电力系统分析总结.docx
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电力系统分析总结
电力系统分析总结
篇一：
电力系统分析考点总结（吐血整理）
电力系统分析考点总结
第三章
理想同步电机
1，忽略磁路饱和，磁滞，涡流等影响，假设电机铁芯部分的导磁系数为常数；2，电机转子在结构上对于纵轴和横轴分别对称；
3，定子的a，b，b三相绕组的空间位置互差120度电角度，在结构上完全相同，他们均在气隙中长生正弦分布的磁动势；
4，电机空载，转子恒速旋转时，转子绕组的磁动势在定子绕组所感应的空载电势是时间的正弦函数；
5，定子和转子的槽和通风沟不影响定子和转子的电感，即认为电机的定子和转子具有光滑的表面。
假定正向的选择
定子回路中，定子电流的正方向即为由绕组中性点流向端点的方向，各相感应电势的正方向和相电流的相同，向外电路送出纵向相电流的极端相电压是正的。
在转子方面，各个绕组感应电势的正方向与本绕组电流的正方向相同。
向励磁绕组提供正向励磁电流的外加励磁电压是正的。
两个阻尼回路的外加电压均为零。
帕克变换
目的（为何进行）：
在磁链方程中许多电感系数都是随转子角a而周期变化。
转子角a又是时间的函数，因此，一些自感系数和互感系数也是将随时间而周期变化。
若将磁链方程式带入电磁方程式，则电磁方程将成为一组以时间的周期函数为系数的微分方程。
这类方程组的求解是颇为困难的。
为了解决这个困难，可以通过坐标变换，用一组新的变量代替原来的变量，将变系数的微分方程变换成为常系数微分方程，然后求解。
物理意义：
采用派克变换，实现从a，b，c坐标系到d，q，o坐标系的转换，把观察者的立场从静止的定子上转到了转子，定子的三相绕组被两个同转子一起旋转的等效dd绕组和qq绕组所代替，变换后，磁链方程的系数变为常说，大大简化计算
同步电机基本方程的实用化中采用了哪些实用化假设？
其实用化范围是什么？
基本方程的实用化中采用了以下实用化假设
（1）转子转速不变并等于额定转速。
（2）电机纵轴向三个绕组只有一个公共磁通，而不存在只同两个绕组交链的漏磁通。
为了便于实际应用，还可根据所研究问题的特点，对基本方程作进一步的简化。
（3）略去定子电势方程中的变压器电势，即认为ψd=ψq=0，这条假设适用于不
计定子回路电磁暂态过程或者对定子电流中的非周期分量另行考虑的场合。
（4）定子回路的电阻只在计算定子电流非周期分量衰减时予以计及，在其他计算中则略去不计。
上述四项假设主要用于一般的短路计算和电力系统的对称运行分析。
第四章
1.节点导纳矩阵的主要特点。
（1，导纳矩阵的元素很容易根据络接线图和支路参数直观地求得，形成节点导纳矩阵的程序比较简单2，导纳矩阵是稀疏矩阵，它的对角线元素一般不为零，但在非对角线元素中则存在不少零元素。
）节点导纳矩阵的修改
1，从络的原有节点i引出一条导纳为yik的支路，同时增加一个节点k。
由于节点数加一，导纳矩阵将增加一行一列。
新增的对角线元素Ykk=Yik。
新增的非对角元素中，只有Yik=Yki=-yik，其余的元素都为零。
矩阵的原有部分，只有节点i的自导纳应增加△Yii=yik。
2，在络的原有节点i，j之间增加一条导纳为yij的支路。
由于只增加支路不增加节点，故导纳矩阵的阶次不变。
因而只要对于节点i、j有关的元素分别增添以下的修改增量即可△Yii=△Yjj=yij,△Yij=△Yji=-yij其余的元素都不必修改。
3，在络的原有节点i、j之间切除一条导纳为yij的支路。
这种情况可以当作是在i、j节点间增加一条导纳为一yij的支路来处理，因此，导纳矩阵中有关元素的修正增量为△Yii=△Yjj=-yij,△Yij=△Yji=yij。
第五章
同步发电机突然三相短路的物理过程
电力系统发生短路故障时，大多数情况下作为电源的同步发电机不能看成无限大容量，其内部也存在暂态过程，因而不能保持其端电压和频率不变。
所以一般在分析和计算电力系统短路时，必须计及同步发电机的暂态过程。
由于发电机转
子的惯量较大，在分析短路电流时可以近似地认为发电机转子保持同步转速，只考虑发电机的电磁暂态过程。
