電力系統(tǒng)分析完整PPT課件

1、2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整1 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 電氣工程系 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整2 課程簡介 什么是電力系統(tǒng)？ 電力系統(tǒng)工程學科包括哪些內容？ 學習電力系統(tǒng)分析課程要能完成什 么工作？ 三大計算：潮流 短路 穩(wěn)定 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整3 課程簡介 課程內容 教學進度 考查方式 聯系方法 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整4 課程內容 電力系統(tǒng)的基本概念 電網等值 電力系統(tǒng)潮流計算 電力系統(tǒng)運行方式的調整和控制 電力系統(tǒng)故障分析 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整5 課程內容 先修課程 電路原理 電磁場 電機學 2021-8-16電

2、力系統(tǒng)分析完整6 教學進度 總學時數：5664 課堂教學：4852 實踐環(huán)節(jié)：812 學時分配 電力系統(tǒng)的基本概念：23 電網等值：810 電力系統(tǒng)潮流計算：1012 電力系統(tǒng)運行方式的調整和控制：10 電力系統(tǒng)故障分析：1012 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析：810 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整7 考查方式 教學部分 作業(yè)： 10% 考勤： 10% 閉卷考試： 60% 實踐部分：20% 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整8 聯系方法 授課教師：江寧強 辦公室：基礎實驗樓338 電話：84315147 Email: 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整9 目錄 第一章電力系統(tǒng)的基本概念 第二章電網等

3、值 第三章電力系統(tǒng)潮流計算 第四章電力系統(tǒng)運行方式的調整和控制 第五章電力系統(tǒng)故障分析 第六章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整10 第一章 電力系統(tǒng)的基本概念 1.1電力系統(tǒng)概述 1.2我國的電力系統(tǒng) 小結 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整11 1.1 電力系統(tǒng)概述 1.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展 1.1.2電力系統(tǒng)的組成 1.1.3 電力系統(tǒng)的特點和運行的基本要求 1.1.4電力系統(tǒng)的基本參量和接線圖 1.1.5電力系統(tǒng)的接線方式和中性點接地 方式 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整12 1.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展 電磁感應定律 法拉第，1831 世界上第一個完整

4、的電力系統(tǒng) 1882，法國 三相變壓器和三相異步電動機 1891 直流電力系統(tǒng)和交流電力系統(tǒng) 愛迪生和西屋 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整13 1.1.2電力系統(tǒng)的組成 電力系統(tǒng) 發(fā)電廠、輸電和配電網絡、用戶 電網、電力系統(tǒng)和動力系統(tǒng) 一次設備和二次設備 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整14 1.1.3 電力系統(tǒng)的特點和運行 的基本要求 電力系統(tǒng)的特點 1 電能與國民經濟各部門、國防和日常生活之間的關系都很密切 2 對電能質量的要求比較嚴格 3 電能不能大量儲存 4 電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過程十分迅速 運行的基本要求 1 可靠性 可以滿足用戶的用電需求：不斷電，頻率、電壓、波形 質量符合要求

5、負荷按供電可靠性要求分為三類 2 安全性 保證系統(tǒng)本身設備的安全。 要求電源容量充足，電網結構合理 3 經濟性 %4 減小對環(huán)境的不利影響 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整15 1.1.4電力系統(tǒng)的基本參量、 接線圖 衡量電力系統(tǒng)規(guī)模的基本參量 總裝機容量額定有功功率之和 年發(fā)電量 最大負荷 最高電壓等級 接線圖 地理接線圖、電氣接線圖 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整16 1.1.5電力系統(tǒng)的接線方式和 中性點接地方式 接線方式 無備用接線 特點：簡單、經濟、運行方便靈活。 供電可靠性差，電能質量差 有備用接線 特點：供電可靠，電能質量高 運行操作和繼電保護復雜，經濟性差 中性點接地方式

6、（小接地方式和大接地方式） 不接地 供電可靠性高，絕緣成本高。 110kv電網 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整17 1.2我國的電力系統(tǒng)（1） 4個發(fā)展階段 195x：城市電網 196x：省網 19701990：區(qū)域電網 1990：區(qū)域電網互聯 電力系統(tǒng)的規(guī)模 2004 400GW 2010 535GW 2020 790GW 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整18 1.2我國的電力系統(tǒng)（2） 電壓等級（KV） 發(fā)電機 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0 用電設備 3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再發(fā)展） 3 企業(yè)內部 6、1

