电力系统基础-福建水利电力职业技术学院

电力系统基础-福建水利电力职业技术学院 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第1次课, 修 订 第一章 电力系统概述 本章介绍电力系统的基本概念和基本特点 ?1.1 电力系统的基本组成和特点 ,1, 电力系统的组成 通过图示掌握电力网、电力系统和动力系统的概念 汽轮机降压变压器发电机升压变压器配电变压器用户输电线路配电线路 电力网 电力系统 动力系统 1,电力网:由各个电压等级的电力线路和电力变压器构成的网络。 2,电力系统:由发电机、电力网和用户负荷组成的系统。 3,动力系统:由发电厂中的动力部分和电力系统共同组成的系统。 (2 ) 电力系统运行生产的特点 1,电能生产、输送、分配和使用过程的同时性与同一性。 2,与国民经济及人民生活关系密切。 3,机电暂态及电磁暂态迅速，即过渡过程非常短促。 ,3,对电力系统的基本要求 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级,第1次课, 1,保证安全可靠地供电。 修 订 2,保证合格的电能质量。 3,力求系统运行的经济性。 小结:使学生掌握电力网和电力系统概念,掌握电力系统运行生产的特点和对电力系统的基本要求。 ?1.2 额定电压的概念 根据技术经济比较而规定的国家MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1713521016843_0。规定额定电压是为了使电力 设备能标准化、系列化～便于设备的运行、维护和管理。电力系统中的所有有设备若都在额定电压下运行～则其技术与经济性能达到最佳效果。 1、电力系统中各主要设备额定电压的规定 1,电力线路:规定线路的额定电压与用电设备的额定电压相同～ 可使各用电设备在允许电压范围内运行。 2,发电机:比线路的额定电压高5%～一般接在线路的首端考虑。 3,电力变压器:一次绕组与网络的额定电压相等～二次绕组比网络的额定电压高5%或10%,当U% ?7.5时取10%～主要是考虑变压器内压降问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,。 d 2、各级电压电力网的适用范围,参阅?6表1- 2, ?1.3 电力网的接线方式及负荷的分类 1、电力网的接线方式 1,无备用接线 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第1次课, 修 订 2,有备用接线 2、负荷的分类 1,一类负荷:因停电造成人身伤亡或造成财产重大损失的。 2,二类负荷:介于一类与三类负荷之间。 3,三类负荷:停电影响较小～一般不会带严重后果。 ?1.4 电力线路的结构 1、架空线路:由导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具等元件组成。 1,介绍导线、避雷线的型号、材料、作用。 2,介绍用途不同的直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆、特种杆以 及导线排列和导线换位等概念。 3,了解导线排列方式和导线换位的概念。 4,介绍绝缘子、金具、电缆线路等概念。 学生反馈的问题及解答: ,1,由输电线路和枢纽变电所组成称输电网,由配电线路和配电变压器组成称配电网。它们之间是集中送电与分配电能的关系。 ,2,电压不能作为输配电网定义的界限。 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第二次课, 修 订 第二章 电力系统的等值电路和参数计算 本章主要介绍电力系统的参数计算公式和计算方法及其等值 电路的表述。 ?2.1 电力线路的参数计算及其等值电路 本节主要介绍架空电力线路的参数计算公式和计算方法及其等 值电路的表述。 ,1,架空电力线路的参数 1,电阻 , r,(,/km)0s R,rL(,)0 注意:修正电阻率、标称截面和温度对电阻的影响等问题的讨论 2,电抗 Dm x,0.1445lg，0.0157,(,/km)0r X,xL(,) 0 注意:几何均距、分裂导线等问题讨论 3,电纳 7.58,6b,，10(S/km) 0Dmlgr B,bL(S) 0 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第二次课, 2 Q,UB(mvar)修 订 C 注意:几何均距、分裂导线等问题讨论 关于电导只进行产生电晕的讨论 ,2,架空电力线路的等值电路 1,均布等值电路 2,Π形等值电路 Z,R，jX BBY,jY,j 22 3,一字形等值电路 Z,R，jX 讨论在各种条件下用各种等值电路表示的意义 ,3,作业 计算某一架空电力线路的参数～并画出等值电路图～将各参数值标于 图中。 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第三次课, 修 订 ?2.2 电力变压器的参数计算及其等值电路 本节主要介绍电力变压器的等值电路及其参数计算公式和计算 方法。 1(电力变压器的参数计算 ,1,双绕组变压器的参数计算 1,电阻 2PU,3kNR ,，10(,)T2SN 注意:各参量单位的选取 2,电抗 2UU%KNX ,，10(,)TSN 注意:各参量单位的选取 3,电纳可用对应的空载无功功率,励磁损耗,表示 I%S0N,Q,(kvar) 0100 4,电导可用对应的空载有功功率ΔP,铁损,表示 0 ,2,三绕组变压器的参数计算 1,电阻 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第三次课, 修 订 首先将短路损耗试验数据变换成单独等值电阻的损耗 ,P,,P，,PK12K1K2 ,P,,P，,PK23K2K3 ,P,,P，,PK31K3K1 解得 1,P,(,P，,P,,P) K1K12K31K232 1,P,(,P，,P,,P) K2K23K12K312 1,P,(,P，,P,,P) K3K31K23K122 代入双绕组计算公式得 2PU,3KN1R ,，10(,)T12SN 2PU,3KN2R ,，10(,)T22SN 2PU,3KN3R ,，10(,) T32SN 注意:容量比为100/100/100的不必折算～而容量比为100/100/50 或容量比为100/50/100的必须折算。 