(完整word版)電力系統(tǒng)分析速記原版1-10

1、電力系統(tǒng)分析速記版一、電力系統(tǒng)基本概念掌握 ：3 個(gè)概念 5 大參量 5 個(gè)特點(diǎn) 8 字要求 4 點(diǎn)優(yōu)越 2 種接線 3 類額壓 3 種方式( 一 ) 、電力系統(tǒng)組成( 3 個(gè)概念 )1、電力系統(tǒng) ：發(fā)、輸、變、配、用電全過程2、電力網(wǎng) ：升壓變壓器 ( 變電所 )+ 輸電線路3、動(dòng)力系統(tǒng) ：電力系統(tǒng)+ 動(dòng)力部分 ( 原動(dòng)機(jī) )原動(dòng)機(jī)：鍋爐、汽輪機(jī)( 火) 、水庫(kù)和水輪機(jī)( 水 ) 、反應(yīng)堆 ( 核 )( 二 ) 、電力系統(tǒng)基本參量( 5 大參量 )1、總裝機(jī)容量：指電力系統(tǒng)中實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率 的總和。 kW/MW/GW2、年發(fā)電量 ：指電力系統(tǒng) 所有 發(fā)電機(jī)組 全年實(shí)際 發(fā)出電

2、能 的總和。 kWh/MWh/GWh/TWh3、最大負(fù)荷 ：指規(guī)定時(shí)間內(nèi)，電力系統(tǒng) 總有功功率 負(fù)荷的 最大值 。 kW/MW/GW4、額定頻率 ：按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國(guó)所有交流 電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz。5、最高電壓等級(jí) ：是指電力系統(tǒng)中最高電壓等級(jí)電力線路 的額定電壓 。kV( 三 ) 、電力系統(tǒng)特點(diǎn) ( 5 個(gè)特點(diǎn) )1、電能與 生產(chǎn)、生活 密切相關(guān)。2、電能不能大量 儲(chǔ)存 。3、電能的生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)的連續(xù)性 。4、暫態(tài)過程的 短暫性 。5、對(duì) 電能質(zhì)量 的要求非常嚴(yán)格。( 四 ) 、電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求(8字要求 )1、安全、可靠 供電按供電可靠性 (1) 一級(jí)負(fù)荷 ( 保證不停

3、 ) ；(2)二級(jí)負(fù)荷 ( 盡量不停 ) ；(3)三級(jí)負(fù)荷 ( 可停可不停 )2、優(yōu)質(zhì) 電能質(zhì)量電能質(zhì)量 三大指標(biāo) ： (1) 頻率 f=50Hz ，偏移± 0.2 0.5Hz (2)電壓 U (3) 波形3、運(yùn)行 經(jīng)濟(jì)措施： (1) 采用高效節(jié)能發(fā)電設(shè)備( 降低發(fā)電成本 )(2) 合理調(diào)度 各發(fā)電廠所承擔(dān)負(fù)荷(3) 優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、合理發(fā)展電網(wǎng)等表征經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)： 煤耗率、網(wǎng) ( 線 ) 損率、廠用電率 等( 五 ) 、聯(lián)合電力系統(tǒng)優(yōu)越性 ( 4點(diǎn)優(yōu)越 )1、提高 供電可靠 性和 電能質(zhì)量 。2、可減少系統(tǒng)的裝機(jī)容量、提高設(shè)備利用率 。3、便于寄裝大機(jī)組， 降低造價(jià) 。4、充分 利用各

4、種資源 ，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。( 六 ) 、電力系統(tǒng)接線方式 ( 2 種接線 )1、按供電可靠性(1) 無(wú)備用接線： 單回路的 放射式干線式鏈?zhǔn)? 優(yōu)：簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。缺：可靠性差 ) 。 (2)有備用接線： 雙回路的 放射式干線式鏈?zhǔn)?，兩端供電網(wǎng) 環(huán)形網(wǎng)( 優(yōu)：可靠性高。缺：運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜)2、按負(fù)荷取得電能方向 (1) 開式網(wǎng) ：放射式干線式鏈?zhǔn)健?2)閉式網(wǎng) ： 兩端供電網(wǎng)環(huán)形網(wǎng)附：電力系統(tǒng) 接線圖 分 電氣接線圖 地理接線圖( 七 ) 、電力系統(tǒng)的額定電壓 ( 3類額壓 )1、我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定電壓有 3kv 、6kv 、10kv 、35kv 、110kv 、220kv 、330kv 、500

5、kv 。2、用電設(shè)備 容許 電壓偏移 一般為 ± 5%；沿線路 的電壓降落一般為 10%；在額定負(fù)荷下， 變壓器內(nèi)部 的電壓降落約為 5%3、用電設(shè)備額定電壓，則(1) 輸電線路(2) 發(fā)電機(jī)(3) 變壓器4、抽頭設(shè)置在變壓器高壓側(cè) 。升壓變： ( 242± n× 2.5%)kV 是 (2n+1) 級(jí)調(diào)壓減壓變： ( 220± n× 2.5%)kV 也是 (2n+1) 級(jí)調(diào)壓( 八 ) 、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式( 3 種方式 )1、直接接地 ( 【大接地電流系統(tǒng)】110kV 及以上，有利于絕緣2、不接地 ( 35kV 及以下，絕緣要求高，可靠性

