电力系统复习提纲

第1章 电力系统基本概念Ch 1.1 电力系统概述电力系统、动力系统、电力网：概念在 P1。电力系统运行的特点：P3共三个标题对电力系统运行的基本要求： P3-P4 1)2)3)共三个标题电压、频率、波形是衡量电能质量的三个基本指标。Ch 1.2 电力系统的接线方式电力系统的接线图分为地理接线图和电气接线图。电力网的接线按供电可靠性分为无备用接线和有备用接线两大类。结合图1.4、图1.5 记忆这两种接线方式各包含哪些类型。对于这两种接线方式的(a)(b)(c)三种类型，任一负荷 点只能从一个方向取得电能，称为开式网络：图1.5的(d)(e)为闭式网络(概念在P6顶端)。电力网按其职能分为输电网络和配电网络。Ch 1.3 电力系统的额定电压电气设备的额定电压：定义在P6末段前两行熟练掌握表 1.1，记忆前两列、后两列，尤其是变压器一次绕组、二次绕组额定电压(即 主接头标准电压)的取法(分为一般情况、特殊情况)。变压器某一侧绕组的“一般情况” 是指其直接与电网(或线路)相连且无其他特别说明。掌握第一章课件P56例题。Ch 1.4 电力系统中性点的接地方式电力系统中性点是指星形连接的变压器或发电机的公共点(P8第一段，教材有误)。系统中发生一相接地时的特点比较(第一章课件P68或见第一章习题答案)，常考填空、 选择。中性点经消弧线圈接地的三种补偿方式：P10 1)2)3)(记住名称)，其中过补偿广泛采用。Ch 1.5 电力线路的结构电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路两大类。架空线路包括导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具等组成部分。了解这几个部分的大致 作用。钢线可用作避雷线,35kV及以上电压等级广泛使用钢芯铝绞线，其中铝线是主要载流 部分。为了改善输电线路参数和减少电晕损耗，常采用特殊结构的导线，如扩径导线、分裂导 线等。识别导线型号，在P13图1.10下方。为了减小三相线路参数不平衡，架空线路的三相导线应进行换位。需要掌握的本章课后习题：P17题1.4（有些习题在此处未提及，比如习题1.1、 1.2，并非不用掌握，其涉及的知识点已经在前面总结）第2章 电力系统计算基础Ch 2.1 电力线路的参数及等值电路四个参数反映的物理现象：电阻反映线路通过电流时产生的有功功率损失效应（或热效应）。电抗反映导线通过交流电时产牛的磁场效应。电导反映架空线路沿绝缘子的泄漏电流和电晕现象（咝咝声、臭氧、蓝紫色晕光）。电纳反映电力线路在空气介质中的电场效应，在等值电路里用对地电容来反映它。输电线路三相相间距离的几何平均数称为几何均距，记为D，掌握等边三角形排列和 eq水平排列时的计算方法（分别为D =D和D =1.26D）。eqeq分裂导线的作用（重点，至少要能说出以下两条）：减少导线表面附近的电场强度，以 减小电晕发牛的几率；改善线路参数（即减小电抗），提高系统运行的稳定性。线路开始出现电晕的电压称为临界电晕电压，记为U，诵常采用分裂导线、扩径导线 cr等手段使这个值大一些，从而减小电晕发生的几率。D、r与单位长度电抗、电纳及临界电晕电压U之间的关系（课件第二章P17）eq eqcr结合P22图2.4、2.5掌握电力线路n型等值电路和简化等值电路的画法。注意：n型 等值电路中的对地支路有时也用充电功率来表示（详见第三章）。Ch 2.2 变压器的参数及等值电路（重点掌握双绕组变压器）通过短路试验，可测得铭牌上的其中两个特性数据短路损耗pk、短路电压百分值uk%， 进而确定其中两个参数参数电阻Rt和电抗xT：通过空载试验,可测得铭牌上的其中两个特 性数据空载损耗p&、空载电流百分值I0%,进而确定其中两个参数电导gt和电纳bt。其中 电阻用来表征铜耗，电导用来表征铁耗。