同步发电机稳态对称运行时，电枢磁势的大小不随时间而变化，在空间以同步速度旋转，由于它与转子没有相对运动，因而不会在转子绕组中感应出电流。
但是于电感回路的电流不能突变，定子绕组中必然有其它自由电流分量产生，从而引起电枢反应磁通变化。
这个变化又影响到转子，在转子绕组中感生出电流，而这个电流又进一步影响定子电流的变化。
定子和转子绕组电流的互相影响是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点，同时这种定、转子间的互相影响也使暂态过程变得相当复杂。
非周期分量出现的原因、非周期分量取得最大值的条件及三相非周期分量电流起始值的关系
答：
非周期分量是为了维持短路瞬间电流不变而出现的自由分量；非周期分量取得最大值的条件是短路前空载，短路发生在电压瞬时值过零瞬间（在不计各元件电阻情况下）；三相非周期分量的起始值不同，如果短路前空载，则有三相非周期分量起始值之和为零，因为它们分别等于短路后瞬间各自所在相周期分量瞬时值的负值，由于三相周期分量对称，其瞬时值之和为零，所以三相非周期分量起始值之和为零。
分析同步发电机三相短路时假定发电机磁路不饱和的目的是什么？
答：
当磁路不饱和时，发电机的各种电抗为常数，发电机的等值电路为等值电路，这就为分析中应用迭加原理创造了条件。
同步发电机机端突然三相短路时，定子绕组电流中包含哪些电流分量？
转子励磁绕组中包含哪些电流分量？
阻尼绕组中包含哪些电流分量它们的对应关系和变化规律是什么？
答：
定子电流中包含基频周期分量、非周期分量和倍频分量；转子励磁绕组中包含强制直流分量、自由非周期分量和基频交流自由分量；d轴阻尼绕组中包含非周期自由分量和基频交流自由分量；q轴阻尼绕组中仅包含基频交流分量。
定子绕组中基频周期分量电流与d轴阻尼绕组、励磁绕组中的非周期分量相对应，并随着转子励磁绕组中非周期自由分量和d轴阻尼绕组中非周期分量的衰减而最
终达到稳态值（与转子励磁绕组中强制直流分量相对应）；定子绕组中非周期分量和倍频分量与转子励磁绕组、阻尼绕组中的基频交流分量相对应，并随着定子绕组非周期分量和倍频分量衰减到零而衰减到零。
同步发电机原始磁链方程中出现变电感系数的主要原因？
解决方法？
答：
（1）转子的旋转是定，转子绕组间产生相对运动，在凸极机中有些磁通路径的磁导也随着转子的旋转作周期性变化，致使定，转子绕组间的互感应系数随着转子位置发生周期性变化。
（2）转子在磁路上致使分别对于d轴和q轴对称而不是随意对称的。
转子的旋转也导致定子各绕组的自感和互感的周期性变化。
解决方法：
由于电机在转子的纵轴向和横轴向的磁导都是完全确定的，为了分析电枢磁势对转子磁场的作用，可以采用双反应理论把电枢磁势分解为纵轴分量和横轴分量，这就避免了在同步电机稳态分析中出现变参数的问题。
同步电机发生三相突然短路时，定子，转子绕组中各长生哪些电流分量，它们之间的关系如何，各按什么时间常数衰减
同步电机发生三相突然短路时，定子绕组中将产生基频自由电流，非周期电流，倍频电流三种自由电流分量以及稳态短路强制分量；转子绕组除了有励磁电压产生的励磁电流这种强制分量外，还会相对产生自由直流和基频交流两种自由电流分量。
这些电流分量的分析是以磁链守恒原则为基础的。
在短路产生后，定子绕组中将同时出现2种电流：
一种是基频电流，产生一个同步旋转地磁势对定子各相绕组产生交变磁链，用以抵消转子主磁场对定子各相绕组产生的交变磁链；另一种是直流，共同产生一个在空间静止的磁势，它对各相绕组分别产生不变的磁链，这样维持定子三相绕组的磁链初值不变。
当转子旋转时，由于转子纵轴向和横轴向的磁阻不同，只有在恒定磁势上增加一个适当磁阻变化的具有两倍同步频率的交变分量，才可能得到不变的磁通。
因此，定子三相电流中，还应有两倍同步频率的电流，与直流分量共同作用，才能维持定子绕组的磁链初值不变。
突然短路后，定子电流将对转子产生强烈的纯去磁性的电枢反应。
为了抵消电枢反应的影响，维持磁链不变，励磁绕组将产生一项直流电流。
定子电流倍频分量所产生的两倍同步速的旋转磁场，也对转子绕组产生同步频率的交流磁链。
为了抵消定子直流和倍频电流产生的电枢反应，转子绕组中将出现同步频率的电流。