6、高)3、經(jīng)消弧線圈接地(3 60kV，減少接地 電容 電流、電弧自行熄滅，提高供電可靠性)補(bǔ)償注：實(shí)踐中采用過補(bǔ)償 方式。二、電力系統(tǒng)各元件特性，數(shù)學(xué)模型掌握： 發(fā)、輸、變、配、用( 一) 、發(fā)電機(jī) ( 發(fā))區(qū)別附：復(fù)功率 P jQ( 二) 、電力線路 ( 輸)1、結(jié)構(gòu) (1) 架空線路 導(dǎo)線避雷線桿塔絕緣子金具；(2) 電纜線路 導(dǎo)體絕緣層包護(hù)層2、導(dǎo)線 主要由 鋁（ L）、鋼（ G）、銅（ T）等材料構(gòu)成。 (1) 普通鋼芯鋁絞線，標(biāo)號(hào)為L(zhǎng)GJ；(2) 加強(qiáng)型 鋼芯鋁絞線，標(biāo)號(hào)為 LGJJ； (3) 輕型 鋼芯鋁絞線，標(biāo)號(hào)為 LGJQ。注： LGJ-400/50表示載流額定截面積為400、

7、鋼芯額定截面積為50的普通鋼芯鋁絞線。 鋼芯鋁線的電阻，由于可只考慮主要載流部分鋁線部分的載流作用，可認(rèn)為與同樣額定截面積的鋁線相同。3、線路四參數(shù) ( 阻、抗、導(dǎo)、納)(1) 電阻：, 溫度修正，單位為 /km電阻率,(2) 電抗：?jiǎn)挝浑娍谷缦?，單位?km，一般架空線路電抗0.4 /km( 單股導(dǎo)線 )(分裂導(dǎo)線 )幾何均距 按三相導(dǎo)線排列方式正：；水平：整換位循環(huán) ：指一定長(zhǎng)度內(nèi)， 有兩次換位而三相導(dǎo)線都分別處于三個(gè)不同位置，完成一次完整的循環(huán)。 架空線路換位的目的：減少三相參數(shù)不平衡。分裂導(dǎo)線 的采用改變了導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效的增長(zhǎng)了導(dǎo)線半徑， 從而減小了導(dǎo)線電抗。(3) 電導(dǎo)：?jiǎn)?/p>

8、位為S/km【西 ( 門子 ) 每千米】電暈 現(xiàn)象：導(dǎo)線表面氣體擊穿導(dǎo)致附近空氣游離而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。附：線路電壓超過220kV 時(shí)為減小電暈損耗或線路電抗，應(yīng)采用擴(kuò)徑導(dǎo)線 或分裂導(dǎo)線(4) 電納：?jiǎn)挝粸镾/km，一般架空線路電納2.85 ×S/km4、等值電路(1) 短線路：長(zhǎng)度不超過 100km的架空線路 ( 電納可忽略 )(2) 中等長(zhǎng)度線路 ：長(zhǎng)度在 100 300km的架空線路 或長(zhǎng)度小于 100km 的電纜線路有 T 型和 型 ，常用型 等值電路 (T 型等值電路比型等值電路節(jié)點(diǎn)數(shù)多)(3) 長(zhǎng)線路：長(zhǎng)度超過 300km 的架空線路或超過 100km 的電纜線路注：電

9、纜線路的電阻路略大于 相同面積的架空線路，而電抗則小得多，電抗不是因?yàn)殡娎|三相導(dǎo)體間的距離遠(yuǎn)小于同樣電壓級(jí)的架空橋路。(三)變壓器 (變)1、雙繞組變壓器(1) 等值電路： 型(2) 變壓四參數(shù) ：短路損耗(銅損 )短路電壓百分比(漏抗 )空載損耗(鐵損)空載電流百分比(激磁電流)2、三繞組變壓器(1) 按容量比分三類：100/100/100； 100/50/100； 100/100/50注：對(duì)于，是銘牌讀出的，待歸算；歸算后等于 待歸算功率×4。而制造商已經(jīng)歸算，直接用。附：僅提供最大短路損耗的情況 (是指兩個(gè) 100%容量繞組間做短路試驗(yàn)，另一個(gè)繞組開路時(shí)，當(dāng)短路電流達(dá)到額定電流

10、時(shí)的損耗),( 注意單位為 MVA,為 kW)(2) 變壓器從 內(nèi)外 升壓結(jié)構(gòu)：中壓、低壓、高壓； 降壓結(jié)構(gòu)：低壓、中壓、高壓注： 高壓 繞組必須在最外面。(四)負(fù)荷(用)1、負(fù)荷的 運(yùn)行特性 分 負(fù)荷曲線： 指負(fù)荷 隨時(shí)間 而變化的規(guī)律；負(fù)荷特性 ：指負(fù)荷 隨電壓或頻繁 變化的規(guī)律。2、兩個(gè)等式 ： 供電負(fù)荷 綜合用電負(fù)荷網(wǎng)損；發(fā)電負(fù)荷 供電負(fù)荷廠用電(1) 綜合用電負(fù)荷 是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、郵電、交通、市政、商業(yè)以及城鄉(xiāng)居民所消耗功率相加之和。 廠用電 是各發(fā)電廠本身所消耗的功率。(2) 供電負(fù)荷 是綜合用電負(fù)荷與網(wǎng)絡(luò)供電損耗相加，發(fā)電廠供的功率。(3) 發(fā)電負(fù)荷 是供電負(fù)荷與廠用電之和，發(fā)電機(jī)

