电力系统分析复习讲义1

第一章 电力系统概述和基本概念1、电力系统及其基本元件2、电力系统由发电机，电力网和负荷组成。

3、电力网由各种电压等级的输配电线路及升降压变压器组成。

4、电压等级和额定电压。

用电设备和电力线路的额定电压相同，并容许电压偏移%5±，即额定电压为%5±N U ，常见的用电设备和电力线路的额定电压为(0.38，3，6，10，35，110，220，500)kV 。

5、【简答题】电力系统运行的基本要求 答：(1)保证系统运行的安全可靠性(2)保证良好的电能质量 (3)保证系统运行的经济性 (4)环境保护问题日益受到人们关注 6、【简答题】电能生产的基本特点 答：(1)电能与国民经济关系密切(2)电能不能大量储存(3)电力系统中的暂态过程十分迅速 相关练习1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D ） A.厂用电负荷 B.发电负荷 C.工业负荷 D.供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV ，则这个电压表示的是（C ） A.相电压 B.31相电压 C.线电压 D. 3线电压3）我国电力系统的额定频率为（C ） A. 30Hz B. 40Hz C. 50Hz D. 60Hz 4）以下（D ）不是电力系统运行的基本要求 A. 提高电力系统运行的经济性 B. 安全可靠的持续供电C. 保证电能质量D. 电力网各节点电压相等5）对（A ）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。

A ．一级负荷 B. 二级负荷 C ．三级负荷 D. 以上都不是 6）电力系统由(发电机、电力网、负荷)三部分构成。

7）电力系统的常用额定电压等级有( 10kV 、35kV 、110kV 、220 kV) (至少写出三个)。

8）发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压与系统的额定电压的关系为（发电机的额定电压比电力线路的额定电压高5%）。

9）电力系统的运行特点是（电能与国民经济关系密切、电能不能大量储存、电力系统中的暂态过程十分迅速、对电能质量的要求比较严格）。

10）我国交流电力网的额定频率为（50）Hz ，容许的正负偏差为（2.0±）Hz 。

11）变压器二次绕组的作用相当于供电设备，额定电压规定比系统的额定电压高（10%）。

12）在我国，110kV 及以上电压等级电网中一般采用的中性点接地方式是（中性点有效接地方式）。

第二章 电力系统元件数学模型1、电力线路的模型及参数计算方法 (1)线路模型RXj 2jB2jB要求的量：l x r Z )j (11+=)(Ω l b Y 1j = )(S 无损耗线路，自然功率的概念电导则可略去不计，即可以设01=r ，01=g 。

显然，采用这些假设就相当于设线路上没有有功功率损耗，自然功率也称波阻抗负荷。

是指负荷阻抗为波阻抗时，该负荷消耗的功率。

如负荷端电压为线路额定电压，则相应的自然功率为c Nn n Z U P S /2==，由于这时的c Z 为纯电阻，相应的自然功率显然为纯有功功率。

2、变压器等值电路参数的计算方法(考双绕组，三绕组不考) (1)变压器模型要求的量：k P 为变压器三相总的短路损耗(kW)；N S 为变压器的额定容量(MV A)；N U 为变压器绕组的额定电压(kV)。

T X 为变压器一相高低压绕组总电抗)(Ω，N S 为变压器额定容量(MV A)，N U 为变压器绕组的额定电压(kV)。

注意：短路试验可以测定电阻、电抗，即通过短路试验可以求出T R ，T X 。

空载试验可以测定电导、电纳，即通过空载试验可以求出T G ，T B 。

3、同步发电机等值电路参数的计算方法 (1)发电机模型EGX R要求的量：(%)G X 是以发电机额定容量为基准的电抗百分值，N U 为发电机的额定电压(kV)；N S 为发电机的额定视在功率(MV A)。

4、负荷 (1)负荷模型LR LjX5、多级电压电力网等值电路和参数计算(1)画出等值电路图GE G jX 3T Y 3T Z 21Y 1Z 21Y 1T Y 1T Z 22Y 2Z 22Y 2T Y 2T Z 23Y 3Z 23Y LR LjX(2)折算到基本级例：假设线路3-l ，km l 50=，)/(25.01km r Ω=，试计算3l R 。

Ω=⨯=184.292)121220()37110(502.0223l R(3)三相系统的标幺制及其计算进行电力系统计算时，采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算的，称为有名制。

进行电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等的相对值进行运算，称为标么制。

定义为相应的基准值有名值标么值=2、电力系统中五个基准量之间的关系2BB B U S RR = ； B B B U I S 3=； B B B U I U 3=； B B Z Y 1=。

