电网络理论-第三章
电网络理论考点 - 副本
.供用电网络考试内容第一章绪论第一节电力系统概述理解掌握 1 电力系统的构成包括：答：电力系统是由发电机，变压器，输配电线路和电力用户的电器装置连接而成的整体，他完成了发电，输电，变电，配电，用电的任务。
电力系统的概念答：什么是电力网、电力系统、动力系统答：电路系统各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体，称为电力网。
电力网的主要任务是输电与分配电能。
2为发电厂和用户架起一座桥梁，用于传输电能，这边是电力系统。
2电力系统运行的特点（1）、电能生产，运输，使用的同时性（2）与生产及人们生活密切相关性、（3）过渡过程的瞬时性3对电力系统的基本要求（1）满足用电要求、（2）、安全可靠用电（3）保证电能质量，保证电力系统运行的经济性---以及1类~3类负荷的定义答：，电能质量指标—电压（正负百分五）、频率（正负百分之零点二到五）、波形（正弦波）一类负荷，在正常的运行和故障情况下，系统接线方式必须有足够的可靠性和灵和性，保证对用户的连续供电。
二类负荷，需双回路线路供电，三类负荷，允许停电较长，但不可以随意停电。
第二节发电厂类型熟悉1发电厂的种类；理解掌握1水电厂发电机容量大小由上下游的落差和流量决定2根据地形地质水能资源特点的不同，水电厂的分类；水力发电厂按其运行方式可分为无调节水电厂和有调节水电厂）3各类电厂的结构和特点第三节变电所类型熟悉变电所的类型和分类1按在电网的地位和作用划分：升压变压器和降压变压器按电压高低划分，大型变电所，中型变电说，小型变电所，按变电所的结构型式划分，屋外是变电所，屋内是变电所，地下变电所和箱式变电所第四节电力网的电压理解掌握1我国电力的额定电压022. 0.38 3 6 10 35 60 110 220 330 500 750KV第五节供配电系统的接地理解熟练掌握1按接地的目的不同，接地可以分为什么？答：工作接地，保护接地。
防雷接地2工作接地，中性点直接接地优点：单相接地时，其中性点电位不变，非故障相对电压接近相电压，因此降低电力网绝缘的投资，而且电压越高，其经济效益也越大，所以，目前我国对110千伏以上的电力网一般采用中性点直接接地。
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• Bf = [ -QTf It ] =
1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0
0
1 1 1 1 1 1
0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0
01
0 0
1 1
0 0
1 0
0 0
0 0
0 0
0 0
1 0
10
2-1：
以下为附加内容
让更多的农民成为新型职业农民 中央农业广播电视学校 刘天金
1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0
•
A=
0
0
0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0
0 0
0 0
01
1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1
• ⑵ 基本割集矩阵 Qf 是一个N×B的矩阵， 它的每一行对应于一个基本割集，每一列 对应于一条支路。此题基本割集矩阵为：
各级农业部门要把培育新型职业农 民作为一项重要职责和基本任务，积极争 取当地政府和有关部门的重视支持，将其 放在三农工作的突出位置，坚持“政府主 导、农民主体、需求导向、综合配套”的 原则，采取更加有力的措施加以推动落实， 培养和稳定现代农业生产经营者队伍，壮 大新型生产经营主体。
二、什么是新型职业农民
——创新农业生产经营方式：“不是 种不过来，而是怎么种得更好”
一、为什么要大力培育新型职业农民
（三）历史使命
◆回答好“谁来种地”“地如何种”的问 题，历史性地落在了培育新型职业农民 上。
—— 2012年中央一号文件聚焦农业科
技，着力解决农业生产力发展问题，明确 提出大力培育新型职业农民；2013年中央 一号文件突出农业经营体制机制创新，着 力完善与现代农业发展相适应的农业生产 关系，进一步强调加强农业职业教育和职 业培训。
电网络分析与综合学习报告
基本回路的方向规定为所含连支的方向。
2.2独立的基尔霍夫定律方程
割集：
割集：
割集：
注意：1、2、3为树枝
