電力系統(tǒng)分析指導(dǎo)資料

《電力系統(tǒng)分析》

課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)資料

編寫：邱曉燕

適用專業(yè)：電力系統(tǒng)自動(dòng)化專業(yè)

適用層次：?？?/p>

四川大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院

二00三年十月

《電力系統(tǒng)分析理論》課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)資料

編寫：邱曉燕

審稿〔簽字〕：

審批〔主管教學(xué)負(fù)責(zé)人簽字〕：

本課程學(xué)習(xí)指導(dǎo)資料根據(jù)該課程教學(xué)大綱的要求，參照現(xiàn)行采用教材《電力系統(tǒng)分析

理論》（劉天琪，邱曉燕編寫，講義，2003年）以及課程學(xué)習(xí)光盤，并結(jié)合遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)業(yè)余

教育的教學(xué)特點(diǎn)和教學(xué)規(guī)律進(jìn)行編寫，實(shí)用于電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)?？茖W(xué)生。

第一局部課程的學(xué)習(xí)目的及總體要求

一、課程的學(xué)習(xí)目的

《電力系統(tǒng)分析理論》是電氣工程及自動(dòng)化專業(yè)的必修課；是技術(shù)理論課、根底理論

誤走向?qū)I(yè)課學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用研究的紐帶，具有承上啟下的作用。通過該課程的學(xué)習(xí)，使

學(xué)生掌握電力系統(tǒng)分析的根底理論和根本知識(shí)，既為后續(xù)專業(yè)課程及一些相關(guān)專題的學(xué)習(xí)

打下根底，又培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用根底知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力。

二、課程的總體要求

要求掌握電力系統(tǒng)的根本概念、根本分析方法和計(jì)算方法，即：

掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析和計(jì)算方法，包括電壓和功率分布的計(jì)算、調(diào)頻以及調(diào)壓的分

析和計(jì)算。

掌握電力系統(tǒng)故障分析和計(jì)算方法，包括對(duì)稱和不對(duì)稱故障的分析和計(jì)算。

掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析和訂算方法，包括暫態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定的分析和訂?算。

第二局部課程學(xué)習(xí)的根本要求及重點(diǎn)難點(diǎn)內(nèi)容分析

第一章電力系統(tǒng)概述

1、本章學(xué)習(xí)要求

(1)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)、動(dòng)力系統(tǒng)的根本概念；電力系統(tǒng)負(fù)荷曲線和負(fù)荷特性的根本概

念；電力系統(tǒng)的接線方式；電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)和要求。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式。

(3)應(yīng)熟練掌握的內(nèi)容

電力系統(tǒng)的額定電壓和電壓等級(jí)c

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

要注意元件的額定電壓與網(wǎng)絡(luò)額定電壓的區(qū)別，各元件額定電壓之間的關(guān)系。

3、本章典型例題

4、本章作業(yè)

1-4

第二章電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算

1、本章學(xué)習(xí)要求

(1)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

輸電線路的參數(shù)計(jì)算；長線路的等值電路；發(fā)電機(jī)和負(fù)荷模型。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

三繞組變壓器的等值電路和參數(shù)計(jì)算；變壓器的n形等值電路

(3)應(yīng)熟練掌握的內(nèi)容

短輸電線路和中長度輸電線路的等值電路；雙繞組變壓器的等值電路和參數(shù)計(jì)算；電

力系統(tǒng)標(biāo)幺值參數(shù)的計(jì)算以及有名值和標(biāo)幺值等值電路的制訂。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

應(yīng)注意電力系統(tǒng)基準(zhǔn)值的選取以及不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值間的換算;不含理想變壓器的

標(biāo)幺值等值電路的制訂。

3、本章典型例題

例2-4有一臺(tái)SFL|20000/110型向10kV網(wǎng)絡(luò)供電的降壓變壓器，銘牌給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為：△

Ps=135kW,Vs%=10.5,A%=22kW,Io%=().80試計(jì)算歸算到高壓側(cè)的變壓器參數(shù)。

解：由型號(hào)知，SN=2OOOOkVA,高壓側(cè)額定電壓VN=U0kV。各參數(shù)如下：

例2-6試計(jì)算圖2T5(a)輸電系統(tǒng)各元件電抗的標(biāo)幺值。各元件的參數(shù)如下：

發(fā)電機(jī)S?=30MVA,給2=10.5kV,無?=0.26；變壓器T-1品的=31.5MVA,K%=10.5,拓廣10.5/121；

變壓器T-2S2(W=15MVA,K%=10.5,加二110/6.6；電抗器片、尸6kV,/RW=0.3kA,%%=5；架空線路長

80km,每公里電抗為0.4C；電纜線路長2.5km,每公里電抗為0.08。。

解：首先選擇基準(zhǔn)值。取全系統(tǒng)的基準(zhǔn)功率SLIOOMVA。為了使標(biāo)幺值的等值電路中不出現(xiàn)串聯(lián)理