2,电抗 首先将短路电压百分数试验数据变换成单独等值电抗的短路电压百分数 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第三次课, 修 订 U%,U%，U%K12K1K2 U%,U%，U%K23K2K3 U%,U%，U%K31K3K1 解得 1U%,(U%，U%,U%) K1K12K31K232 1U%,(U%，U%,U%) K2K23K12K312 1U%,(U%，U%,U%) K3K31K23K122 代入双绕组计算公式得 2UU%KN1X ,，10(,)T1SN 2UU%KN2X ,，10(,)T2SN 2UU%KN3X ,，10(,) T3SN 注意:任何容量比都不必折算～厂家已折算。 3,空载的铁损和励磁损耗与双绕组计算相同。 ,3,自藕变压器的参数计算 自藕变压器的参数计算与三绕组变压器的参数计算相同。但短路 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第二次课, 修 订 损耗和短路电压百分数都必须折算。 ,4,讨论三绕组变压器的绕组排列对电力系统运行的影响。 2(电力变压器的等值电路 1,双绕组变压器的等值电路 Z,R，jX TTT ,P，j,Q 00 2,三绕组变压器的等值电路 Z,R，jX T2T2T2 Z,R，jX TT1T11 Z,R，jX T3T3T3,P，j,Q 00 ,3,作业 计算某双绕组和三绕组电力变压器的参数～并画出等值电路图～将 各参数值标于图中。 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第4次课, 修 订 ?2.3 发电机和负荷的参数及其等值电路 本节主要介绍发电机和负荷的等值电路及其参数计算公式和计算 方法。 1(发电机的参数及等值电路 ,1,发电机的参数的参数计算 1,电抗 22XUXUXUcon%%%,GNGNGNNX ,,,,,,(,)GSP100100100I3NNN IX3NG2 注意:厂家提供的电抗百分数 X%,，10GUN ,2,发电机的等值电路 ，，I ，I jX ，GU GGU GG ，E，GE jX GGjXG (a)电压源表 (b)电流源表 其中发电机电势为 ，，， E,U，jXIGGGG 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 修 订 2(电力负荷的功率表示 ~感性负荷吸收的功率为正～ 推荐采用S,P，jQ形式表示复功率。 容性负荷吸收的功率为负。 3(标幺值 实际有名值(任意单位) 标幺值,基准值(与实际有名值同单位) 4(电力系统的等值电路 YYYL2YL1L1L2 2222 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第五次课, 修 订 第三章 电力系统潮流分析与计算 电力系统潮流分布是研究和分析电力系统的基础。主要包括: ,1,电流和功率分布计算,,2,功率损耗计算,,3,电压损耗和各节 点电压计算。潮流计算可手算也可机算～从入手采用解释法手算。 ?3.1 基本概念 1(电力网的功率损耗 ,1,电力线路的功率损耗 22P，Q,3,P,R，10(kW) 2U 22P，Q,3,Q,X，10(kvar) 2U 注意:1、单位的选择,2、采用同一点的电压和通过同一点的功率 3、若首末端的电压未知时～可用额定电压来计算。 ,2,变压器的功率损耗 1,双绕组变压器的功率损耗 22P，Q3,,P,R，10，,P(kW) TT02U 22P，Q3,,Q,X，10，,Q(kvar) TT02U 2,三绕组变压器的功率损耗 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 222222P，QP，QP，Q修 订 331122 ,P,R，R，R，,P(kW)TT1T2T30222UUU231 222222P，QP，QP，Q331122 ,Q,X，X，X，,Q(kvar)TT1T2T30222UUU231 注意:1、单位的选择,2、采用同一点的电压和通过同一点 的功率,3、若首末端的电压未知时～可用额定电压来计算。 2(电力网的电压概念 ,1,电压降落:电力网中～任意两点电压之间的矢量差。 ,2,电压损耗:电力网中～任意两点电压之间的代数差。 ,3,电压偏移:电力网中～任意一点电压与额定电压之间的数 值差。 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第六次课, 修 订 3(电压降落的纵分量和横分量分析 ，，， 从:dU,U,U12 ,,~~，，，，,,SS21，，，， , U,U，ZU,U,Z,,,,1221，，UU12，，，， ,,,,PR，QXPX,QR2222，，U,U，，j 可得: 12UU22 ,,,,PR，QXPX,QR1111，，U,U,,j 21UU11 矢量图表示: ， U1， U，1,,U ,， ，dU，， ,U, ,UdU ， ,U ,， U2，，， U,U ,U2 ,,a,自末端起算 ,b,自始端起算 4(线路首末端电压高低的分析 讨论电力线路满载、轻载和空载时首末端电压高低。 ,,,,PR，QXPX,QR2222，，U,U，，j用关系式来分析。并用矢量表示。 12UU22 5(电力网中功率方向的分析 由于输电网的X》R～取R=0 得 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,,QXPX22修 订 ，U,U，，j 12UU22 ， U1 ,PX2，j dUU2 , ,QX2， U2U2 , ,UUPX212,P,sin,,sin, , 2XUU12 分析讨论功角特性关系～说明电力网中有功功率是从电压超前 的一端输向滞后的一端。 