电网结构对短路电流水平及受电能力的影响分析

第37卷第22期电力系统保护与控制Vol.37 No.22 2009年11月16日Power System Protection and Control Nov. 16, 2009 电网结构对短路电流水平及受电能力的影响分析

杨 冬1，刘玉田1，牛新生 2

(1.山东大学电气工程学院，山东 济南 250061；2.山东电力研究院，山东 济南 250002)

摘要：针对220 kV分区电网的两种典型结构模式，利用基本电路理论建立短路电流模型，在此基础上论述电网结构对短路电流水平及受电能力的影响。以2008年济南电网的短路电流计算分析为例，说明了该模型的适用性，计算结果表明改善电网结构可有效控制系统短路电流水平，提高分区电网受电能力。

关键词: 电网结构；短路电流；受电能力；分区规模

Analysis on influence of power grid structure upon short circuit level and power receiving capability

YANG Dong 1, LIU Yu-tian1, NIU Xin-sheng2

(1. School of Electrical Engineering, Shandong University, Jinan 250061,China;

2. Shandong Electric Power Research Institute, Jinan 250002,China)

Abstract: In allusion to two typical structure modes in 220kV district power grid, a short circuit current model is established on the basic circuit theory. The influence of power grid structure upon short circuit level and power receiving capability is also discussed. Taking the short circuit current calculation of Jinan power grid in the year of 2008 as example, the applicability of this model is verified. The computation results show that improving the power grid structure, as an effective means, can not only control short circuit level but also augment power receiving capability.

Key words: power grid structure; short circuit current; power receiving capability; district power grid scale

中图分类号： TM715; TM71 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2009)22-0062-06

0 引言

电网短路电流水平超标问题，不但威胁系统的安全、稳定运行，而且直接影响电网运行的经济性。解决短路电流问题有两个方向，一是直接更换开关设备，二是采取限制短路电流的措施。更换开关设备适用于局部短路电流过大的情况，当整个系统短路电流水平提高时，更换开关设备的费用很大，这时应考虑采取限制短路电流的措施，改善电网结构就是其中行之有效的方法[1]。

文献[2~5]从电网规划的角度出发，论述了改善电网结构是限制短路电流的直接、有效的方法。这些文献大多针对具体电网，研究改善电网结构的措施，给出定性结论，缺乏对普遍适用的短路电流模型的分析。文献[6]用统计的方法预测超高压系统的短路电流水平，但该方法需要历年的短路电流统计数据，适合对网架较成熟、发展较缓慢的电网进行预测。文献[7]提出了一种用于220 kV电网短路电流预测的方法，给出了短路电流模型，但并未结合模型进一步分析电网结构对控制系统短路电流，提高分区电网受电能力的影响。

本文针对220kV分区电网的两种典型结构模式，利用基本电路理论建立短路电流模型，在此基础上论述电网结构对短路电流水平及受电能力的影响。以2008年济南电网的短路电流计算分析为例，说明了该模型的适用性，计算结果表明改善电网结构可有效控制系统短路电流水平，提高分区电网受电能力。

1 分区电网短路电流模型

根据电网规划远景年份的分层分区情况，对于220 kV分区电网结构，本文主要考虑图1所示的两种模式。其中，图1（a）所示模式称为模式1，图1（b）所示模式称为模式2。与之对应的系统短路电流计算模型如图2所示。其中，X500为500 kV系统等效短路阻抗，X220为220 kV系统等效短路阻抗，X T为500 kV变电站等值阻抗。500 kV变电站的220 kV母线是分区电网的短路电流控制节点。短路电流控制节点上的短路电流水平由500 kV主变和接入220 kV分区电网的地方电源共同决定。

杨 冬，等 电网结构对短路电流水平及受电能力的影响分析 - 63 -

(a) 单个500 kV 站独立成片

(b) 两个500 kV 站带220 kV 分区

图1 分区电网结构模式

Fig.1 Modes of district power grid structure

(a) 单个500 kV 站独立成片

(b) 两个500 kV 站带220 kV 分区

''

q 1

E =''q

E =''q 1

E =

图2 短路电流计算模型 Fig.2 Short circuit current models

假设发电机采用5阶模型，短路瞬时发电机用

E q ″和x d ″等值；

由于机械和电磁惯性作用的结果，感应电动机在短路瞬时向短路点倒送短路电流，其也可用E q ″和x d ″等值[8]；不考虑负荷中的非感应电动机因素；忽略对地支路和电阻影响。

取

S B =100 MV A ，U B =525 kV ，则500 kV 系统等效短路阻抗X 500可表示为：

500100/525)S X I =× (1) 其中: I S 为500 kV 系统注入变电站的短路电流（有名值kA ）。

分区电网内各发电机及感应电动机对变电站220 kV 母线的转移阻抗，取决于220 kV 系统的电网结构。如果除了某一个电动势以外，其它电动势均为零，则电动势与短路点电流之比值即为此电源与短路点之间的转移阻抗。所有电源对变电站220 kV 母线的转移阻抗的并联就是分区电网对220 kV 母线的等值阻抗X 220。

假定随着分区电网装机容量S 220的变化，①接入分区电网的各发电机次暂态直轴电抗X d ″（基于发电机容量标么值）不变；②各发电厂容量占分区装机总容量的百分比S %不变，即分区电网不新建电厂，原有电厂容量保持同比例增长；③各发电机升压变短路阻抗百分比X GT （基于变压器容量标么值）不变；④考虑到分区网络拓扑随装机容量的增

大而加强的实际情况，可假定各电源对变电站220

kV 母线的转移阻抗X GL

（基于分区装机总容量标么值）不变，则当X GL 折算为S B 下标么值时，可反映出电源转移阻抗随分区装机容量的增大而减小；⑤感应电动机对变电站220 kV 母线的等值阻抗X ML （基于分区装机总容量标么值）不变。220 kV 系统等效短路阻抗X 220随分区电网装机容量S 220变化的关系可表示为： ''d 2201220220220()1001001001/)1/%

N

i i i i i X X X X X S S S S = ??+××× = 1/(++??

×??∑GT GL ML (2) 其中: N 为发电机个数，等式右边第一项表示感应电动机作用，第二项表示发电机作用。

考虑500 kV 开关遮断容量为63 kA （折算标么值为572.9），220 kV 开关遮断容量为50 kA （折算标么值为190.5）。随着系统的不断加强，500 kV 母线的短路容量将接近500 kV 开关遮断容量，220 kV 母线的短路容量也将接近220 kV 开关遮断容量。理想情况下，为使整个系统的容量最大，500 kV 侧开关和220 kV 侧开关应同时达到开关遮断容量。由此可得，500 kV 和220 kV 系统的最优极限短路阻抗方程[7]为：

500T 220220T 500

1

1572.911190.5X X X X X X ?+=?+???+=?+? (3)

2 分区受电能力分析

分区电网负荷由500 kV 主变和接入220 kV 分区电网的地方电源共同供电。分区电网受电能力取决于500 kV 变电站的配置情况、分区电网的电源容量、分区电网结构和500 kV 变电站的开关遮断容量。

一般来说，同一变电站的变压器以不超过4台为宜。假设同一变电站只配置同类型的变压器，分区受电能力考虑500 kV 主变N -1后其余主变过载1.3倍，分区内发电机备用容量10%[9]，则有：

1.3N ×× ×分区受电能力=单台主变容量(-1)+220kV侧装机容量90%

(4)

由分区电网装机容量，结合式（2）可算得220 kV 系统等效短路阻抗X 220。由最优极限短路阻抗方程式（3），可进一步确定500 kV 系统等效短路阻抗X 500和500 kV 变电站等值阻抗X T 。在此基础上，分区电网变电站的配置可表示为：

t T

T

100/X S N X ×=

(5)