推广为一般情况：基本割集的基尔霍夫电流定律方程是一组独立方程，方程的数目等于树支数，基本割集是一组独立割集。
1线性时不变：电感大小不随时间变化且在Ψ-I平面上是一条光滑的直线。
2线性时变：电感随时间线性变化。
1.5多端元件及受控源
多端元件
三端元件
KCL： 只有两个是独立的
KVL： 只有两个是独立的
共有四个独立变量
N端元件
端口必须满足KCL,KVL
受控源（不独立电源）：不能向外提供能量，仅反映不同之路的电流、电压关系。控制系数为常数，线性的。受控源一般有电压控制电压源VCVS、电压控制电流源VCCS、电流控制电压源CCVS、电流控制电流源CCCS。
则
3.网络 和 中的对应独立源支路具有相同的性质，即同为电流源或电压源，但可有不同的值。
伴随网络的构造
开路阻抗
短路阻抗
灵敏度计算
式(4)是推导灵敏度计算公式的依据。
多端口网络 的开路阻抗矩阵 存在,内部支路抗存在
第二章无源网络综合基础
基础知识
网络综合的主要步骤：
1.按照给定的要求确定一个可实现的转移函数，此步骤称为逼近；
结论：在全部支路电流中，连支电流是一组独立变量，连支电流个数等于连支数。连支电流是全部支路电流集合的一个基底（basis）。
推广到一般情况：在基本回路上列写的基尔霍夫电压定律方程是一组独立方程，方程的数目等于连支数，基本回路是一组独立回路。
电网络理论第三 章五节撕裂法
0 0
0 0 1⎤ Vn ⎥ 1 − 1 0⎦
e τ = D τn Vn
d
+ em −
bτ × n
[ Va , Vb , Vc , Vd , Ve ]
T
⎧ − 1 , 支路j与节点i关联且指向 i； ⎪ d ji = ⎨ 1 , 支路j与节点i关联且背离 i; ⎪ 0 , 支路j与节点i无关。 ⎩
D τn = − C
T Z τ i τ = − Cn τ Vn
(2)
0⎤ ⎥ 为被撕裂支路的阻抗矩 阵 Zm ⎦
Y n V n = J n + jn
Y n Vn = J n + Cnτ i τ
Z τiτ
(1)
(3)
(2)
+ = −C V
T nτ
n
⎡Y n ⎢ T ⎢ ⎣ C nτ
- Cnτ ⎤ ⎡ Vn ⎤ ⎡ J n ⎤ ⎥⎢ ⎥=⎢ ⎥ i 0 Zτ ⎥ ⎣ ⎦ τ ⎣ ⎦ ⎦
[
]
T
jn = Cnτ i τ
n × bτ
被撕裂支路中 电流列向量
⎧ 1 , 支路j与节点i关联且指向 i； ⎪ C ij = ⎨ − 1 , 支路j与节点i关联且背离 i; ⎪ 0 , 支路j与节点i无关。 ⎩
il a
Zl
im e c
Zm
− el +
+ em −
d
若在这两条支路分别联接的两个节点之间引进一个假 想的电压源，其电压大小和方向与原电路相应节点之 间的电压完全一样，则支路电流il和im将保持不变。
0 3 −1 0 −1 3 0 −1 −1 0 0 −1 0 −1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0
高等电力网络分析第三章
（1）前代运算——求解 Lz=b )z = b ⇒ z = b - Lz =b−∑L z (I + L i ij = 1,..., n-1i =1 n −1⎡0 ⎤ ⎡0 ⎤ ⎡ z1 ⎤ ⎡ b1 ⎤ ⎡ 0 ⎤ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ z ⎥ ⎢b ⎥ ⎢ L ⎥ 0 0 ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ 2 ⎥ ⎢ 2 ⎥ ⎢ 2,1 ⎥ ⎥ z n −1 ⎢ z3 ⎥ = ⎢ b3 ⎥ − ⎢ L3,1 ⎥ z1 − ⎢ L32 ⎥ z 2 − " − ⎢ 0 ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎢# ⎥ ⎢# ⎥ ⎢# ⎥ ⎢# ⎥ ⎢ ⎢L ⎥ ⎢L ⎥ ⎢ z ⎥ ⎢b ⎥ ⎢ L ⎥ , 1 n n − ,2 n n n ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ n ,1 ⎦ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎡ ⎢* = ⎢ L ⎢* * ⎢ ⎣* * *⎤ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦i = j +1,..., nz ←b① z中下标小者只影响z中下标大者。