2,U，QX22 cos,, UU12 取δ?0～则cosδ?1 2UUU,122Q, ,2X 说明电力网中感性无功功率是从电压高的一端输向电压低的一 端。容性无功功率是从电压低的一端输向电压高的一端。 6(解释运算功率和运算负荷概念。 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第七次课, 修 订 ?3.2 开式网的潮流分析 任何一个负荷都只能从一个方向得到电能的电力网为开式网。 在实际工程中～一般已知两个参数～求另两个参数。 ,1, 已知网络同一端的功率和电压～求另一端的功率和电压。 ,2, 已知网络不同端的功率和电压～求不同端各自对应的功率 和电压。一般情况是已知末端负荷与首端的电压～求首端输入的功 率与末端的实际电压。 ,3, 解题步骤 1, 作等值电路图并求出参数 2, 简化等值电路图并求出运算功率和运算负荷 3, 求出潮流分布 4, 求出各点实际电压 ,4, 详细解释例题3—1 116kV 2×LGJ—120 LGJ—95 30km A 80km 110kV a b 10MVA 2×20MVA 110/11 110/6.6 8+j6MVA 电力网接线图 20+j15MVA 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 修 订 ,5,开式地方网的特点:电压较低、线路较短、输送功率较小～ 计算时可简化 1, 电力网阻抗和导纳的功率损耗不计 2, 电压降落的横分量不计 3, 可用额定电压代替实际电压计算 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第8次课, 修 订 ?3.3 简单闭式网的潮流分析 任何一个负荷都可以从二个方向得到电能的电力网为闭式网。 简单闭式网的功率分布计算通常分两步进行～首先忽略网络阻抗 和导纳中的功率损耗～计算功率分布～标明功率分点～称为初步功 率分布。求出网络阻抗和导纳中的功率损耗～并叠加到初步功率分 布上～称为最终功率分布。 1(初步功率分布解题步骤 ,1,作等值电路图并求出参数 ,2,简化等值电路图并求出运算功率和运算负荷 ,3,求出潮流分布～确定功率分点 ,4,求出各点实际电压 2(最终功率分布解题步骤 ,1,在做出初步功率分布～确定功率分点的基础上～将网络分成两个开式网～ ,2,求出各个开式网络阻抗和导纳中的功率损耗 ,3,将功率损耗叠加到初步功率分布上 ,4,将两个开式网合并还原 ,5,求出各点实际电压 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第8次课, 修 订 3(分析下图 ~~~~，，USSSSUBB32AAbacBA ~~~ScScSba b a Σ 根据基尔霍夫第一定律 ~~~S,S,S2Aa ~~~S,,S，S 32b ~~~S,S，SB3c 线路中总的电压降落为两端电压相量之差～即 ，，，，，，， ，，dUUU3IZIZIZIZ,,,，,,ABABA12233B4 用功率写 ，，，，SSSSAB32ˆˆˆˆ，，， dUUUZZZZ,,,，,,ABAB1234UUUUNNNN 整理后 ~~~ˆˆˆ，~SZ，SZ，SZdUUAabbccABNS,，Aˆˆ ZZ,, ~~~ˆˆˆ，,,,SZ，SZ，SZdUU~BabbccBANS,， BˆˆZZ,, 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第8次课, 修 订 普遍式为 n~ˆSZ,ii，dUU~,i1ABN S,，AˆˆZZ,, n~ˆ,,SZ,ii，dUU~,i1BAN S,，BˆˆZZ,, 此关系式分为:只与两端电源电压的相量差和线路阻抗有关的循环功率及与 运算负荷和线路阻抗有关的供载功率两部分。 简化供载功率的计算 ,1,均一网:当线路导线的材料、截面和几何均距都相同时 pLqL,,P,,Q,AA LL,, ,,pLqL,,,P,Q,BBLL,, ,2,近似均一网 pXqR,,P,Q,,AAXR ,, ,,pXqR,,P,Q,,BBXR,, 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第9次课, 修 订 多电压等级环网潮流分布 电磁环网若有附加电势就会产生循环功率～产生附加电势主要有 两种情况:一是网内各台变压器的变比不匹配 S2 TB2AT3L2220KVb1:kc1:1kS110KVT1L1110KV1:ka ，，UT2UBT3A 1:kbkc1:1，，,UUT1DD 1:ka ，,EU~NS,XˆZ, ，,,Ukk Abb，，，，，,,,,E,U,U,,Uk,U,kDDAaAa,,kkcc11,, ,,kb，，,,,，，,Uk,1,Uk,1AaD,,,kkca1,, 二是强制功率分布 ，,EU~NS,XhˆZ, ~~~~S,SS,SXhaAa，,E,Z,Z,,E，j,E,,cxcyUUNN 若并列运行的变压器之间的参数不等～它们之间也会产生循环功率 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第10次课, 修 订 ?3.4 复杂供电网络的潮流计算 1(支路的合并与分解 ，U1 ，I1 ，，IdzUdz，Ua，，，，，II,I，I，？，I2dz12n，U2，In ，Un n，，，，， 1,等值电流为: I,I，I，，I,I？,12dzni,1i ，，，，，，，，U,UU,UU,UU,Udza1a2ana,，，？， 或 ZZZZdz12n 2,等值支路阻抗和导纳 n11111,，，，,？,ZZZZZ,1i12dzni n Y,Y，Y，，Y,Y？,12dzni,1i 3,等值支路电压 ，，，UUUn12，U,Z，Z，，Z？dzdzdzdzZZZ12n n，，，，UY，UY，，UYUY？nnii1122，U,,dzY，Y，，YY？