- 64 - 电力系统保护与控制

其中: N为变电站的变压器台数，X t为单台变压器的短路阻抗百分比，S T为单台变压器容量。

由式（4）即可求出短路电流约束下的分区电网规模。

3 限制短路电流的措施

限制短路电流的措施有很多，但考虑到电网的实际情况和运行经验，通常采取高低压电磁环网解环，变电站母线分段接线，采用高阻抗变压器等改善电网结构的方法，使各电源到变电站之间保持合理的转移阻抗，从而达到控制短路电流，提高受电能力的目的。

3.1 高低压电磁环网解环

两相邻分区通过500 kV和220 kV线路互联构成高低压电磁环网。500 kV/220 kV电磁环网，其综合阻抗小，短路容量大，容易使220 kV系统的短路电流超过断路器的额定断流容量，给系统造成安全隐患。通过电磁环网的解环可实现电力系统的分区运行，分区使单个系统容量减小，从而降低短路电流水平。如图3所示，电磁环网解环后，分区A 变电站的220 kV母线短路时，由于分区B的电源不再提供短路电流，因而分区A的短路电流水平降低，分区受电能力相应提高。

图3 电磁环网分区示意图

Fig.3 Sketch of electromagnetic loop circuit districting

3.2 变电站母线分段接线

变电站母线分段接线限制短路电流水平的效果非常明显。如图4所示，变电站220 kV侧母线分段运行，分区电网内的电源分散接到母线A和B上。当母线A短路时，接到母线B上的电源在母线A 上的短路电流很小，从而达到控制短路电流水平的目的，进一步可提高分区电网受电能力。某些情况下，正常运行时，为了保证系统运行的可靠性，保持电网调度的灵活性，母线仍需并列运行。解决此矛盾的办法是在母线断路器上装设自动快速解列装置，在故障时将母联断路器快速断开。

3.3 采用高阻抗变压器

500 kV变电站220 kV侧母线的短路电流由500 kV主变和接入220 kV分区电网的电源共同提供。

''

q

E=

图4 变电站母线分段示意图

Fig.4 Sketch of bus subsection in substation

在500 kV主变容量一定的情况下，其高中侧阻抗越

大，500 kV主变提供的短路电流越小，留给接入分

区电网电源的短路电流空间也越大，进而可接入分

区电网的电源容量越大，分区供电能力越强。采用

高阻抗变压器可降低系统短路电流，但也会增加网

损，降低系统稳定性，新建500 kV站主变压器高中

侧阻抗百分比宜选取20%左右[10]。

4 实例分析

2008年山东电网冬大运行方式下，济南电网结

构如图5所示。济南电网通过长清、济南站各两台

主变与主网相联。济南站分区和长清站分区互联，

共同构成了图1（b）所示的模式2结构。分区各电

源母线到变电站220 kV侧母线的转移阻抗如表1

所示。

500 kV变电站220 kV变电站

220 kV线路

火电厂

220 kV开关站

500 kV线路牵引站

图5 济南地区电网结构

Fig.5 Structure of Jinan power grid

表1电源到变电站的转移阻抗

Tab.1 Transfer impedance from power supply to substation

电源名 电源到济南站 电源到长清站 鲁石横甲220 0.028 3 0.016 4

鲁章丘厂220 0.001 0.01 鲁章丘厂新220 0.013 5 0.026 8

鲁黄台厂220 0.011 1 0.021 4

分区感应电动机 0.037 7 0.070 4

杨 冬，等 电网结构对短路电流水平及受电能力的影响分析 - 65 -

4.1 模式2接线方式下短路电流计算

采用中国电科院开发的“电力系统分析综合程序（PSASP ）”计算短路电流。济南站220 kV 侧母线三相短路电流为49.23 kA ，已经非常接近220 kV 断路器的额定开断电流50 kA 。根据图2中的短路电流计算模型，结合式（1）和式（2），可求出济南站220 kV 侧母线三相短路电流。济南地区不同分区电源容量情况下，济南站220 kV 母线三相短路电流曲线如图6所示。基于本文短路电流模型的计算结果与PSASP 短路电流计算结果相比，差别较小。

分区电源容量/MWA

短路电流/k A

图6 分区电源容量与短路电流的关系曲线

Fig.6 Relation curve of district power supply capability and

short circuit current

4.2 模式1接线方式下短路电流计算

考虑清美线、邢姚双线打开，实现济南地区济南站和长清站的高低压电磁环网解环。济南站分区电网为单个500 kV 站独立成片的模式1结构。电磁环网解环前后济南站短路电流计算值如表2所示。由表2可知，电磁环网解环后，济南站220 kV 母线三相短路电流降低了5.83 kA ，电磁环网解环可有效地限制短路电流水平。

表2 解环前后济南站短路电流计算值

Tab.2 Calculation of short circuit current in Jinan substation before and after electromagnetic loop circuit districting

解环前

解环后

变电站 母线名 PSASP 计算/kA PSASP 计算/kA

模型计算/kA

鲁济南站220

49.23 43.40

42.65

4.3 变电站母线分段接线短路电流计算

模式2接线方式下，考虑济南站220 kV 母线分段运行控制短路电流。鲁济南站220—鲁黄台厂220双回线路接到新增母线鲁济南站220新上，与鲁济南站3号变压器相连，从而实现鲁济南站220母线与鲁济南站220新母线分段运行。母线分段前后济南站短路电流计算值如表3所示。由表3可知，济南站220 kV 母线分段后，济南站220 kV 母线三相

短路电流降低了13.75 kA ，变电站母线分段限制短路电流水平的效果是很明显的。

表3 分段前后济南站短路电流计算值

Tab.3 Calculation of short circuit current in Jinan substation

before and after bus subsection

母线分段前

母线分段后

变电站 母线名 PSASP 计算/kA PSASP 计算/kA

模型计算/kA

鲁济南站220

49.23 35.48

34.80

4.4 采用高阻抗变压器的短路电流计算

模式2接线方式下，考虑提高500 kV 站主变压器高中侧阻抗对220 kV 侧母线短路电流的影响。济南站主变压器不同高中侧阻抗情况下，220 kV 侧母线短路电流曲线如图7所示。可见，在500 kV 主变容量一定的情况下，高中侧阻抗越大，500 kV 主变

提供的短路电流越小，变电站220 kV 母线短路电流也就越小。基于本文短路电流模型的计算曲线与PSASP 短路电流计算曲线相比，差别较小。

高中压侧阻抗电压百分比

短路电流/k A

图7 变压器高中侧阻抗与短路电流关系曲线

Fig.7 Relation curve of transformer high-medium impedance

and short circuit current

4.5 济南电网分区受电能力分析

模式1接线方式下，济南站单台变压器容量为750 MV A ，短路阻抗百分比为12%时，分区电网受电能力与电源容量的关系曲线如图8所示。

分区电源容量/MVA 分区受电能力/M V A

图8 分区受电能力与电源容量的关系曲线

Fig.8 Relation curve of district power receiving capability and

power supply capability

- 66 - 电力系统保护与控制

其中，A点分区电源517 MV A，可配变压器4台，

受电能力3 390 MV A；B点分区电源1 485 MV A，

可配变压器3台，受电能力3 287 MV A；C点分区

电源2 581 MV A，可配变压器2台，受电能力3 298 MV A；D点分区电源3 872 MV A，可配变压器1台，受电能力3 485 MV A。

分区电网受电能力随区内电源容量的增长呈分

段增长趋势，但在A、B、C三点急剧下降。随着

分区电源容量的增大，220 kV系统等效短路阻抗

X220相应减小，由最优极限短路阻抗方程可知，变

电站等值阻抗X T增大，从而导致变压器台数减少。由于500 kV主变容量的减少，分区受电能力急剧下降。在D点之后，500 kV站变压器台数降为0，分

区电网受电能力仅取决于分区电源容量，分区电网

孤岛运行，显然与实际情况不符，因而仅考虑曲线

在D点以前的情况。

表4分区电网配置情况

Tab.4 Configuration of district power grid

曲线分段A点前AB BC C点后变电站配置/台 4 3 2 1 电源配置/MV A 510 1 480 2 570 3 555

当分区受电能力为3 200 MV A时，分区电网变

电站配置及电源配置如表4所示。分区电网需要根

据自身的定位（如分区是以500 kV变电站为主要电源，还是以220 kV侧的装机为主要电源），确定变

电站配置及电源配置，进而协调处理500 kV侧与220 kV侧的短路容量问题。

考虑改善电网结构对提高分区受电能力的影响，分区电网受电能力与电源容量的关系曲线如图9所示。图中（a），济南站单台变压器容量为750 MV A，短路阻抗百分比为12%时，模式1较模式2的分区

