电力系统分析理论期末知识点总结

1、动力系统、电力系统、电力网的基本概念：

电力系统的基本概念：

发电厂中的发电机、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成的电气上相互连接的整体，称为电力系统。它包括了生产、输送、分配和消费的全过程。（狭义，实际为一次系统）

为了保证一次系统的安全、可靠和经济运行，还需要各种信号系统及操作机构，实现对一次系统的监测、控制和保护，这也是电力系统不可缺少的组成部分，称为二次系统。

2、电力系统运行的基本要求：

1）保证供电的可靠性：负荷分级。

2）保证良好的电能质量：电压：35kV以上±5%，10kV±7%；频率：±0.2Hz~±0.5Hz（视容量不同而不同）；波形：三相电压不平衡度、谐波含量、波动和闪变；

3）保证系统运行的经济性

>4）满足节能与环保的要求

安全>优质>经济

3、日负何曲线和年负何曲线

日负何曲线描述了一天24小时负何的变化情况，曲线的最大值称为日最大负荷（峰荷），曲线的最小值称为日最小负荷（谷荷），它是安排日发电计划和确定系统运行方式的重要依据。

年最大负荷曲线描述一年内每月（或每日）最大有功功率负何变化的情况，它是用来安排发电设备的检修计划，同时也为制定发电机组或发电厂的扩建或新建计划提供依据。

年持续负何曲线，按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序排列绘制而成。在安排发电计划和进行可靠性估算时用到。

4、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何确定的？

电力系统的额定电压：能保证电气设备的正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压。

电力线路的额定电压和用电设备的额定电压相等，为网络的额定电压。

发电机的额定电压与网络的额定电压在同一等级时，发电机的额定电压规定比网络的额定电压高5%。

变压器一次绕组的作用相当于用电设备，其额定电压与网络的额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。

变压器二次绕组的作用相当于电源设备，其额定电压规定比网络的额定电压高10%，如果直接与用户连接时，则规定比网络的额定电压高5%。

规定，变压器接受功率一侧的绕组为一次绕组，输出功率一侧的绕组为二次绕组。

第二章  电力系统元件模型及参数计算

输电线路的电抗与每相线路之间的自感和互感相关，当三相导线对称排列时，三相导线单位长度的电抗相等，当三相导线排列不对称时，各相导线所交链的磁链及各相等值电感不相同，进而三相参数不对称，采用整体循环换位，可以使三相输电线路的参数对称，减少三相不对称性。

由电抗计算公式知：输电线路的电抗与自几何均距成反比，与三相导线几何平均距离成正比，故几何均距越大，电抗越大

平均额定电压Uav，某级电网两侧变压器额定电压平均值。

在工程计算中规定，各个电压等级都以其平均额定电压Vav作为基准电压。根据我国现行的电压等级，各级平均额定电压规定为：3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525kV

1、导线的作用是什么？导线为多少合适？为什么？

答：在输电线路中，导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，减少线损，减轻对无线电的干扰，的根数越多，电抗下降也越多，但是数超过4时，电抗的下降逐渐趋缓。所以最好为4。

同时，间距越大，自几何均距增大，进而电抗越小，但间距过大不利于防止线路产生电晕。

2、什么叫变压器的空载试验和短路试验？这两个试验可以得到变压器的哪些参数？

答：变压器的空载试验：进行空载试验时，将一侧绕组空载，在另一侧绕组施加额定电压，测得变压器的空载损耗和空载电流。变压器的短路试验：进行短路试验时，将一侧绕组短接，在另一侧绕组施加电压，使短路绕组的电流达到额定值，测得变压器的短路总损耗（铜损）和短路电压。

