电力系统分析基础Power System Analysis Basis（九）,主讲人：朱晓荣,总复习,第一章 电力系统的基本概念,1、电力系统的概念和组成电力网、电力系统、动力系统及之间关系,2、电力系统为什么要互联运行经济、可靠、互补、备用,3、电能变换和电源构成水20%、火70%、核10%，了解新能源,4、电力系统的负荷了解负荷曲线、负荷率Kp、最大负荷利用小时Tmax,5、电力系统运行的特点及要求电能质量、运行特点、运行要求,6、电力系统的电压等级,用电设备允许偏差5%、首末端10%,发电机额定电压高于电网5%,变压器,升压变：=发电机额定电压,一次侧：用电设备,降压变：=电网额定电压UN,二次侧：发电设备,额定电压为空载电压,内部损耗约5%,二次电压高出10%,标称电压等级,7、了解电力网接线,8、掌握中性点的接地方式,有哪几种,无备用从一条线获得电源,不接地,中性点直接接地,适应范围,有备用从两条及以上线获得电源,中性点不直接接地,经消弧线圈接地,经电阻接地,中性点不接地系统的优缺点,第二章 电力系统元件的电气参数及等值电路,1、了解电力线路的结构型号的表示,3、掌握变压器的电气参数及等值电路,多级电压网的归算问题确定基准级，按变压器变比归算,计算RT时归算,短路试验,归算问题三绕组容量不同时,标幺值电路的制定,2、熟悉电力线路的电气参数及等值电路-扩径、分裂、换位,空载试验,计算XT时不归算,4、熟练制作电力系统的等值电路,归算有名值,归算基准值,端部完全等值的变压器模型的作用及推导,5、了解电力设备运行的基本知识,正常运行,发电机,结构,变压器并列运行的条件,正常过负荷,迟相发P、Q,变压器,自然方式30%,运行极限图,组别一致,变比相同,非正常运行,进相发P、收Q,调相发、收Q,短时过负荷,异步运行失磁，吸收无功、发异步有功,不对称运行,强迫方式20%,事故过负荷牺牲寿命，不超过2倍,升压：铁-中-低-高,降压：铁-低-中-高,变压器接线形式,短路电压百分比值相等,断路器有灭弧能力，分合负荷及故障电流,第三章 简单电力系统的潮流计算,1、掌握基本概念与计算,同一电压等级,如何求电压降落,3、熟悉双端供电网的潮流计算方法,电压降落,不同电压等级时，归算问题,2、掌握开式网的潮流计算方法,已知：末端功率与电压，一步完成,力矩原理,电压损耗,电压偏移,如何求功率损耗,已知：末端功率，首端电压，二步完成,功率分点,4、熟悉环型网的潮流计算方法,单电压级按两端供电，强迫=0,多电压级有强迫功率,5、熟悉电力网潮流的调整与控制手段,第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法,1、掌握节点导纳矩阵的形成与修改,PQ节点,3、了解高斯塞德尔迭代法的原理与步骤,2、掌握潮流计算中节点的分类方法,PV节点,平衡节点,4、了解牛顿拉夫逊法的原理与步骤局部线性化,第五章 电力系统有功功率的最优分配与频率调整,1、掌握各类负荷的特点及调整方法,一次调频调速器调节,2、了解有功功率的最优分配原理等耗量微增率准则,频率与有功功率密切相关,3、掌握负荷及电源的频率静态特性及频率调节方法,二次调频调频器调节,三次调频经济分配,耗量特性及等微增率准则如果应如何调整机组出力,水、火电厂不计网损时：,水、火电厂计及网损时：,负荷,电源,有二次调频,为什么说只有一次调频是有差调节，二次调频可以做到无差调节，负荷变化时的频率计算 PL0 - PG0 = - ks f,4、了解互联系统的频率调整方法,第六章 电力系统的无功功率与电压调整,1、掌握无功电源的种类,发电机,2、了解无功功率的经济分布原理,电压与无功功率密切相关,3、掌握电压调节方法及概念,调相器,静止电容器,无功电源的最优分布等网损微增率,无功负荷的最优补偿最有网损微增率（容量确定、设备分布、顺序选择,电压偏移主要受什么影响,静止补偿器,中枢点电压调整方式逆(1.05-1.0)、顺(1.025-1.075)、常(1.02-1.05),电压调整方法,发电机调励磁,变压器调分接头及其计算,并联补偿调相机、静止补偿器、电容器补偿容量的计算,改变参数,调压与调频方法的差异,第七章 电力系统电磁暂态过程分析,1、了解电力网故障类型、产生原因、危害及预防措施,2、理解三相短路过渡过程分析分析方法,产生最大短路全电流的条件,短路冲击电流ich和冲击系数kch,1 kch 