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电力系统稳态分析整理
课程整理/电力系统稳态分析
第一章 电力系统的基本概念
第一章问题
电力系统额定电压和平均额定电压的概念；发电机额定电压和变压器额定变比的确定；电力系统运行特点和要求；电力系统各电压等级的确定方法；中性点接地方式；
第一节 电力系统概述
第二节 电力系统运行应满足的基本要求
电能生产、输送、消费的特点
重要性- 电能与电能有着密切的关系国民经济各部门同时性- 电能不能大量使用储存整体性- 电能的生产、传输和消耗电能。统一整体不可分割快速性由链路组成改变十分迅速严格性- 电能生产、传输和消耗条件电能质量可靠- 对持续的要求相当严格
对电力系统运行的基本要求
保证电能质量接地经济性保证供电良好环境确保系统运行供电可靠性确保保护调配用电
为什么要组成联合电力系统？
减少设置的备用容量，防止设备事故造成供电中断，增加010 -59000更合理，并降低联合系统的最大负载，降低电源总容量发电设备，提高发电设备的利用率，更合理地利用系统中各类电厂，增加经济性个别负荷占系统总负荷的比例减少，其波动产生负面影响对系统电能质量的影响也会减少。
第三节 电力系统的接线方式和电压等级
典型接线方式
无备用接线特点：简单、经济、操作方便，但供电可靠性较差。接线方式：单回路径向主线链条式有备用接线特点：供电可靠性和电压质量较高，但经济性较差接线方式：双回路径向导线截面积大，浪费有色金属主线断路器等高压多环断路器等多环高压电器兼顾供电的可靠性和经济性，但调度复杂，故障时电压质量差。两端必须有两个或多个独立电源，且相对位置合理。
不同电压等级的适用范围
电力系统的额定电压等级选择电源线电压时，只能选择国家规定的电压等级用电设备、发电机、变压器额定电压的确定。线路的额定电压=线路的平均电压（中点），一般沿线路电压降落为10%，所以要求起始电压为105%，要求终止电压。不小于用电设备额定电压的95%=线路额定电压。电气设备允许电压偏差为正负5%。发电机的额定电压=线路额定电压的105%，因为常常是线路的开头变压器的额定电压特性分析：变压器一次侧接外部电源，相当于用电设备变压器二次侧的外接负载，相当于发电机的额定电压。确定：一次侧额定电压与用电设备类似。如果连接到线路上的额定电压，则为线路的额定电压。也就是说，如果连接到发电机，则为发电机的额定电压二次侧。额定电压与发电机类似。额定电压应比线路额定电压高5%。但在额定负载下，变压器内部电压下降5%。 %，所以选择高于线路额定电压10%。 （满足额定负载使用时，线路始端电压为105%）特殊情况下，漏抗很小，二次侧直接接电源，电压特别高，二次侧额定电压可选为仅高5%不同电压等级的适用范围电压经验：110kV以下，电压差应大于3倍，如110、35、 10kV； 110kV以上，电压差应为2倍，如110、220、500kV。各级电压使用范围：3kV：仅限工业企业内部选用； 500、330、220kV：大型电力系统主干线； 110kV：中小型电力系统主干线、大型电力系统二次网； 35kV：大城市、大型工业企业内网、农网10kV：最常用的配电电压.