通过短路损耗确定电阻RT，短路电压确定电抗XT

第三章  简单电力网的潮流计算

功率在环形网络中是与阻抗成反比分布时称为自然分布；

功率在环形网络中与电阻成反比分布时，功率损耗最小，称这种功率分布为经济分布。

在同一时间内，电力网损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的损耗率，简称网损率或线损率。

判断某一点的供电质量，用电压偏移表征；判断片区的管理质量，用网损率表征。

1、什么是电压降落？什么是电压损耗和电压偏移？

电压降落：元件（电力线路、变压器）首末两端电压的相量差。

纵分量：

横分量：

电压损耗：始末端电压的数值差。常以百分值表示。

电压偏移：网络中某节点的实际电压同网络该处的额定电压之间的数值差。

2、什么是循环功率？多级环网在什么情况下会出现循环功率？

答：与负荷无关，由两个供电点的电压差和网络参数确定这部分功率称为循环功率。多级环网只是在变压器的变比不匹配的情况下才会出现循环功率。

3、有哪些降低网损的技术措施？

答：减少无功功率的传输，在闭式网络中实行功率的经济分布，合理确定电力网的运行电压，组织变压器的经济运行等。

第四章  电力系统有功功率和频率调整

标幺值=百分值➗100

系统负荷的有功功率-频率静态特性

负荷的频率调节效应系数或者负荷的频率调节效应：

发电机组的有功功率-频率静态特性

发电机组的单位调节功率：（发电机组功频静特性系数）

调差系数：

N台机组的等值单位调节功率：

在求KG时，如果机组已满载运行，当负荷增加时应取Kgi=0

电力系统的有功功率-频率静态特性

系统的功率-频率静特性系数（系统的单位调节功率）：

备用系数：

频率的一次调整

频率的二次调整

电力系统有功功率的最优分配：等耗量微增率准则

讨论:当系统有功功率和无功功率不足而引起频率和电压都偏低时,应该先调节电压还是先调节频率?

当系统有功和无功不足而引起频率和电压都偏低时,应该首先解决有功功率的平衡问题.因为频率的提高可以减少无功功率的缺额,有利于电压调整;相反,如果先提高电压,会进一步扩大有功功率的缺额,导致频率进一步下降,而无助于改善系统的运行条件.需要说明的是,电力系统在额定参数(电压和频率)附近运行时,电压变化对有功功率平衡的影响和频率变化对无功功率平衡的影响都是次要的.正因为如此,才可能分别处理电压调整和频率调整的问题.

1、什么是电力系统的单位调节功率？试说明电力系统频率的一次调频和二次调频的基本原理。

答：电力系统的单位调节功率即电力系统的功率-频率静态特性系数，它表示在计及发电机组和负荷的调节效应时，引起频率单位变化的负荷变化量。

当负荷变化引起频率偏差时，系统中的某些发电机组装有调速器又留有可调容量就可以参加频率调整，自动地增加或减小机组的功率，从而达到新的平衡，这是一次调频的原理。

通过操作调频器，使发电机组的频率特性平行的移动，从而使负荷变动引起的频率偏移缩小在允许波动范围内，这是二次调频的原理。

第五章  电力系统无功功率和电压调整

无功功率负荷：异步电动机

无功功率损耗：变压器、输电线路

无功功率电源：发电机，同步调相机，静电电容器，静止无功补偿器（SVC），静止无功发生器（SVG），并联电抗器。

电压中枢点是指那些能够反映和控制整个系统电压水平的节点（母线）。

1、电力系统中电压中枢点一般选在何处？电压中枢点的调压方式有哪几种？哪一种方式容易实现？那一种不容易实现？

答：一般可选择下列母线作为电压中枢点：大型发电厂的高压母线。枢纽变电所的二次母线。有大量地方性负荷的发电厂母线。

调压方式：逆调压，顺调压，常调压。顺调压易实现，采用顺调压方式的中枢点电压，在最大负荷时，允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的102.5%，即1.25VN；在最小负荷时允许中枢点电压高一些，但不等于线路额定电压的107.5%。逆调压最不容易实现，采用逆调压方式的中枢点电压，在最大负荷时较线路的额定电压高105%；在最小负荷时等于线路的额定电压即1.0VN，常调压只要把中枢点电压保持在较线路额定电压高102%~105%的数值，即1.02-1.05VN

5、电力系统调压的基本原理是什么？电力系统有哪几种主要调压措施？当电力系统无功不负时，是否可以只通过改变变压器的变比？为什么？

答：a.基本原理：其基本原理是从变压器某一侧的线圈中引出若干分接头，通过有载分接开关，在不切断负荷电流的情况下，由一分接头切换到另一分接头，以变换有效匝数，达到调节电压的目的。

b.调压措施：改变发电机端电压调压，改变变压器分接头调压，利用并联补偿设备调压，利用串联电容器补偿调压。

c.不能，因为改变变压器的电压从本质上并没有增加系统的无功功率这样以减少其他地方的无功功率来补充某地由于无功功率不足而造成的电压低下，其他地方则有可能因此人造成无功功率不足，不能根本性解决整个电力网的电压质量问题，所以，必须首先进行无功补偿再进行调压。