最好能记住以下公式：电阻、电抗参数的计算公式：（2.12）、（2.13），对地支路无功损 耗的计算公式：（2.16）特别要注意量纲！结合P24掌握变压器等值电路的三种画法。注意：和电力线路类似，r型等值电路的 励磁支路有时也用功率来表示。掌握P25例2.3，注意把P26图2.8电导前的j去掉（自己画出归算到低压侧的等值电 路图）。三绕组变压器三个绕组的排列方式（从外到内）：升压结构：高、低、中，降压结构:高、中、低（P28图2.10）。Ch 2.3 标幺制标幺值的数学表达式（P30图2.26）电压、电流、阻抗、导纳、功率基准值之间的关系：P31 （2.27）（2.28），最重要的是 （2.28）第二式，其余式子也很重要。Ch 2.4 电力系统的等值电路（重点掌握：用近似归算法建立标幺制等值电路）有名制等值电路的建立（精确归算）：为简单起见，首先画出全网的等值电路，其次计 算各元件的有名值参数，最后将这些参数归算到基本级下。（各物理量归算公式见P34公式 （ 2.35）左边一组）特别注意：归算时用到变比k的概念（P33公式（2.33）,注意变压器高压侧额定电压 应取实际分接头电压。（结合P33图2.12认真体会）认真体会课件第二章P64、P82例题（P82例题数据取自教材P35例2.5,不要去看书上 的解法）标幺制等值电路的建立（近似归算）：关键在于课件第二章P73“公式汇总”、平均额定 电压的取法（P34表2.1）掌握课件第二章 P88 例题（不要去看书上的解法）本章需要掌握的课后习题： P37 2.5、 2.7、 2.8、 2.9。第3章 简单电力系统的潮流分析Ch 3.1 概述复功率的表达式（P38）： S = U I = S （cos 9 + j sin 9）= P + jQ注意：若电流超前于电压，则Q取负，有时也写成P-jQ （此时Q取正）的形式。Ch 3.2 电力网的功率损耗电力线路和变压器的损耗都包含两部分，一部分是串联阻抗上的功率损耗,一部分是并 联导纳（对地支路）一上的功率损耗。3.2.1 电力线路功率损耗的计算结合P39图3.2的等值电路理解（思考：如果已知始端功率和始端电压，如何求末端功 率和末端电压？反过来，如果已知末端功率和末端电压，如何求始端功率和始端电压？计算 电压降落的纵分量和横分量，要用到图中哪个功率？）。掌握（3.1） （3.2）（3.3）式，（3.3）式的适用场合见P40第一段话的说明。特别注意：线路对地支路上损耗的是容性无功，实际上是向系统注入感性无功。结合KCL掌握电力线路中功率分布的计算：P40 （看懂计算过程）3.2.2 变压器功率损耗的计算掌握（3.4）（3.5）式。（3.6）式不要求记忆，但一定要弄清楚其中各参数的含义，注意量纲！结合KCL掌握变压器中的功率计算：P40 （看懂计算过程）Ch 3.3 电力网中的电压计算主要针对电力线路和变压器串联支路上的电压降落计算.电力网任意两点电压的相量差 称为电压降落。结合图3.4 （a）掌握（3.9）、（3.10）的第一式、（3.12）、（3.13）。如果要计算始末两端 电压的角度差，还要用到（3.10）第二式、（3.14）。注意：3.2节和3.3节各公式中，功率都是三相功率，电压都是线电压。电力网任意两点电压的代数差称为电压损耗，近似计算中它等于电压降落的纵分量。 电力网中任意点的实际电压同该处网络额定电压的数值差称为电压偏移。 名词解释：电压降落、电压损耗、电压偏移的概念。Ch 3.4 开式网络的潮流分析（重点掌握第一类开式网潮流计算）第一类潮流（特别重要）：已知同一端的电压和功率结合课件第三章P3034掌握例3.1，表3.1和3.2只须掌握有名值的计算方法（左列）。特别注意：如果题目没明确告诉不计及电压降落横分量，那么就要计及。（本例题如果计及 横分量，该如何求解？）