转子绕组中的这项基频电流也要反作用于定子。
各种自由电流分量将随着时间逐步衰减，对于无阻尼绕组的电机和有阻尼绕组电机其衰减的时间常数有所不同。
对于无阻尼绕组同步电机，定子自由电流的非周期分量按定子绕组的时间常数Ta衰减，同它有依存关系的定子电流倍频分量以及转子电流的基频分量也按照同一时间常数衰减；励磁绕组的自由电流以及同它有依存关系的定子基频电流的自由分量按照励磁绕组的时间常数Td’衰减。
对于有阻尼绕组同步电机，定子自由电流的非周期分量按定子绕组的时间常数Ta衰减，同它有依存关系的定子电流倍频分量以及转子个绕组中基频电流的也按照同一时间常数衰减；定子横轴基频电流的自由分量同横轴阻尼绕组的自由直流对应，按照横轴阻尼绕组的时间常数Tq’衰减；定子纵轴基频电流的自由分量同励磁绕组和纵轴阻尼绕组的自由直流对应，可以近似分为按不同的时间常数衰减的两个分量，其中迅速衰减的分量称为次暂态分量，时间常数为Td’’，衰减比较缓慢的分量称为暂态分量，其时间常数为Td’,且有Td’>>Td’’。
第十一章
潮流计算三种节点PQ节点注入有功功率Pi和无功功率Qi是给定的。
相当于实际电力系统中的一个负荷节点，或有功和无功功率给定的发电机母线。
通常变电所都是这一类型的节点。
PV节点（电压控制母线）有功功率Pi和电压幅值Ui为给定。
这种类型节点相当于发电机母线节点，或者相当于一个装有调相机或静止补偿器的变电所母线。
一般选择有一定无功储备的发电厂和具有可调无功电源设备的变电所为PV节点。
平衡节点用来平衡全电的功率。
平衡节点的电压幅值Ui和相角δi是给定的，通常以它的相角为参考点，即取其电压相角为零。
一个独立的电力中只设一个平衡节点。
一般选主调频发电厂为平衡节点。
雅克比矩阵的特点：
1矩阵中各元素是节点电压的函数,在迭代过程中,这些元素随着节点电压的变
篇二：
《电力系统分析》_总结（概念、公式、计算）
1.电力系统各级的平均电压：
，，，，37，115，230，345，525（kV）2.电压降落的纵分量电压降落的横分量
3.电力络的简化方法：
等值电源法，负荷移置法，星变换4.节点分类：
PQ节点，PV节点，平衡节点
5.电力系统无功率电源：
同步发电机、调相机、静电电容器、静止补偿器。
6.调压措施：
发电机调压、改变变压器的变比调压、利用无功补偿设备调压。
7.中枢点调压方式：
逆调压、顺调压、常调压。
8.中性点接地方式：
直接接地、不接地、从属于不接地方式的经消弧线圈接地。
9.电晕影响：
消耗有功功率、泄漏电流。
阻尼绕组的作用：
电力系统的扰动起到阻尼的作用。
10.变压器参数：
电阻、电抗、电导、电纳。
11.极限切除角：
加速面积等于最大可能减速面积时对应的切除角。
12.短路冲击电流：
短路电流的最大可能瞬时值。
13.电压降落：
指串联阻抗元件首末两端电压的向量差。
14.电力系统：
指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。
15.电力系统运行的基本要求：
①保证可靠的持续供电②保证良好的电能质量③保证系统运行的经济性。
16.调整潮流的手段有：
串联电容（抵偿线的感抗）、串联电抗（限流）、附加串联加压器。
17.短路：
指电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间连接。
18.短路的类型：
三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路。
19.无功负荷的无功特性：
分串联之路和并联之路。
20.闭式电力络分类：
简单环式、两端供电式络。
21.电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同：
络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差，即；把两点间电压绝对值之差称为电压损耗，用表示，；电压偏移是指络中某点的实际电压同络该处的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。