i,112ndz 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第10次课, 修 订 2(负荷移臵 BcABbcAbaa~~~~~SSSSSabcbAAac~~,S,Sba ~~~~~SSSSSababc ~，， 将C点负荷移到a、b两点～设注入功率为 S,并设UU,AAB ~~~SZ，SZ，SZ~aaBccBbbB 移臵前 S,AZ，Z，Z，ZAaaccbbB ~~~~,,(S，S)Z，(S，S)Z~aaaBbbbB 移臵后 S, AZ，Z，Z，ZAaaccbbB ~~~,, 由于两式相等及条件可得 S,S，Scab Z~~cb,S,S acZ，Zaccb Z~~ac,S,S 同理 bcZ，Zaccb 3(Y-Δ网络的等值变换 1 1~S1 12Z12~~~ZZ1S~31S31Z1S~12~S12S1S3Z2~Z2Z31Z31~Z3S2Z3S3Z23Z23~~3~SS2323S223 2 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第10次课, 修 订 ,1,由Y变换为Δ时 ZZ12Z,Z，Z，1212Z3 ZZ23 Z,Z，Z，2323Z1 ZZ31Z,Z，Z，3131Z2 Δ网络各支路的功率为 ~~SZ，SZ~1122S,12Z12~~SZ，SZ~2233 S,23Z23~~SZ，SZ~3311S,31Z31 ,2,由Δ变换为Y时 ZZ1231Z,1Z，Z，Z122331 ZZ2312Z, 2Z，Z，Z122331 ZZ3123Z,3Z，Z，Z122331 Y网络各支路的功率为 ~~~S,S,S11231 ~~~ S,S,S22312 ~~~S,S,S33123 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第11次课, 修 订 ?3.5 电力系统潮流的计算机算法 运用计算机进行潮流分布计算,一般要完成以下几个步骤:建立数 学模型、确定计算方法、制定计算流程并编制程序、上机计算及对计算结 果进行分析等四步。本节主讲前两步 1(变压器Π型等值电路 ,1,双绕组变压器Π型等值电路 ,2,多电压级网络的等值电路 2(潮流计算的数学模型,网络方程, ,1,节点电压方程 ,2,节点导纳矩阵的形成和修改 1,节点导纳矩阵的形成 a,节点导纳矩阵是方阵 b,节点导纳矩阵是稀疏矩阵 c,节点导纳矩阵的对角元素 d,节点导纳矩阵的非对角元素 e) 节点导纳矩阵一般是对称矩阵 2) 节点导纳矩阵的修改 3(计算机潮流计算的基本方法简介 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第12次课, 修 订 第四章 电力系统频率调整和电压调整 ?4.1 概述 衡量电能质量的主要指标是:频率、电压和波形。在电力系统运行中～频率和电压的变动对负荷、发电机和电力网都会产生不同程度的影响～而负荷、发电机和电力网在运行时参数的变化也影响频率和电压的波动。为保证良好的电能质量～电力系统在运行时～必须将频率和电压调整和控制在允许的范围内。 ?4.2 电力系统有功功率平衡及频率调整 1( 负荷对频率的要求 ,1, 电阻性负荷对频率无关 ,2, 普通异步电动机与频率约成线性关系 ,3, 高压力的机械设备所用的异步电动机与频率成高次方关系 2( 频率变化对用户和发电厂的影响 3( 电力系统有功功率平衡及备用 P,P，,P ,,GL, ,1, 负荷备用,调频备用, ,2, 事故备用 ,3, 检修备用 ,4, 国民经济发展备用 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第13次课, 4. 电力系统负荷及电源的频率静态特性 修 订 (1) 电力系统负荷的功率—频率静态特性 在电力系统运行中～频率允许变化范围很小～因此～系统综合负荷的频率静态特性曲线近似为一条直线。 其斜率为 β,P/P,P,LLNLK,tg,,,L,,f/f,f,N 用有名值表示为 ,PL:负荷频率调节效应系数 K,L,f ,2,发电机组的功率—频率静态特性 1,解释离心式调速器的工作原理 2,一次调频:在电力系统运行中～通过调速器调整～使功率平衡在某一个数值～而频率也稳定在某一个数值。 3,二次调频:在电力系统运行中～通过调频器调整～使功率平衡在所需要的数值～而频率也稳定在所需要的数值。 4,发电机组的有功功率—频率静态特性 ,P1GK,,, :调差系数的倒数为发电机组功频静特性系数 G,,f 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第14次课, 5. 电力系统的频率调整 修 订 (1) 频率的一次调整过程 Δ Δ 当系统频率变化Δf时～第i台机组的输出功率增量 ΔP=-KΔf GIGI N台机组的输出功率总增量为 nn ,P,,P,,K,f,,K,f,,GGiGG,1,1ii ,PL0利用系统的单位调节功率公式可算出负荷功率初始变化K,K，K,,GL,f 量ΔP引起的频率偏差Δf。从而每台机组所承担的功率增量为 L0 P,f1GiN,P,,K,f,,,f,, GiG,,i,fN 依靠调速器进行频率的一次调整～只能限制那些周期较短～幅度较小的负荷变动而引起的频率偏差。 ,2,频率的二次调整过程 Δ Δ Δ ,,,P,,P,K,f,K,f LDG0GL 由上式可知～有二次调整时～除增加一项因操作调频器而增发的功率ΔP外～其G0他和仅有一次调整时一样。 ,3,电厂分为基载厂、主调频厂和辅助调频厂。调频器只有主调频厂和辅助调频厂才增设。选择主调频厂的条件是:1)具有足够的调频容量和调频范围,2)调整出力迅速,3)应符合安全及经济原则. 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第15次课, ?4.3 电力系统无功功率平衡和电压管理 修 订 为满足电力系统中无功功率负荷及无功功率网损的需要,并保证系统中的电压水平,系统中应有充足的无功功率电源. 1. 电力系统的无功功率电源(无功补偿) 1) 发电机 发电机在额定的状态下运行时,可发出无功为 PN Q,Ssin,,sin,,Ptg,NNNNNNcos,N P CDPN ，SN，，E，，ILqNfNF，jIXNdE，U,NA,QQNNB0，IN 发电机的运行极限图(P-Q图) 2) 同步调相机和同步电动机 同步调相机相当于空载时的同步电动机.