电力系统分析 参考

正序等效定则；复合序网的制定；用复合序网对各种不对称故障的分析计算；电压和电流对称分量经变压器后的相位变换； （3）应熟练掌握的内容

单相接地短路、两相短路和两相短路接地故障的复合序网（图8-2、图

8-5和图8-8）及其分析计算方法，如例题8-1，以及短路处的电流电压相量图，图8-3，图8-6和图8-9；正序等效定则的应用。 2、重点难点分析

复合序网的制定：根据各种简单不对称故障，用经序量表示的边界条件来制定复合序网。单相短路复合序网等效成正、负、零序网串联；两相短路复合序网等效成正、负序并联；两相短路接地等效成正、负、零序网的并联。

正序等效定则：根据各种简单不对称故障，总结出统一的正序分量算式：

)

(n)式中：X?表示附加电抗，其值随短路的型式不同而不同，上角标(n)是代表短路类型的符号。

ff(1)??(n)?Ifa(1)?(0)Vfj(X?X(n)公式表明了一个很重要的概念：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等。

3、典型例题分析 例题8-1

计算各种不对称短路时的短路电流的方法与步骤(结合例7-4)：

a) 参数标幺值的计算； b) 绘出各序网络；

c) 进行网络化简，求正序等值电势和各序输入电抗； d) 计算附加电抗X?和m(n)(1)X(n)?而发生三相短路时的电流相

的值；

确定各种短路情况下的短路电流。

例8-1 对例7-4的输电系统，试计算f点发生各种不对称短路时的短路电流。 解：在例7-4 的计算基础上，再算出各种不同类型短路时的附加电抗X?和m即能确定短路电流。对于单相短路

X(1)?(n)(n)值，

?X2??X0??0.44?0.78?1.22，m(1)?3

115kV侧的基准电流为因此，单相短路时

Ia1?(1)IB?1203?115kA?0.6kA

0.950.83?1.22E?X1??X(1)?IB??0.6kA?0.28kA

I(1)f?m(1)I(1)a1?3?0.28kA?0.84kA

?X?0.44, m0.950.83?0.44(2)对于两相短路

XIa1?(2)(2)?2??3

2E?X1??X(2)?IB??0.6kA?0.45kAI(2)f?m(2)I(2)a1?3?0.45kA?0.78kA对于两相短路接地

Xm(1,1)(1,1)??X2?2?//X20?0??0.44//0.78?0.28?31?[XIa12?X?0?/(X?X)]?31?[0.44?0.78/(0.44?0.78)]?1.520.95?0.6kA?0.51kA

(1,1)E?X1??X(1,1)?IB?0.83?0.28

I(1,1)f?m(1,1)I(1,1)??1.52?0.51kA?0.78kA

4、作业

习题：8-1，8-11 解题思路和步骤同例8-1。 （下册）

第十章 电力传输的基本概念

（电力网的电压和功率分布）

1、学习要求

这一章介绍了交流电力系统有关功率传输的基本概念，包括了网络元件的电压降落和功率损耗。 （1）应熟悉的内容

交流电力系统有关功率传输的基本概念，包括网络元件的电压降落和功率损耗的概念和计算方法。 （2）应掌握的内容

电压降落、电压损耗和电压偏移的概念。 （3）应熟练掌握的内容

网络元件的电压降落和功率损耗的计算。 2、重点难点分析

电压降落相量分解的两种方法：选相量V1和V2为参考轴得到两套纵、横分量的公式。切记，用这两套公式计算纵、横分量时，要取同一点的电压和功率。 注意电压降落和功率损耗的计算公式均采用电压和功率进行计算，而不是用电压和电流。

??

第十一章 电力系统的潮流计算

（电力网的电压和功率分布）

1、学习要求

本章以第十章介绍的网络元件的电压降落和功率损耗计算为基础，介绍了开式网络和简单闭式电力网电压和功率分布的基本原理和方法。

本章还介绍了以计算机为工具的复杂电力系统稳态潮流计算的数学模型和基本算法——牛顿拉夫逊法和PQ分解法。 （1）应熟悉的内容

电力系统潮流计算的概念、数学模型、基本原理和相应的程序框图。 （2）应掌握的内容

牛顿拉夫逊法的基本原理及其极坐标形式的修正方程、PQ分解法是

如何从牛顿拉夫逊法简化而来及其使用特点，图11-27和图11-30。

（3）应熟练掌握的内容

开式网络和简单闭式网络的功率分布、电压分布的分析和计算。 2、重点难点分析

在计算网络功率分布时，要掌握节点运算负荷的计算方法，并用来简化网络。在开式网络中不计网损时功率分布是确定的。未知各节点电压时，可按额定电压计算各元件的功率损耗，然后利用计及网损的功率分布和供电点电压，逐个地计算出各节点电压。例题11-2。