想變壓器,選取相鄰段的基準(zhǔn)電壓比基e產(chǎn)加,標(biāo)⑴川產(chǎn)的。這樣,只要選出三段中某一段的基準(zhǔn)電壓,

其余兩段的基準(zhǔn)電壓就可以由基準(zhǔn)變比確定了。我們選第【段的基準(zhǔn)電壓/⑴=10.5kV,于是

各元件電抗的標(biāo)幺值為

計(jì)算結(jié)果表示于圖2-16中。每個(gè)電抗用兩個(gè)數(shù)表示，橫線以上的數(shù)代表電抗的標(biāo)號(hào)，橫線以下的

數(shù)表示它的標(biāo)幺值。

圖2-16不含理想變壓器的等值電路

例2-7試對(duì)例2-6的電力系統(tǒng)作各元件參數(shù)標(biāo)幺值的近似計(jì)算。假定發(fā)電機(jī)電勢標(biāo)幺值等于1.0,

在電纜線路末端發(fā)生三相短路，試分別按元件標(biāo)幺參數(shù)的精確值和近似值計(jì)算短路點(diǎn)電流的有名值。

解:仍選基準(zhǔn)功率S=100MVA0基準(zhǔn)電壓等于平均額定電壓，即％⑴=10.5kV,K(n)=115kV,K，n】)=6.3kV,>

變壓器的變比為相鄰兩段平均額定電壓之比。各元件電抗的標(biāo)幺值計(jì)算如下

|（V）

發(fā)電機(jī)的電抗X,=0.26X—=0.87，

30

變壓器T-1的電抗X=—x—=0.33

2-10031.5

架空線路的電抗X.=0.4x80x—^-=0.24，

I152

V10.5100”

變壓器T-2的電抗X,=——X—=0.7

10015

電抗器的電抗X、=0.05x-^—x粵=1.46

V3x0.36.3-

電纜線路的電抗X、-0.08X2.5X一0.504

6.32

電纜線路末端短路時(shí)，短路電流為

精確計(jì)算時(shí)

近似計(jì)算時(shí)

4、本章作業(yè)

2-8.2-9.2-11、2-13

第三章電力網(wǎng)的電壓和功率分布

變壓所低壓母線C的實(shí)際電壓

如果在上述計(jì)算中都不計(jì)電壓降落的橫分量，所得結(jié)果為

Vh=\OS.lkV,V；=101.4^V,匕=10.14—

與計(jì)及電壓降落橫分量的計(jì)算結(jié)果相比，誤差很小。

例3-2圖3-17所示UOkV閉式電網(wǎng)，A點(diǎn)為某發(fā)電廠的高壓母線，其運(yùn)行電壓為117kVo網(wǎng)絡(luò)各

元件參數(shù)為

線路I、11(每公里)m=0.27C,xo=0.423Q,加=2.69X104；

線路HI(每公里)「0=0.45c,xo=0.44G,d=2.58X10%；

線路I長度為60km,線路II為50km,線路III為40km。

各變電所每臺(tái)變壓器的額定容量、勵(lì)磁功率和歸算到HOkV電壓級(jí)的阻抗分別為

變電所bS220MVA,ASo=O.O5+jO.6MVA,a=4.84。，XT=63.5Q

變電所CSN=I0MVA,A5o=0.03+j0.35MVA,RT=1I.4。，3127。

負(fù)荷功率SLDb=24+jl8MVA,SLDc=12+j9MVAo

試求電力網(wǎng)的功率分布及最大電壓損耗。

圖3J7電力網(wǎng)絡(luò)及其等值電路和功率分布

解：(一)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)參數(shù)及制訂等值電路

線路I:Z,=(0.27+J0.423)X60Q=16.2-FJ25.38Q

線路II:Zn=(0.27+)0.423)x50c=13.5+,/2l.15Q

線路in：ZHI=(0.45+J().44)X4()Q=18+J17.6Q

變電所b：Z1bq(4.84+/63.5)C=2.42+j31.75C

變電所c：Z左=1(11.4+7127)Q=5.7+J63.5Q

2

等值電路如圖3J7(b)所示。

(二)計(jì)算節(jié)點(diǎn)b和c的運(yùn)算負(fù)荷

(三)計(jì)算閉式網(wǎng)絡(luò)的功率分布

=l8.64+jI5.79MVA

=17.8+jl3.6MVA

可見，計(jì)算結(jié)果誤差很小，無需重算。取$=18.65+jl5.8繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算。

