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电力系统分析学习报告 作者：陈静 时间：2010年10月15日 一.电力系统概述 1.几个概念： （1）电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体 （2） 定义：电力系统中输送和分配电能的部分 电力网：（包括升压变压器、降压变压器、相关变电设备以及各种电压等级的输电线路） 分类 按供电范围的大小和电压等级的高低：地区、区域、超高压远距离电网 按功能分：传输网、配电网 （3）发电厂：电力系统的电源，把不同种类的一次能源转换成电能 （4） 作用：汇集电源、升降电压、分配电能 变电所 按功能分：升压、降压变电所 分类 按设备布置的地点：户外、户内、箱式、地下 按容量和重要性：枢纽、中间、终端 （5）电力系统的负荷：系统中所有用电设备消耗功率的总和，也称电力系统综合用电负荷 供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗 发电负荷：供电负荷加上发电厂的厂用电消耗的功率 （6）负荷曲线 定义：以曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律 分类 按负荷种类：有功功率和无功功率负荷曲线 按时间长短：日负荷曲线和年负荷曲线 负荷率：，为平均负荷 两者相近时表明负荷波动小 最小负荷系数： （7）最大负荷利用小时数：在负荷始终等于最大值，经过小时消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量 2.系统中额定电压的规定 （1）发电机的额定电压与网络的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比网络的额定电压高5%，但在高于13.8V时两者相等 （2）变压器一次绕组的额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机联接时，则与发电机的额定电压相等 二次绕组的额定电压比网络的额定电压高10%，但若变压器的短路电压小于7%或直接与用户联接时，则规定比网络的额定电压高5% 3.电力系统的接线方式 （1）无备用接线（开式电力网）方式：任一负荷和电源之间只有一条途径，结构简单、经济、运行方便，供电可靠性差 （2）有备用接线（闭式电力网）方式：任一负荷和电源间有多个途径，供电可靠、电压质量高，但是开关设备和保护电器数量增加 4.电力系统的中性点：接入系统星形联接的变压器或发电机绕组的中性点 （1）中性点不接地系统 正常情况 C相接地短路情况 一相短路接地时，故障点相电压为0，中性点对地电压升高为相电压，非故障相对地电压升高为线电压，但三相之间线电压不变，且仍对称 接地点的电容电流是正常运行时一相对地电容电流的3倍。 （2）中性点经消弧线圈接地 消弧线圈：带气隙铁心的线性电感线圈，其电阻很小，感抗很大 单相接地时，非接地相对地电压升高为线电压 流过接地点的电流为接地电容电流与消弧线圈的电感电流之和。 注意点：虽然=时短路电流理论上为0，但此时为产生谐振的条件，可能有过电压 （3）中性点直接接地 非故障相电压不变，但短路电流过大，容易发生供电中断 “保护接零”的原理：当设备故障带电后通过零线与相线形成回路，产生较大电流，通过熔断器切除电源形成保护 5.电力系统运行的特点 电能不易贮存、暂态过程十分短暂、电能与国民经济各部门及人民的生活关系密切 6.对电力系统的要求： 为用户提供充足的电能；保证电力系统供电的可靠性；保证电能质量；保证电力系统运行的经济性；环保问题。 二.电力系统的元件模型与参数计算 1.电力系统的元件：构成电力系统的各组成部件 包括各种一次设备元件、二次设备元件及各种控制元件 2.数学模型：元件或系统物理模型（物理特性）的数学描述 可分为：描述静态（或稳态）问题的代数方程；描述动态（或暂态）问题的微分方程； 描述线性系统的线性方程和非线性系统的非线性方程 定常系数方程和时变系数方程；描述非确定性过程的模糊数学方程及利用人工智能和神经元技术的网络方程等 3.电力系统分析计算的一般过程 抽象出等效电路确定其数学模型用数学方法进行求解 4.输电线路的几个概念 （1）架空输电线路：由导线、避雷线（架空地线）、杆塔、绝缘子和金具组成 横距：架空线路相邻杆塔之间的水平距离 弧垂：在档距中，导线的最低点和悬