受电能力要大，电磁环网解环可在一定程度上提高

分区电网受电能力。图中（b），模式1接线方式下，济南站单台变压器容量为750 MV A，短路阻抗百分

比为12%时，变电站母线接线分段后较分段前的分

区受电能力有较大幅度的提升。图中（c），模式1

接线方式下，济南站单台变压器容量为750 MV A 时，短路阻抗百分比20%较12%的分区受电能力要大，采用高阻抗变压器可有效提高分区电网受电能力。由图9可知，变压器母线分段接线提高分区电

网受电能力的效果最为显著。

5 结论

本文针对220 kV分区电网的两种典型结构模式，利用基本电路理论建立了短路电流模型和受电能力计算方法，并将其应用于2008年济南电网的短路电流限制分析和受电能力计算，得出以下结论：

分区电源容量/MVA

分

区

受

电

能

力/

M

V

A

分

区

受

电

能

力/

M

V

A

分区电源容量/MVA

分

区

受

电

能

力/

M

V

A

分区电源容量/MVA

(a) 电磁环网解环前后受电能力分析

(b) 母线分段前后受电能力分析

(c) 不同短路阻抗百分比的受电能力分析

图9 分区受电能力与电源容量的比较曲线

Fig.9 Comparison curve of district power receiving capability

and power supply capability

（1）短路电流模型考虑了分区网络拓扑随装机容量的增大而加强的实际情况，考虑了负荷中感应电动机对短路电流的影响，比较结果表明其具有较好的适用性。

（2）高低压电磁环网解环，变电站母线分段接线，采用高阻抗变压器等改善电网结构的方法，可有效控制系统短路电流水平，提高分区电网受电能力。

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收稿日期：2008-12-02； 修回日期：2009-03-20

作者简介：

杨 冬（1984-），男，硕士研究生，主要研究方

向为电力系统运行与控制；E-mail: yangdong@https://www.wendangku.net/doc/9414726370.html,. cn

刘玉田（1964-），男，教授，博士研究生导师，

主要研究方向为电力系统运行与控制及人工智能在电

力系统中的应用；

牛新生（1962-），男，高级工程师，主要从事电

网规划和电网计算分析方面的工作。

（上接第61页 continued from page 61）

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收稿日期：2008-11-24

作者简介：

张勇军（1973-），男，博士，副教授，主要从事电力系统无功优化和电压稳定、电力系统可靠性与规划等研究；E-mail：zhangjun@https://www.wendangku.net/doc/9414726370.html,

石 辉（1986-），男，硕士生，主要从事电力系统运行分析与控制研究。

电力系统分析之短路电流计算讲课稿

电力系统分析之短路电流计算 电力系统是由生产、输送、分配、及使用电能的发电机、变压器、电力线路和用户组成一个整体，它除了有一次设备外还应有用于保护一次设备安全可靠运行的二次设备。对电力系统进行分析应包括正常运行时的运行参数和出现故障时的故障参数进行分析计算。短路 是电力系统出现最多的故障，短路电流的计算方法有很多，而其中以“应用运算曲线”计算短路电流最方便实用。应用该方法的步骤如下： 1、 计算系统中各元件电抗标幺值； 1）、基准值，基准容量（如取基准容量Sj=100MV A ），基准电压Uj 一般为各级电压的平均电压。 2）系统中各元件电抗标幺值计算公式如下： 发电机 ? Cos P S X X e j d d /100%' '"* ? = 式中" *d X 为发电机次暂态电抗百分值 变压器 e j d b S S U X ?=100%* 式中U d %为变压器短路电压的百分值 线路 20*e j j U S L X X ? = 式中X 0为每仅是电抗的平均值（架空线为0.4欧/公里） 电抗器 2*3100%j j e e k k U S I U X X ??= 式中X k %为电抗器的短路电抗百分值 系统阻抗标幺值 Zh j x S S X = * S Zh 断路器的遮断容量 2、 根据系统图作出等值电路图, 将各元件编号并将相应元件电抗标幺值标于元件编号 下方； 3、 对网络化简,以得到各电源对短路点的转移电抗,其基本公式有: 串联 X 1 X 2X 3 X 3 =X 1+X 2 并联 X 1 X 2 X 3 2 12 1213//X X X X X X X +?= =

电力系统分析课程设计-潮流计算

目录 摘要 (1) 1.任务及题目要求 (2) 2.计算原理 (3) 2.1牛顿—拉夫逊法简介 (3) 2.2牛顿—拉夫逊法的几何意义 (7) 3计算步骤 (7) 4.结果分析 (9) 小结 (11) 参考文献 (12) 附录：源程序 (13) 本科生课程设计成绩评定表 (32)

摘要 电力系统的出现，使高效，无污染，使用方便，易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生率第二次技术革命。电力系统的规模和技术水准已经成为一个国家经济发展水平的标志之一。 电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。电力系统潮流计算是电力系统最基本的计算，也是最重要的计算。所谓潮流计算，就是已知电网的接线方式与参数及运行条件，计算电力系统稳态运行各母线电压、个支路电流与功率及网损。对于正在运行的电力系统，通过潮流计算可以判断电网母线电压、支路电流和功率是否越限，如果有越限，就应采取措施，调整运行方式。对于正在规划的电力系统，通过潮流计算，可以为选择电网供电方案和电气设备提供依据。潮流计算还可以为继电保护和自动装置定整计算、电力系统故障计算和稳定计算等提供原始数据。 在电力系统运行方式和规划方案的研究中，都需要进行潮流计算以比较运行方式或规划供电方案的可行性、可靠性和经济性。同时，为了实时监控电力系统的运行状态，也需要进行大量而快速的潮流计算。因此，潮流计算是电力系统中应用最广泛、最基本和最重要的一种电气运算。在系统规划设计和安排系统的运行方式时，采用离线潮流计算；在电力系统运行状态的实时监控中，则采用在线潮流计算。 关键词：电力系统潮流计算牛顿-拉夫逊法