电力系统中性点运行方式
中性点直接接地缺点：供电可靠性低，一相接地会引起接地点和中性点短路。接地相，即使是三相，也必须立即切断。
优点：相对不接地，绝缘成本低110kV以上，直接接地中性点不接地不接地优点：供电可靠性高缺点：对绝缘水平要求高（接地时，非接地相对地电压由相电压变成线电压） 不接地60kV以下消弧线圈接地降低接地电流，使电弧易于自行熄灭。过补偿和欠补偿消弧线圈补偿的感性电流大于容性电流，称为过补偿。一般使用过补偿。
第二章 电力系统各元件的特性和数学模型
第二章题目
如何计算架空线路单位长度的电阻、电抗、电导、电纳？电阻r1：31.5 18.8电抗x1：0.1445 0.0157 -0.40电纳b1：7.58 10-6 -2.85*10-6电导g1： - 电晕临界电压线的横截面尺寸如何影响其电阻、电抗、电导和电纳？电阻：截面积大，电阻小电抗：三相几何均距、半径、分裂数杆塔上导线的布置以及导线截面积对线路的影响线路电抗没有显著影响分裂导线使得等效半径增大，电抗减小。电缆线路的电抗小，几何平均距离Dm小。电导：电缆线的电纳很大，不考虑电导。电纳:几何均距,半径,分裂数长线特点及参数？必须考虑超过300公里的架空线路和超过100公里的电缆线路。分布参数特性升压、降压三相三绕组变压器中哪组绕组漏抗较小？为什么？中间绕组的漏抗较小，因为它与其他两组之间的短路电压百分比较小，而其他两组短路电压百分比较大，因此具有最小的升压、高、低、中、降压。高、中、低压、高压输电线路为何需要调换？如何改变立场？原因：减少三相参数旋转不平衡。换位周期：在一定长度内，有两次换位，三相导体均处于三个不同的位置。什么是电晕现象？电晕有什么危险？电晕：电线周围空气在强电场作用下的电离现象。原因：导线表面的电场强度超过临界值，空气中的离子有足够的动能撞击其他分子，使它们电离，使空气部分导电。危害：降低元件热稳定性和高次谐波，影响通信能耗。什么是分裂线？分叉线的好处；分线：每相使用几根较小直径的电线进行传输.优点：更改磁场分布，等效扩展导线半径、减小了导线电抗，集肤效应节省材料。变压器等效电路各参数的物理意义及计算方法；电阻：电抗：电导：电纳：变压器并联导纳支路与线路并联导纳支路有什么区别？为什么？符号不同，即不同性质的变压器都是有感性的，有负电纳。该线是电容性的并且具有正电纳。自耦变压器与普通变压器相比有哪些优点？节省材料效率高电压变化率小稳态分析中的发电机模型和负载模型是什么？发电机模型：有功功率P和端电压U或有功功率P和无功功率Q 负载模型：给定的有功功率和无功功率基准值的选择原则；基准值单位与阻抗、电导Nano标称值相同，电压、电流、功率符合电路基本关系一般来说，通过确定电压基准值UB和功率基准值SB，即可确定这五个基准量。多电压等级等效电路单位值计算（perunitization）方法；归算后的有名值除以相同参考值的未折算标称值除以归算后的基准值
复功率 线 相
S=P +jQ //均为相位值
第一节 发电机组的运行特性和功角特性
//与电气工程相关的内容，这里暂时不整理了。
第二节 变压器的参数和数学模型
双绕组变压器试验参数与等效参数必须一一对应，默写推导关系阻抗- 短路测试参数电阻R：铜损Pcu=短路损耗Pk电抗X：短路电压百分比Uk%导纳- 空载测试参数010- 59000：铁损=空载损耗P0电导G：空载电流百分比I0%电纳B三绕组变压器和容量比绕组排列：三个绕组容量不同，可能是100/50/100或100 /100/50容量比：制作绕组排列，大约为零。
中间绕组漏抗最小- 中间低压绕组
升压变压器- 中间的中压绕组影响降压变压器Pkmax - 两个100 容量绕组短路测试时的总短路损耗。由此可见：短路测试参数对应的R和X算法不同，公式没有改变但数据需要提前处理。 G和B的计算方法没有改变。求解各绕组阻抗的公式没有改变。短路测试数据没有变化。容量为50的绕组的短路损耗需要乘以4才能求解出每个绕组的导纳。短路试验。容量不同，需要减少。特点：电阻小、损耗小、运行经济、结构紧凑、电抗小、输送能力大、重量轻、便于运输接线方式：Y/Y/三角形，第三个容量小于额定容量，用于改善波形，改善三次谐波，还可以加载
第三节 电力线路的参数和数学模型