在过励运行时,向系统输送感性无功. ，，，FFF ，I，，,E,U，，，，，，EU0U0E0EU，I欠励过励恒励 3,电力电容器 运行时向系统送出无功～可串接或并接在网路上～有级调节～由于送出无功与端电压U的平方成正比～因此当端电压下降时～供出的无功也减小～导致系统电压水平进一步下降。 4,静止补偿器 运行时电容器发出无功～电抗器吸收无功～二者互为调节系统的无功。 2(电力系统无功功率平衡与电压水平 ,1,无功负荷和无功损耗 1)异步电动机的无功损耗 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第15次课, 修 订 QjXC ，F,,0.8 R,,0.6，，jXUIm0s ,0.3, ，01.00.90.80.7U异步电动机的简化等值电路 2U2 Q,Q，Q,，IXMm,,Xm 2)变压器的无功损耗,励磁损耗和漏抗损耗, 222I%UU%SS,,,,20NK Q,Q，Q,UB，X,S，,,,,LTTTTN0U100100SU,,,,N 3,电力线路的无功损耗 R，jXP，jQP，jQ2211，，UU21 BBjj22 A 输电线路的等值电路 2222UU，PQ，12QQXB,，,,, LBL22U ,2,无功功率的平衡 Q，Q，Q，Q,Q，,Q，,Q,,Q,,,,,,,,GC1C2C3LTXB 系统中无功不足首先补偿无功～以保证电压水平～然后考虑无功平衡问题。 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第16次课, 修 订 3(电力系统电压偏移的原因及影响 (1) 电力系统电压偏移的原因 1)负荷大小的改变 2)电力网中个别设备检修或故障而退出运行 3)电力系统接线方式的改变 (2) 电力系统电压偏移的影响 电力系统电压太高引起电气设备击穿, 电压太低引起电气设备运行不正常,甚至引起设备的烧毁。电压太高或太低对电力系统本身运行也不利～电压太高使系统的损耗增大甚至击穿设备～电压太低可能导致发电厂之间失步～危及电力系统的稳定性。 4(电力系统的电压管理 ,1,管理好电压中枢点 一般电压中枢点选在:1,大型发电厂的高压母线～2,枢纽变电所的二次母线～3,直馈线的发电厂的发电机母线 ,2,电压中枢点的调压方式 1,逆调压,2,顺调压,3,恒调压 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第17次课, 修 订 ?4.4 电力系统的电压调整 电力系统中电压的调整～必须根据具体的调压要求～在不同的地点 采用不同的调压方法 各种调压措施所依据的基本原理 R，jX UU Gb P，jQ 1:kk:1 12 ,,PR，QX,,，，UUKU/KUK/K,,,,, BG12G12,,UN,, 可以有以下措施: ,1,调节励磁电流改变发电机的端电压U G ,2,适当选择变压器的变比K、K 12 ,3,改变无功功率的分布～使电压损耗ΔU减小 ,4,改变网络参数R+JX～减小电压损耗ΔU 1(改变发电机的端电压调压 2(改变变压器的变比调压 ,1,变压器分接头的选择 1,降压变压器分接头的选择 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第17次课, 修 订 ,U,PR，QX/U，，TTT1 ，，U,U,,U/k21T 所以分接头电压 UU,,1T UU,1t2NU2 最大负荷时 U,,U1maxTmax U,()U1max2NU2max 最小负荷时 U,,U1minTminU,()U 1min2NU2min 取代数平均值 U,(U，U)/2 1t,av1max1min2,升压变压器分接头的选择 UU，,1TUU, 1t2NU2 最大负荷和最小负荷时变压器分接头的电压分别为 U，,U1maxTmaxU,()U 1max2NU2max U，,U1minTminU,()U 1min2NU2min 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第17次课, 修 订 ,2,利用有载调压器调压 出线端调压绕组1 切换装臵5KMaKaa低7压LKMb绕9Kbb组 高压绕组 解释带负荷进行调压的过程 3(改变电力网的无功功率分布调压 R，jX U2 P，jQ U1 jQ C ,1,无功功率补偿容量的基本原理 PR，QXU,U， 补偿前: 12U2 PRQQX，(,)CUU 补偿后: ,， 12CU2C PRQQX，，，,PRQX，CUU，,，补偿前后U保持不变: 122CUU22C U2C，，Q,U,U所以: C2C2X 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第17次课, 2,,kUkUU,,修 订 2C2C2,, ，，Q,kU,U,U,,,C2C22CXXk,, ,2,并联电容器 ,kUU,,2Cmax2max, Q,U,,,C2CmaxXk,, ,3,装设同步调相机 4(改变电力网的参数调压 PR，QXPRQX,U,,， UUU ,1,改变电阻的大小～有功功率较大的配电网比较有效 ,2,改变线路投入的回路数或变压器投入的台数 ,3,串联电容补偿 U2 R，jX ,jX UC1 P，jQ 11 UUU，，,,,1CX, CQ1 5(几种调压措施的比较分析 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第18次课, 第五章 电力系统的经济运行 修 订 ?5.1 概述 电力系统经济运行的基本要求是:在电力系统保证正常可靠运行,保证电能质量的前提下,尽量提高电能生产和输送的效率,降低供电成本. ΔA = ΔPt(kW〃h) (1) 变动损耗:与电力网输送的功率成正比,约占网损的80%～ (2) 固定损耗:与电力网元件两端的电压成正比,约占网损的20%～ ?5.2 电力系统的负荷 1( 电力负荷的组成 2( 负荷曲线 ,1, 日负荷曲线 ,2, 年最大负荷曲线 ,3, 年持续负荷曲线 ,4, 最大负荷利用小时数T MAX 8760 Pdt,W0 ,,TmaxPPmaxmax ,5, 说明负荷曲线起伏特性的负荷率K和最小负荷系数α M PPminav,,,k mPPmaxmax 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第19次课, ?5.3 电力网的电能损耗 修 订 电力网损耗电量 电力网损耗率,，100%供电量 网损率是衡量供电企业管理水平的一项重要的综合性的经纪技术指标 1. 