影响直流过负荷能力的因素分析

影响直流过负荷能力的因素分析 发表时间：2016-12-13T14:05:24.097Z 来源：《电力设备》2016年第19期作者：胡学深朱凤来代书龙周旭[导读] 在交、直流系统故障或者受端负荷中心负荷短缺时，直流系统的快速响应和过负荷能力有利于提高系统的稳定性和满足系统的负荷调配。 （中国南方电网超高压输电公司曲靖局云南曲靖 655000）摘要：在交、直流系统故障或者受端负荷中心负荷短缺时，直流系统的快速响应和过负荷能力有利于提高系统的稳定性和满足系统的负荷调配。过负荷限制根据在当前环境温度条件下，考虑备用冷却设备是否可用，计算得到换流站的过负荷能力对功率、电流控制输出的电流指令进行限幅。使得一次回路在各种工况下的全部过负荷能力都被充分利用，而不会因为设备过应力而导致直流停运。 关键词：直流；过负荷；停运 近年来，随着多个直流输电工程的相继投产，南方电网主干网络己经形成了8交8直的规模，直流输电在南方电网的作用日趋明显。直流在南方电网西电东送事业中具有着显著的作用，直流输电具有一定的短时和持续过负荷能力，当发生并联交流线路短路跳闸或某一极直流系统故障导致闭锁等故障或扰动时，可以通过控制功能中的PSS(Power Swing Stabilization）、PSD(Power Swing Damping）、FLC(Frequency Limit Control）等附加功能，瞬时提高健全直流极的输送功率，在直流输电系统过负荷能力范围内，把故障交、直流线路输送的部分或全部功率转移到并联的正常运行的直流输电系统，从而减轻功率转移和功率失衡对交流系统的冲击，提高系统运行的稳定性。另外，在负荷高峰期，受端负荷紧张时，可以采用过负荷运行方式，提高直流输送功率，缓解受端负荷压力。正常情况下直流以额定功率运行，在以下情况下，直流可能进入过负荷运行方式：（1）当单极或多极故障时，正常运行极过负荷运行，最大限度减小或者避免单极直流闭锁下的功率损失；（2）系统方式安排过负荷运行；（3）当其他直流故障或系统冲击后，FLC动作提升直流功率，使直流过负荷运行。过负荷限制包括环境温度、有无冗余冷却系统（换流变冷却器组、阀冷，通过温度判断冷却系统冗余度）、短时过负荷限幅所引起的限幅。在不额外增加换流站设备投资的前提下，直流系统在最高环温、投入备用冷却设备或环境温度较低时固有的过负荷能力。 1 影响直流过负荷能力的因素分析 PCP:MAINCPU:OLL:OLLLIM 从上图可以看出：影响ICONT的因素有冗余冷却系统可用情况（包括阀冷冗余和换流变冷却系统冗余）、环境温度、阀厅温度和功率方向。 （2）STOL_LIM

电力系统分析课程设计 三相短路故障分析计算

课程设计报告 题目电力系统课程设计 《三相短路故障分析计算》 课程名称电力系统课程设计 院部名称龙蟠学院 专业电气工程及其自动化 班级M08电气工程及其自动化学生姓名 学号0821113 课程设计地点C304 课程设计学时一周 指导教师朱一纶 金陵科技学院教务处制

目录 摘要 (ii) 一、基础资料 (3) 1.电力系统简单结构图................................................ ....... . ..... .. ... . .... . .. . (3) 2.电力系统参数 (3) 3参数数据 (4) 二、元件参数标幺值的计算及电力系统短路时的等值电路 (4) 1.发电机电抗标幺值..................................................... ....... . ..... .. ... (4) 2.负载电抗标幺值 (4) 3变压器电抗标幺值 (4) 4.线路电抗标幺值............................................. ........ ....... . ..... .. ... ... .. (4) 5.电动机电抗标幺值........................................ ........ ....... . ..... .. ... ... .. (4) 三、化简等值电路 (4) 四、求出短路点的次暂态电流 (4) 五、求出短路点冲击电流和短路功率 (4) 六、设计心得............................................................. . . . . .. (20) 七、参考文献............................................................. (21) 电力系统课程设计《三相短路故障分析计算》

用matlab电力系统潮流计算

题目：潮流计算与matlab 教学单位电气信息学院姓名 学号 年级 专业电气工程及其自动化指导教师 职称副教授

摘要 电力系统稳态分析包括潮流计算和静态安全分析。本文主要运用的事潮流计算，潮流计算是电力网络设计与运行中最基本的运算，对电力网络的各种设计方案及各种运行方式进行潮流计算，可以得到各种电网各节点的电压，并求得网络的潮流及网络中的各元件的电力损耗，进而求得电能损耗。本位就是运用潮流计算具体分析，并有MATLAB仿真。 关键词：电力系统潮流计算 MATLAB Abstract Electric power system steady flow calculation and analysis of the static safety analysis. This paper, by means of the calculation, flow calculation is the trend of the power network design and operation of the most basic operations of electric power network, various design scheme and the operation ways to tide computation, can get all kinds of each node of the power grid voltage and seek the trend of the network and the network of the components of the power loss, and getting electric power. The standard is to use the power flow calculation and analysis, the specific have MATLAB simulation. Key words: Power system; Flow calculation; MATLAB simulation

电力系统三相短路电流的计算

能源学院 课程设计 课程名称：电力系统分析 设计题目：电力系统三相短路电流的计算 学院：电力学院 专业：电气工程及其自动化____________ 班级：1203班________________________ 姓名：将________________________ 学号：1310240006__________________

目录 摘要 (1) 课题 (2) 第一章.短路的概述 (2) 1.1发生短路的原因 (2) 1.2发生短路的类型 (2) 1.3短路计算的目的 (3) 1.4短路的后果 (3) 第二章.给定电力系统进行三相短路电流的计算 (4) 2.1收集已知电力系统的原始参数 (4) 2.2制定等值网络及参数计算 (4) 2.2.1标幺值的概念 (4) 2.2.2计算各元件的电抗标幺值 (5) 2.2.3系统的等值网络图 (5) 第三章.故障点短路电流计算 (6) 第四章.电力系统不对称短路电流计算 (9) 4.1对称分量法 (9) 4.2各序网络的定制 (10) 4.2.1同步发电机的各序电抗 (10) 4.2.2变压器的各序电抗 (10) 4.3不对称短路的分析 (12) 4.3.1不对称短路三种情况的分析 (12) 4.3.2正序等效定则 (14) 心得体会 (15) 参考文献 (16)

电力系统分析是电气工程、电力工程的专业核心课程，通过学习电力系统分析，学生可以了解电力系统的构成，电力系统的计算分析及方法、电力系统常见的故障及其处理方法、电力系统稳定性的判断，为从事电力系统打下必要的基础。 电力系统短路电流的计算是重中之重，电力系统三相短路电流计算主要是短路电流周期（基频）分理的计算，在给定电源电势时，实际上就是稳态交流电路的求解。采用近似计算法，对系统元件模型和标幺参数计算作简化处理，将电路转化为不含变压器的等值电路，这样，就把不同电压等级系统简化为直流系统来求解。 在电力系统中，短路是最常见而且对电力系统运行产生最严重故障的后果之一。

电力系统分析短路电流的计算

1课程设计的题目及目的 1.1课程设计选题 如图所示发电机G ，变压器T1、T2以及线路L 电抗参数都以统一基准的标幺值给出，系统C 的电抗值是未知的，但已知其正序电抗等于负序电抗。在K 点发 生a 相直接接地短路故障，测得K 点短路后三相电压分别为0=a U ， 1201-∠=b U ， 1201∠=c U 。试求： （1）系统C 的正序电抗； （2）K 点发生bc 两相接地短路时故障点电流； （3）K 点发生bc 两相接地短路时发电机G 和系统C 分别提供的故障电流（假设故障前线路电流中没有电流）。 系统C 发电机G 15.01=T X 15 .00=T X 25 .02=T X 25.02==''X X d 图1-1 1.2课程设计的目的 1. 巩固电力系统的基础知识； 2. 练习查阅手册、资料的能力； 3．熟悉电力系统短路电流的计算方法和有关电力系统的常用软件； 2短路电流计算的基本概念和方法 2.1基本概念的介绍 1.在电力系统中，可能发生的短路有：三相短路、两相短路、两相短路接地和单相短路。三相短路也称为对称短路，系统各相与正常运行时一样仍处于对称状态。其他类型的短路都属于不对称短路。 2.正序网络:通过计算对称电路时所用的等值网络。除中性点接地阻抗、空载线路（不计导纳）以及空载变压器（不计励磁电流）外，电力系统各元件均应包括在正序网络中，并且用相应的正序参数和等值电路表示。 3.负序网络：与正序电流的相同，但所有电源的负序电势为零。因此，把正序网络中各元件的参数都用负序参数代替，并令电源电势等于零，而在短路点引入