11、發(fā)的功率。3、負(fù)荷曲線 ，按 時(shí)間 長(zhǎng)短分日、周、月、年負(fù)荷曲線(1) 日負(fù)荷曲線 制定發(fā)電廠發(fā)電負(fù)荷計(jì)劃依據(jù)日用電量，日平均負(fù)荷, 負(fù)荷率(越大越好 )(2) 年負(fù)荷曲線 用于制定發(fā)電設(shè)備的檢修計(jì)劃隨時(shí)間變化 還有有功、無(wú)功負(fù)荷曲線；個(gè)別用戶、電力線路、變電所的負(fù)荷曲線等。4、負(fù)荷特性 靜態(tài)特性 ； 動(dòng)態(tài)特性(五)標(biāo)么值 (配)1、標(biāo)么值2、優(yōu)點(diǎn)：三相功率和單相功率的標(biāo)么值相等；線電壓和相電壓標(biāo)么值相等；沒有單位，易于比較電力系統(tǒng)各元件特性和參數(shù)3、必備公式：4、歸算問題：(1) 精確計(jì)算統(tǒng)一歸算：先歸算有名值，以統(tǒng)一基準(zhǔn)值計(jì)算。就地歸算：先歸算基準(zhǔn)值，就地標(biāo)幺。(2) 近似計(jì)算 ：除電抗器

12、外，假定各元件額定電壓等于平均額定電壓，即選取、注：一般選取100MVA三、電潮流手工計(jì)算方法，計(jì)算機(jī)潮流算法掌握： 2個(gè)公式 +6類指標(biāo) +3種網(wǎng)絡(luò) +4種手段 +5點(diǎn)概念( 一 ) 、常用公式 ( 2個(gè)公式 )1、功率損耗 ： (1) 線路、變壓器 阻抗 支路：(2) 導(dǎo)納( 一般 G=0，注意符號(hào)、系數(shù))注：線路：，由于型等值電路( 系數(shù)有) ，Y G+jB，共軛后 G-jB變壓器：，由于型等值電路 ( 系數(shù)為 1) ，Y -j，共軛后+j附：復(fù)功率 P jQ2、電壓降落 ：(1) 縱分量 ( 電壓損耗 )(2) 橫分量（近似計(jì)算一般忽略）注：以上針對(duì)感性負(fù)荷總結(jié)的公式，而對(duì)于容性負(fù)荷，

13、無(wú)功功率 Q取負(fù)值代入 。U 可能為負(fù)，線路末端電壓可能高于首端。功率損耗和電壓降落的公式適用于 三相功率，線電壓；也適用于單相功率和相電壓。高壓電網(wǎng)， R<<X (R=0)附：感性 負(fù)荷時(shí)，電壓總是超前電流。( 含線圈下的電流不能突變 )( 二 ) 、電壓質(zhì)量指標(biāo) ( 4 類指標(biāo) )1、電壓降落：元件首末端兩點(diǎn)電壓的相量差 ,2、電壓損耗 ：元件首末端兩點(diǎn)電壓的數(shù)值差 ,3、電壓偏移 ：電力網(wǎng)中某點(diǎn)的實(shí)際電壓與線路額定電壓的數(shù)值差 。or,4、電壓調(diào)整：線路末端空載與負(fù)載時(shí)電壓的數(shù)值差 。( 三 ) 、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)( 2類指標(biāo) )1、注： 總大于 ，輸電效率總小于 100%；感性

14、無(wú)功功率可能大于電抗消耗的無(wú)功功率，則不一定大于。，線路輕載時(shí)，電納發(fā)出的2、附：求電力線路電能損耗的方法：( 精確計(jì)算用潮流公式法，以下為經(jīng)驗(yàn)法)(1) 年負(fù)荷損耗法 ：最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算(2) 最大負(fù)荷損耗時(shí)間法 ：最大負(fù)荷損耗時(shí)間 ( 有表可查 ) ( 找到對(duì)應(yīng) )( 四 ) 、輻射式網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)( 3 種網(wǎng)絡(luò) )1、輻射式網(wǎng) ( 開式網(wǎng) )(1) 同一電壓等級(jí)下，利用電潮流公式逐步推算。 ( 注意簡(jiǎn)化處理，如 35KV 及以下線路中 忽略線路電納 等的簡(jiǎn)化處理。 ) ；(2) 不同電壓等級(jí)下，注意 歸算后 ，再利用電潮流公式逐步推算。2、環(huán)形網(wǎng) ( 閉式網(wǎng) )(1) 初步功率

15、分布：不計(jì)功率損耗的分布，反映電流分布。步驟 ：將單一環(huán)網(wǎng)等值電路簡(jiǎn)化為只有線路阻抗的等值電路；回路電流法簡(jiǎn)化；在電源靠近的節(jié)點(diǎn)處把環(huán)形網(wǎng)打開，可得到一等值的兩端供電網(wǎng)。其兩端電壓大小相等，相位相同。 ( 針對(duì)簡(jiǎn)單環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，如3 個(gè)節(jié)點(diǎn) )得出初步功率分布。推廣 ：對(duì)于 n 個(gè)節(jié)點(diǎn)環(huán)式網(wǎng)，利用力矩法公式 ( 找一支點(diǎn)即可)(2) 最終功率分布：計(jì)及功率損耗功率分點(diǎn) ：功率由兩個(gè)方向流入的節(jié)點(diǎn)。有功功率分點(diǎn)和無(wú)功功率分點(diǎn)可能出現(xiàn)在不同節(jié)點(diǎn) 。有功和無(wú)功功率分點(diǎn)在同一處時(shí)，功率分點(diǎn)處的電壓最低；若不在同一點(diǎn)，則需分別計(jì)算實(shí)際電壓值，確定電壓最低點(diǎn)。均一電力網(wǎng)：電力網(wǎng)各段線路的電抗和電阻比值相等。結(jié)