7、0配電電壓（6用于高壓電機負荷） 110、220:高壓。110：區(qū)域網，中小電力系統(tǒng)主干線 220：大電力系統(tǒng)主干線 330、500、750:超高壓 750:特高壓 提高輸電電壓的利弊：減小載流截面和線路 電抗，利于提高線路功率極限和穩(wěn)定性，增 加絕緣成本 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整19 1.2我國的電力系統(tǒng)（3） 電力系統(tǒng)的電壓與輸電容量和輸電距離 線路電壓(kv)輸送容量(MV) 輸送距離(km) 6 0.10.2415 10 0.22.0620 35 2102050 110105050150 220100500100300 330200800200600 500100015002

8、50850 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整20 1.2我國的電力系統(tǒng)（4） 額定電壓：發(fā)電機、變壓器、用電設備等正 常運行時最經濟的電壓 在同一電壓等級中，電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié) （發(fā)電機、變壓器、電力線路、用電設備） 的額定電壓各不相同。某一級的額定電壓是 以用電設備為中心而定的。 用電設備的額定電壓是其他元件的參考電壓。 用電設備端壓允許在額定電壓UN的5%內波動 輸電線路的額定電壓為線路的平均電壓 UN(1+5%)+UN(1-5%)/2=UN 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整21 1.2我國的電力系統(tǒng)（5） 發(fā)電機的額定電壓 UN(1+5%) 變壓器的額定電壓為變壓器兩側的額定電壓，

9、以變比表示為 k= U1N / U2N v一次側 直接與發(fā)電機相連： U1N = UN(1+5%)35kv 聯絡（相當于用電設備）： U1N = UN v二次側相當于發(fā)電機 空載 U2N = UN(1+5%) 帶負載 U2N = UN(1+10%)（內部壓降約5%） Us%7.5或直接連負載時U2N = UN(1+5%) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整22 例題 確定圖中電力系統(tǒng)各元件的額定電壓 G M T1T2T3 T4 10kv 110kv35kv 10kv 6kv 380v X G:10.5kv T1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T

10、4:10kv/400v M: 6kv L:380v 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整23 1.2我國的電力系統(tǒng)（6） 我國電力工業(yè)發(fā)展的指導思想 繼續(xù)續(xù)發(fā)展煤電廠，提高能源效率，減小環(huán) 境污染 加速水力資源的開發(fā)利用和水電廠的建設 發(fā)展核電技術并適度發(fā)展核電廠 開發(fā)風力和潮汐等可再生能源 加速建設輸、配、變電工程，西電東送，促 進區(qū)域電網互聯，并最終形成全國電力系統(tǒng) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整24 第一章小結 電力系統(tǒng)由發(fā)電機、電網和用戶組成，是動 力系統(tǒng)的一部分。由于電能不能大量儲存、 暫態(tài)過程迅速，為保證可靠性、安全性和經 濟性要求，需要合理地對電力系統(tǒng)進行規(guī)劃、 設計、運行調度

11、和故障恢復。 在同一電壓等級中，電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)的 額定電壓各不相同。某一級的額定電壓是以 用電設備為中心而定的。 電力系統(tǒng)分析的任務是建立電力系統(tǒng) 的等值模型，計算穩(wěn)態(tài)潮流，并確定 故障和擾動對系統(tǒng)的影響。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整25 第二章電網等值 2.1 概述 2.2 輸電線路的等值電路 2.3 變壓器和電抗器的等值電路 2.4 電力網的等值電路 2.5 標么制 小結 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整26 2.1 概述 問題：怎樣將電力系統(tǒng)用一個電網絡來 表示？ 本章計算電力線路和變壓器的等值電路 假定系統(tǒng)的三相結構和三相負荷都完全 對稱，即討論三相電流和電壓的正序分 量

12、。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整27 2.2 輸電線路的等值電路 2.2.1 輸電線路的種類 架空線路 由導線、避雷線、桿塔、絕緣子、金具組成 電力電纜 包括三部分：導體、絕緣層、保護層 2.2.2 架空線路的等值電路 分布參數與集中參數 單回線路 分裂導線 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整28 單回線路的等值電路（1） 有效電阻 交流電阻，一般大于直流電阻。 原因：集膚效應和臨近效應 電力網計算中常采用較大的電阻率。 原因：絞線長度比導線長度大23%， 實際截面小于額定截面， 交流電阻略大于直流電阻。 0 /rS 0 /rS 0 / (/)rSkm 電阻 （20 ） 101 (20)