用均方根电流法计算电力网电能损耗 2tt3,10SR，,,32, 10ARdtPdt,,，,,,22,,cos,UU,,00 ,3n10R，2 ,A,P,t,kk22cos,U,1k 2. 用最大功率损耗时间计算电力网电能损耗 87608760332,,SdtR，10R，1022, ,A,,A,Sdt,S0max,22,,,,32UU0R10S，2maxSmax2U τ 3. 集中负荷时电能损耗的计算 ~S 1 ~~~Scos ,Scos, ddScos, ccbb 4. 均布负荷时电能损耗的计算 ~S P，jQ 5. 电力变压器中电能损耗的计算 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第20次课, 修 订 ?5.4 降低电力网电能损耗的措施 降低电力网的电能损耗要做好供电的技术管理、计量管理和用电管理等工作～不断提高电力网的运行水平。 t,3，R102 ,A,Pdt22,Ucos,0 1. 提高电力网负荷的功率因数 ,1, 合理选择异步电动机的容量并合理调整运行方式 P Q,Q，(Q,Q)KNKPN ,2, 合理选择电力变压器、电焊机等电力设备的容量并合理调整运行方 式 ,3, 采用并联补偿装臵 2(提高电力网运行的电压水平 ,1,提高电压等级 ,2,提高线路运行电压 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第20次课, 修 订 3(改变电力网的接线和运行方式 ,1,开式网改为闭式网运行 222 ,a,ΔP=4×3IR (b) ΔP=4×2×3(I/2)×(R/2)= 3IR ,2,使闭式网的功率为经济分布 pR，R，pR，，233bc P,1R，R，R123 qR，R，qR，，233bc Q,1R，R，R123 ,4, 实行变压器的经济运行 2,P0S,S crN,Pk ,5, 在发电厂间实行负荷经济分配 火电厂有调节水库的水电站 火电厂有调节水库的水电站 无调节水库的水电站无调节水库的水电站 丰水季节枯水季节 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第21次课, 修 订 ?5.5 电力线路导线截面的选择 合理选择导线截面～对电力网运行的经济性和技术上的合理性具有重要意义。主选 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 :区域网按经济电流密度选择～330千伏以上按电晕条件选择～地方网按允许电压损耗选择。机械强度、发热条件、电晕条件校核。 1( 按经济电流密度选择 根据年最大负荷利用小时数来确定经济电流密度J值～然后按通最大功率或最大电流来确定导线截面 I2max S,(mm)J 2( 按允许电压损耗选择(开式网) PRQX ,U,，,,U，,UrxUU ,2S,L(mm)X按0.4(Ω/KM)计算～ 求出R值 0R 3. 简单闭式网的导线截面的选择步骤 (1)按干线导线截面相等,求得功率分布,并找出功率分点 (2)在功率分点处将电力网拆开成两个开式网,然后按开式网的方法求导线的截面. (3)作事故运行情况时允许电压损耗的校验 4. 解释例题5-6 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第22次课, 第六章 电力系统对称故障的分析计算 修 订 ?6.1 概述 电力系统发生故障大多数是由短路引起的 1. 短路的概念和类型 (1) 短路是指电力系统中的相与相或相与地之间短接 (2) 电力系统中发生的短路有三相短路,对称短路,～两相接地短路、两相短路和单相接地短路,不对称短路,。大电流接地系统才有单相接地短路。 2(短路发生的原因和造成的严重后果 电力系统的 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 、安装和运行不当～大气过电压、操作过电压、绝缘老化和机械损伤等造成绝缘损坏～电力线路断线和倒杆等等都可能造成短路。 电力系统短路时～网络总阻抗减小～短路电流超过正常电流许多～将造成:,1,导体通过短路电流会严重发热～损坏绝缘～严重会烧坏设备 ,2,短路电流通过导体会产生电动力～使导体弯曲变形 ,3,短路点的残压为零～系统电压大大下降～影响了所有电气设备的正常运行 ,4,影响电力系统运行的稳定性 ,5,干扰通信 3(计算短路电流的目的 ,1,选择电气设备～主要考虑电气设备动稳定和热稳定的校验 ,2,继电保护的配臵和整定 ,3,电气主接线方案的比较和选择 ,4,通信干扰 ,5,确定分裂导线间隔棒的间隔 ,6,确定中性点的接地方式 ,7,校验接地装臵的接触电压和跨步电压 4(短路电流实用计算的基本假设 ,1,短路发生前～电力系统三相对称运行 ,2,所有发电机电势的相角在短路过程中都相同～频率正常 ,3,电力网参数均用电抗表示,0.4Ω/KM, ,4,各元件的参数不随电流变化～计算中可用叠加原理 ,5,对负荷只作近似估算 ,6,按金属性短路～即短路点的阻抗为零 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第23次课, ?6.2 无限大容量电源供电系统的三相短路(无穷大系统) 修 订 1. 概念 把系统当作无穷大电源,其内阻抗为零,电压和频率保持稳定,这样计算出的短路电流偏于安全 2.无穷大系统发生三相短路的暂态过程 ，，3f，，u,Usin,t，aamiaL,RL,R,，，u,Usin,t，,,120bmibALR,L,R,u,Usin，，,t，,，120bmic,LL,RR 三相短路点将网络分成两个独立的部分～右侧为无源网络～暂态过程就是从短路瞬间电流按指数规律衰减到零～能量转换成电阻消耗的热能。 