电力系统分析(上)复习资料

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1、电力系统分析（上）复习提纲一.概念1. 电力系统的定义。答：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。2. 电力生产的主要特点（电力系统运行的特点）答：（1）电能不能大量存储；（ 2）电力系统的暂态过程非常短促；（ 3）与国民经济的各部门紧密相关。3. 对电力系统的基本要求。答：安全、优质、经济地向用户供电及电能生产还必须符合环境保护标准。（1 ）保证安全可靠的供电；（2 ）要有合乎要求的电能质量；（3 ）要有良好的经济性； （4 ）尽可能减小对生态环境的有害影响。4. 无备用网络和有备用网络分别包括哪几种接线形式，分别适合什么情况和什么负荷类型的供电。答：无

2、备用网络包括：放射式、干线式、树状式，无备用接线只适用于向第三类负何供电。有备用网络包括：双回放射式、双回干线式、环网、两端供电式，有备用接线适用于第一类和第二类负荷供电。5. 变压器的主要参数包括哪几个，掌握参数计算公式和等值电路。答：变压器主要参数包括：电阻 、电抗 、电导 、电纳 、变压比TRTXTGTBTK变压器的等值电路， ， ， ，3210NsTSVPR3210%NSTVXSVPGNoT3210SVIBNoT3210%NTVK216. 线路的主要参数包括哪几个，掌握参数计算公式和等值电路。答：线路的主要参数有：电阻 、电抗 、电纳 、长度rxbl单位长线路的一相等值电路， ， ，S

3、r/sbeqDxlg145.0610l58.7rqe 12ln0sDl7. 分裂导线的特点和优点。答：分裂导线可以增大等值半径，从而提高电晕临界电压，减小电晕损耗、减小电抗、增大电纳。8. 有名单位制和标幺制的概念。答：在一般的电路计算中，电压、电流、功率和阻抗的单位分别用 V，A ，W， 表示，这种用实际有名单位表示物理量的方法称为有名单位制所谓标幺制，就是把各个物理量均用标幺制来表示的一种相对单位制。标幺制（per unit）电路计算中各物理量和参数均以其有名值与基准值的比值表示的无量纲体制。9. 标幺值的计算公式，为什么要采用标幺制？答： )(与 有 名 值 同 单 位基 准 值 任 意

4、 单 位实 际 有 名 值标 幺 制 采用标幺制：（1）易于比较电力系统各元件的特性及参数。 （2）简化计算公式。 （3）简化计算工作。10. 单相系统和三相系统基准值的选取必须满足的方程式答：单相电路基准值的选取必须满足的方程式 BpIVSZ三相电路基准值的选取必须满足的方程式 BBI311. 单相系统和三相系统标幺值的计算公式答：单相系统标幺值的计算公式： ， ；三相系统标幺值的计算公式： ，*IZVp*VSp *IZV*IVS12. 同步电机的基本方程包括 d,q,0 坐标系下同步电机的 电势方程和磁链方程。 （填空）13. 派克变换的概念和物理意义。答：从物理意义上理解，它将观察者的角

5、度从静止的定子绕组转移到随转子一同旋转的转子上定子绕组自、互感，定、转子绕组间互感变成常数，简化同步电机的原始方程。14. 节点导纳矩阵的主要特点。答：（1）节点导纳矩阵的元素很容易根据网络接线图和支路参数直观地求得。 （2）节点导纳矩阵是稀疏、对称矩阵 15. 节点导纳矩阵中自导纳和互导纳的物理意义。Yii 节点 i 自导纳，等于与 i 相连所有支路导纳之和；Yij 节点 i， j 间的互导纳，等于节点 i， j 间支路导纳的负值16. 短路的概念。答：所谓短路是指一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。17. 短路的类型。答：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相接地短路。18.

6、 短路的危险后果。答：（1）短路点附近的支路中出现大电流；（2）系统电压大幅度下降，影响用户；（3）短路点距电源不远，持续时间长；（4）不对称短路：不平衡电流19. 短路计算的目的。答：（1）电气设备的选择，断路器，互感器，母线，电缆，瓷瓶等；（2）继电保护和自动装置的配置；（3）设计和选择发电厂和电力系统电气主接线；（4）电力系统暂态稳定计算，短路对用户工作的影响20. 同步发电机发生短路电流最大的时间和条件。答：短路电流的最大瞬时值在短路发生后约半个周期出现，若频率为 50HZ 时，这个时间约为短路发生后 0.01s。条件：（1）电路原来处于于空载状态，短路恰好发生在短路周期电流取幅值的时

7、刻。 （2）相当于短路发生在电源电势刚好过零值。21. 短路冲击系数的选取范围和取值。答：短路冲击系数的变化范围是 。发电机电压母线：1.9，发电厂高压侧母线：1.85，其它地点：1.821imk22. 互阻抗（节点阻抗矩阵）和转移阻抗的概念有何区别答：节点 单独注入电流 时，在节点 产生的电压 与 电流之比即等于节点 、 之间的互阻抗 ；iiIjiViIijjiZ节点 单独施加电势 时，该电势与其节点 产生的短路电流 之比即等于节点 、 之间的转移阻抗 ；iEji ji它们的区别是：确定互阻抗时，采用的是某节点的注入电流和另一节点的电压。确定转移阻抗时，采用的是某节点的施加电势和另一节点的短