代替故障条件的不对称电势源中的负序分量，便得到负序网络。 4.零序网络：在短路点施加代表故障边界条件的零序电势时，由于三项零序电流大小及相位相同，他们必须经过大地（或架空地线、电缆包庇等）才能构成回路，而且电流的流通与变压器中性点接地情况及变压器的解法有密切关系。 2.2 短路电流计算的基本方法 1.单相(a 相)接地短路 单相接地短路是，故障处的三个边界条件为： 0fa V = ； 0fb I = ； 0fc I = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (2)(0)(1)(2)(0)00fa fa fa fa fa fa V V V I I I ? =++=? ??==? 2.两相（b 相和c 相）短路 b 相和c 相短路的边界条件 . 0fa I = ； ..0fb fc I I += ； . . fb fc V V = 经过整理后便得到用序量表示的边界条件为： (0) (1)(2)(1)(2)00fa fa fa fa fa I I I V V ? =??? +=??? =?? 3. 两相（b 相和c 相）短路接地 b 相和 c 相短路接地的边界条件 0fa I = ； 0fb V = ； 0fc V =

影响短路电流因素分析

短路电流的计算及影响计算结果的因素 经典的短路电流计算方法为：取变比为1.0，不考虑线路充电电容和并联补偿，不考虑负荷电流和负荷的影响，节点电压取1.0，发电机空载。短路电流计算的标准主要有IEC标准和ANSI标准，我国采用的是IEC标准。 国标规定了短路电流的计算方法、计算条件。国标推荐的三相短路电流计算方法是等值电压源法，其计算条件为：(1)不考虑非旋转负载的运行数据和发电机励磁方式；(2)忽略线路电容和非旋转负载的并联导纳：(3)具有分接开关的变压器，其开关位置均视为在主分接位置；(4)不计弧电阻：(5)35kV及以上系统的最大短路电流计算时，等值电压源取标称电压的1.1，但不超过设备的最高运行电压。 采用IEC标准进行短路电流计算时，允许用户任意设定短路电流计算的初值条件。可设定的选项包括：(1)变比选择：1.0或正常变比；(2)考虑充电电容与否；(3)计及并联补偿与否；(4)节点电压值；(5)发电机功率因素。 变压器变比增大时，从本母线看出去的变压器变比增加了，变压器支路的等值阻抗将增加，短路电流将减小：反之，变压器支路的等值阻抗将减小，短路电流将增加。变比的大幅变化对短路电流的影响相对较小；除基于潮流的短路电流计算外，短路电流计算一般均不考虑线路充电电容、线路高抗、低压并联电容器、电抗器等设备的影响。考虑并联补偿时，短路电流的变化相对较小，而且，考虑并联补偿后，短路电流的变化有升有降，其中，若是容性补偿占主导影响，短路电流增加，反之，则下降；考虑充电电容时，短路电流的变化幅度较大；若同时考虑充电电容和并联补偿，其影响是两者的叠加；在短路电流计算中，除基于潮流的短路电流计算外，发电机一般设为空载，所以，发电机的空载电势与其端电压相同。若发电机处于负载状态，其空载电势将大于发电机端电压，且在有功功率相同的情况下，功率因素越低，负载率越高，电流越大，空载电势越大，故障前短路点的母线电压也越高，所

《电力系统分析》朱一纶课后习题解

电力系统分析xx课后习题选择填空解答第一章 1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D） A、厂用电负荷 B、发电负荷 C、工业负荷 D、供电负荷 2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C）A、相电压B、1 相电压C、线电压D、3线电压 3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。 A、中性点通过电容接地 B、中性点不接地 C、中性点直接接地 D、中性点经消弧线圈接地 4）我国电力系统的额定频率为（C） A、30Hz B、40Hz C、50Hz D、60Hz 5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B） A、水力发电厂 B、火力发电厂 C、核电站 D、风力发电厂 6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。 A、提高电力系统运行的经济性 B、安全可靠的持续供电 C、保证电能质量 D、电力网各节点电压相等 7）一下说法不正确的是（B） A、火力发电需要消耗煤、石油 B、水力发电成本比较大 C、核电站的建造成本比较高D太阳能发电是理想能源 8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）

A、输电的压越高，则传输的电流越小 B、输电的电压越高，线路上的损耗越大 C、输电的电压越高，则传输的电流越大 D、线路损耗与输电电压无关9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故。 A、一级负荷 B、二级负荷 C、三级负荷 D、以上都不是 10）一般用电设备满足（C） A、当端电压减小时，吸收的无功功率增加 B、当电源的频率增加时，吸收的无功功率增加 C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加 D、当端电压增加时，吸收的有功功率减少 填空题在后面 第二章 1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达 式为（A）A．S=UI B．S=3UI C．S=UIcos? D．S=UIsin? 2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）A、电导B、电阻C、电纳D、导纳3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）A、高压绕组好低压绕组B、高压绕组和中压绕组C、中亚绕组和低压绕组D、三个绕组组装4）双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（A ） A．GT-jBT B．-GT-jBT C．GT+jBT D．-GT+jBT 5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以 由其求出，一般选取的这两个基准值是（D ）

电力系统分析潮流计算

电力系统分析潮流计算报告

目录 一．配电网概述 (3) 1.1 配电网的分类 (3) 1.2 配电网运行的特点及要求 (3) 1.3 配电网潮流计算的意义 (4) 二．计算原理及计算流程 (4) 2.1 前推回代法计算原理 (4) 2.2 前推回代法计算流程 (7) 2.3主程序清单： (9) 2.4 输入文件清单： (11) 2.5计算结果清单： (12) 三．前推回代法计算流程图 (13) 参考文献 (14)

一．配电网概述 1.1 配电网的分类 在电力网中重要起分配电能作用的网络就称为配电网； 配电网按电压等级来分类，可分为高压配电网（35—110KV），中压配电网（6—10KV，苏州有20KV的），低压配电网（220/380V）； 在负载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。 按供电区的功能来分类，可分为城市配电网，农村配电网和工厂配电网等。 在城市电网系统中,主网是指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220KV及以上）电网的作用。 配电网是指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。 从投资角度看，我国与国外先进国家的发电、输电、配电投资比率差异很大，国外基本上是电网投资大于电厂投资，输电投资小于配电投资。我国刚从重发电轻供电状态中转变过来，而在供电投资中，输电投资大于配电投资。从我国城网改造之后，将逐渐从输电投资转入配电建设为主。 本文是基于前推回代法的配电网潮流分析计算的研究，研究是是以根节点为10kV的电压等级的配电网。 1.2 配电网运行的特点及要求 配电系统相对于输电系统来说，由于电压等级低、供电范围小，但与用户直接相连，是供电部门对用户服务的窗口，因而决定了配电网运行有如下特点和基本要求：

注电考试最新版教材-第65讲 第三十四章：短路电流计算与分析

34.3 简单不对称短路的计算与分析 简单不对称短路包括： 利用对称分量法可以求解简单不对称短路，但需要根据不对称短路的边界条件再列出三个方程。 网络的故障处，对称分量分解后，可用序电压方程表示为： 正序网： 负序网： 零序网： )1(f I )2(f I ) 0(f I )1(f U )2(f U )0(f U )1(f I )2(f I )0(f I 0f U )1(f I )1(f U )0(f U )1()1(0)1(∑-=z I U U f f f )2()2()2(∑-=z I U f f )0()0()0(∑-=z I U f f 故障处的序电流、序电压满足序电压方程。 一．单相接地短路f (1) 1. 故障处短路电流和电压的计算 即边界条件为：0=fa U ，0==fc fb I I f (1) n (1) f (2) n (2) f (0) n (0) z Σ(1) n (1) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0) n (0) f (0)