⎡loop j = 1, ", n − 1 ⎢ ②当zj等于零时的计算可省略。
⎢ ⎡loop i = j + 1, ", n ⎢ ⎢ zi = zi − Lij z j ③ z中下标大者的计算，还受L稀疏性的 ⎢ ⎢ 影响（遇L中零元，计算可省略 ）。
⎢ ⎢ ⎣end loop ⎢ ⎣end loop常规程序z ← b ⎡ j = 1, " , n − 1 ⎢ if z ≠ 0 th e n j ② ⎢ ⎢ ⎡ i = j + 1, " , n ① ⎢ ⎢ if L ≠ 0 th e n ⎢ ③ ij ⎢ ⎢ ⎢ z i = z i − L ij * z j ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ e n d if ⎢ ⎢ e n d lo o p ⎢ ⎣ ⎢ ⎢ e n d if ⎢ ⎣ e n d lo o p基于稀疏存储的程序z ← b j = 1,", n −1 if z(j) ≠ 0 then②k = JL( j), JL( j +1) −1 ① ③ i = IL(k ) z(i) = z(i) − L(k )* z( j) end loopend if end loop① z中下标小者只影响z中下标大者。
电路理论(邱光源)第三章ppt
注：不能根据 不能根据KCL检验计算结果 根据 检验计算结果
支路电流法
以支路电流为求解对象，直接根据 以支路电流为求解对象，直接根据KCL和KVL建立 和 建立 方程。将以支路电流表示支路电压的支路方程代入KVL 方程。将以支路电流表示支路电压的支路方程代入 方程。 方程。
∑ ik = 0
I1
∑Rkik= ∑uSk
3-6
节点电压法
节点电压
3-6-1
节点电压法是以n-1个节点到参考节点的电压为求解对 节点电压法是以 个节点到参考节点的电压为求解对 根据KCL建立方程（支路电流要用节点电压表示）。 建立方程（ 象，根据 建立方程 支路电流要用节点电压表示）。 3-6-2 节点电压方程
（1） ） i6 R2 R1 R6 i2 （2） ） i3 R3 R5 R5 R4 i4 i5 （3） ）
例
回路电流法
−
3-5-2 回路电流方程 写出图示电路的回路 电流方程。 电流方程。
us
+
R6
R1 R5
R2
i1
R3
i2
(R1+R5+R4+R7)i1+(R4+R5)i2 – R4i3+(R4+R7)i4=uS (R4+R5)i1+(R2+R4+R5+R8)i2 −(R4+R8)i3+R4i4= – R8iS
第三章 电路的图
5、路径 、 6、回路 、 7、平面图与非平面图，网孔 、平面图与非平面图，
1
1 2 4
5 2
3 5 7 6
3
4
平面图） （平面图）
非平面图） （非平面图）
电网络理论全套PPT课件共计210页
Qf Bf T 0 T Bf Qf 0
关联矩阵与回路矩阵
Aa Ba T 0
T A Ba a 0
A Bf T 0 B f AT 0
25
第1章 电网络概述
b b
证明：
Ba Qa 0
T
令 D Ba Qa
T
b ji qki d jk b ji qik
i 1 i 1
1. 支路电压与节点电压
Vb ATVn
2.
节点电压法
树支电压与连支电压、支路电压
B f Vb 0
Vl 1 Bt V 0 t
割集电压法
Vb Q f TVt
T Vl BV Q t t l Vt
33
第1章 电网络概述
二、各种电流关系
1. 连支电流和树支电流
节点电压列向量
Im
网孔电流列向量
Vt
树支电压列向量
1.7.1 基尔霍夫电流定律的矩阵形式 1.7.2 基尔霍夫电压定律的矩阵形式
30
第1章 电网络概述
1.7.1 基尔霍夫电流定律的矩阵形式
AI b 0 Qa I b 0
独立？
n I 1 I I 1 2 I I I 1 4 5 n I3 I I I I ＝0 3 4 6 2 I I I I4 2 3 5 n I5 I 3 I 6
1 1 1 1 0 0 1234 235 Qf 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 126
独立
Q f Ql
1
23
第1章 电网络概述
电网络第三章
此式表明，不定导纳矩阵任一行诸元之和为零。
划去1 行1 列
Yi
不定导纳矩阵 添加1 行1 列
Yd
定导纳矩阵
Yi 等余因式导纳矩阵
由于不定导纳矩阵是奇异的，则 det Yi 0 将行列式按j行展开得