16、論 ：在均一電力網(wǎng)中有功功率和無(wú)功功率的分布彼此無(wú)關(guān)；均一網(wǎng)的功率分布僅與各段長(zhǎng)度有關(guān) 。功率的自然分布：各段線路功率的分布取決于阻抗( 單位長(zhǎng)度線路參數(shù)相等時(shí)，按長(zhǎng)度分布 )3、兩端供電網(wǎng)(1) 兩端供電網(wǎng)即兩端電壓 不相等 的環(huán)網(wǎng)；環(huán)網(wǎng)是兩端電壓 相等的兩端供電網(wǎng)。(2) 與環(huán)網(wǎng)相比，前一部分相同，后一部多了循環(huán)功率。一端與循環(huán)功率方向 相同，取 加循環(huán)功率；另一端與循環(huán)功率方向相反，取 減循環(huán)功率。( 五) 、電潮流調(diào)整(4 種手段 )1、潮流調(diào)整2、必要性：功率的自然分布3、手段借靈活交流輸電裝置控制( 六 ) 、計(jì)算機(jī)潮流算法( 5 點(diǎn)概念 )1、節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的特點(diǎn)( 類比節(jié)點(diǎn)電壓法

17、)(1) 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是方陣 ，其階數(shù)就等于網(wǎng)絡(luò)中除參考節(jié)點(diǎn)外的節(jié)點(diǎn)數(shù)n 。(2) 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣是 稀疏 矩陣，其各行非零非對(duì)角元數(shù)就等于與該行相對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)所連接的不接地支路數(shù)。(3) 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的對(duì)角元 就等于各該節(jié)點(diǎn)所連接導(dǎo)納的總和 。(4) 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣的 非對(duì)角元 等于連接節(jié)點(diǎn) i 、 j 支路的導(dǎo)納的 負(fù)值 。(5) 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣一般是 對(duì)稱矩陣 ，這是網(wǎng)絡(luò)的互易特性所決定的。2、節(jié)點(diǎn)的分類( 三類 )(1) 第一類： PQ節(jié)點(diǎn) ：注入功率和已知，節(jié)點(diǎn)電壓的大小和相位角待求，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)或發(fā)固定功率的發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)，數(shù)量最多。(2) 第二類： PV節(jié)點(diǎn)：和已知，和相位角待求，對(duì)電壓有嚴(yán)格要求

18、的節(jié)點(diǎn)，如電壓中樞點(diǎn)。(3 ) 第三類：平衡節(jié)點(diǎn)：和相位角已知，、待求， 只設(shè)一個(gè) 。注：設(shè)置平衡節(jié)點(diǎn)的目的：在結(jié)果未出來(lái)之前， 網(wǎng)損是未知的， 至少需要一個(gè)節(jié)點(diǎn)的功率不能給定，用來(lái)平衡全網(wǎng)功率。電壓計(jì)算需要參考節(jié)點(diǎn)。3、雅可比矩陣的特點(diǎn)(1) 各元素是各節(jié)點(diǎn)電壓的函數(shù) 。( 在迭代過程中， 各元素的值將隨著節(jié)點(diǎn)電壓相量的變化而變化。因此，在迭代的過程中要不斷重新計(jì)算雅可比矩陣各元素的值)(2)因?yàn)?所以, 另，故稀疏。(3) 非對(duì)稱矩陣 。4、牛頓拉夫遜法潮流計(jì)算的基本步驟(1) 形成節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣。(2) 設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值 .(3) 將各點(diǎn)電壓的初值代入修正方程式求不平衡量。(4) 計(jì)算雅

19、可比矩陣各元素。(5) 解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓的變化量。(6) 計(jì)算各節(jié)點(diǎn)電壓的新值。(7) 運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開始進(jìn)入下一步迭代。(8) 計(jì)算平衡節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。5、 P Q分解法潮流計(jì)算的基本步驟(1) 形成系數(shù)矩陣 B、 B，并求其逆陣。(2) 設(shè)各節(jié)點(diǎn)電壓的初值。(3) 按式計(jì)算有功功率的不平衡量。(4) 解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的變化量。(5) 求各節(jié)點(diǎn)電壓相位角的新值。(6) 按式計(jì)算無(wú)功功率的不平衡量。(7) 解修正方程式，求各節(jié)點(diǎn)電壓大小的變化量。(8) 求各節(jié)點(diǎn)電壓大小的新值。(9) 運(yùn)用各節(jié)點(diǎn)電壓的新值自第三步開始進(jìn)入下一次迭代。(10) 計(jì)算平衡