0)0()2()1(=++==f f f f fa U U U U U 0)0()2(2)1()0()2()1(2=++=++f f f f f f I I a I a I I a I a )0()2()1(f f f I I I == 边界条件与序电压方程联立求解的电路形式----复合序网： )1(f I 0f U ) 1(f U ) 2(f I )2(f U )0(f I )0(f U 由复合序网可得： )0()2()1(0)0()2()1(∑∑∑++= ==z z z U I I I f f f f )1()1(0)1(∑-=z I U U f f f ；)2()2()2(∑-=z I U f f ；)0()0()0(∑-=z I U f f 根据对称分量的合成方法： )0()2()1(0 )1()0()2()1(33∑∑∑++==++=z z z U I I I I I f f f f f fa )0()2()1(2f f f fb U U a U a U ++= )0()2(2)1(f f f fc U U a U a U ++= 计算方法小结：不对称短路计算步骤是 ① 作各序网络，②求各序网的z Σ,③按短路类型边界条件连接复合序网，④根据欧姆定律求解，⑤将序分量合成为相分量。 2．分析 取r = 0, x Σ(1)= x Σ(1) z Σ(1) n (1 ) f (1) z Σ(2) n (2) f (2) z Σ(0) n (0) f (0)

《电力系统分析》试题

《电力系统分析》试题 一、选择题 1．采用分裂导线的目的是（A） A.减小电抗 B.增大电抗 C.减小电纳 D.增大电阻 2．下列故障形式中对称的短路故障为（ C ） A.单相接地短路 B.两相短路 C.三相短路 D.两相接地短路 3．简单系统静态稳定判据为（A） A.>0 B.<0 C.=0 D.都不对 4．应用等面积定则分析简单电力系统暂态稳定性，系统稳定的条件是（ C ）A.整步功率系数大于零 B.整步功率系数小于零 C.最大减速面积大于加速面积 D.最大减速面积小于加速面积 5．频率的一次调整是（A） A.由发电机组的调速系统完成的 B.由发电机组的调频系统完成的 C.由负荷的频率特性完成的 D.由无功补偿设备完成的 6.系统备用容量中，哪种可能不需要( A) A.负荷备用 B.国民经济备用 C.事故备用 D.检修备用

7．电力系统中一级负荷、二级负荷和三级负荷的划分依据是用户对供电的（A）A.可靠性要求 B.经济性要求 C.灵活性要求 D.优质性要求 9．中性点不接地系统发生单相接地短路时，非故障相电压升高至（A） A.线电压 B.1.5倍相电压 C.1.5倍线电压 D.倍相电压 10.P-σ曲线被称为( D ) A.耗量特性曲线 B.负荷曲线 C.正弦电压曲线 D.功角曲线 11.顺调压是指( B ) A.高峰负荷时，电压调高，低谷负荷时，电压调低 B.高峰负荷时，允许电压偏低，低谷负荷时，允许电压偏高 C.高峰负荷，低谷负荷，电压均调高 D.高峰负荷，低谷负荷，电压均调低 12.潮流方程是( D ) A.线性方程组 B.微分方程组 C.线性方程 D.非线性方程组 13.分析简单电力系统的暂态稳定主要应用( B ) A.等耗量微增率原则 B.等面积定则 C.小干扰法 D.对称分量法 14.电力线路等值参数中消耗有功功率的是（A） A.电阻 B.电感 C.电纳 D.电容

用Matlab计算潮流计算电力系统分析

《电力系统潮流上机》课程设计报告 院系：电气工程学院 班级：电088班 学号： 0812002221 学生姓名：刘东昇 指导教师：张新松 设计周数：两周 日期：2010年 12 月 25 日

一、课程设计的目的与要求 目的：培养学生的电力系统潮流计算机编程能力，掌握计算机潮流计算的相关知识 要求：基本要求： 1.编写潮流计算程序； 2.在计算机上调试通过； 3.运行程序并计算出正确结果； 4.写出课程设计报告 二、设计步骤： 1.根据给定的参数或工程具体要求（如图），收集和查阅资料；学习相关软件（软件自选：本设计选择Matlab进行设计）。 2.在给定的电力网络上画出等值电路图。 3.运用计算机进行潮流计算。 4.编写设计说明书。 三、设计原理 1．牛顿-拉夫逊原理 牛顿迭代法是取x0 之后，在这个基础上，找到比x0 更接近的方程的跟，一步一步迭代，从而找到更接近方程根的近似跟。牛顿迭代法是求方程根的重要方法之一，其最大优点是在方程f(x) = 0 的单根附近具有平方收敛，而且该法还可以用来求方程的重根、复根。电力系统潮流计算，一般来说，各个母线所供负荷的功率是已知的，各个节点电压是未知的（平衡节点外）可以根据网络结构形成节点导纳矩阵，然后由节点导纳矩阵列写功率方程，由于功率方程里功率是已知的，电压的幅值和相角是未知的，这样潮流计算的问题就转化为求解非线性方程组的问题了。为了便于用迭代法解方程组，需要将上述功率方程改写成功率平衡方程，并对功率平衡方程求偏导，得出对应的雅可比矩阵，给未知节点赋电压初值，一般为

额定电压，将初值带入功率平衡方程，得到功率不平衡量，这样由功率不平衡量、雅可比矩阵、节点电压不平衡量（未知的）构成了误差方程，解误差方程，得到节点电压不平衡量，节点电压加上节点电压不平衡量构成新的节点电压初值，将新的初值带入原来的功率平衡方程，并重新形成雅可比矩阵，然后计算新的电压不平衡量，这样不断迭代，不断修正，一般迭代三到五次就能收敛。 牛顿—拉夫逊迭代法的一般步骤： （1）形成各节点导纳矩阵Y。 （2）设个节点电压的初始值U和相角初始值e 还有迭代次数初值为0。 （3）计算各个节点的功率不平衡量。 （4）根据收敛条件判断是否满足，若不满足则向下进行。 （5）计算雅可比矩阵中的各元素。 （6）修正方程式个节点电压 （7）利用新值自第（3）步开始进入下一次迭代，直至达到精度退出循环。 （8）计算平衡节点输出功率和各线路功率 2．网络节点的优化 １）静态地按最少出线支路数编号 这种方法由称为静态优化法。在编号以前。首先统计电力网络个节点的出线支路数，然后，按出线支路数有少到多的节点顺序编号。当由n 个节点的出线支路相同时，则可以按任意次序对这n 个节点进行编号。这种编号方法的根据是导纳矩阵中，出线支路数最少的节点所对应的行中非零元素也２）动态地按增加出线支路数最少编号在上述的方法中，各节点的出线支路数是按原始网络统计出来的，在编号过程中认为固定不变的，事实上，在节点消去过程中，每消去一个节点以后，与该节点相连的各节点的出线支路数将发生变化(增加，减少或保持不变)。因此，如果每消去一个节点后，立即修正尚未编号节点的出线支路数，然后选其中支路数最少的一个节点进行编号，就可以预期得到更好的效果，动态按最少出线支路数编号方法的特点就是按出线最少原则编号时考虑了消去过程中各节点出线支路数目的变动情况。 3．MATLAB编程应用 Matlab 是“Matrix Laboratory”的缩写，主要包括：一般数值分析，矩阵运算、数字信号处理、建模、系统控制、优化和图形显示等应用程序。由于使用Matlab 编程运算与人进行科学计算的思路和表达方式完全一致，所以不像学习高级语言那样难于掌握，而且编程效率和计算效率极高，还可在计算机上直接输出结果和精美的图形拷贝，所以它的确为一高效的科研助手。 四、设计内容