13、(/)rrtkm 銅0.00382/ 鋁0.0036/ 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整29 單回線路的等值電路（2） 電抗 導線流過交流電流時，由于導線的內部 和外部交變磁場的作用而產生電抗。 循環(huán)換位的三相輸電線路每相導線單位 長度的電抗為 4 0 2(4.6lg0.5) 10 (/) eq r D xfkm r 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整30 單回線路的等值電路（3） vDeq 為三相導線間的互幾何間距 vr 為導線的計算半徑 v r 為導線材料的相對導磁系數，有色金屬的 相對導磁系數為1 v第一項為外電抗，第二項為內電抗 3 123eq DD D D 0 0.1445lg0.

14、0157(/) eq r D xkm r 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整31 單回線路的等值電路（4） v導線電抗與r成對數關系。對不同截面的 導線，當Deq為常數時，電抗變化不大， 工程上常取x0=0.4 /km。 0 0.1445lg(/) eq s D xkm D vDs為導線的自幾何均距 非鐵磁材料單股線Ds=0.779r 非鐵磁材料多股線Ds=0.7240.771r 鋼芯鋁線Ds=0.770.9r,計算中常取0.81r 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整32 單回線路的等值電路（5） 電納 由導線間的電容和導線與大地間的電容決定。 電容 電納 電纜線路的電納比架空線路大得多 6

15、0 0.024 10 (/) lg/ eq cF km Dr 6 0 7.58 10 ( /) lg/ eq bS km Dr 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整33 單回線路的等值電路（6） 電導 反映由電暈現象和絕緣子泄露引起的有功功 率損耗 電暈：導線周圍的電場強度超過2.1kv/cm時， 導線周圍會發(fā)生空氣電離現象，產生光環(huán)， 發(fā)出放電聲。 危害：消耗電能、干擾通信、表面腐蝕 電暈產生的有功功率損耗稱為電暈損耗。 110kv以上線路與電壓有關的有功功率損耗主 要由電暈損耗引起。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整34 單回線路的等值電路（7） 架空線路產生電暈的臨界線電壓 ， m1 :

16、 導線表面光滑系數。單股線=1，對絞線 =0.830.87 m2：氣象系數。干燥晴朗=1，惡劣天氣=0.8 ： 空氣相對密度 b ： 大氣壓力（Pa）(一個大氣壓為101325帕) ： 空氣溫度（） 12 49.3lg eq cr D Um mr r 3.92 b = 1333.22 (273+ ) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整35 單回線路的等值電路（8） 關于電暈損耗的測量和計算是高電壓技術 討論的內容。 輸電線路電暈損耗（包括泄漏損耗）對應的 電導為 2 0 ( /) g P gS km U 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整36 單回線路的等值電路（8） 線路方程及等值電路 線路

17、每相的等值參數是沿線路均勻分布的。 1 U 2 U l xdx x I x U 1 z dx 1 y dx xx Id I xx UdU 111 zrjx 111 ygjb 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整37 單回線路的等值電路（9） 距離線路末端x處，壓降和電流增量為 1 1 xx xx dIU ydx dUI zdx 1 1 / / xx xx dI dx U y dU dx I z 22 1 1 22 1 1 / / xx xx d I dxzy I d U dxzyU 2 2 22 sinhcosh coshsinh x xc U IxIx Zc UUxI Zx 2021-8-16

18、電力系統(tǒng)分析完整38 單回線路的等值電路（10） 線路的傳播系數 實部反映行波振幅的衰減特性， 虛部反映行波相位的變化特性 線路的特征阻抗（也稱波阻抗） 11 /( ) c Zzy 11 jz y 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整39 單回線路的等值電路（11） 無損線路的自然功率 自然功率用來衡量線路的輸電能力，一般 20kv以上線路的輸電能力大致接近自然功率 行波波長 波長時（1500km），兩端相位差90 2 2 e c U P Z 1111 221 6000km LCfLC 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整40 單回線路的等值電路（12） 線路的 型等值電路 x=l 時， 1 U