8、路电流。二.计算习题 1-2 电力系统的部分接线示于题图 1-2，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。试求：（1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；（2）各变压器的额定变比；（3）设变压器 T-1 工作于+5抽头、T-2、T-4 工作于主抽头， T-3 工作于2.5抽头时，各变压器的实际变比。解（1）发电机： ，比同电压级网络的额定电压高 5%10.5kVGN变压器 T-1 为升压变压器： ，等于发电机额定电压； ，比同电压级网络的额定电压高.2 24kVN110%变压器 T-2 为降压变压器： ，等于同电压及网络的额定电压； 和 ，分别0kN1 1238.5kVN比同电压级网

9、络的额定电压高 10%。同理，变压器 T-3： 和 。变压器 T-4： 和 。35VN1N2 0kVN1N2(2) T-1： 048./24T1kT-2： ， ，)( 74.538/03)T2(1k 143.58/3)T2(kT-3： ，T-4：1.3/5T3Nk 14N（3）T-1： .5.0/)(1T-2： ， ，82/2)T(k 74.538/203)T(1k 143.58/123)2(TkT-3： ，./3).314例 2-6 已知 ， 试求出图中变压器不含励磁支路的型等值电路。)52.63j08.4(TZ10/k解：变压器阻抗折算到高电压侧时，含理想变压器的等值电路示于图，因此图中各

10、支路阻抗为，)52.63j408.(1052.63j8.4kZT ).0587j43.(10-52.63j8.41kZT).70j.()-(.j.)(T例 2-8 试计算如图所示输电系数各元件电抗的标幺值。已知各元件的参数如下，发电机 SG(N)=30MVA，V G（N）=10.5kV，X G（N） =0.26；变压器 T-1 ST1(N)=31.5MVA，V S%=10.5，k T1=10.5/121；变压器 T-2 ST2(N)=15MVA，V S%=10.5，k T2=110/6.6；电抗器 VR(N)=6kV，I R(N)=0.3kA，X R%=5；架空线路长 80km，每公里电抗为0

11、.4；电缆线路长 2.5km，每公里电抗为 0.08。解：首先选择基准值，取全系统的基准功率 SB=100MVA。12kV/5.10V)(B)B( k 7.26kV(10/.)2kV)6./10()2/5.0()(B)()B)()()( k各元件电抗的标幺值为 87.13.26.0VSX2)B(G(N)2(B)*G()*1 x 3.05.5.10%22)(T1()2ST()*2 .084.22)B(L()*3 x 58.0215.1VS10X2)B(T2(N)ST2()*4 9.6.7303%22)(R()*R(B)5 Ix38.026.71508.VSX2)B(C()*6 x例 6-2 在例

12、 2-8 的电力系统中，电缆线路的未端发生三相短路，已知发电机电势为 10.5kV。试分别按元件标幺值计算短路点的电流的有名值。解：取 SB=100MVA， ( ， ， )avBVk5.10)BkV15)B(k3.6)B(， 87.326.0.GN1 dx .051S0%T1(N)1T2 x，4.1584.VSX22)B(L3 7.XT2BT2 ，46.13.060S310%22)B(R(N)R5 Ix 54.3.18.VX22)B(C6 10.67.043.87.0， ，15.1BE24.I*Xf kA24.36104.V3I)(B* ffS例 3-2 已知同步电机的参数为： ， ， 。试求

13、在额定满载运行时的电势 和 。0.1dx6.q85.0cosqEQ解：用标幺值计算，额定满载时 V=1.0，I=1.0（1）先计算 。由图的相量图可得QE 41.)85.06()53.061()cos()sinV( 2222Q IxIxqq（2）确定 的相位，相量 和 间的相角差E，EQV2153.0618sincoarctgIxVartgq和 的相位差为：，EQI 538.06cosinarctgVIxtq(3)计算电流和电压的两个轴向分量，8.053sin)sin(IId .os)(IIq，621V 93021cosn（4）计算空载电势 ：qE 7.18)6.(4.)( dqdQIxE1x

14、23x45x6例 4-1 某电力系统的等值网络示于。 各元件阻抗、导纳均以标幺值标于图中，求节点导纳矩阵。解： 3.0.1jjY7.15.13jKT6.0.2jjY49.305.1.24 jjKT 7.358.10.5.1.8.5.023 jjjjjY 13 1.38.0.8.034 jjY64.275.3.135 jj015.2.0453312.80.10iiiiY习题 4-1 系统接线示于题图 4-1，已知各元件参数如下：发电机 G-1：S N=120MVA ， ；G-2 ：S N=60MVA ， 。变压器 T-1：S N=120MVA， ；T-2：S N=60MVA， 。线路参数： ，

15、。线路长度 L-1：120km，L-2：80km，L-3：70km。取SB=120MVA，V B=Vav，试求标幺制下的节点导纳矩阵。解：选 ， ，采用标幺参数的近似算法，即忽略各元件的额定电压和相应电压级的 的差AMV201SBavB avV别，并认为所有变压器的标幺变比都等于 1。（1）计算各元件参数的标幺值， 23.01.SG1NBdxX 28.0614.SG2NBd2 xX， 5.5.0%VT1T1 .5.10%VT2T2， 43.024.S2avB1lxXl 01852.1208.SB26Bav1 bl， 9.1835.012 ll 3.5.21ll， 254.074.133lXl 018.2708.1133 ll（2）计算各支路导纳。 j4.3780.2jjd110yj.51.jXjd220j9.240.jj1T3yj.76.jjXT224j2.90.4351jj134