太阳能电池基本参数的影响因素分析.(优选)

太阳能电池基本参数的影响因素分析 1.短路电流Isc 2.开路电压Voc 3.最大工作电压Vm 4.最大工作电流Im 5.填充系数FF 6.转换效率η 7.串联电阻Rs 8.并联电阻Rsh 第一、一个理想的光伏电池，因串联的Rs 很小、并联电阻的Rsh 很大，所以进行理想电路计算时，他们都可忽略不计。所以负载电流满足式(1)， I = I L -I D =I L -Is[exp(qV/kT)-1] （1）短路电流Isc=I L I L ——光生电流；I D ——暗电流； I S —— 反响饱和电流； Rs ——串联电阻;Rsh ——并联电阻 所以根据上式，就会得到右图。 R L L S I kT V ln(1)q I I -= +(1)L oc S I kT V In q I =+

第二、但在实际过程中，就要将串联电阻和并联电阻考虑进去，Isc 的方程如下： 当负载被短路时，V=0，并且此时流经二极管的暗电流I D 非常小，可以忽略，上式可变为： 第三、由此可知，短路电流总小于光生电流I L 且Isc 的大小也与Rs 和Rsh 有关。 1.短路电流Isc 当V=0时，Isc=I L 。I L 为光生电流，正比于光伏电池的面积和入射光的辐照度。1cm2光伏电池的I L 值均为16~30mA 。环境温度的升高，I L 值也会略有上升，一般来讲温度每升高1℃，I L 值上升78μA 2.开路电压Voc 开路时，当I=0时，V oc=kT/qln(I L /I S +1) 太阳能电池的光伏电压与入射光辐照度的对数成正比，与环境温度成反比，与电池面积的大小无关。温度每上升1 ℃，UOC 值约下降2~3mV 。该值一般用高内阻的直流毫伏计测量。 同时也与暗电流有关。而对太阳能电池而言，暗电流不仅仅包括反向饱和电流，还包括薄层漏电流和体漏电流。（由于杂质或缺陷引起的载流子的复合而产生的微小电流） 漏电流：太阳能电池片可以分3层，即薄层（即N 区），耗尽层（即PN 结），体区（即P 区），对电池片而言，始终是有一些有害的杂质和缺陷的，有些是材料本身就有的，也有的是工艺中形成的，这些有害的杂质和缺陷可以起到复合中心的作用，可以虏获空穴和电子，使它们复合，复合的过程始终伴随着载流子的定向移动，必然会有微小的电流产生，这些电流对测试所得的暗电流的值是有贡献的，由薄层贡献的部分称之为薄层漏电流，由体区贡献的部分称之为体漏电流。 3.填充系数FF FF 是一个重要参数，反映太阳能电池的质量。太阳电池的串联电阻越小，并联电阻越大，填充系数越大。反映到太阳电池的电流-电压特性曲线上是曲线接近正方形，此时太阳电池可以实现很高的转换效率 ()sh 1S q V IR S kT SC L D P L S V IR I I I I I I e R +??+=--=--- ????[] 1/S L SC L SC SC S sh sh R I I I I I R R R =-?=+m m oc sc V I FF V I = m I m m sc oc in in in P V FFI V P P P η===

(完整word版)9节点电力系统潮流计算

电力系统分析课程设计 设计题目9节点电力网络潮流计算 指导教师 院（系、部）电气与控制工程学院 专业班级 学号 姓名 日期

电气工程系课程设计标准评分模板

目录 1 PSASP软件简介 (1) 1.1 PSASP平台的主要功能和特点 (1) 1.2 PSASP的平台组成 (2) 2 牛顿拉夫逊潮流计算简介 (3) 2.1 牛顿—拉夫逊法概要 (3) 2.2 直角坐标下的牛顿—拉夫逊潮流计算 (5) 2.3 牛顿—拉夫逊潮流计算的方法 (6) 3 九节点系统单线图及元件数据 (7) 3.1 九节点系统单线图 (7) 3.2 系统各项元件的数据 (8) 4 潮流计算的结果 (10) 4.1 潮流计算后的单线图 (10) 4.2 潮流计算结果输出表格 (10) 5 结论 (14)

电力系统分析课程设计任务书9节点系统单线图如下： 基本数据如下：

表3 两绕组变压器数据 负荷数据

1 PSASP软件简介 “电力系统分析综合程序”（Power System Analysis Software Package,PSASP）是一套历史悠久、功能强大、使用方便的电力系统分析程序，是高度集成和开发具有我国自主知识产权的大型软件包。 基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP可进行电力系统（输电、供电和配电系统）的各种计算分析，目前包括十多个计算机模块，PSASP的计算功能还在不断发展、完善和扩充。 为了便于用户使用以及程序功能扩充，在PSASP7.0中设计和开发了图模一体化支持平台，应用该平台可以方便地建立电网分析的各种数据，绘制所需要的各种电网图形（单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等）；该平台服务于PSASP 的各种计算，在此之外可以进行各种分析计算，并输出各种计算结果。 1.1PSASP平台的主要功能和特点 PSASP图模一体化支持平台的主要功能和特点可概括为： 1. 图模支持平台具备MDI多文档操作界面，是一个单线图图形绘制、元件数据录入编辑、各种计算功能、结果显示、报表和曲线输出的集成环境。用户可以方便地建立电网数据、绘制电网图形、惊醒各种分析计算。人机交互界面全部汉化，界面良好，操作方便。 2. 真正的实现了图模一体化。可边绘图边建数据，也可以在数据已知的情况下进行图形自动快速绘制；图形、数据自动对应，所见即所得。 3. 应用该平台可以绘制各种电网图形，包括单线图、地理位置接线图、厂站主接线图等。 ●所有图形独立于各种分析计算，并为各计算模块所共享； ●可在图形上进行各种计算操作，并在图上显示各种计算结果； ●同一系统可对应多套单线图，多层子图嵌套； ●单线图上可细化到厂站主接线结构；

3短路电流及其计算课后习题解析(精选、)

习题和思考题 3-1.什么叫短路？短路的类型有哪些？造成短路故障的原因有哪些？短路有哪些危害？短路电流计算的目的是什么？ 答：所谓短路，就是指供电系统中不等电位的导体在电气上被短接，如相与相之间、相与地之间的短接等。其特征就是短接前后两点的电位差会发生显著的变化。 在三相供电系统中可能发生的主要短路类型有三相短路、两相短路、两相接地短路及单相接地短路。三相短路称为对称短路，其余均称为不对称短路。在供电系统实际运行中，发生单相接地短路的几率最大，发生三相对称短路的几率最小，但通常三相短路的短路电流最大，危害也最严重，所以短路电流计算的重点是三相短路电流计算。 供电系统发生短路的原因有： （1）电力系统中电气设备载流导体的绝缘损坏。造成绝缘损坏的原因主要有设备长期运行绝缘自然老化、设备缺陷、设计安装有误、操作过电压以及绝缘受到机械损伤等。 （2）运行人员不遵守操作规程发生的误操作。如带负荷拉、合隔离开关（内部仅有简单的灭弧装置或不含灭弧装置），检修后忘拆除地线合闸等； （3）自然灾害。如雷电过电压击穿设备绝缘，大风、冰雪、地震造成线路倒杆以及鸟兽跨越在裸导体上引起短路等。 发生短路故障时，由于短路回路中的阻抗大大减小，短路电流与正常工作电流相比增加很大（通常是正常工作电流的十几倍到几十倍）。同时，系统电压降低，离短路点越近电压降低越大，三相短路时，短路点的电压可能降低到零。因此，短路将会造成严重危害。 （1）短路产生很大的热量，造成导体温度升高，将绝缘损坏； （2）短路产生巨大的电动力，使电气设备受到变形或机械损坏； （3）短路使系统电压严重降低，电器设备正常工作受到破坏,例如,异步电动机的转矩与外施电压的平方成正比，当电压降低时，其转矩降低使转速减慢，造成电动机过热而烧坏； （4）短路造成停电，给国民经济带来损失，给人民生活带来不便； （5）严重的短路影响电力系统运行稳定性，使并列的同步发电机失步，造成系统解列，甚至崩溃； （6）单相对地短路时，电流产生较强的不平衡磁场，对附近通信线路和弱电设备产生严重电磁干扰，影响其正常工作。 计算短路电流的目的是: （1）选择电气设备和载流导体，必须用短路电流校验其热稳定性和动稳定性。