第二类潮流：已知不同端的电压和功率前推回代法掌握课件P38例题（前推回代法的应用）Ch 3.5 闭式网络的潮流分析 分两端供电网络和环形网络两种情况讨论，掌握初步功率分布的求法（一般考所有线路 型号相同的“超级均一网”）。两端供电网络：用“力矩法”求与电源电压无关的供载功率，若两端电源有电压差，则 还有循环功率。两部分功率叠加，求出从两端电源流出的总功率后，再利用KCL求出其余 支路功率，并找出功率分点。环形网络：若功率自某节点从两个方向流出，则该点为电源点，从该点处将网络拆开， 成为一个两端供电网络（第一次拆网过程）。之后再用“力矩法”求供载功率（没有循环功 率）。之后再利用KCL求出其余支路功率，并找出功率分点。掌握P52例3.2的第小问（BC段线路功率的实际流向为C到B,教材有误） 需要掌握的本章课后习题： P54 3.4、3.8。第4章 电力系统潮流的计算机计算Ch 4.2 潮流计算的数学模型节点导纳矩阵主对角线上的元素Y.称为节点i的自导纳，非对角元素Y.称为节点i与11i）节点j间的互导纳。节点导纳矩阵是对称矩阵，同时也是稀疏矩阵。结合课后习题4.8掌握 节点导纳矩阵的形成和修改（当网络结构发生某种变化后，节点导纳矩阵哪些元素需要修 改？由多少改为多少？）。根据给定量的不同，将节点分为三类（P63）： PQ节点：已知有功功率P和无功功率Q； PV节点：已知有功功率P和电压幅值U； 平衡节点：已知电压幅值U和电压相角5。重要结论：PQ节点大量存在，PV节点数量较少，可有可无，平衡节点至少要有一个。本章课后习题： P64 4.8第 5 章 电力系统有功功率平衡和频率调整Ch 5.2 电力系统的负荷在电力系统规划设计和运行分析中，一般将负荷分为系统综合最大用电负荷、系统供 电负荷和系统发电负荷（结合P6768文字大致掌握其概念）系统有功日负荷曲线：结合P68图5.1,掌握峰谷差、日平均负荷、日负荷率、日最小 负荷率的概念和计算方法。其中，日负荷率和日最小负荷率的值越大，说明日负荷曲线越平 坦，发电机的利用率越高。系统有功年负荷曲线：分为年最大负荷曲线和年持续负荷曲线（阶梯状）掌握根据年持续负荷曲线计算全年消耗的电能W,以及年最大负荷利用小时T 。如max 果已知P 和T ，根据P70式（5.9）计算全年消耗的电能W （单位：kWh）。ma maT 的值越大，年负荷曲线越平坦。maxCh 5.3 电力系统中有功功率的平衡三种负荷变化的特点，及引起的频率偏移的调整方法（P70）：第一种：变化幅度较小，变化周期较短，由发电机组的调速器自动调整，称为频率的 一次调整：第二种：变化幅度较大，变化周期较长，由调频厂的调频器来调整，称为频率的二次 调整：第三种：变化缓慢，基本可以预计，按照最优化原则（记住该原则的名称：等微增率 准则）在各发电厂之间讲行分配，称为三次调频（详见第7章）。可供系统调度的电源容量是指可投入发电设备的可发功率之和（P71）。电源容量大于发电负荷的部分称为系统的备用容量，按作用分为负荷备用、事故备用、 检修备用、国民经济备用（大致了解每种备用的作用）。这些备用按存在形式又分为热备用 和冷备用两种类型。Ch 5.4 电力系统的频率特性 掌握负荷、发电机单位调节功率（特别是有名值）的计算方法，涉及（5.11）（5.12）（5.13）（5.14） （5.17） 一共五个公式。在已经求得发电机单位调节功率kG和系统频率变化量 f G的情况下，用式（5.13）计算发电机组出力的变化量。注意：频率变化量 f=频率的末值-初值，如果负荷增加导致系统频率下降，则 fvO,不要认为4 f总是正数。Ch 5.5 电力系统的频率调整 关键在于重要公式（5.19）和（5.21）的应用。注意：当负荷增加时，满载的机组不参与一次调频。当负荷减少时，空载的机组不参 与一次调频。一次调频例题： P76 例 5.1 二次调频例题：课件第五章 P41 例题本章课后习题： P79 5.9、5.10（虽然习题未涉及二次调频，但二次调频仍在考查范围之 内）