电力系统分析(完整版)

《电力系统分析(完整版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统分析(完整版)（98页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电力系统分析南京理工大学自动化学院系 电气工程系*1南京理工大学课程简介 什么是电力系统？ 电力系统工程学科包括哪些内容？ 学习电力系统分析课程要能完成什 么工作？三大计算：潮流短路稳定 Date2南京理工大学课程简介 课程内容 教学进度 考查方式 联系方法Date3南京理工大学课程内容 电力系统的基本概念 电网等值 电力系统潮流计算 电力系统运行方式的调整和控制 电力系统故障分析 电力系统稳定性分析Date4南京理工大学课程内容 先修课程 电路原理 电磁场 电机学 Date5南京理工大学教学进度 总学时数：5664 课堂教学：4852 实践环节：812 学时分配 电力系统的基本概念：23 电

2、网等值：810 电力系统潮流计算：1012 电力系统运行方式的调整和控制：10 电力系统故障分析：1012 电力系统稳定性分析：810Date6南京理工大学考查方式 教学部分 作业： 10% 考勤： 10% 闭卷考试： 60% 实践部分：20%Date7南京理工大学联系方法 授课教师：江宁强 办公室：基础实验楼338 电话：84315147 Email:Date8南京理工大学目录 第一章电力系统的基本概念 第二章电网等值 第三章电力系统潮流计算 第四章电力系统运行方式的调整和控制 第五章电力系统故障分析 第六章电力系统稳定性分析Date9南京理工大学第一章 电力系统的基本概念 1.1电力系统概

3、述 1.2我国的电力系统 小结Date10南京理工大学1.1 电力系统概述 1.1.1电力系统的形成和发展 1.1.2电力系统的组成 1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 1.1.4电力系统的基本参量和接线图 1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地 方式Date11南京理工大学1.1.1电力系统的形成和发展 电磁感应定律 法拉第，1831 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国 三相变压器和三相异步电动机 1891 直流电力系统和交流电力系统 爱迪生和西屋Date12南京理工大学1.1.2电力系统的组成 电力系统 发电厂、输电和配电网络、用户 电网、电力系统和动力系统 一次设备和二

4、次设备Date13南京理工大学1.1.3 电力系统的特点和运行 的基本要求 电力系统的特点 1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切 2 对电能质量的要求比较严格 3 电能不能大量储存 4 电力系统中的暂态过程十分迅速 运行的基本要求 1 可靠性 可以满足用户的用电需求：不断电，频率、电压、波形质量符合要求负荷按供电可靠性要求分为三类 2 安全性 保证系统本身设备的安全。要求电源容量充足，电网结构合理 3 经济性 %4 减小对环境的不利影响Date14南京理工大学1.1.4电力系统的基本参量、 接线图 衡量电力系统规模的基本参量 总装机容量额定有功功率之和 年发电量 最大负荷

5、 最高电压等级 接线图 地理接线图、电气接线图Date15南京理工大学1.1.5电力系统的接线方式和 中性点接地方式 接线方式 无备用接线 特点：简单、经济、运行方便灵活。供电可靠性差，电能质量差 有备用接线 特点：供电可靠，电能质量高运行操作和继电保护复杂，经济性差 中性点接地方式（小接地方式和大接地方式 ） 不接地 供电可靠性高，绝缘成本高。 110kv电网Date16南京理工大学1.2我国的电力系统（1） 4个发展阶段 195x：城市电网 196x：省网 19701990：区域电网 1990：区域电网互联 电力系统的规模 2004 400GW 2010 535GW 2020 790GWD

6、ate17南京理工大学1.2我国的电力系统（2） 电压等级（KV） 发电机 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0 用电设备 3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再发展） 3 企业内部 6、10配电电压（6用于高压电机负荷） 110、220:高压。110：区域网，中小电力系统主干线220：大电力系统主干线 330、500、750:超高压 750:特高压 提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路 电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增 加绝缘成本Date18南京理工大学1.2我国的电力系统（3）电力系统的电压与输电容量和输电距离线路电压(k

7、v)输送容量(MV) 输送距离(km) 6 0.10.2415 10 0.22.0620 35 2102050 110105050150 220100500100300 330200800200600 50010001500250850Date19南京理工大学1.2我国的电力系统（4） 额定电压：发电机、变压器、用电设备等正 常运行时最经济的电压 在同一电压等级中，电力系统的各个环节（ 发电机、变压器、电力线路、用电设备）的 额定电压各不相同。某一级的额定电压是以 用电设备为中心而定的。 用电设备的额定电压是其他元件的参考电压 。 用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动 输电线路的额定电压

8、为线路的平均电压UN(1+5%)+UN(1-5%)/2=UNDate20南京理工大学1.2我国的电力系统（5）发电机的额定电压 UN(1+5%) 变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压 ，以变比表示为 k= U1N / U2N v一次侧 直接与发电机相连： U1N = UN(1+5%)330kv, 300km架空线路、100km电缆线路 ）Date43南京理工大学分裂导线 采用分裂导线可增加导线的等值半径 电阻减小 电抗减小 电导减小Date44南京理工大学分裂导线 电纳增大 电晕临界电压增大Date45南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路 双绕组三相变压器 等值电路参数归算到变压器