电力系统分析考试题讲解学习

电力系统分析考试题

电力系统分析考试题 一、判断题 1、分析电力系统机电暂态过程时，通常认为电磁暂态过程已经结束，即不再考虑发电机内部的电磁暂态过程。（√） 2、短路冲击电流出现在短路发生后约半个周期。（√） 3、不管发电机的各个绕组是由超导体还是非超导体构成，短路电流中的非周期分量都将逐渐衰减到零。（×） 4、当发电机定子绕组之间的互感系数为常数时，发电机为隐极机。 （√） 5、电力系统发生不对称短路时，不仅短路点三相参数不对称，电力系统其他部分三相参数也将成为三相不对称的。（×） 6、不管架空输电线路是否假设避雷线，其负序电抗都是一样的。 （√） 7、电力系统发生不对称接地短路时，故障处三相电压不对称分解出的零序电压是电力系统中出现零序电流的原因。（√）8、小干扰法既可用于电力系统静态稳定性的分析，也可用于电力系统暂态稳定性的分析。（×） 9、线路串联电容器可以提高电力系统并列运行的静态稳定性。 （√） 10、从严格的意义上讲，电力系统总是处于暂态过程之中。（√） 11、无限大电源的频率保持不变，而电压却随着负荷的变化而变化，负荷越大，电源的端电压越低。（×）

12、不管同步发电机的类型如何，定子绕组与转子绕组之间互感系数都是变化的。（√） 13、对称分量法只能用于线性电力系统不对称故障的分析计算。（叠加）（√） 14、派克变换前后，发电机气隙中的磁场保持不变。（√） 15、具有架空地线的输电线路，架空地线的导电性能越强，输电线路的零序阻抗越大。（×） 16、不对称短路时，发电机机端的零序电压最高。 （×） 17、同步发电机转子的惯性时间常数JT反映了转子惯性的大小。（√） 18、短路计算时的计算电抗是以发电机的额定容量为基准的电抗标幺值。（√） 19、切除部分负荷是在电力系统静态稳定性有被破坏的危机情况下，采取的临时措施。（√） 20、变压器中性点经小电阻接地可以提高接地短路情况下电力系统并列运行的暂态 稳定性（√） 21、对称分量法不能用于非线性电力网的不对称短路分析。（√） 22、不管电力系统中性点采用什么样的运行方式，其零序等值电路都是一样的。（×） 23、在三序电抗相等的情况下，三相短路与单相接地短路时故障相的短路电流相同，因此它们对于电力系统并列运行暂态稳定性的影响也相同。（×） 24、输电线路采用单相重合闸与采用三相重合闸相比较，单相重合闸更有利于提高单相接地短路情况下电力系统并列运行的暂态稳定性。（√）

电力系统分析-试题第二套

第二套 一、判断题 1、分析电力系统并列运行稳定性时，不必考虑负序电流分量的影响。（） 2、任何不对称短路情况下，短路电流中都包含有零序分量。（） 3、发电机中性点经小电阻接地可以提高和改善电力系统两相短路和三相短路时并列运行的暂态稳定性。（） 4、无限大电源供电情况下突然发生三相短路时，短路电流中的周期分量不衰减, 非周期分量也不衰减。（） 5、中性点直接接地系统中，发生儿率最多且危害最大的是单相接地短路。（） 6、三相短路达到稳定状态时，短路电流中的非周期分量已衰减到零，不对称短 路达到稳定状态时，短路电流中的负序和零序分量也将衰减到零。（） 7、短路电流在最恶劣短路情况下的最大瞬时值称为短路冲击电流。（） 8、在不计发电机定子绕组电阻的情况下，机端短路时稳态短路电流为纯有功性质。（） 9、三相系统中的基频交流分量变换到系统中仍为基频交流分量。（） 10、不对称短路时，短路点负序电压最高，发电机机端正序电压最高。（） 二、选择题 1、短路电流最大有效值出现在（）。 A短路发生后约半个周期时B、短路发生瞬间；C、短路发生后约1/4周期时。 2、利用对称分量法分析计算电力系统不对称故障时，应选（）相作为分析计算的基本相。 A、故障相； B、特殊相； C、A相。 3、关于不对称短路时短路电流中的各种电流分量，下述说法中正确的是 （）。 A、短路电流中除正序分量外，其它分量都将逐渐衰减到零； B、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都不会衰减： C、短路电流中除非周期分量将逐渐衰减到零外，其它电流分量都将从短路瞬间的起始值衰减 到其稳态值。 4、不管电力系统发生什么类型的不对称短路，短路电流中一定存在（）。

《电力系统分析》习题第3-6章(1)

3 简单电力系统潮流计算 3．1 思考题、习题 1）电力线路阻抗中的功率损耗表达式是什么？电力线路始、末端的电容功率表达式是什 么？ 2）电力线路阻抗中电压降落的纵分量和横分量的表达式是什么？ 3）什么叫电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整及输电效率？ 5）对简单开式网络、变电所较多的开式网络和环形网络潮流计算的内容及步骤是什么？ 6）变压器在额定状况下，其功率损耗的简单表达式是什么？ 9）为什么要对电力网络的潮流进行调整控制？调整控制潮流的手段主要有哪些？ 10）欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整网络的什么参数？ 16）110kV 双回架空线路，长度为150kM ，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm ， 三相导线几何平均距离为5m 。已知电力线路末端负荷为30+j15MVA ，末端电压为106kV ，求 始端电压、功率，并作出电压向量图。 17）220kV 单回架空线路，长度为200kM ，导线型号为LGJ-300，导线计算外径为24.2mm ， 三相导线几何平均距离为7.5m 。已知电力线路始端输入功率为120+j50MVA ，始端电压为 240kV ，求末端电压、功率，并作出电压向量图。 18）110kV 单回架空线路，长度为80kM ，导线型号为LGJ-95，导线计算外径为13.7mm ，三 相导线几何平均距离为5m 。已知电力线路末端负荷为15+j10MVA ，始端电压为116kV ，求末 端电压和始端功率。 19）220kV 单回架空线路，长度为220kM ，电力线路每公里的参数分别为： kM S b kM x kM r /1066.2,/42.0,/108.06111-?=Ω=Ω=、 线路空载运行，当线路末端电压为205kV ，求线路始端的电压。 20）有一台三绕组变压器，其归算至高压侧的等值电路如图3-1所示，其中 ,68~,45~,8.3747.2,5.147.2,6547.232321MVA j S MVA j S j Z j Z j Z T T T +=+=Ω+=Ω-=Ω+=当变压器变比 为110/38.5（1+5%）/6.6kV ，U 3=6kV 时，试计算高压、中压侧的实际电压。 图3- 1 图3-2