19、2 U z 12 12 coshsinh 1 sinhcosh c lZl UU ll II Zc 2 Y 2 Y 1 U 2 U 2 Y 2 Y 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整41 單回線路的等值電路（13） Z=Z1l， Y=Y1l sinh tanh 2 2 l ZZ l l YY l 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整42 單回線路的等值電路（14） 等值電路 短線路（35kv,100km的架空線路、短電纜線路） 中等長度線路（ 110330kv,100300km架空線路、 330kv, 300km架空線路、100km電纜線路） 1 U 2 U 1 U 2 U 2 b B jK r

20、x K RjK X 2 b B jK 2 11 22 11 11 1 2 11 1 3 1() 6 1 12 r x b l Kx b r bl Kx b x l Kx b 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整44 分裂導線 采用分裂導線可增加導線的等值半徑 電阻減小 電抗減小 電導減小 00 / b rrn 0 0.0157 0.1445lg0.1445lg( /) eqeq r eqsb DD xkm rnD 1 12131 n eqn dd dd 2 0 ( /) g P gS km U 1n n sbseq DD d 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整45 分裂導線 電納增大 電暈臨界電

21、壓增大 12 49.3lg eq crn eq D Um mrf r 12(1)sin n n f r n dn 6 0 7.58 10 ( /) lg/ eqeq bS km Dr 1n n eqeq rrd 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整46 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 雙繞組三相變壓器 等值電路參數歸算到變壓器的一側，用哪一 側的額定電壓，結果就歸算到哪一側 22 2 00 22 % 1000100 % 1000100 kNkN TT NN N TT NN PUUU RX SS PIS GB UU 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整47 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 三

22、繞組三相變壓器 用等值的Y/Y接線來分析，并用一相等值電路 來反映三相運行情況 額定容量比有三類： 100/100/100， 100/100/50， 100/50/100 各繞組的容量比按電壓從高到低排列。三繞 組變壓器的容量指容量最大的繞組的容量。 其他繞組的容量是相對于該繞組的容量而言。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整48 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 電阻 額定容量比為100/100/100時 1(1 2)(1 3)(2 3) 2(1 2)(2 3)(1 2) 3(1 3)(2 3)(1 2) ()/2 ()/2 ()/2 kkkk kkkk kkkk PPPP PPPP PP

23、PP 222 123 123 222 , 100010001000 KNKNKN TTT NNN P UP UP U RRR SSS 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整49 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 v上述的Pk與額定容量相對應。額定容量 比為100/100/50，100/50/100時，廠方給 出的各繞組間銅耗指容量較小的繞組達 到本身的額定電流時的損耗，需歸算到 額定容量下。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整50 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 v額定容量比為 100/50/100 100/100/50 (1 2)(1 2) 2 2 (2 3)(2 3) 3 2 1 (3

24、1)(3 1) 3 () () KK N KK N N KK N PP S PP S S PP S 2 1 (1 2)(1 2) 2 2 2 (2 3)(2 3) 3 (3 1)(3 1) () () N KK N N KK N KK S PP S S PP S PP 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整51 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 電抗（廠方一般提供已折算數據） 1(1 2)(1 3)(2 3) 2(1 2)(2 3)(1 2) 3(1 3)(2 3)(1 2) %(%)/2 %(%)/2 %(%)/2 kkkk kkkk kkkk UUUU UUUU UUUU 222 123 1

25、23 % , 100100100 KNKNKN TTT NNN UUUUUU XXX SSS 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整52 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 勵磁支路導納 00 22 % 1000100 N TT NN PIS GB UU 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整53 2.3 變壓器和電抗器的等值電路 雙繞阻單相變壓器 銘牌給出的容量、損耗 都是一相的數值， 計算參數時，要乘以3，UN仍用線電壓。 三繞阻單相變壓器 與雙繞阻單相變壓器一樣，SN ,PK，P0 都乘以3，UN仍用線電壓。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整54 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 自耦變壓器

26、 等值電路與三繞阻變壓器相同。第三繞 阻容量較小，一般短路數據未經折算。 (1 2)(1 2) 2 (2 3)(2 3) 3 2 (3 1)(3 1) 3 () () KK N KK N N KK N PP S PP S S PP S (1 2)(1 2) (2 3)(2 3) 3 (3 1)(3 1) 3 % %()% %()% KK N KK N N KK N UU S UU S S UU S 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整55 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 電抗器 3 %100100 % 1003 rNR rr rN rNr R rN IX XX U UX X I 2021-8