20、節(jié)點(diǎn)功率和線路功率。四、有功功率平衡和頻率調(diào)整掌握： 3 類曲線 +3 次調(diào)頻 +1 個(gè)平衡 +4 個(gè)備用 +2 種形式 +2 個(gè)最優(yōu) +3 類特點(diǎn) +2 個(gè)耗量 +2 個(gè)斜率+1 個(gè)公式三條線+1 個(gè)公式四條線+1 個(gè)選擇( 一 ) 、有功率功率平衡1、三類負(fù)荷曲線對(duì)應(yīng)頻率調(diào)整調(diào)整方法、方式( 3 類曲線 +3 次調(diào)頻 )(1) 第一類曲線：變動(dòng)幅度小、周期短( 具偶然性、不可預(yù)計(jì) ) 一次調(diào)頻 調(diào)速器(2) 第二類曲線：變動(dòng)幅度較大、周期較長(zhǎng)( 還具沖擊性 ) 二次調(diào)頻 調(diào)頻器(3) 第三類曲線：變動(dòng)幅度最大、周期最長(zhǎng)( 可預(yù)計(jì) ) 三次調(diào)頻 按等耗量微增率準(zhǔn)則2、負(fù)荷預(yù)計(jì)方法：根據(jù)用戶預(yù)

21、計(jì)負(fù)荷；參照累積歷史數(shù)據(jù)；并對(duì)用戶負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整；再加上網(wǎng)損。3、電源及備用容量。(1) 平衡方程： 發(fā)電功率總負(fù)荷負(fù)荷功率網(wǎng)損廠用電( 1個(gè)平衡)即(2)備用容量：系統(tǒng)電源容量大于發(fā)電負(fù)荷的部分。即備用容量電源容量(裝機(jī)容量、發(fā)電容量)發(fā)電負(fù)荷按作用分 ：負(fù)荷備用 ：指調(diào)整系統(tǒng)中短時(shí)的負(fù)荷波動(dòng)并擔(dān)負(fù)計(jì)劃外 的負(fù)荷增加而設(shè)置的備用。（ 2% 5%） 事故備用 ：使電力用戶在發(fā)電設(shè)備發(fā)生偶然性事故時(shí)不受嚴(yán)重影響，維持系統(tǒng)正常供電所需的備用。 （ 5% 10%） 檢修備用 ：使系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備能定期檢修而設(shè)置的備用。 （大修：一年最小負(fù)荷季節(jié)；小修：節(jié)假日） 國(guó)名經(jīng)濟(jì)備用：計(jì)及負(fù)荷的超計(jì)劃 增長(zhǎng)而設(shè)

22、置的備用。( 4 個(gè)備用 )按存在形式分：備用容量分為熱備用 和冷備用 。 ( 2 種形式 ) 熱備用 ：指運(yùn)轉(zhuǎn)中的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率與系統(tǒng)發(fā)電負(fù)荷之差。 冷備用 ：指未運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備可能發(fā)的最大功率。注：負(fù)荷備用一定是熱備用； 事故備用既有熱備用又有冷備用； 檢修備用一般屬于冷備用 ( 檢修時(shí)不屬于冷備用 ) ；國(guó)名經(jīng)濟(jì)備用一定是冷備用。 ( 二 ) 、有功功率最優(yōu)分配1、有功功率最優(yōu)分配：有功功率電源的最優(yōu)組合和有功功率 負(fù)荷的最優(yōu)分配。 ( 2 個(gè)最優(yōu) )(1) 有功功率 電源的最優(yōu)組合 ：系統(tǒng)中發(fā)電設(shè)備和發(fā)電廠的合理組合。包括：機(jī)組的最優(yōu)組合順序， 最優(yōu)組合數(shù)量 ， 最優(yōu)開停時(shí)間

23、。( 冷備用的合理組合)(2) 有功功率 負(fù)荷的最優(yōu)分配 ：系統(tǒng)中的有功負(fù)荷在各個(gè)正在運(yùn)行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間的合理分配。 按等耗量微增率準(zhǔn)則分配。( 熱備用的最優(yōu)分配)2、三類發(fā)電廠 基本特點(diǎn) ：(1) 火力電廠：建造周期短，投資少，見效快，但發(fā)電成本高，檢修成本高。 (2) 水力電廠： 建造周期長(zhǎng)， 一次投資大， 發(fā)電成本低。 (3) 核電廠： 建造周期長(zhǎng)，一次投資大，運(yùn)行費(fèi)用少。（3 類特點(diǎn) ）3、耗量特性 ( 反映發(fā)電機(jī)組單位時(shí)間內(nèi)能量輸入和輸出關(guān)系的曲線) （2 個(gè)耗量 ）(1) 比耗量 ：耗量特性曲線上某點(diǎn)的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)之比，及輸入和輸出之比。 （即曲線上某點(diǎn)與原點(diǎn)連線的斜率）

24、或（一次能源燃料F 和水量 W）附：效率 ：比耗量的倒數(shù) ，即或(2) 耗量微增率 ：耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率，表示在該點(diǎn)的輸入增量和輸出增量之比。 ( 即曲線上某點(diǎn)切線的斜率)或注： (1)(2)單位相同，但概念不同，一般不相等。4、有功功率負(fù)荷最優(yōu)分配的目的 ：在滿足對(duì)一定量負(fù)荷持續(xù)供電的前提下，使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過程中單位時(shí)間內(nèi)消耗的能源最少。( 三 ) 、頻率調(diào)整1、調(diào)頻必要性( 調(diào)頻實(shí)質(zhì)：解決有功功率平衡問題)(1) 對(duì)用戶 影響 ：異步電機(jī)轉(zhuǎn)速 ( 紡織工業(yè)、造紙工業(yè) ) ；異步電機(jī)功率下降；電子設(shè)備準(zhǔn)確度等。(2) 對(duì)發(fā)電廠和電力系統(tǒng) 影響 ：廠用機(jī)械運(yùn)行；汽輪機(jī)葉片；對(duì)