由此得到功率初分布，如圖3-l7(c)所示。

(四)計(jì)算電壓損耗

由于線路I和III的功率均流向節(jié)點(diǎn)b,故節(jié)點(diǎn)b為功率分點(diǎn)，且有功功率分點(diǎn)和無功功率分點(diǎn)都

在b點(diǎn)，因此這點(diǎn)的電壓最低。為了計(jì)算線路I的電壓損耗，要用A點(diǎn)的電壓和功率SAI。

變電所b高壓母線的實(shí)際電壓為

4、本章作業(yè)

3-5、3-6、3-7o

第四章電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整

1、本章學(xué)習(xí)要求

（I）應(yīng)熟悉的內(nèi)容

電力系統(tǒng)頻率變化的影響；電力系統(tǒng)頻率與有功功率平衡的關(guān)系；有功功率平衡及備

用容量。各類發(fā)電廠的運(yùn)行特點(diǎn)及其合理組合。

（2）應(yīng)掌握的內(nèi)容

系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率一頻率靜態(tài)特性；發(fā)電機(jī)組的有功功率一頻率靜態(tài)特性（調(diào)速

器的工作原理）；電力系統(tǒng)的有功功率-頻率靜態(tài)特性。

（3）應(yīng)熟練掌握的內(nèi)容

頻率的一次調(diào)整和頻率的二次調(diào)整的根本原理；頻率的一次調(diào)整的計(jì)算。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

調(diào)速工作原理的理解。

5、本章典型例題分析

例4-2某電力系統(tǒng)中，一半機(jī)組的容量已完全利用；其余25%為火電廠，有10%備用容量，其單

位調(diào)節(jié)功率為16.6：25%為水電廠，有20%的備用容量，其單位調(diào)節(jié)功率為25：系統(tǒng)有功負(fù)荷的頻率調(diào)

節(jié)效應(yīng)系數(shù)KD*=1.5。試求：（1）系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率珞；（2）負(fù)荷功率增加5%時(shí)的穩(wěn)態(tài)頻率/；（3）如

頻率容許降低0.2Hz,系統(tǒng)能夠承當(dāng)?shù)呢?fù)荷增量。

解：（一）計(jì)算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率

令系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)的總額定容量等于1，利用公式（4-25）可算出全部發(fā)電機(jī)組的等值單位調(diào)節(jié)功率

系統(tǒng)負(fù)荷功率

系統(tǒng)備用系數(shù)A:,.=1/0.925=1.081

于是K*=A,KG*+K。*=1.081x10.4+1.5=12.742

（二）系統(tǒng)負(fù)荷增加5%時(shí)的頻率偏移為

一次調(diào)整后的穩(wěn)態(tài)頻率為

（三）頻率降低0.2Hz,即Z\T；=-0.004,系統(tǒng)能夠承當(dāng)?shù)呢?fù)荷增量

例4-3同上例，但火電廠容量已全部利用，水電廠的備用容量已由20%降至10%。

解：（一）計(jì)算系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率

（二）系統(tǒng)負(fù)荷增加5%后

（三）頻率允許降低0.2Hz,系統(tǒng)能夠承當(dāng)?shù)呢?fù)荷增量為

6、本章作業(yè)

4-6、4-8o

第五章電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整

1、本章學(xué)習(xí)要求

(1)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

電力系統(tǒng)電壓偏移的原因及影響；無功功率電源和無功功率負(fù)荷的特性；電力系統(tǒng)

無功功率平衡和電壓水平的關(guān)系。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

電力系統(tǒng)的電壓管理；順調(diào)壓、逆調(diào)壓、常調(diào)壓的根本概念。

(3)應(yīng)熟練掌握的內(nèi)容

電力系統(tǒng)電壓調(diào)整的措施，各種調(diào)壓措施的根本原理；變壓器分接頭選擇(普通雙

繞組變壓器)和補(bǔ)償容量的計(jì)算(補(bǔ)償設(shè)備為電容器)。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