第六章  同步发电机的基本方程

为什么要进行派克变换？其实质是什么？

答：

原因：在同步发电机原始方程中，磁链方程式出现了变系数：

a、转子的旋转使定、转子绕组间产生相对运动，使定转子绕组间的互感系数发生相应的周期变化；

b、转子在磁路上只是分别对于d轴和q轴对称而不是任意对称的，转子旋转也导致定子各绕组的自感和互感周期性变化。

所以引入派克方程线性变换。其实质是将变系数微分方程变换成常系数微分方程。

实质：其转换的实质是空间磁势相等的原理，进而将变系数微分方程变换成常系数微分方程，便于进行暂态分析和计算。

第七章  电力系统三相短路的分析计算

发生概率：单相短路最高（），三相短路最低（）

危害性：三相短路最大（）

系统中静止元件（输电线路和变压器）的次暂态参数与其稳态参数相同，旋转元件（同步发电机、异步电动机）则不同。

三相短路实用计算

第八章  电力系统不对称故障的分析计算

对于静止元件，正序阻抗等于负序阻抗；零序阻抗不等于正负序阻抗。

对于旋转元件，正序、负序、零序阻抗互不相等。

单相短路时，复合序网为给序网络的串联；

1、如何制定电力系统的各序等值电路？（电力系统各序网络的制定原则）

答：根据电力系统的接线图、中性点接地的情况等原始资料，在故障点分别施加各序电势，从故障点开始，逐步查明各序电流流通的情况，凡是某一序电流能流通的元件，都必须包括在该序网络中，并用相应的序参数和等值电路表示。

2、什么是正序等效定则？其意义何在？

答：正序等效定则：在简单不对称短路的情况下，短路点电流的正序分量，与在短路点每一相中加入附加电抗而发生三相短路时的电流相等。

其意义是将不对称故障转换为对称故障进行分析

第九章 电力系统稳定性基本概念和元件机电特性

1、电力系统稳定性如何分类？研究的主要内容又是什么？

电力系统稳定分为三个电量的稳定：电压稳定、频率稳定、功角稳定。

功角的稳定又分为三种：静态稳定、暂态稳定和动态稳定。

其中，静态稳定是系统受到小扰动后系统的稳定性；暂态稳定是大扰动后系统在随后的1－2个周波的稳定性；动态稳定是小扰动后或者是大扰动1－2周波后的，并且采取技术措施后的稳定性 。

研究的内容：系统在某一正常运行的状态下受到干扰之后，经过一段时间能否恢复到原来的稳定运行状态，或过渡到新的稳定运行状态。

第十章  电力系统静态稳定和暂态稳定分析

小干扰法是根据描述受扰运动的线性化微分方程组的特征方程式的根的性质来判断受扰运动是否稳定的方法。

1、电力系统静态稳定的实用判据是什么？

电力系统的实用判据是：，称为整步（或同步）功率系数，其大小可以说明发电机维持同步运行的能力，即说明静态稳定的程度。

2、试述等面积定则的基本含义及其在暂态稳定分析中的作用。

基本含义：转子在加速期间积蓄的动能增量已在减速过程中全部耗尽，即加速面积和减速面积的大小相等。应用等面积定则，可以快速确定。

9、提高电力系统静态稳定和暂态稳定的措施主要有哪些？

答：提高静态稳定：a、采用自动励磁调节装置b、提高运行电压水平c、发电机快速强制励磁d、减小发电机和变压器的电抗e、改善系统结构f、减小输电线路电抗（串联电容、采用导线）

提高暂态稳定：a、快速切除故障b、采用自动重合闸c、发电机快速强制励磁d、发电机电气制动e、变压器中性点经小电阻接地f、快速关闭汽门g、切发电机和切负荷h、设置中间开关站i、输电线路强行串联补偿。