25、異步電機(jī)影響，增無(wú)功損耗；互聯(lián)系統(tǒng)裂解等。2、頻率靜態(tài)特性( 2 個(gè)斜率 )(1) 發(fā)電機(jī)組 的有功功率 - 頻率靜態(tài)特性的斜率，即發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率：（ MW/Hz），調(diào)差系數(shù)(2) 負(fù)荷 的有功功率 - 頻率靜態(tài)特性的斜率，即負(fù)荷的單位調(diào)節(jié)功率：（ MW/Hz）注：和是可以整定的。調(diào)差系數(shù)越小，單位調(diào)節(jié)功率越大，頻率偏移越小。但不可整定。( 四 ) 、頻率的 一次調(diào)整 （思想：以直帶曲）1、掌握： 一個(gè)公式 ：,三條線 ：、(圖略)：系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率。2、一次調(diào)頻 只能有差調(diào)節(jié)。注：取功率的增大或頻率的上升為正；為保證調(diào)速系統(tǒng)本身運(yùn)行的穩(wěn)定，不能采用過大的單位調(diào)節(jié)功率；對(duì)于滿載機(jī)組，不

26、在參加調(diào)整。3、供 ( 發(fā)電機(jī)組 ) 求 ( 負(fù)荷 ) ，頻率恒定；供大于求，頻率上升；供不應(yīng)求，頻率下降。( 五 ) 、頻率的 二次調(diào)整1、掌握： 一個(gè)公式 ：，四條線：、(圖略)2、二次調(diào)頻可實(shí)現(xiàn) 無(wú)差調(diào)節(jié)。3、過程：先進(jìn)行一次調(diào)頻后，由于發(fā)電機(jī)增發(fā)功率進(jìn)行二次調(diào)整；由于調(diào)速器的調(diào)整作用而增大的發(fā)電機(jī)組的功率；由于負(fù)荷本身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少的負(fù)荷功率。4、結(jié)論：二次調(diào)頻增加了發(fā)電機(jī)出力，同樣f 偏移下，負(fù)荷變化量增加了。頻發(fā)電機(jī)組增發(fā)，則，實(shí)現(xiàn)無(wú)差調(diào)節(jié)。(2) 若二次調(diào)( 六) 、調(diào)頻廠選擇(1 個(gè)選擇 )1、調(diào)頻廠：負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠，分主調(diào)頻廠 和輔助調(diào)頻廠 。基載廠：非調(diào)頻廠。2、

27、調(diào)頻廠應(yīng)滿足：調(diào)整容量足夠大；調(diào)整速度足夠快；調(diào)整范圍內(nèi)安全、經(jīng)濟(jì)性較好；注意系統(tǒng)內(nèi)及互聯(lián)系統(tǒng)協(xié)調(diào)問題。3、調(diào)頻廠選擇：首選：水電廠，其次：中溫中壓電廠。(1) 調(diào)整容量：水電廠火電廠中溫中壓電廠 (75%) 高溫高壓電廠(2) 調(diào)整速度：水電廠火電廠(30%)五、無(wú)功功率平衡及電壓調(diào)整( 重點(diǎn) )掌握：全部。( 一 ) 、無(wú)功功率平衡1、無(wú)功功率負(fù)荷及損耗(1) 無(wú)功功率 負(fù)荷 ：絕大多數(shù)負(fù)荷要 消耗 無(wú)功。例外：白熾燈照明 ( 消耗 有功 ) ，同步電動(dòng)機(jī) ( 可發(fā)無(wú)功 )(2) 無(wú)功功率 損耗 ：變壓器：分兩部分，即勵(lì)磁支路損耗和繞組漏抗中損耗。其中，勵(lì)磁支路損耗的百分值基本上等于空載電

28、流的百分值，約為1% 2%；繞組漏抗中損耗，在變壓器滿載時(shí)，基本上等于短路電壓的百分值，約為10%。因此，對(duì)一臺(tái)變壓器或一級(jí)變壓的網(wǎng)絡(luò)而言，在額定滿載下運(yùn)行時(shí)，無(wú)功功率損耗將達(dá)額定容量的13%。對(duì)多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)而言，變壓器中無(wú)功功率損耗是相當(dāng)可觀的(50% 70%)。電力線路：分兩部分，并聯(lián)電納 和串聯(lián)電抗 中的無(wú)功功率損耗。并聯(lián)電納中的損耗與線路電壓的平方成正比，呈容性； 串聯(lián)電抗中的損耗與負(fù)荷電流的平方成正比， 呈感性。因此，線路究竟消耗容性或感性無(wú)功功率不能肯定。一般情況下， 35kv及以下 系統(tǒng)消耗無(wú)功功率；110kv 及以上 系統(tǒng)，輕載或空載時(shí)，成為無(wú)功電源，傳輸功率較大時(shí)，消耗無(wú)功功