各種調(diào)壓措施的根本原理和調(diào)壓計(jì)算。

3、本章典型例題分析

例5-3降壓變壓器及其等值電路如圖5-23(a)、(b)所示。歸算至高壓側(cè)的阻抗為

Rr+戶7=2.44+/40A.。在最大和最小負(fù)荷時(shí)通過變壓器的功率分別為5max=28+JI4MVA和

5min=10+J6MVA,高壓側(cè)的電壓分別為V|max=110kV和-min=113kV,要求低壓母線的電壓變化不超出

6.0~6.6kV的范圍，試選擇分接頭。

圖5-23降壓變壓器及其等值電路

解：先計(jì)算最大負(fù)荷及最小負(fù)荷時(shí)變壓器的電壓損耗

假定變壓器在最大負(fù)荷和最小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)低壓側(cè)的電壓分別取為V2max=6kV和V2,nin=6.6kV,那么由

式(5-20)和(5-21)可得

取算術(shù)平均值

選最接近的分接頭九=107.25kV。按所選分接頭校驗(yàn)低壓母線的實(shí)際電壓。

可見所選分接頭能滿足調(diào)壓要求。

例5-4—升壓變壓器，其歸算至高壓側(cè)的參數(shù)、負(fù)荷、分接頭范圍如圖5-25所示，最大負(fù)荷時(shí)高

壓母線電壓為120kV,最小負(fù)荷時(shí)高壓母線電壓為114kV,發(fā)電機(jī)電壓的調(diào)節(jié)范圍為6~6.6AV,試選擇

變壓器分接頭。

6.3/121±2x2.5%-75+ilXMVA解：最大負(fù)荷時(shí)變壓器的電壓降為

Q十J1olVl

---GO~|^Ay=P2maxR+Q2maxX

1,nax

Zi=3+j30c2Sm?=14+jlOMVAV2max

囪…由加皿=25x3+18x30=5"

圖5-25升壓變壓器120

歸算至高壓側(cè)的低壓側(cè)電壓為

最小負(fù)荷時(shí)變壓器電壓降落為

歸算至高壓惻的低壓側(cè)電壓為

假定最大負(fù)荷時(shí)發(fā)電機(jī)電壓為6.6kV,最小負(fù)荷時(shí)電壓為6kV.

從而：

選擇最接近的分接頭121kVo

校驗(yàn)：

最大負(fù)荷時(shí)發(fā)電機(jī)端實(shí)際電壓為

最小負(fù)荷時(shí)發(fā)電機(jī)端實(shí)際電壓為

均滿足要求。

例5-6簡單輸電系統(tǒng)的接線圖和等值電路如圖5-35所示。變壓器勵(lì)磁支路和線路電容被略去。節(jié)

點(diǎn)1歸算到高壓側(cè)的電壓為H8kV,且維持不變。受端低壓母線電壓要求保持為10.5kVo試配合降壓變

壓器T-2的分接頭選擇，確定受端應(yīng)裝設(shè)的如下無功補(bǔ)償設(shè)備：（1）靜電電容器；（2）同步調(diào)相機(jī)。

圖5.35輸電系統(tǒng)及其等值電路圖

解：（一）計(jì)算補(bǔ)償前受端低壓母線歸算到高壓側(cè)的電壓

因?yàn)槭锥穗妷?，宜用首端功率?jì)算網(wǎng)絡(luò)的電壓損耗。為此，先按額定電壓計(jì)算輸電系統(tǒng)的功率損耗:

于是

利用首端功率可以算出：

（二）選擇靜電電容器的容量

（1）按最小負(fù)荷時(shí)無補(bǔ)償確定變壓器的分接頭電壓

最接近的抽頭電壓為HOkV,由此可得降壓變壓器的變比為左=出=100

11

（2）按公式（5-34）求補(bǔ)償容量

（3）取補(bǔ)償容量Qc=12Mvar,驗(yàn)算最大負(fù)荷時(shí)受端低壓惻的實(shí)際電壓

故匕=《max/%=^=10.525kV

（三）選擇同步調(diào)相機(jī)的容量

（1）按公式（5-38）確定降壓變壓器變比

當(dāng)a分別取為0.5和0.65時(shí).可相應(yīng)算出變比k分別為9.54和9.45,選取最接近的標(biāo)準(zhǔn)分接頭變比

49.5。

（2）按公式（5-35）確定調(diào)相機(jī)容量

選取最接近標(biāo)準(zhǔn)容晟的同步調(diào)框機(jī)，其額定容量為7.5MVA。

13）驗(yàn)算受端低壓側(cè)電壓。最大負(fù)荷調(diào)相機(jī)按額定容量過勵(lì)磁運(yùn)行，因而有

最小負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)按50%額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行，因而有