本章主要研究的是左边网络中的电磁暂态过程。a相代表 ～ u,Usin(,t，,)am i,Isin(,t，,,,) a,,,,,,0m00 假定短路在t=0s时发生～a相的电磁暂态过程为 diaRi，L,Usin(,t，,) amdt 它的解就是短路的全电流～即 t,Tai,Isin(,t，,,,)，Ce am 电感电路中的电流不能突变～积分常数C可以确定～t=0代入 ，，C,Isin(,,,),Isin,,, m,,,,00m 3(短路冲击电流 在短路发生半周内的某个瞬间～短路电流达到最大值～为短路冲击电流～主要用于电气设备动稳定的校验 ，，3i,2KI impimpP (3) 当取T=0.05s时～K=2.55I AimpP 短路全电流有效值 t,,2, ,,Ta,，IIIe2PPm,,,, 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第23次课, 修 订 短路全电流有效值在冲击电流出现的周期最大～为短路电流最大有效值 222 ，，，，I,I，[2K,1I],I1，2K,1impPimpPPimp 4(短路容量 系统短路时～t时刻的短路容量为 S,3UItavt 在短路容量实用计算中～常用周期分量初始有效值计算 ,, SUI,3av 有效值为 S,IS tt,B 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第24次课, ?6.3 同步发电机突然三相短路的分析 修 订 1. 同步发电机突然三相短路的物理分析 (1)磁链守恒基本定律 (2)同步发电机突然三相短路的物理分析 (3)突然三相短路的物理分析 2. 同步发电机稳定运行时的等值电路和相量图 无阻尼绕组同步发电机正常稳态运行时～定子绕组在d、q两个方向的等值电抗 分别是同步电抗X和X ～忽略定子绕组电阻～发电机定子电压方程为 dQ ，，，，， E,U，jXI0,U，jXIqqdddqq 相应的等值电路和相量图 ，，E，IqIqd，jXIddjXjXqd，，jXI，，qqUU，AUdeUq，Eq，，IIqd，，IUdd 3(同步发电机的暂态电势和暂态电抗 ,1,发电机的暂态电势和暂态电抗 1,发电机的直轴暂态电抗,暂态电抗, 1 ,,X,X，X,X，d,ad,11，XXadf, 2,发电机的交轴暂态电势,暂态电势, , E,U，IXqqdd 3,暂态电抗后的电势 ，，， ,, E,U，jIXd ，，,,E与E 当定子回路电阻很小时～是非常接近的～工程中可代替用。 q 4,无阻尼绕组同步发电机用暂态参数表示方程 ，，，，，,, E,U，jXI0,U，jXIqqdddqq 相应的等值电路和相量图 ，，E，qIIqd，,Eq，jXIddjX,，jXq，,jXId,jXIddd，U，d，U，AUeUq，jXI，qq,Eq，，IIqd，，IUdd ,2,同步发电机的次暂态电势和次暂态电抗 ,,,,E,U，IX1ddqq,,X,X，q,11，XXaqq, 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第25次课, ?6.4电力系统三相短路电流的实用计算 修 订 // 1(起始次暂态电流,I,和冲击电流(i)的含义 imp i= KIimp impM 发电机供给的短路电流计算 ,, i,2KIimp.Gimp.GG // 2(起始次暂态电流,I,和冲击电流(i)的实用计算方法 imp ,1,发电机的起始次暂态电流 ,,E,,I, G,,XGf ,2,复杂网络中短路点的次暂态电流为 ,,E,,,I, f,,X, ,3,在实际工程中～设各电源的次暂态电势为1～忽略负荷～于是短路点的次暂 态电流为 1,,I, f,,X, 3(异步电动机的短路反馈电流 4(大容量并联电容器装臵的短路电流对系统的影响 5(网络变换和转移阻抗 短路电流计算的主要步骤:,一般用标幺值计算, ,1,制定等值网络并计算各元件在统一基准值下的标幺值 ,2,简化网络～对复杂网消去电源点与短路点之间的节点～简化为 1,一个等值电势和一个等值电抗的串联电路 2,多个有源支路并联的多支星形电路 ,3,考虑大型电动机的影响 ,4,计算指定时刻短路点发生某种短路时的短路电流 ,5,计算网络各支路的短路电流和各母线电压 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第26次课, ?6.5 运算曲线法的应用 修 订 1. 运算曲线的制作 2. 运算曲线的应用 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第27次课, 第七章 电力系统不对称故障的分析计算 修 订 ?7.1 对称分量法与不对称故障概述 1. 对称分量法 一组不对称的三相量可以看成是三组不同的对称相量之和,在线性电路中用叠加原理来解答 (1) 正序分量(顺序分量) 0三相量的正序分量大小相等～彼此相位差180～且与系统在正常对称运行方式下的相序相同。 ,2,负序分量(逆序分量) 0三相量的负序分量大小相等～彼此相位差180～且与系统在正常对称运行方式下的相序相反。 ,3,零序分量 由大小相等～相位相同的相量组成 任意正序、负序和零序三组对称三相正弦量叠加～得到一组不对称的三相正弦量。反之～任意一组不对称的三相正弦量都可以分解为正序、负序和零序三组对称三相正弦量。 