29、率。2、無(wú)功功率 電源 ( 后三種又稱為無(wú)功補(bǔ)償裝置)(1) 同步發(fā)電機(jī)：既是有功電源，又是最基本 的無(wú)功電源(2) 同步調(diào)相機(jī) ：實(shí)際就是 只能發(fā)無(wú)功 功率的發(fā)電機(jī)。在 過勵(lì) 運(yùn)行時(shí)向電力系統(tǒng) 供應(yīng)感性無(wú)功功率 （而起無(wú)功電源的作用） ，能提高 系統(tǒng)電壓；在 欠勵(lì) 運(yùn)行時(shí)從電力系統(tǒng) 吸取 感性無(wú)功功率 （而起無(wú)功負(fù)荷的作用） ，可 降低系統(tǒng)電壓。欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)的容量約為過勵(lì)運(yùn)行時(shí)容量的50% 65%：極限運(yùn)行 。(3) 靜電電容器 ：只能 向系統(tǒng) 供應(yīng) 感性無(wú)功功率。它所供給的感性無(wú)功功率與其端電壓的平方成正比，即(4) 靜止補(bǔ)償器 (SVC) ：由靜電電容器和可調(diào)電抗器組成。 電容器 可發(fā)出

30、無(wú)功功率， 電抗器可吸收 無(wú)功功率， 兩者結(jié)合起來(lái)， 再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置， 就能夠平滑的改變輸出或吸收的無(wú)功功率。 常用：晶閘管控制電抗器(TCR) 型、晶閘管開關(guān)電容器(TSC) 型和飽和電抗器(SR)型。3、無(wú)功功率平衡(1) 系統(tǒng)中的無(wú)功電源可以發(fā)出的無(wú)功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無(wú)功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗。(2),，表示系統(tǒng)中的無(wú)功功率可以平衡且有適量的備用； , 表示系統(tǒng)中的 無(wú)功功率不足 ，應(yīng)考慮加設(shè) 無(wú)功補(bǔ)償裝置 。其中： 電源供應(yīng)的無(wú)功功率 由兩部分 構(gòu)成，即發(fā)電機(jī) 供應(yīng)的無(wú)功功率和補(bǔ)償設(shè)備 供應(yīng)的無(wú)功功率。即。無(wú)功功率損耗包括三部分 ：變壓器中的無(wú)功功率損耗，線路電抗

31、中的無(wú)功功率損耗，線路電納中的無(wú)功功率損耗，由于屬容性，將其作為感性無(wú)功功率損耗處，則應(yīng)具有負(fù)值。即(3) 根據(jù)無(wú)功平衡的需要，增添必要的無(wú)功補(bǔ)償容量，并按無(wú)功功率就地平衡的原則進(jìn)行補(bǔ)償容量的分配。 小容量 的、分散的無(wú)功補(bǔ)償可采用靜電電容器； 大容量 的、配置在系統(tǒng)中樞點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償則宜采用同步調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償器。4、無(wú)功功率最優(yōu)分配(1) 無(wú)功功率的 最優(yōu)分布 ：無(wú)功功率 電源 的最優(yōu)分布和無(wú)功功率負(fù)荷 的最優(yōu)補(bǔ)償。(2) 優(yōu)化無(wú)功電源分布的 目的 ：在有功負(fù)荷分布已確定的前提下，調(diào)整無(wú)功電源之間的負(fù)荷分布，使有功網(wǎng)損達(dá)到最小。等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則。( 二 ) 、電壓調(diào)整1、必要性造成電壓偏移的

32、原因：設(shè)備及線路壓降；負(fù)荷波動(dòng)；運(yùn)行方式改變；無(wú)功不足或過剩。 ( 不可能使所有節(jié)點(diǎn)電壓都保持為額定值)(1) 電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)及用電設(shè)備的影響效率下降，經(jīng)濟(jì)性變差；電壓過高，照明設(shè)備壽命下降，影響絕緣。電壓過低，電機(jī)變熱。系統(tǒng)電壓崩潰。(2) 用戶允許的電壓偏移值：一般規(guī)定節(jié)點(diǎn)電壓偏移不超過電網(wǎng)額定電壓的±5% ；220kV用戶為 10% 5% ；35kV 及以上電壓供電的用戶不超過10% ；10kV 及以下在 ± 7%以內(nèi)。事故情況下，允許再增加5%，但正偏移最大不能超過10% 。2、電壓波動(dòng)、管理(1) 電壓波動(dòng)周期長(zhǎng)，波及面大，主要由生產(chǎn)、生活、氣象等條件變化引起

33、的電壓波動(dòng)。注：通常所說的 電壓調(diào)整 主要針對(duì)。沖擊性、間歇性負(fù)荷引起的電壓波動(dòng)。注：限制措施 主要針對(duì)：a. 由大容量變電所以專用母線和線路單獨(dú)向這類負(fù)荷供電；b.串聯(lián)電容器于電壓波動(dòng)點(diǎn)和電源之間；c. 設(shè)置調(diào)相機(jī)于負(fù)荷附近；d. 設(shè)置靜止補(bǔ)償器于供電線路上。(2) 電壓管理電壓中樞點(diǎn) ：能 反映和控制 整個(gè)系統(tǒng)電壓水平的節(jié)點(diǎn) ( 母線 ) 。電壓 中樞點(diǎn)的選擇：a. 區(qū)域性水、火電廠的高壓母線；b. 樞紐變電所的二次母線；量地方性負(fù)荷的發(fā)電廠(低壓)母線。中樞點(diǎn)電壓的允許波動(dòng)范圍c. 有大a. 中樞點(diǎn)i 的電壓滿足b. 中樞點(diǎn)i 的最低電壓等于在 地區(qū)負(fù)荷最大時(shí)某用戶允許的最低電壓加上到中