2,发电机母线时kch=1.9， ich =2.7 Idz,高压电网时kch=1.8， ich =2.55 Idz,什么条件下故障不会出现过渡过程,短路前空载,合闸电压初相角为零,纯电感电路,3、掌握三相短路电流计算的实用方法,重点是求交流电流初始值I,简单系统可用等值法求短路回路总电抗标幺值Xd*,计算短路电流时的一些简化假设条件,应用运算曲线可求任意时刻短路电流的周期分量,复杂系统可用叠加原理法，利用导纳矩阵求各个节点到短路点的转移阻抗Zif,无穷大系统的概念,4、掌握对称分量法原理并能形成各序网络,理解对称分量法原理及电力元件的各序参数,计算分量与合成短路电流,能画出电力系统的等值零序网路,5、会用称分量法原理分析各种不对称故障,理解各种故障的边界条件,会画各种故障的复合序网图,计算各序网中任意处各序电流、电压,例题1：三相短路电流的计算,如图所示的网络中，A，B，C为三个等值电源，其中SA750MVA，XA0.380，SB535MVA，XB0.304。C的容量和电抗不祥，只知装设在母线4上的短路器QF的断开容量为3500MVA。线路L1,L2,L3的长度分别为10、5、24km，电抗均为0.4/km。试计算在母线1三相直接短路时的起始次暂态电流和短路冲击电流。,B,解：,取SB=1000MVA，作系统等值电路如右图,确定电源C的等值电抗Xc，设故障发生在4母Q后，A，B电源供给的短路电流决定于如下的电抗,计算母线1短路时，整个网络对短路点的等值电抗：,短路瞬间，A,B两电源供给的短路功率为：,QF允许电源C供给的短路功率为：,Sc350013262174（MVA）,Xc至少为：,计算起始次暂态电流：,有名值为：,计算冲击电流有名值为：,6.5 简单线路如图所示，若变压器低压侧的母线电压偏移要求小于1%，试按电容器补偿和调相机补偿两种情况，分别选择变压器的分接头和无功补偿容量。（U1=112kV,变压器归算到110kV的阻抗为2+j35欧姆）,U1,U2,110+ 2*2.5%/6.3kV,Smax=28+j14MVA Smin=10+j6MVA,掌握：电容器作为补偿设备的特点及其计算； 调相机作为补偿设备的特点及其计算；,解：变电所的调压要求为常调压。 首先计算补偿前，最大负荷时变电所低压侧归算到高压侧的电压。Ujmax=Ui-(PjmaxR+QjmaxX)/Ui=112-(28*3+14*35)/112=106.875V,同理，Ujmin=109.8571V (1)补偿设备为电容器时： 按常调压要求，最小负荷时补偿设备全部退出，确定变压器分接头电压。 Utjmin=Ujmin*UNj/Ujmin=109.8571*6.3/6=115.35kV 选用110+2*2.5%抽头，即115.5kV电压,把抽头电压带入求取补偿容量，按最大负荷的调压要求确定补偿容量。 Qc=Ujcmax/Xij*(Ujcmax-UjmaxUNj/Utj )*Utj2/UNj2 =6.0/35*(6.0-106.875*6.3/115.5)*(115.5/6.3)2 =9.82KVar 校验电压偏移：最大负荷时补偿设备全部投入 Ujcmax=112-(28*3+(14-9.8214)*35)/112=109.9442kV U2max=109.9442*6.3/115.5=5.997kV 偏移：(6-5.997)/6=0.05% 最小负荷时电容器全部退出： U2min=109.857*6.3/115.5=5.992kV 偏移0.13% 所以符合要求,（2）当补偿设备为调相机时： 首先确定变比： -2Ujcmin*(kUjcmin-Ujmin )= Ujcmax*(kUjcmax-Ujmax ) k=18.1438 Utj=k*U2N=18.1438*6.3=114.306kV 选取110+2*2.5%抽头 按最大负荷选择调相机容量 Qc=Ujcmax/Xij*(Ujcmax-UjmaxUNj/Utj )*Utj2/UNj2 =6.0/35*(6.0-106.875*6.3/115.5)*(115.5/6.3)2 =9.82KVar 校验电压偏移：最大负荷时补偿设备全部投入，偏移：0.05% 最小负荷时欠激运行： Ujcmin=112-(10*3+(6+9.8214/2)*35)/112=108.32kV U2min=108.32*6.3/115.5=5.91kV 偏移1.52%。符合要求,谢谢观看！ 2020,