9、的一侧，用哪一 侧的额定电压，结果就归算到哪一侧Date46南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路 三绕组三相变压器 用等值的Y/Y接线来分析，并用一相等值电路 来反映三相运行情况 额定容量比有三类： 100/100/100， 100/100/50， 100/50/100 各绕组的容量比按电压从高到低排列。三绕 组变压器的容量指容量最大的绕组的容量。 其他绕组的容量是相对于该绕组的容量而言 。Date47南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路 电阻 额定容量比为100/100/100时Date48南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路v上述的Pk与额定容量相对应。额定容

10、量 比为100/100/50，100/50/100时，厂方给 出的各绕组间铜耗指容量较小的绕组达 到本身的额定电流时的损耗，需归算到 额定容量下。Date49南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路v额定容量比为100/50/100 100/100/50Date50南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路 电抗（厂方一般提供已折算数据）Date51南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路 励磁支路导纳Date52南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电路 双绕阻单相变压器 铭牌给出的容量、损耗 都是一相的数值 ，计算参数时，要乘以3，UN仍用线电 压。 三绕阻单相变压器 与

11、双绕阻单相变压器一样，SN ,PK，P0 都乘以3，UN仍用线电压。Date53南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路 自耦变压器 等值电路与三绕阻变压器相同。第三绕 阻容量较小，一般短路数据未经折算。Date54南京理工大学2.3 变压器和电抗器的等值电 路 电抗器Date55南京理工大学2.4 电力网的等值电路 基本级 多电压级网中各元件处于不同的电压等级， 元件参数在所处电压等级求得，需归算到同 一个电压等级称为基本级K:向基本级一侧的电压/待归算一侧的电压Date56南京理工大学2.5 标么制 有名制与标么制 标么值=有名值/基准值 基准值 线电压和三相功率 相电压和单相功率D

12、ate57南京理工大学第二章小结 电力线路电阻、电抗、电导、电纳的物 理意义和计算方法。 线路电晕临界电晕电压的计算方法 变压器等值电路参数的计算方法。 多电压级网络参数和变量的归算方法 标么值的定义和计算方法Date58南京理工大学第三章电力系统潮流计算 3.1电力网的电压降落和功率损耗 3.2输电线路的运行特性 3.3简单网络的潮流计算 3.4 电力系统潮流的计算机算法 小结Date59南京理工大学3.1电力网的电压降落和功率 损耗3.1.1 电压降落 元件两端电压的相量差。 U1=U2+dU2U2=U1-dU1纵分量和横 分量Date60南京理工大学3.1电力网的电压降落和功率 损耗 电

13、压损耗 两端电压的数值差 电压偏移 实际电压余额定电压之差(百分比) 电压调整 线路末端空载电压与负载电压之差 功率损耗 阻抗支路 对地支路 线路变压器Date61南京理工大学3.2输电线路的运行特性 空载运行特性 忽略电阻和电导时线路末端电压高于始 端电压 输电线路的传输功率极限Date62南京理工大学3.2输电线路的运行特性因为没有有功功率损耗，所以线路输送的有功 功率无功功率（忽略第一式的横分量）Date63南京理工大学3.2输电线路的运行特性 提高线路输送能力的途径 提高线路的电压等级 v代价大 减小线路的电抗 v分裂导线 v串联电抗器Date64南京理工大学3.3简单网络的潮流计算

14、辐射型网络 例 简单环形网络 循环功率的计算 例Date65南京理工大学3.4电力系统潮流的计算机算 法 3.4.1 网络方程式 节点电压方程：方程个数少于回路个数 节点类型： PQ,PV,平衡节点 节点导纳矩阵：n节点系统 nxn矩阵 功率平衡方程：求有功、无功功率偏差 牛顿-拉夫森法：在解附近二次收敛 修正方程： 求节点电 压修正量Date66南京理工大学第三章小结 本章的重点内容为 电压降落、电压损耗、电压偏移、电压 调整、运算负荷功率、运算电源功率等 概念 电力线路和变压器中电压降落和功率损 耗的计算 辐射型网和简单环网的潮流分布计算 牛顿-拉夫森法计算复杂电力系统潮流Date67南京

15、理工大学第四章 电力系统运行方式 的调整和控制 4.1电力系统有功功率和频率调整 4.2电力系统无功功率和电压调整 小结Date68南京理工大学4.1电力系统有功功率和频率调整 有功功率和频率调整的基本概念 电力系统的频率特性 电力系统的频率调整 各类发电厂的合理组合 电力系统有功功率的经济分配Date69南京理工大学4.1.1有功功率和频率调整的基本概念 频率变化对电力系统的影响 频率与有功功率平衡 有功负荷的变化及其调整 备用容量Date70南京理工大学4.1.2电力系统的频率特性 负荷的P-f静态特性 发电机组的P-f静态特性 电力系统的P-f静态特性Date71南京理工大学4.1.3电力系统的频率调整 频率的一次调整 频率的二次调整 互联系统的频率调整Date72南京理工大学4.1.4各类发电厂的合理组合 各类发电厂的特点 各类发电厂在日负荷曲线上的负荷分配Dat