34、樞點(diǎn)的電壓損耗。c. 中樞點(diǎn) i 的最高電壓等于在 地區(qū)負(fù)荷最小時(shí)某用戶允許的最高電壓加上到中樞點(diǎn)的電壓損耗。3、中樞點(diǎn)電壓的調(diào)壓方式( 三種調(diào)壓)逆調(diào)壓 ：最大負(fù)荷 時(shí)升高電壓，但 不超過 線路額定電壓的105% ，即1.05；最小負(fù)荷時(shí)降低 電壓，但 不低于 線路的額定電壓，即。適用于 供電線路較長(zhǎng)、負(fù)荷波動(dòng)較大的中樞點(diǎn)。順調(diào)壓 ：最大負(fù)荷 時(shí)降低電壓，但 不低于 線路額定電壓的2.5% ，即 1.025；最小負(fù)荷時(shí)降低 電壓，但 不超過 線路額定電壓的 7.5% ，即 1.075。適用于 供電線路不長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)不大 的中樞點(diǎn) ( 變電所 ) 。常 ( 恒 ) 調(diào)壓：電壓保持在較線路額定電

35、壓高2%5%的數(shù)值，即 (1.02 1.05)，不隨負(fù)荷變化來(lái)調(diào)整中樞點(diǎn)的電壓。適用于電壓損耗較小，負(fù)荷變動(dòng)較小的中樞點(diǎn)。4、電壓調(diào)整的基本原理及措施調(diào)壓方式僅是對(duì)電壓中樞點(diǎn)在最大、最小負(fù)荷情況下的電壓要求，要實(shí)現(xiàn)上述要求， 需采取一序列的調(diào)壓措施。電壓調(diào)整的措施：(1)調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓；(2)改變變壓器的變比；(3)改變功率分布P jQ( 主要是 Q)，改變電壓損耗U ；(4)改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R jX( 主要是 X) ，改變電壓損耗U 。5、常見調(diào)壓方法( 措施 )(1) 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓。改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流( 經(jīng)濟(jì)、有效，不需增加額外設(shè)備) 。注：不可

36、能無(wú)限增加；受近區(qū)負(fù)荷電壓要求的限制；發(fā)電機(jī)自身絕緣條件不允許過高。適用于孤立運(yùn)行的發(fā)電廠不經(jīng)升壓 直接供電的 小型 電力網(wǎng) ( 供電線路不長(zhǎng)、電壓損耗不大) 。在 大型 電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)調(diào)壓一般只作為一種輔助性 的調(diào)壓措施。滿載仍有調(diào)壓能力，但可調(diào)范圍較小，使U 不能滿足要求。發(fā)電機(jī)端電壓的允許調(diào)節(jié)范圍是(1 ±5%)。六、電力系統(tǒng)短路基本概念及三項(xiàng)短路計(jì)算( 一 ) 、故障概述故障故障短路 ：電力系統(tǒng)一切不正常 的相與相之間或相與地( 或中性線 ) 之間發(fā)生連接的情況。1、短路 類型 (10)2、短路 原因 ：絕緣材料自然老化；自然因素( 天氣、鳥獸跨接等) ；人為誤操作。3、短

37、路 危害 ( 后果 )(1) 電流劇增(2) 電壓大幅下降影響產(chǎn)品質(zhì)量，用戶日常生活等。(3) 失去同步破壞系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，大面積停電。(4)( 發(fā)生不對(duì)稱短路) 三相不平衡電流影響、干擾通訊。4、采取限制短路電流最主要措施迅速將發(fā)生短路部分與系統(tǒng)其他部分隔離。5、計(jì)算短路電流目的：選擇電氣設(shè)備依據(jù)；繼電保護(hù)設(shè)計(jì) 和整定的基礎(chǔ)； 比較 和選擇電氣主接線圖的依據(jù)。( 二 ) 、無(wú)限大功率電源特點(diǎn)1、什么是無(wú)限大功率電源？答：端電壓幅值和頻率保持恒定，內(nèi)阻抗為零。2、真正的無(wú)限大功率電源是不存在的，滿足以下條件可認(rèn)為是無(wú)限大功率電源。一般S 3%S 或10%( 三 ) 、沖擊電流。七、同步電機(jī)突然三相短路分析與計(jì)算八、對(duì)稱分量法及各元件序參數(shù)和等值電路九、不對(duì)稱故障的分析和計(jì)算（計(jì)算自行總結(jié)）十、運(yùn)行穩(wěn)定性的基本概念，靜態(tài)穩(wěn)定，暫態(tài)穩(wěn)定( 一 ) 、基本概念1、電力系統(tǒng) 穩(wěn)定性 ：受到擾動(dòng)后，能否回到原來(lái)的狀態(tài) 或過渡到新的狀態(tài)。2、穩(wěn)定性( 二 ) 、同步電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程公式 ：式中 ： J 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 () ；機(jī)械角加速度() ；原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，電磁轉(zhuǎn)矩，不平衡轉(zhuǎn)矩 () ；機(jī)械角速度(