2(对称分量法在不对称故障分析中的应用 ,1,序阻抗的概念 ,2,对称分量法在不对称短路计算中的应用 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第28次课, ?7.2 电力系统的元件序参数及等值电路 修 订 1(同步发电机的负序电抗和零序电抗 在不对称短路电流计算中～可以近似认为同步发电机的负序电抗与短路类型无关～ 一般由厂家定或估算 对于汽轮机发电机和有阻尼绕组的水轮机发电机 1,,,,,,，，，，X,X，X,1~1.22X 2dd2 对于无阻尼绕组的水轮机发电机 ,,X,XX,1.45X 2qdd 零序电抗的变化范围为 ,, ，，X,0.5~0.6X0d 发电机中性点不接地时～零序电流不能流过发电机～这时发电机的等值零序电抗 为无穷大 2(异步电动机的负序电抗和零序电抗 ,,负序电抗 零序电抗 X,,X,X02 3(变压器的零序参数和等值电路 ,1,双绕组变压器的零序电抗和等值电路 1,YN～d接线变压器 2,YN～y接线变压器 3,YN～yn接线变压器 (2) 三绕组变压器的零序电抗和等值电路 1,YN～d～y接线变压器 2) YN～d～yn接线变压器 3) YN～d～d接线变压器 (3) 自耦变压器的零序电抗和等值电路 1,中性点直接接地的YN～yn和YN～yn～d 2,中性点经电抗器接地的YN～yn和YN～yn～d ,4,输电线路的零序阻抗和等值电路 1,“导线—大地”回路的自阻抗 2,“导线—大地”回路的互阻抗 3,单回路三相架空输电线路的零序阻抗 4,双回路三相架空输电线路的零序阻抗 5,有架空地线时输电线路的零序电抗 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第29次课, ?7.3 电力系统不对称故障的分析计算 修 订 用对称分量法计算电力系统的不对称故障,步骤如下 (1) 计算电力系统各元件的各序阻抗 (2) 制定电力系统的各序网络 (3) 由各序网络和故障条件列出对应方程 (4) 从联立方程组解出故障点电流和电压的各序分量,将相应的各序分量相加,以求得故障点的各相电流和各相电压 (5) 计算各序电流和各序电压在网络中的分布,进而求出各指定支路的各相电流和指定节点的各相电压 1. 单相接地短路 2. 两相短路 3. 两相短路接地 4. 正序等效定则 ?7.4 不对称短路时网络中电流和电压的分布 1. 求各支路电流和各母线电压 2. 电流和电压的各序分量在序网中的分布规律 ?7.5 电力系统的非全相运行计算 1. 单相断线 2. 两相断线 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第30次课, 第八章 电力系统运行稳定性概述 修 订 ?8.1 概述 电力系统正常运行的一个重要标志是:所有并联的同步电机,主要是发电机,都有相同的电角速度～运行状态的各参数变化很小～称为系统运行稳定状态。 当系统受到干扰时～可能使系统中的发电机之间失去同步～而使系统不能保持稳定运行。 若系统运行稳定性受破坏～将造成大量用户供电中断～甚至造成整个系统瓦解。 当系统受到小干扰时～通过系统自身调节～恢复到原来的状态运行～称为静态稳定性。 当系统受到大干扰时～通过系统自身调节～过度到新的状态下正常运行～称为暂态稳定性。 ?8.2 同步发电机的机电特性 1(同步发电机的功角特性 SLGTTU21 XL，UXXX，T2GT1EXL ，XU,，E ，I ，E , ，jIX, ，U,, ，I Esin,I,P,UIcos, cos,X, EUP,sin, X 2(同步发电机转子运动方程分析 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第31次课, ?8.3电力系统静态稳定性 修 订 1.电力系统的功率特性(分析隐级式发电机) ，Eq,，jIX,SLG，TTU21U，qUP,QUU1，，，IjXjXUqIjXT2jXT1d2，Eq,,P,QP,QEqEqUU，Id EEUsin,cos,,qqI , I,sin,cos,,XXd,d, EUqP ,sin,EqXd, 2.静态稳定的概念 P ,a,,b,Pa,PabeP,PT0,P,,a,be,,,, ,,,0,,bab,a, 分析上图,解释当系统受到小干扰,通过系统自身调节,静态稳定的过程. 3.小干扰后功角的变化: ,,,,b,b,,aA,,,,ba,,b,,a 00tt dP,0 4.静态稳定判据 : d, P,P0slK,，100% 5.静态稳定储备 : pP0 6.简单介绍:(1)负荷的静态稳定,(2)用小干扰法分析简单电力系统的静态稳定,(3)自动励磁调节器对静态稳定的影响 7.提高系统静态稳定性的措施 (1) 采用自动调节励磁装臵 (2) 减小元件的电抗 1)采用分裂导线 2)提高线路电压等级 3)采用串联电容补偿 (3) 改善系统的结构和采用中间补偿设备 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第32次课, ?8.4 电力系统暂态稳定性 修 订 1. 暂态稳定分析计算的基本假设 (1) 引起系统大干扰的原因 1)大负荷突然的投入或切除 2)发电机、电力变压器或电力线路的投入或切除 3,发生短路故障 ,2,基本假设 2(简单电力系统暂态稳定的分析计算 ,1,各种运行情况下的功率特性 XL，UXXX，T2T1,dEXLXL，UXXX，,T2dT1EXL X, XL，UXXX，,T1dT2EXL 1,X,X，X，X，X 1) I1T1LT22 EUq P,sin,,Psin,ImIXI 1,,,，，X，XX，X,,dT1LT22,, 2) X,X，IIIX, EUq P,sin,,Psin, IImIIXII , 3, X,X，X，X，X III1T1LT2 EUqP,sin,,Psin, IIImIIIXIII 福建水利电力职业技术学院备课纸 课 程 电力系统基础 班 级 ,第31次课, ,2,大扰乱后发电机转子的相对运动分析 修 订 PPIfdPIIIasPTP0geAcPbII ,0,,,,,maxct0minc ,3,等面积定则 ,,cc W,,Pd,,(P,P)d,aaTII,,,,00 ,,maxmax W,,Pd,,(P,P)d,bbTIII,,,,cc 根据能量守恒原理～动能的增量应等于0～即 ,,cMAX W，W,(P,P)d,，(P,P)d,,0abTIITIII,,,,0C ,4,解释极限切除角δ概念 cr 3(提高电力系统暂态稳定性的措施 ,1,快速切除永久性故障 ,2,对于瞬时性故障自动重合闸要快速重合成功 ,3,对发电机实行强励 ,4,电气制动 ,5,机械制动 ,6,变压器中性点经小电阻接地