1. 下列参数中与电抗单位相同的是（ B ） A. 电导 B.电阻 C ．电纳 D.导纳2. 三绕组变压器的分接头，一般装在（ B ）A ．高压绕组和低压绕组 B. 高压绕组和中压绕组 C. 中压绕组和低压绕组 D. 三个绕组都装 3. 双绕组变压器，型等值电路中的导纳为（ A ） A ．GT-jBTB ．-GT-jBTC ．GT+jBTD ．-GT+jBT4. 电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以由其求出，一般选取的这两个基准值是（ B ） A.电压、电流 B.线电压、三相功率 C.电压、电抗 D.电流、电抗5. 额定电压等级为500kV 的电力线路的平均额定电压为（ A ）A. 525kVB. 520 kVC. 515kVD. 500kV6. 已知某段10kV 电压等级电力线路的电抗X=50，若取SB=100MVA ，UB=10kV ，则这段电力线路的电抗标幺值为 （ 50 ）2UB SB X X B ==21010050⨯=507. 电力系统传输中，把（ 01=r ， 01=g ）的线路称为无损耗线路。

8. 自然功率是衡量输电线路传输能力的一个重要数据，（ ）都可以增大自然功率。

9. 在三相电力线路的等值电抗计算公式中的几何平均距离Deq 的计算公式为（3ca bc ab eq D D D D = ）10. 线路的末端电压是否总是低于始端电压？为什么？答：当输送功率大于自然功率时，线路末端电压将低于始端；反之，输送功率小于自然功率时，线路末端电压将高于始端。

11. 同样截面的导线，用于不同的电压等级，其电抗标幺值是否相同？列公式说明。

12. 同容量、同电压等级的升压变压器和降压变压器的参数是否相同？为什么？ 13. 什么是标幺制？标幺值的定义是什么？电力系统中五个基准量之间有什么关系？14. 如图2-18所示的简单电力系统，画出用有名制表示的等值电路图，发电机用电压源表示近似,取绕组电阻，负荷用输出功率表示（即不用求）。

变压器T1：10.5/121kV ，60MVA ，∆P S=30kW ，US%=10，∆P 0=6kW ，I 0%=1.0。

变压器T2：110/11kV ，60MV A ，∆P S=30kW ，US%=10，∆P 0=5kW ，I 0%=1.0。

第三章 简单潮流计算1、电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整、输电效率的概念。

答：(1)电压降落：U U U U δj 21+∆=-，始末两端电压的向量差，仍为相量。

其中U ∆和U δj 分别为电压降落的纵分量和横分量。

(2)电压损耗：21U U -，始末两端电压的数值差。

近似认为U U U ∆≈-21，电压损耗常以百分数表示，即100%21⨯-=∆NU U U U %。

(3)电压偏移：N N U U U 11∆=-或N N U U U 22∆=-，始端电压或末端电压与线路额定电压的比值。

电压偏移也常用百分数表示，即电力线路始端电压偏移百分数为%100%11⨯-=∆NNN U U U U ，电力线路末端电压偏移百分数为 %100%22⨯-=∆NNN U U U U 。

(4)电压调整：220U U -线路末端空载与负载时电压的数值差。

不计线路对地导纳时，120U U =，则此时电压调整就等于电压损耗，即21220U U U U -=-。

其百分数为%100202200⨯-=∆U U U U (5)输电效率：12P P =η，线路末端输出的有功功率P2与始端输出有功功率P1之比，其百分数为%100%12⨯=P P η 2、简单开式网的潮流计算(1)由电力线路和变压器组成(2)从后向前逐级计算 (3)从前向后逐级计算1U &2U &RjXjBY =11jQ P +22jQ P +S ''~①*=∆Y U S y 2~)(~22jB U S y -=∆②)()(~222222jX R U Q P jX R U S Z I S z ++=+==∆ B U jQ P S S S y 22222j ~~~-+=∆+='' )(~222jX R U Q P S Z +''+''=∆③)(221jX R U Q j P U U +''-''+=& S S Q P S Z ~~j ~111''+∆=+=1U &RjX2U &22jQ P +)(~222222jX R U Q P S Z ++=∆ )(22221jX R U jQ P U U +-+=& )(~21jB U S y -=∆ y z S S S S ~~~~21∆+∆+=第四章 电力系统潮流的计算机算法1、求导纳Y 矩阵424Z K:1ΛΛ+⨯=244411K Z Y ; ΛΛ+=4221Z Y ; KZ Y Y 1144224⨯-==2、电力系统的节点分类(选择)，各有什么特点(简答)答：①PQ 节点——节点的注入功率P 、Q 均给定，通常负荷节点均为PQ 节点，待求电压大小及相位②PV 节点——节点的注入有功功率P 是给定的，且节点电压大小给定，通常有无功储备的发电厂可选作PV 节点，待求Q 和相位③平衡节点——节点电压的大小及相位均给定。

潮流分析时有且只有一个。

待求P 、Q 。

3、电力网络的数学模型用的是节点电压法。

4、牛顿-拉夫逊法是运用迭代方法求解电力系统的非线性的功率方程组。

5、P-Q 分解法是牛顿-拉夫逊法极坐标的简化。

第五章 电力系统有功功率的平衡和频率调整1、∑∑↓<f P P L G ,∑∑↑>f P P LG,(∑GP是所有发电厂发出的有功功率的总和，∑L P 是同系统的总负荷，f 是频率。