27、-16電力系統(tǒng)分析完整56 2.4 電力網的等值電路 基本級 多電壓級網中各元件處于不同的電壓等級， 元件參數在所處電壓等級求得，需歸算到同 一個電壓等級稱為基本級 K:向基本級一側的電壓/待歸算一側的電壓 22 1212 22 1212 1212 ()() /()/() ()/() RR K KXXK K GGK KBBK K UU K KIIK K 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整57 2.5 標么制 有名制與標么制 標么值=有名值/基準值 基準值 線電壓和三相功率 相電壓和單相功率 3333 pp UZIUSUIS . 33333 1/ BB BB Bp B BpBB Bp BB SU

28、 IUISUZ IU ZY 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整58 第二章小結 電力線路電阻、電抗、電導、電納的物 理意義和計算方法。 線路電暈臨界電暈電壓的計算方法 變壓器等值電路參數的計算方法。 多電壓級網絡參數和變量的歸算方法 標么值的定義和計算方法 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整59 第三章電力系統(tǒng)潮流計算 3.1電力網的電壓降落和功率損耗 3.2輸電線路的運行特性 3.3簡單網絡的潮流計算 3.4 電力系統(tǒng)潮流的計算機算法 小結 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整60 3.1電力網的電壓降落和功率 損耗 3.1.1 電壓降落 元件兩端電壓的相量差。 U1=U2+dU2 U2=U1

29、-dU1 2222 222 22 P RQ XP XQ R dUjUU UU 1111 111 11 PRQ XPXQ R dUjUU UU 縱分量和橫 分量 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整61 3.1電力網的電壓降落和功率 損耗 電壓損耗 兩端電壓的數值差 電壓偏移 實際電壓余額定電壓之差(百分比) 電壓調整 線路末端空載電壓與負載電壓之差 功率損耗 阻抗支路 對地支路 線路 變壓器 2222 22 Z PQPQ SRjX UU 22 11 11 22 YLSGUjBU 22 YT TT SG UjB U 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整62 3.2輸電線路的運行特性 空載運行特性 忽

30、略電阻和電導時線路末端電壓高于始 端電壓 輸電線路的傳輸功率極限 122 2 BX UUU 2222 2 22 P RQ XP XQ R dUj UU 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整63 3.2輸電線路的運行特性 因為沒有有功功率損耗沒有有功功率損耗，所以線路輸送的有功 功率 無功功率（忽略第一式的橫分量） 22 12 22 11 cossin Q XP X UUj UU UjU 12 12 sin U U PP X 122 2 ()UU U Q X 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整64 3.2輸電線路的運行特性 提高線路輸送能力的途徑 提高線路的電壓等級 v代價大 減小線路的電抗 v分

31、裂導線 v串聯電抗器 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整65 3.3簡單網絡的潮流計算 輻射型網絡 例 簡單環(huán)形網絡 循環(huán)功率的計算 例 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整66 3.4電力系統(tǒng)潮流的計算機算 法 3.4.1 網絡方程式 節(jié)點電壓方程：方程個數少于回路個數 節(jié)點類型： PQ,PV,平衡節(jié)點 節(jié)點導納矩陣：n節(jié)點系統(tǒng) nxn矩陣 功率平衡方程：求有功、無功功率偏差 牛頓-拉夫森法：在解附近二次收斂 修正方程： 求節(jié)點電 壓修正量 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整67 第三章小結 本章的重點內容為 電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓 調整、運算負荷功率、運算電源功率等 概念 電力線

32、路和變壓器中電壓降落和功率損 耗的計算 輻射型網和簡單環(huán)網的潮流分布計算 牛頓-拉夫森法計算復雜電力系統(tǒng)潮流 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整68 第四章 電力系統(tǒng)運行方式 的調整和控制 4.1電力系統(tǒng)有功功率和頻率調整 4.2電力系統(tǒng)無功功率和電壓調整 小結 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整69 4.1電力系統(tǒng)有功功率和頻率調整 有功功率和頻率調整的基本概念 電力系統(tǒng)的頻率特性 電力系統(tǒng)的頻率調整 各類發(fā)電廠的合理組合 電力系統(tǒng)有功功率的經濟分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整70 4.1.1有功功率和頻率調整的基本概念 頻率變化對電力系統(tǒng)的影響 頻率與有功功率平衡 有功負荷的變化及