不计网络损耗时，两端供电网络中每个电源点送出的功率由两部分组成，第一部分是负荷功率，可按照类似于力学中的力矩平衡公式算出；第二部分是由两端电压不等而产生的循环功率。利用节点功率平衡条件找出功率分点后，可在该点将原网络拆开、形成两个开式网络，再计算计及功率损耗的功率分布和电压分

布。例题11-3。

带变压器的环网中，当变压器的变比不匹配时将出现环路电势，并产生相应的循环功率，要求了解循环功率的产生和计算方法，以及循环功率对环网功率分布的影响，例题11-4。

切记：分清网络额定电压和元件额定电压；在计算功率分布时，要用网络的额定电压，在计算电压分布时，首端要用给定的电压计算。 3、典型例题分析

例11-2(开式网）：已知供电点的电压，负荷节点功率，求电压分布、功率分布和功率损耗等。步骤：

a) 计算网络参数及制定等值网络； b) 计算运算负荷；

c) 计算功率分布、功率损耗(用网络额定电压VN，从末端往首端算)； d) 计算电压分布(从首端用已知点的电压VA往末端推)。

例11-2 如图11-6(a)所示一简单系统，额定电压为110kV的双回输电线路，长度为80km，采用LGJ-150导线，其单位长度的参数为：r=0.21Ω/km，x=0.416Ω/km，b=2.74×10-6S/km。变电所中装有两台三相110/11kV的变压器，每台的容量为15MVA，其参数为：ΔP0=40.5kW，ΔPs=128kW，Vs%=10.5，I0%=3.5。母线A的实际运行电压为117kV，负荷功率：SLDb=30+j12MVA，SLDc=20+j15MVA。当变压器取主抽头时，求母线c的电压。

解：（一）计算参数并作出等值电路

输电线路的等值电阻、电抗和电纳分别为

XRL??1212?80?0.21??8.4?

?4L?80?0.416??16.6??6Bc?2?80?2.74?10S?4.38?10S

图11-6 输电系统接线图及其等值电路

由于线路电压未知，可用线路额定电压计算线路产生的充电功率，并将其等分为两部分，便得

?QB??12BcVN??212?4.38?10?4?1102Mvar??2.65Mvar

将ΔQB分别接于节点A和b，作为节点负荷的一部分。

两台变压器并联运行时，它们的等值电阻、电抗及励磁功率分别为

RT?1?PsVN2S2N2?1023?121?128?1101500022?10??3.4?2

2?P0?j?Q0?10???10??42.4?2SN2150003.5?15???2?0.0405?j?MVA?0.08?j1.05MVA100??

TX?1VS%VN10.5?110

变压器的励磁功率也作为接于节点b的一种负荷，于是节点b的总负荷

Sb?30?j12?0.08?j1.05?j2.65MVA?30.08?j10.4MVA

节点c的功率即是负荷功率 Sc=20+j15MVA 这样就得到图11-6(b)所示的等值电路。 （二）计算由母线A输出的功率

先按电力网的额定电压计算电力网中的功率损耗。变压器绕组中的功率损耗为

?ST?Sc???V?N??(RT?jX??2T)?202?1522110(3.4?j42.4)MVA?0.18?j2.19MVA

由图3-11(b)可知

??Sc??PT?j?QT?20?j15?0.18?j2.19MVA?20.18?j17.19MVASc

??Sc???Pb?20.18?j17.19?30.08?j10.4MVA?50.26?j27.59MVAS1线路中的功率损耗为

?SL???S1???V?N??(RL?jX??2L)?50.262?27.5922(8.4?j16.6)MVA?2.28?j4.51MVA110

于是可得

??S1????SL?50.26?j27.59?2.28?j4.51MVA?52.54?j32.1MVAS1由母线A输出的功率为

SA??j?QB?52.54?j32.1?j2.65MVA?52.54?j29.45MVA?S1（三）计算各节点电压

线路中电压降落的纵分量和横分量分别为

?VL??XP1?RL?Q1VAP1?XLL?52.54?8.4?32.1?16.611752.54?16.6?32.1?8.4117kV?8.3kV

kV?5.2kV?VL??RL?Q1VA?

2利用公式（3-11）可得b点电压为

Vb?(VA??VL)T2?(?VL)2?(117?8.3)?5.22kV?108.8kV

变压器中电压降落的纵、横分量分别为 P?R?Q?X20.18?3.4?17.19?VT?cTcVb??42.4108.8TkV?7.3kV

kV?7.3kV?VT?Pc?X?RT?QcVb?20.18?42.4?17.19?3.4108.8

2归算到高压侧的c点电压

Vc??(Vb??VT)2?(?VT)2?(108.8?7.3)?7.32kV?101.7kV

变压所低压母线c的实际电压

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