det Yi y j 1 j 1 y j 2 j 2 y jn jn 0
T
端口电压向量和端口电流向量之间的约束关系有两种表达形式。
一种表达形式为
z12 ( s ) U 1 ( s ) z11 U ( s) z z 22 ( s ) 2 21 U m ( s ) z m 1 ( s ) z m 2 ( s )
（4）耦合电感元件
U ab ( s ) L1 s U cd ( s ) Ms
Ms I a ( s ) L2 s I ( s ) c
M U ab ( s ) L1 U ( s ) cd
I a ( s ) L2 1 2 I ( s ) s ( L L M ) M 1 2 c
因为Uk(s)≠0，故必有
y
j 1
n
jk
( s ) 0 ( k 1,2,, n)
表明不定导纳矩阵任一列诸元之和为零。 另选一电位参考点后，网络方程变为
I (s) Yi (s)[U (s) U 0 (s)]
式中
U 0 ( s) [ U 0 ( s) U 0 ( s) U 0 ( s)] ,U 0 ( s) 0
z1m ( s ) I 1 ( s ) I ( s) z2 m ( s ) 2 z mm ( s ) I m ( s )
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3-12
U (s) Z oc (s) I (s)
z jk ( s) U j ( s) I k ( s)
除I k ( s ) 外其他端口电流为零
短路导纳矩阵 Ysc ( s)
I (s) Ysc (s)U (s)
y jk ( s) I j ( s) U k ( s) 除U
k
M阶方阵
( s ) 外其他端口电压为零
3-26
三个网络并联，得到原始IAM
0 G1 0 G sC G 2 3 Yi ( s) 0 G3 G2 sC G1
0 G3 AG3 G3 AG3 0
G2 sC AG3 AG3 G2 G1 sC
矩阵每行、每列各元素之和均为零， 称不定导纳矩阵具有零和特性。
§3 不定导纳矩阵
原始不定导纳矩阵——网络的所有节点均可及
1、根据P109式（3-3-16）写出所有二端导纳元件 对原始不定导纳矩阵的贡献； 2、根据P110式（3-3-18、20、23、25）写出各类 二端口元件对原始不定导纳矩阵的贡献； 3、将以上所得各类元件的贡献相加，即得原始不 定导纳矩阵。
3-17
I 2 (s) y21 ( s ) U1 ( s ) U
1 i1 G1
4
i2
C G3
2
AG3 (G2 sC ) I1 ( s) G2 sC U1 ( s )
+
+
U1
G1 ( AG3 G2 sC ) G1 G2 sC
u43 Au43 -
+
-
i2 (i1 i3 )
§1 网络函数及其极点和零点
前式展开并推广后可得：
3-3
R j ( s) H j1 ( s) E1 ( s) H j 2 ( s) E2 ( s) H jq ( s) Eq ( s)
其中
R j ( s) 第j响应r ( j )的象函数； Ek ( s) 激励ek (t )的象函数（k 1,2,, q）；
平面内。
§1 网络函数及其极点和零点
零点 ： jω N j e z j
jω
jψ j
3-9
极点 ： j ω M i e jθi pi
jω
θi
Mi
pi
Nj
ψj
σ
O
Nj
zj
j
σ
O
zj
jω 是滑动矢量， jω 矢量变, 则N j、ψ j 和 M i、θ i 都 发生变化。
§1 网络函数及其极点和零点
G1 sC 0 G1 sC
1 i1 G1
4
i2
C
2
+ u43 2
G3
AG3u43
+ u43 AG3u43
G2
i3
2
3
3
3
4
4
4
2 AG3 3 AG3
AG3 AG3
2 4
G2 G 2
G2 G2
例题
求图示三端网络的不定导纳矩阵
§2 多端口网络的网络函数
转移函数矩阵 H ( s)
设输入变量向量 e(t ) [e1 (t ) e2 (t ) em (t )]T 输出变量向量 r (t ) [r1 (t ) r2 (t ) rn (t )]T
3-13
R( s ) H ( s ) E ( s )
h jk ( s) R j ( s) Ek ( s ) 除E
逆混合参数矩阵、逆传输矩阵
可将二端口网络参数推广至多端口网络 设端口电压向量 端口电流向量
u (t ) [u1 (t ) u2 (t ) um (t )]T i(t ) [i1 (t ) i2 (t ) im (t )]T
§2 多端口网络的网络函数
开路阻抗矩阵 Z oc ( s)