33、其調整 備用容量 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整71 4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 負荷的P-f靜態(tài)特性 發(fā)電機組的P-f靜態(tài)特性 電力系統(tǒng)的P-f靜態(tài)特性 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整72 4.1.3電力系統(tǒng)的頻率調整 頻率的一次調整 頻率的二次調整 互聯系統(tǒng)的頻率調整 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整73 4.1.4各類發(fā)電廠的合理組合 各類發(fā)電廠的特點 各類發(fā)電廠在日負荷曲線上的負荷分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整74 4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經濟分配 發(fā)電機組的耗量特性 經濟分配的目標函數和約束條件 等微增量準則 多個發(fā)電廠間的負荷經濟分配 一個火電廠和一個水電

34、廠間的有功負荷 最優(yōu)分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整75 4.2電力系統(tǒng)無功功率和電壓調整 電壓調整的必要性 電力系統(tǒng)的無功功率平衡 電力系統(tǒng)的電壓管理與調整 電力系統(tǒng)綜合調壓 電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整76 4.2.1電壓調整的必要性 額定電壓 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整77 4.2.2電力系統(tǒng)的無功功率平衡 電壓水平取決于無功功率的平衡 無功功率負荷和無功功率損耗 無功功率電源 無功功率平衡 無功平衡與電壓水平 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整78 4.2.3電力系統(tǒng)的電壓管理與調整 電力系統(tǒng)允許的電壓偏移 中樞點的電壓管理 電力系統(tǒng)的

35、電壓調整 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整79 4.2.3電力系統(tǒng)的電壓調整 改變發(fā)電機端電壓調壓 變壓器調壓 固定變比變壓器 有載調壓變壓器 加壓調壓變壓器 無功功率補償調壓 并聯補償 串聯補償 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整80 4.2.4電力系統(tǒng)綜合調壓 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整81 4.2.5電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整82 第四章小結 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整83 第五章電力系統(tǒng)故障分析 故障類型：簡單故障/復合故障 短路故障/斷路故障 5.1電力系統(tǒng)短路的基本知識 5.2電力系統(tǒng)對稱故障分析 5.3電力系統(tǒng)不對稱故障分析

36、小結 第五章電力系統(tǒng)故障分析 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整84 5.1電力系統(tǒng)短路的基本知識 5.1.1短路 短路的類型 短路的主要原因 短路的危害 5.1.2計算短路電流的目的 選擇電器設備， 繼電保護的設計和整定 比較和選擇系統(tǒng)主接線圖 確定限制短路電流的措施 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整85 5.2電力系統(tǒng)對稱故障分析 5.2.1恒定電勢源電路的三相短路 暫態(tài)過程 v三項短路時，只有周期分量是對稱的，各項 短路電流的非周期分量不等。非周期分量為 最大值或零值的情況只可能在一相出現。非非 周期電流越大，短路電流最大瞬時值越周期電流越大，短路電流最大瞬時值越 大大。 v非周期電流

37、有最大初值的條件：Im-Ipm在t=0 時與t軸平行，且有最大可能值。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整86 5.2電力系統(tǒng)對稱故障分析 短路沖擊電流：短路電流的最大可能瞬時值， 用于檢驗電器設備的電動力穩(wěn)定度。 v短路后回路阻抗角一般約90度，因此非周期 電流有最大初值的條件為：空載，合閘角為0。 概念：沖擊系數 v短路電流有效值和最大有效值 用于檢驗電氣設備的斷流能力和耐力強度 v短路容量：用于檢驗開關的切斷能力。常只 用電流的周期分量來計算，是一個求解穩(wěn)態(tài) 正弦交流電路的問題。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整87 5.2電力系統(tǒng)對稱故障分析 5.2.2同步電機的三相短路 同步電機的基本方程 v理想發(fā)電機 v電勢方程和磁鏈方程:派克方程 無阻尼繞阻同步電機的三相短路 v暫態(tài)電抗和暫態(tài)電勢 有阻尼繞阻同步電機的三相短路 v次暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電勢