在最小負(fù)荷時(shí)電壓略高于10.5kV,如果調(diào)相機(jī)按60%額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行，便得V2min=l（）.48kV。

4、本章作業(yè)

5-7、5-8、5-11o

第六章電力系統(tǒng)三相短路的分析計(jì)算

］、本章學(xué)習(xí)要求

(1)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

短路的一般概念；恒定電勢源電路的三相短路；無阻尼繞組同步電機(jī)突然三相短路

物理過程的分析；派克變換。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

同步發(fā)電機(jī)的相量圖；網(wǎng)絡(luò)變換與化簡的方法；短路電流計(jì)算曲線及其應(yīng)用。

(3)應(yīng)熟練掌握的內(nèi)容

同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、次暫態(tài)過程的電勢方程及其計(jì)算；起始次暫態(tài)電流和沖擊

電流的實(shí)用計(jì)算；短路電流周期分量的近似計(jì)算。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

本章難于理解的地方是無阻尼繞組同步電機(jī)突然三相短路的物理過程以及同步發(fā)

電機(jī)的根本方程、相量圖。這需要“電機(jī)學(xué)”、“電路”、“電磁場”等根底知識(shí)。

3、本章典型例題分析

例6-2同步電機(jī)的參數(shù)為：Xd=1.0,Xq=0.6,cos^=0.85o試求在額定滿載運(yùn)行時(shí)的電勢頤和員。

解：用標(biāo)幺值計(jì)算，額定滿載時(shí)占1.0,/=1.0。

(一)先計(jì)算員。由圖6-15的相量圖可得

(二)確定2。的相位。相量2。和U間的相角差

也可以直接計(jì)算方Q同7的相位差(b+e)

（三）計(jì)算電流和電壓的兩個(gè)軸向分量

Vd=Vsin^=Vsin21°=0.36,

圖6-15電勢相量圖

V（i=Vcos^=Vcos21°=0.93

(四)計(jì)算空載電勢與

例6.3就例6-2的同步電機(jī)及所給運(yùn)行條件，再給出X：=0.3,試計(jì)算電勢將和E'。

解：例6-2中已算出匕=0.93和/d=0.8,因此

根據(jù)相量圖6-22,可知

E'=J(V+X：/sinof+(X：//8s"

電勢自同機(jī)端電壓U的相位差為

例6-4同步發(fā)電機(jī)有如下的參數(shù)：Xd=1.0,

圖6-22例6-3的電勢相量圖

Xg=0.6,Xj=0.3,X；=0.21,X；=0.31,cos。=0.85。試計(jì)算額定滿載情況卜的

耳,耳，司,E"。

解：本例電機(jī)參數(shù)除次暫態(tài)電抗外，都與例6-3的電機(jī)的相同，可以直接利用例6-2和例6-3的以

下計(jì)算結(jié)果：乙=1.73,%=1.17.6=21.1",9=0.93,巳=0.36、〃=0.6,=0.8。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以繼續(xù)算出

電勢相量圖示于圖6-28。圖6?28例6?4的電勢相量圖

如果按近似公式(6-69)計(jì)算，由相量圖6-28可知

同前面的精確計(jì)算結(jié)果相比擬,電勢幅值相差甚小，相角誤差略大。

例6-7試計(jì)算圖6-42(a)的電力系統(tǒng)在f點(diǎn)發(fā)生三相短路時(shí)的沖擊電流。系統(tǒng)各元件的參數(shù)如下。

發(fā)電機(jī)G：60MVA,Xj=0.12o調(diào)相機(jī)SC：5MVA,Xj=0.2o變壓器T-l：3L5MVA,Vs%=10.5；

T-2：20MVA,Vs%=10.5；T-3：7.5MVA,Vs%=l0.5o線路L-l：60km；L-2：20km；L-3：10km。各條

線路電抗均為0.4Q/km。負(fù)荷LD-1：30MVA：LD-2：18MVA：LD-3：6MVA。

解：先將仝部負(fù)荷計(jì)入，以額定標(biāo)幺電抗為0.35,電勢為0.8的電源表示。

(-)選取SB=100MVA和％=%v，算出等值網(wǎng)絡(luò)［圖6.42(b)］中各電抗的標(biāo)幺值如下:

發(fā)電機(jī)X1=0.12x@=0.2調(diào)相機(jī)X.=0.2x—=4

1605

100100

負(fù)荷LD-IX,=0.35x—=1.17負(fù)荷LD-2X=0.35x—=1.95

330418

i(X)1()()

負(fù)荷LD-3X=0.35x——=5.83變壓器T-lX=0.105X——=033

5s6631.5

i(X)[()()

變壓器T-2X=0.105x—=0.53變壓器T-3X=0.105x—=1.4

72087.5

loo100

線路L-1X9=0.4x60x—^-=0.18線路L-2)?10―U?‘xXUX-U?U0

1152I152

線路L-3X,.=0.4xl0x-^-=0.03

1152

取發(fā)電機(jī)的次暫態(tài)電勢曰=1.()8。調(diào)相機(jī)按短路前額定滿或運(yùn)行，可得

圖6-42例6-7的電力系統(tǒng)及其等值網(wǎng)絡(luò)

(-)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡

［三)起始次暫態(tài)電流的計(jì)算

由變壓器T-3方面供應(yīng)的為

由負(fù)荷LD-3供應(yīng)的為

1四)沖擊電流計(jì)算

為了判斷負(fù)荷LD-1和LD-2是否供應(yīng)沖擊電流，先驗(yàn)算一下節(jié)點(diǎn)b和c的剩余電壓

a點(diǎn)的剩余電壓為

線路L-1的電流為

線路L-2的電流為

b點(diǎn)剩余電壓為

c點(diǎn)剩余電壓為

因K和匕都高于0.8,所以負(fù)荷LD-1和LD-2不會(huì)變成電源而供應(yīng)短路電流。因此，由變壓器T-3

方面來的短路電流都是發(fā)電機(jī)用調(diào)相機(jī)供應(yīng)的，可取褊尸1.8。而負(fù)荷LD-3供應(yīng)的短路電流那么取沖擊

系數(shù)等于lo

短路處電壓級(jí)的基準(zhǔn)電流為

短路處的沖擊電流為

在近似計(jì)算中，考慮到負(fù)荷LD-1和LD-2離短路點(diǎn)較遠(yuǎn).可將它們略去不計(jì)。把同步發(fā)電機(jī)和調(diào)

相機(jī)的次暫態(tài)電勢都取作E"=l，此時(shí)網(wǎng)絡(luò)(負(fù)荷LD-3除外)對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗為

因而由變壓器T-3方面供應(yīng)的短路電流為

短路處的沖擊電流為

這個(gè)數(shù)值較前面算得的約小6%。因此，在實(shí)用計(jì)算中采用這種簡化是容許的。

4、本章作業(yè)

6-5、6-6、6-7、6-8、6-10、6-12、6-14。

第七章電力系統(tǒng)簡單不對(duì)稱故障的分析計(jì)算

1、本章學(xué)習(xí)要求

(1)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

電力系統(tǒng)各元件的序參數(shù)；非全相斷線的分析L算。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

對(duì)稱分量經(jīng)變壓相后的相位變化；網(wǎng)絡(luò)中電流和電壓分布的計(jì)算。

(3)應(yīng)熟練掌握的內(nèi)容

對(duì)稱分量法的根本概念；電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的制訂；簡單不對(duì)稱短路的分析計(jì)算。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

電力系統(tǒng)各序網(wǎng)絡(luò)的制訂，簡單不對(duì)稱短路電流的計(jì)算。

3、本章典型例題分析

例7-1圖7-17(a)所示輸電系統(tǒng)，在f點(diǎn)發(fā)生接地短路，試?yán)L出各序網(wǎng)絡(luò)，并計(jì)算電源的組合電勢功

和各序組合電抗*￡、乂2￡和%￡,系統(tǒng)各元件參數(shù)如下。

發(fā)電機(jī)：SN=120MVA,VN=10.5kV,E產(chǎn)1.67,X)=0.9,X2=0.45：

變壓器T-l：SN=6()MVA,VS%=10.5,A：TI=10.5/115；T-2：SN=60MVA,VS%=10.5,^2=115/6.3；

線路L每回路：/=105km,.vi=0.4Q/km,xo=3xi；

負(fù)荷LD-1：SN=60MVA,￥I=1.2,X2=035：LD-2：SN=40MVA,X|=1,2,X2=0.35o

圖7-17電力系統(tǒng)結(jié)線圖(a)及(b)正序、(c)負(fù)序、(d)零序網(wǎng)絡(luò)