若某点的实际电压为V，该处的额定电压为，则用百分数表示的电压偏移为，电压偏移（%）
22.潮流方程中节点的分类及相应的定义：
⑴节点可分为：
PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型。
（2）各类节点介绍：
①PQ节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压（V，δ）是待求量；②PV节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位δ是待求量；③平衡节点在潮流分布算出以前，络中的功率损失是未知的，因此，络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡。
23.潮流计算的基本步骤：
①形成节点导纳矩阵②设定节点电压的初值③将各节点电压初值代入求得修正方程式中的不平衡量④将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素⑤求解修正方程式，求得各节点电压的增量⑥计算各节点电压的新值，返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。
⑦最后计算平衡节点功率和线路功率、损耗。
24.降低损的技术措施：
①提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率；②改善络中的功率分布；③合理地确定电力的运行电压水平；④组织变压器的经济运行；⑤对原有电进行技术改造。
25.等面积定则：
发电机受大扰动后转子将产生相对运动,当代表动能增量的加速面积和减速面积大小相等时，转子动能增量为零，发电机重新恢复到同步速度
26.引起电力系统大扰动的主要原因：
①负荷的突然变化，如投入或切除大容量的用户等②切除或投入系统的主要元件，如发电机、变压器及线路等③发生短路故障，短路故障扰动最严重，作为检验系统是否具有暂态稳定的条件。
27.三相短路电流计算机算法的基本步骤：
①输入数据；②形成节点导纳矩阵；③应用节点导纳矩阵计算点的自阻抗、互阻抗Z1k,…Zkk,…Znk。
④计算短路点的三相短路电流
3.线路的电压损耗是指：
线路始末两端电压的向量差。
4.电力系统的潮流分布主要是研究电压和功率的分布。
8.电力系统稳定性可分为静态稳定和暂态稳定。
9.系统中功角δ指的是空载电势Eq和无限小系统母线电压U的夹角。
10.在我国110kv以上电力系统的中性点运行方式一般为中性点直接接地方式。
11.电力系统的电纳主要是指相与相间的电容和相与地之间的电容所决定的。
12.电力系统的频率调整可分为一次调整二次调整和三次调整。
13.把在环中由于表压器变比不匹配二产生的功率称为循环功率。
14.双绕组的分接头在高压侧。
简答
1.什么是负荷最大利用小时数？
答：
全年负荷所消耗的电能w与全年最大负荷Pmax相比可得年最大负荷利用小时数Tmax。
2.提高电力系统静态稳定措施a采用自动调节励磁装置b.减小元件的电抗c.改善系统的结构和采用中间补偿的设备。
3.静止补偿器：
短路故障发生在空载α-φ=90时短路电流的最大瞬时值。
4.简单闭式络主要有哪两种类型，其潮流计算的主要步骤：
答：
闭式电力络分为简单环式络和两端供电络。
步骤：
a假设全为额定电压，计算出各个发电厂变电所的运算负荷和运算功率以得到所有串联阻抗的简化的等值电路b假设全为额定电压且不考虑各元件中的功率损耗，计算络的功率分布c将闭式络分解为两个开始络，分别接开式络的方法进行计算，得到最终结果。
绕组变压器等值电路：
2.派克变换
:
idiqi0
cos
2
sin312
cos（120）sin（120）
12
cos（120）
sin（120）
12
ia
ibic
3.发电机功率特性：
4.短路电流的最大有效值
5.短路全电流的最大有效值
Iim
6.冲击电流
7.三绕组变压器容量折算
PS（
jk）
P'S（
jk）
（
SN
min（S
jN
U
S（jk）
,SkN）SN
）
2
%U'S（
jk）
%（
8.