M阶方阵
收缩为 内部节 点
收缩为 内部节 点
1 Yi ' ( s) Y11 ( s) Y12 ( s)Y22 ( s)Y21 ( s)
§3 不定导纳矩阵
端子消除 i j
yij y ij yik ykj ykk
3-22
k
若仅消除编号为 k的一个端子，则
首先删除第k行 和第k列； 然后重新计算其 余元素值。
k
N×M阶方阵
( s ) 外其他端口输入变量为 零
§3 不定导纳矩阵
不定导纳矩阵 Yi ( s )
3-14
I1 (s) y11 (s) y12 (s) y1n (s) U1 (s) + I (s) y (s) y (s) y (s) U (s) U1(s) + N 2 21 22 2 n 2 U2(s) In(s) + Un(s) I n (s) yn1 (s) yn 2 (s) ynn (s) U n (s) - --
I1(s) I2(s)
…
简记为
I ( s) Yi ( s)U (s)
y jk ( s ) I j (s) U k ( s ) 除U
k
在网络外
( s ) 外其他端电压为零
例题
求图示三端网络的不定导纳矩阵
G2
1 i1 G1 4
3-15
i2
C G3
2
I1 ( s ) y11 ( s) U1 ( s ) U
y1n ykn y jn ynn
i'1 +
1 2
i1 i2
N
…
u'1 -
n
§3 不定导纳矩阵
端子消除 外部端子
3-21
消除
端数变少了的多端网络
内部节点
Yi
I a ( s) Y11 ( s) Y12 ( s) U a ( s) I ( s) Y ( s) Y ( s) U ( s) 22 b b 21
N ( s) H (s) D( s )
b s
i 0 n i
i
k a s k k 0
K
(s z )
i i 1 n k k 1
零点
(s p )
极点
§1 网络函数及其极点和零点
当e(t ) (t )时, 网络的零状态响应
3-5
R( s ) H ( s )
N1 e jψ1 N 2 e jψ2 N m e jψm H jω K M1 e jθ 1 M 2 e jθ 2 M n e jθ n
N1 N 2 N m e jψ1 ψ2 ψm K M1 M 2 M n e jθ 1 θ 2 θ n
3-10
N1 N 2 N m H jω K M1 M 2 M n
yik
k
ykj
ykk
若消除多个端子，可按上述步骤逐个消除。
§3 不定导纳矩阵
多端网络并联
3-23
编号相同的对应端子部分相加（两网络端子数可不等）
端子接地
若n端接地，则删除第n行和第n列 所得矩阵称为原网络的定导纳矩阵（DAM）
例题
求图示三端网络的不定导纳矩阵
G2 G1
3-24
G2
4
2
G2
1 i1 G1 4
1 i1 G1
4
i2
C G3
2
AG3 I1 ( s ) G2 sC U1 ( s)
+
+
U1
AG1G3 G1 G2 sC
u43 Au43 -
+
-
u43 i1 /(G2 sC ) i3 AG3u43
i3
3
例题
求图示三端网络的不定导纳矩阵
G2
2 ( s ) U 3 ( s ) 0
s z
m
s P
i 1 i
j 1 n
j
s jω K
jω z
m
jω p
i 1 i
j 1 n
j
可见H(jω)的特性与零极点的位置有关
令分子中每一项
分母中每一项
jω z j N j e
jψ j
j ω Pi M i e jθi 将 j ω z j、 j ω - pi 都看作两矢量之差，将 矢量图画于复
第三章 网络函数
3-1
§1 网络函数及其极点和零点 §2 多端口网络的网络函数 §3 不定导纳矩阵 §4 网络函数的拓扑公式
§1 网络函数及其极点和零点
对于一个零初始条件的线性时不变网络，有
3-2
Yn ( s)U n ( s) I n ( s) I n ( s) A[ I s ( s) Yb ( s)U s ( s)]
i3
3
例题
求图示三端网络的不定导纳矩阵
3-18
依次类推，可得不定导纳矩阵为
G1 (G2 sC ) G1 (G2 sC ) 0 G G sC G G sC 1 2 1 2 G1 ( AG3 G2 sC ) G1 (G2 sC ) G3 (1 A)(G2 sC ) G1G3 (1 A)G 3 G1 G2 sC G1 G2 sC AG1G3 G3 (1 A)(G2 sC ) G1G3 (1 A)G3 G1 G2 sC G1 G2 sC
3-19
§3 不定导纳矩阵
3-20
' uk uk u j
Yi ( s )随端部处理的变换