解：(一)參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算

選取基準(zhǔn)功率SB=120MVA和基準(zhǔn)電壓VB=Vav,計(jì)算出各元件的各序電抗的標(biāo)幺值(計(jì)算過程從略)

計(jì)算結(jié)果標(biāo)于各序網(wǎng)絡(luò)圖中。

(二)制訂各序網(wǎng)絡(luò)

正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)，包含了圖中所有元件[見圖7-17(b)、(c)]o因零序電流僅在線路L和變玉器T-1中

流通，所以零序網(wǎng)絡(luò)只包含這兩個(gè)元件[見圖7-17(d)]o

(三)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化簡，求正序組合電勢和各序組合電抗。

正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的化簡過程示于圖7-18o

對(duì)于正序網(wǎng)絡(luò)，先將支路1和5并聯(lián)得支路7,它的電勢和電抗分別為

”山=0.66

0.9+2.4

將支路7、2和4相串聯(lián)得支路9,其電抗和電勢分別為

X=X+X+X=0.66+0.21+0.19=1.06,

9724E9=EI=\.22

將支路3和支路6串聯(lián)得支路8,其電抗為

X8=X3+X6=0.21+3.6=3.81

將支路8和支路9并聯(lián)得組合電勢和組合電抗分別為

Y_XgXg3.81x1.06

A一=0.83

X8+X93.81+1.06

對(duì)于負(fù)序網(wǎng)絡(luò)

X1X5045x0/7

==0.27,X=X4-X-X=0.27+0.21+0.19=0.67

x[=-0.45+0.79724

X|+x5

1.26x0.67

X=X+X=0.21+1.05=1.26,=()44

836*2工

X8+X91.26+0.67

對(duì)于零序網(wǎng)絡(luò)

(a)(b)

圖7-18正序(a)和負(fù)序(b)網(wǎng)絡(luò)的化簡過程

例7-2對(duì)例7-1的輸電系統(tǒng)，試計(jì)算f點(diǎn)發(fā)生各種不對(duì)稱短路時(shí)的短路電流。

解：在例7-1的計(jì)算根底上，再算出各種不同類型短路時(shí)的附加電抗X?和小(")值，即能確定短

路電流。對(duì)于單相短路

(,)

=X2￡+Xo￡=0.44+0.78=1.22,m=3

120

115kV側(cè)的基準(zhǔn)電流為=-=-----kA=0.6kA

73x115

因此，單相短路時(shí)

對(duì)于兩相短路

對(duì)于兩相短路接地

4、本章作業(yè)

7-7、7-11、7-12、7-13。

第八章簡單電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性概論

1、本章學(xué)習(xí)要求

(1)應(yīng)熟悉的內(nèi)容

電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定的根本概念；發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程；提高電力系統(tǒng)靜

態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定的措施。

(2)應(yīng)掌握的內(nèi)容

簡單電力系統(tǒng)的功率特性表達(dá)式；自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器對(duì)功率特性的影響；小干擾法的

根本原理；分段計(jì)算法求解轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程。

(3)應(yīng)熟練掌握的內(nèi)容

電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定的判據(jù)；靜態(tài)穩(wěn)定儲(chǔ)藏系數(shù)的計(jì)算；電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)

定分析中的等面積定那么以及極限切除角的計(jì)算。

2、本章重點(diǎn)難點(diǎn)分析

小干擾法分析電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性；電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的分析計(jì)算(極限切除角的

計(jì)算以及分段計(jì)算法求解轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程)比擬復(fù)雜和困難。

3、本章典型例題分析

例8-1如圖8-9所示電力系統(tǒng)，試分別計(jì)算發(fā)電機(jī)保持J,不變時(shí)的功率特性和功率極限。

各元件參數(shù)如下。

圖8-9輸電系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)：SGN=352.5M%,PGN=300MW,VGN=10.5kV,xd=1.0,甌=0.6,%=0.25,=0.2,

TJN-8so

變壓器：T-\=360MK4,Vsri%=14,kn=10.5/242；

T-2SW2=360MV<4,Vsr2%=14,X：.r2=