自耦变压器电力线路结构简述LGJ-400/50：铝钢绞线-铝丝截面积400钢丝截面面积50mm2LGJJ：铝钢绞线增强LGJQ：铝钢绞线轻型导线插销式：35kV以下悬挂式：35kV及以上绝缘子原因：减少三相参数不平衡。架空线路的换位问题换位方式：滚动换位常用换位塔杆换位减小不对称电流架空线-电力线路的阻抗计算时截面积为电阻、额定截面积，电阻率中已体现出各种因素的影响（如趋肤效应、电线实际长度等）需要按照不得使用实际截面积对架空线进行修正-实际温度电抗，三相架空线位于每相几何平均距离处其他。架空线路的电抗一般为0.40 欧姆/公里分裂导线- 三相架空-几何均距Dm分裂导线用于电抗和减少电晕放电减小电抗等效地增大了导线半径分裂后的影响减少电抗，降低电阻并增加大电纳增加电晕临界电压钢导体- 三相架空-同相各导线之间几何均距dm不得过大，不利于防止发生电晕阻抗，影响导磁特性、电抗交流电阻交流电阻大，因为其磁导率大。电抗大电纳只是一个公式。分裂时，导体的半径等效增大，电纳增大。大的
电力线路的导纳电导在强电场的作用下，空气中的原始离子有足够的动能撞击不带电的分子并将其电离，使空气部分导电。取决于绝缘子串的泄漏与电晕49.3 公式cm 单位m1 m2 数值分割线Km 公式分割间距d电晕临界电压电缆线路特点稍大
电阻要小得多，通常是0.10
因为三相导线之间的距离比架空线小很多电抗比架空线大很多
因为三相导体距离比架空线短很多电纳电力线路的数学模型一般线路100-300km架空或0-100电缆RXBG线（G一般为零）中等长度线路0-100架空仅RX 010 -59000 010- 59000短线路Zc？长线路？分布参数特征阻抗- 终端负载等于特性阻抗Zc。没有反射波。各点电压、电流相位差不变。电抗消耗的无功功率=感受器发出的无功功率相等。各点电压相等-无损线路自然功率
第四节 负荷的运行特性和数学模型
负荷和负荷曲线
电力系统供电负荷=综合用电负荷+网损发电负荷=供电负荷+工厂用电量传播系数有功功率年负荷曲线用于修正系数和均匀长线负荷曲线确定系统装机容量和制定发电设备的检修计划、010 -59000 和负荷特性、电压特性和频率特性电压下降，有功功率和无功功率减小，频率下降，有功功率减小，无功功率增大。静态特性的负载。在稳态分析中，只有当有功功率+无功功率精度较高时才考虑负载的数学模型——静态特性、恒阻抗负载、恒功率负载、冲击负载。
第五节 电力网络的数学模型
标幺值及其应用
虽然电气工程中已经暴露了单位值，但对单位值的理解仍然不清楚。仍需进一步深化。充分理解单位价值的含义将直接有助于对电力系统的理解和深入分析。
无论是命名系统还是单一系统，对于多电压网络，都需要将参数计算到动态特性。
有功功率特性5个基本值，S U I Z Y。如果确定S U 存在相互制约，则都可以确定。无功功率特性根据变压器变比，可以实现标称值降低。数学模型两种方式同一电压等级——基本级根据变压器变比，计算比较复杂。基值选取直接除以约减后的基值
等值变压器模型及其应用
有名值的电压级归算在等效电路中体现了标幺值的电压级归算的作用，即k 作为参数，添加模型中理解的难点：010 -59000有名值归算至同一电压等级，然后计算标幺值有名值除以归算后的基值
第三章 简单电力网络的计算和分析
第3章问题
19、线路、变压器的电压损耗、功率损耗计算； 20、放射状（开放式）电网的电压损耗和功率损耗计算； 21、配电网潮流计算； 22、简单环网功率分布计算、确定功率点的方法；等值变压器模型：关心电压变换和等值变压器，两侧电压电流没有归算。
只是完成了二端口网络的数学建模：
- 确定电力系统如何运行
- 检查各部件是否过压或过载
- 为继电保护整定提供依据
- 为电力系统稳定性计算提供初始值
- 为电力系统规划和经济运行提供分析依据
第一节 电力线路和变压器运行状况的计算与分析
电力线路运行状况的计算
等值变压器代替真实变压器后，两侧阻抗大小均未受影响和潮流分布为了简化计算，避免复杂的数字运算，计算电源线各点复电压和各支路复功率的压降公式。计算说明：高压输电网络（长线路）中的电抗X 电阻器RQ - 由于线路的电容性质，电压降的垂直分量会发射感性无功功率。感性无功功率最终可能大于起始端的无功功率流，从而产生电压降，导致终止电压大于起始端电压P - 角横向分量潮流计算目的：三相复功率+ 线电压单相复合功率+ 相电压电压降落电压质量指标电压降- 相量U2-U1 电压损失- 数量（U2-U1）/UN *100%电压偏差- 距额定起始端的电压偏差电压换档端电压偏置电压调整（空载电压-负载电压）/空载电压传输效率P2/P1功率损耗线路上的功率损耗随时间变化，需要计算。最大负载利用小时数T_maxT_max=年总电能W/最大负载（功率）P_max 年负载率=年总电能W/（最大负载P_max*8760）=T_max/8760 年负载损失率=K*年负载率+ (1 - K) * (年负载率)^2 年电能损耗deltaW=deltaPmax * (年负载率) *8760 线损率损耗/输入电能
