损耗：
•结果：电源处母线电压为 •输入功率为
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•3、已知不同节点的电压和功率时，循环往返推算潮流分布：
•1）若已知
，记为
•，假设节点4电压为 ；
•2）根据
，按照将电压和功率由已知节点向未知节点
• 逐段交替递推的方法，可得
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•
•第二步：用回路电流法求解等值简单环网
•循环功率SC
同理
•与回路电压为0 的环网相比,不同 在于循环功率SC •的出现。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•3、闭式网络的分解及潮流分布计算（以简单单一环网为例）： • 1）基本思路
• a. 求得网络功率分布后，确定其功率分点以及流向功率分点的
•
的比值，常以百分数表示：
• 线损率或网损率：
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•
线路上损耗的电能与线路始端输入的电能的比值。
•二、变压器中电能损耗：
• 包括电阻中的铜耗和电导中铁耗两部分。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•一、简单开式网络潮流分布计算:
•1、基本步骤： •① 由已知电气接线 • 图作出等值电路； •② 简化等值电路； •③ 用逐段推算法从 • 一端向另一端逐 • 个元件地确定电 • 压和功率传输。
电力系统分析-第2次课程作业与例题详解
例题2-1【例2-1】某330kV线路每相导线采用单根LGJQ-600型，三相导线水平排列，相间距离为8m；或者采用由两根LGJQ-300型组成的分裂导线，分裂间距400mm；或者采用紧凑型，每相由两根LGJQ-300型组成的分裂导线，分裂间距400mm，相导线按倒等边三角形布置，相间距离5.2m。
试分别计算三种情况下的正(负)序阻抗和正(负)序电纳。
(在导线型号中，L表示铝，G表示钢，J表示扭绞，Q表示加强LGJQ表示加强型钢芯铝绞线。
)解：一、原题有几处打印错误和叙述不清。
1、导线型号的规定如下：导线型号通常由两个字段组成。
如LGJ-240。
其中第一字段为LGJ，表示导线材料和特性。
通常是汉语拼音的字头。
第一个字母表示导线的载流材料。
T为铜；L为铝；G为钢；H为合金。
第二个字母表示导线的承重材料，总是G，即钢；第三个字母表J示绞线；第四个字母（如果有第四个字母的话）J表示加强型，Q表示轻型，F表示防腐蚀型，Y表示压缩型（这种导线相同外径时，铝面积比普通型大出20%）。
加强型是指导线的铝钢比比普通型的小，即铝的截面积与普通型相同而钢芯的截面积比普通型大，因而“加强”了导线的机械抗拉强度。
通常用于两个杆塔跨距较大的情况。
相反，轻型是指铝钢比较普通型的大；通常用于杆塔间距较小的情况。
2、第二字段的阿拉伯数字表示导线的“标称截面”，单位为平方毫米。
所以“LGJ-240”就是标称截面为240平方毫米的钢芯铝绞线。
3、题目中最后一行“Q表示加强，LGJQ表示加强型钢芯铝绞线。
”应改为“Q 表示轻型，LGJQ表示轻型钢芯铝绞线”。
4、题目中没有给出线路长度，因此，“计算”是指计算线路单位长度的电抗和电纳。
5、“标称截面”和“实际截面”两个词都是指载流截面，即铝导线的截面而不包括钢芯部分的截面。
标称截面大于实际截面。
6、“计算半径r ”是计算电抗和电纳时用到的导线半径，这个半径是所有细导线半径之和。
所以不能用标称截面来计算“计算半径”。
电力系统分析(2)
1电力系统分析 (2)一、填空题1.环网潮流的自然分布是按线路的__________来分布的。
2.牛顿一拉夫逊法__________求解任意连续可导的非线性代数方程。
3.电力系统电压中枢点是指__________。
4.电力系统发生三相短路时零序电流等于__________。
二、单项选择题1.有功功率最优分配的准则是( )①按等耗量微增率分配 ②按等比耗量③按效率相同 ④按消耗量2.频率的二次调整是( )①发电机组的调速系统完成的 ②负荷的频率特性来完成的③发电机组的调频系统完成的 ④功率确定的3.同步调相机可以向系统中( )①发出感性无功 ②吸收感性无功③只能发出感性无功 ④既可为1，也可为24.电压中枢点是指( )①反映系统电压水平的主要发电厂母线②反映系统电压水平的主要变电所母线③1或2④电机输出线三、简答题1.有备用电源接线方式的五种接线形式是什么?2.试写出C 相单相短路序分量电流边界条件方程。
3.试说明隐极式同步发电机突然三相短路时定、转子电流中所含的成分。
四、计算题 1.求图示网络的末端功率~S 2及末端电压u 2。
2.两台同步发电机耗量特性完全相同，有功功率运行上、下限分别为10MW ≤P1≤30MW ，20MW ≤P2≤50MW ，现有负荷70MW ，问如何分配最为经济?3.同步发电机交轴电抗等值电路如图：试计算xq,xq ″。