简单络的潮流计算方法（开式、闭式）
jN
min（S
,SkN）
）
dU
P'1RQ'1X
U1
j
P'1XQ'1R
U1
U1jU1
US
U1UU
N
2
YT
P0j
I0%100
SN
9.功率自然分布：
23
Sa
（ZZ
34
Z）S2
23
34
S3
U）U（UabN
23
'SSac
Z12ZZ
34
Z12Z
）S3
Z
34
S
b
（Z12ZZ12S2
23
23
U）*U（UabN
23
'SSbc
Z12ZZ
34
Z12ZZ
34
10.、互联系统调频：
fP
（PDAPGA）（PDBPGB）
K
A
K
PDPGK
A
B
K
B
AB
K
A
（PDBPGB）K
K
A
BB
（PDAPGA）
K
11.如果在某一切除角时，最大可能的减速面积与加速面积大小相等，则系统将处于稳定的极限情况，大于这个角度切除故障，系统将失去稳定。
这个角度成为极限切除角。
应用等面积定则可确定
clim
（P0PmIIsin）d
cr
clim
（P0PmIIIsin）d0
整理得:
climarccos
P0（cr0）PmIIIcoscrPmIIcos0
PmIIIPmII
0arcsin
P0PmⅢ
初始角:
0arcsin
P0PmⅠ
临界角:
21.习题9-1：
某系统典型日负荷曲线如题图所示，试计算：
日平均负荷；负荷率k，最小负荷系数以及峰谷差
m
a
Pm
。
解：
（1）日平均负荷
pav
70250480210048029041204702
24
MW85MW
（2）负荷率
km
PavPmax
85120
（3）最小负荷系数（4）峰谷差P
m
a
PminPmax
50120
70MW
PmaxPmin（12050）MW
某工厂用电的年待续负荷曲线如题图9-3所示。
试求：
工厂全年平均负荷，全年耗电量及最大负荷利用小时数Tmax。
解：
（1）全年平均负荷
pav（y）
10020XX603000403760
8760
MW
（2）全年耗电量
W
87600
Pdt（10020XX603000403760）10
8
3
kWh
10kWh
（3）最大负荷利用小时数
Tmax
1Pmax
87600
Pdt
WPmax
1010010
3
8
h5304h
一条100KV架空输电线路，长100km，r
o
/km
x
o
/km
忽略线
路对地电容，已知线路未端运行电压VLD=105kV，负荷PLD=42MW，cosφ=。
试计算：
（1）输电线路的电压降落和电压损耗；
（2）线路阻抗的功率损耗和输电效率；（3）线路首端和未端的电压偏移。
解：
R
QLDPLDtanPLD
100Ω
X100
2
40Ω
coscos
2
42
ΔV
PLDRQ
VLD
LD
X
4240
105
V
PLDXQLDR
VLD
4240
105
电压降落：
VV
LD
VjV
V1（VLDΔV）
2
V
2
（105）
2
2
电压损耗：
V1VLD105
（2）功率损耗
PIR
2
PLDQLD
VLD
2
22
R
42
2
2
2
QIX
2
PLDQ
V
2
LD
2
2LD
X
42
2
2
2
40
输电效率：
PLD
PLDΔP
100%
4242
100%%
（3）未端电压偏移：
首端电压偏移：
105110
110
100%%
110
110
100%%
例12-3降压变压器及其等值电路示于图（a）、（b）。
已知在最大和最小负荷时通过变压器的功率分别为Smax=（28＋j14）MVA和Smin=（10＋j6）MVA，高压侧的电压分别为V1max＝110kV和V1min＝113kV。
要求低压母线的电压变化不超出（6～）kV的范围，试选择分接头。
S
110±2*%/
S
（
篇三：
《电力系统分析》基础知识点总结
电力系统分析基础
目录
稳态部分
一．电力系统的基本概念
填空题
简答题
二．电力系统各元件的特征和数学模型
填空题
简答题
三．简单电力络的计算和分析
填空题
简答题
四．复杂电力系统潮流的计算机算法
简答题
五．电力系统的有功功率和频率调整
1．电力系统中有功功率的平衡
2．电力系统中有功功率的最优分配
3．电力系统的频率调整
六．电力系统的无功功率和频率调整
1．电力系统的无功功率平衡
2．电力系统无功功率的最优分布
3．电力系统的电压调整
暂态部分
一．短路的基本知识
1.什么叫短路
2.短路的类型
3.短路产生的原因
4.短路的危害
5.电力系统故障的分类
二．标幺制
1.数学表达式
2.基准值的选取
3.基准值改变时标幺值的换算
4.不同电压等级电中各元件参数标幺值的计算
三．无限大电源
1.特点
2.产生最大短路全电流的条件
3.短路冲击电流im
4.短路电流有效值Ich
四．运算曲线法计算短路电流
1．基本原理
2.计算步骤
3.转移阻抗
4.计算电抗
五．对称分量法
1.正负零序分量
2.对称量和不对称量之间的线性变换关系
3.电力系统主要元件的各序参数
六．不对称故障的分析计算
1.单相接地短路
2.两相短路
3.两相接地短路
4.正序增广络
七．非故障处电流电压的计算
1.电压分布规律
2.对称分量经变压器后的相位变化
稳态部分
一
一、填空题
1、我国国家标准规定的额定电压有、、、、、、
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