电力线路运行状况的分析
已知线路功率计算和电压计算公式-Phasor图表- 健康状况
纵分量线路末端电容是否只与末端电纳有关？线路上没有电流吗？横分量适用情况注意：所用的R X G B均为单相值，同时可以推导上述两种情况，均可用同一公式计算电能损耗
变压器运行状况的计算
空载运行状况应用电源线的功率计算和电压计算来计算变压器的功率和电压
有载运行计算公式一致仅无功功率负荷Q2：变压器励磁支路无功电感和线路导纳支路无功电容仅有功功率负荷P2对于变电站，电力线路的末端功率圆图的功率往往是已知的。此时，应从负载侧向前计算得到U2。对于发电厂来说，电压降落、功率损耗、电能损耗的功率通常是已知的。此时应从电源测量U1反算出电压降落。公式完全相同。铁损近似取空载损耗P0注意。根据测试数据可直接计算电压降，计算功率损耗
[问题] 单位价值-简化计算。课本上有提到。其实只要理解课本公式即可符号相反: 理解这里会直接影响计算题的计算细节：
:同时需要了解线路的准入分支：
线路导纳支路为容性，电纳为正，即+0.5jB负荷侧无功功率- -电源侧无功功率电能损耗功率损耗节点注入功率、运算负荷、运算功率所谓吸收容性，即： 电源功率计算发出感性变压器损耗-等效电源功率负载功率计算等值电源功率变压器损耗-等效负载功率电网中节点的注入功率。相应地，有注入电流等值负荷功率，即有负值注入到节点中。电源节点注入功率等值
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用户评论
这篇文章终于讲清楚了电力系统的稳态分析！一直搞不懂这些概念的
有8位网友表示赞同！
学习这个还挺重要的哈，将来说不定能用到真招吧
有6位网友表示赞同！
感觉标题说的很直接，就是想把稳态分析知识都整理在一起
有7位网友表示赞同！
我印象里电力系统总是会发生波动啊，稳态状态是咋回事？
有9位网友表示赞同！
看完文章以后，我是不是能自己判断一个系统的稳定性了？
有20位网友表示赞同！
电力系统这块知识本来就比较难懂，找个好的整理很重要哦
有10位网友表示赞同！
分享一下你学到的内容吗？我好想详细了解一下稳态分析的具体步骤
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稳定的电力系统真的很重要，否则日常生活就会很受影响啊
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这种知识讲得通俗易懂就好啦，别用太多专业术语让人晕头转向的
有13位网友表示赞同！
希望这篇文章能详细介绍各种稳态分析方法，方便我学习
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感觉以后做电力相关的行业都离不开这个知识点啊
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期待看到这篇整理内容，相信会对我的学习很有帮助
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现在很多电网技术都越来越先进了吧？稳定分析是不是更复杂了？
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如果能结合实际案例讲解，那就更能加深理解了
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这篇文章是针对小白用户写的吗？感觉标题挺简单的
有6位网友表示赞同！
稳态分析知识点应该蛮有趣的，期待探索这个领域的奥秘啊
有5位网友表示赞同！
整理一下就能让我们更好地理解电力系统啊，真是太棒了!
有11位网友表示赞同！
这篇文章能帮助我学习到很多实用的技巧吗？
有6位网友表示赞同！
感觉电力系统的技术越来越复杂了，稳定分析也跟着更难喽？
有12位网友表示赞同！