4.110KV变电所经100KM单回架空输电线与无穷大系统相连，x1=0.4Ω/KM，试问，该变电所母线发生三相短路时的冲击电流是多少?5.系统接线如图，归算至同一基准值的参数标么值及初始运行条件示于图中，求下述两种情况下的静态稳定储备系数Kp(1)励磁不调节(发电机内电抗为xd)(2)励磁为不连续调节(发电机内电抗为xd′)2。
电力系统分析(2)- 学习指南讲解
电力系统分析（2）- 学习指南一、填空题：(共20分，每空1分)1.发生短路的根本原因是 。
2.无限大功率系统是指电源的 和 在故障过程中仍能保持 。
3.己知三相短路a 相电流为 则i b = +[ ]e -t /Ta 。
4. 电力系统中的任何静止元件，只要 ，其正序阻抗和导纳与负序阻抗和导纳相等。
5.冲击系数为冲击电流值对于 的倍数。
它的大小与有关。
6.在负序和零序网络中，短路点的负序和零序电压分量相当于电源，因此短路点的负序和零序电压值 ，离短路点越远，负序和零序电压 。
7.电力系统暂态稳定性是指电力系统受到 后，各 保持同步运行并过渡到新的或者恢复到 的能力。
8.电力系统暂态稳定性分析的主要方法是对遭受大干扰后的 进行求解，从而判断系统是否稳定 。
9.电力系统短路故障，可分为 、 、 和 。
10. 无限大容量电源是指 相对很大、 相对很小和 恒定的等效电源或等效系统。
11..冲击电流是指 的最大瞬时值，它出现在短路发生后 周期时。
12.短路功率等于 同短路处的 的乘积。
13.无阻尼绕组同步发电机发生三相短路时，定子电流含有基频分量 和 ，转子电流含有 。
14.对称分量法可以把不对称的a 、b 、c 三相量，分解为对称的 、 、三序量。
15.正序等效原则是指在简单不对称故障中，故障点 与在故障点每一相中接入附加阻抗，并在其后发生的三相短路时的电流 。
/|0||0|sin()[sin()sin()]at Ta m m m i I t I I e ωαϕαϕαϕ-=+-+---16.电力系统静态稳定性是指电力系统受到小干扰后，或者，自动恢复到起始运行状态的能力。
E 在突然短路前后，这是因为17. 无阻尼绕组同步发电机的暂态电势q它正比于。
18.发电机中励磁电流产生的主磁通穿过空气隙与匝链，漏磁通只匝链。
19.发电机的惯性时间常数是在发电机的转轴上施加后，转子从停顿状态升速到所需要的时间。
20.极限切除角是指，恰好等于，系统处于稳定的极限情况，大于这个角度切除系统故障，系统将失去稳定。
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1 基尔霍夫第二定律指明的是:电路中，沿任一回路循一个方向，在任一时刻其各段的电压代数和（）。
恒等于零 1 电工理论与新技术
2 两个阻值相同的电阻，如果将它们并联起来，则测得总电阻为４欧；如将它们串联起来，总电阻应为（）。
16欧 1 电工理论与新技术
3 功率因数角有正负之分，以说明电路是感性还是容性。
当（）时，为容性，功率因数超前；当（）时，为感性，功率因数滞后。
＞0°；＜0° 2 电工理论与新技术
4 正弦交流电的三要素是（）、（）、（）。
最大值、初相位、角频率 1 电工理论与新技术
5 电容器的容抗随频率的升高而（）。
增大 3 电工理论与新技术
6 三极管三个电极分别为基极、（）和发射极。
集电极 1 电工理论与新技术
7 电感和电阻串联电路在过渡过程中，（），过渡过程越短。
电阻越大 3 电工理论与新技术
8 变压器内绝缘可分为（）和（）两种。
主绝缘、纵绝缘 3 高电压与绝缘技术
9 电力系统中某些设备因运行的需要，直接或通过消弧线圈、电抗器、电阻等与接地装置可靠连接，称为（）。
如变压器的中性点接地，互感器中性点接地等都属于（）。
工作接地、工作接地 3 高电压与绝缘技术
10 SJ-20/10型三相变压器，绕组都为星形连接，高压侧额定电压U1N=10kV，低压侧额定电压U2N=0.4kV，变压器的额定容量SN=20kV A，则该变压器高压侧和低压侧的相电压U1ph、U2ph各为（）和（）。
5.77kV、0.23kV 2 电工理论与新技术
11 导电性能良好的物体叫做（），如各种金属。
几乎不能传导电荷的物体叫（），如云母、陶瓷等。
介于导体和绝缘体之间的一类物体叫（），如氧化铜、硅等。
导体、绝缘体、半导体 1 高电压与绝缘技术
12 电场作用下，电介质发生的极化现象中，发生于偶极子结构的电介质中，极化时间约10－10～10－2s；而且是非弹性的；需消耗一定能量的极化，称为( )式极化。
偶极子 3 高电压与绝缘技术
13 在不均匀电场中，电晕起始电压( )击穿电压。
低于 2 高电压与绝缘技术
14 在间隙距离不变的条件下,均匀电场的击穿电压( )不均匀电场的击穿电压。
大于 2 高电压与绝缘技术
15 汤逊放电理论适用于( )场合。
低气压、短间隙 3 高电压与绝缘技术
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