1學習目的
本課程是電氣專業重要的學科基礎課和專業課，主要講述電力系統的正常執行和故障執行狀態的分析和計算方法，是進入電力系統領域學習和研究的重要課程。通過本課程的學習，使我們了解電力系統規劃、設計、執行與運營所必備的電力系統計算、電力系統執行調整與控制的基本知識，同時為後續專業課的學習提供所需的學習方法和思維方法。
2主要內容概括
電力系統的基本概念——發、輸、變、配、用
電力系統的等值電路、數學模型及引數計算
短路電流分析與計算
電力系統穩態執行時的分析計算——潮流計算
有功最優分配及頻率控制
無功功率及電壓調整——如何使無功合理分布使功率損耗最小
2.1基本概念
2.1.1電力系統的基本概念
（1）電力系統的組成
電力系統：實現電能生產、輸送、分配和消費的各種裝置組成的統一整體。
電力網：電力系統中輸送和分配電能的部分。
（2）電力系統的額定電壓
① 電力線路的額定電壓和系統的額定電壓相等，也稱它們為網路的額定電壓。
② 發電機的額定電壓一般比系統的額定電壓高5%。
③ 變壓器的額定電壓：變壓器一次繞組額定電壓等於電力系統的額定電壓，對於直接和發電機相連的變壓器一次繞組額定電壓應等於發電機的額定電壓；二次繞組額定電壓比比系統的額定電壓高5%或10%。
我國制定的三相交流3kv及以上裝置與系統的額定電壓的數值如下表所示。
（3）電力系統的額定頻率
我國規定，電力系統地額定頻率為50hz。
（4）電力網的接線方式
概念：每乙個負荷只能從一條線路獲得電能
無備用舉例：單迴路放射式、幹線式、樹狀網路
接線方式概念：每個負荷至少能從兩個不同供電迴路取得
有備用電能
舉例：雙迴路、環形網路、兩端供電網路
① 開式網路：每乙個負荷只能沿唯一的路徑取得電能的網路。
② 閉式網路：每乙個負荷點至少通過兩條線路從不同的方向取得電能的網路。
（5）電力系統的負荷
① 負荷的組成
綜合用電負荷：電力系統的負荷
供電負荷：綜合用電負荷+網路損耗
發電負荷：供電負荷+廠用電負荷
② 負荷曲線
描述系統負荷隨時間變化的曲線叫負荷曲線，常用的負荷曲線有日負荷曲線和年負荷曲線，其中年最大負荷曲線是最常用的年負荷曲線。
日負荷曲線：描述一天24小時負荷的變化情況。日最大負荷為峰荷，日最小負荷為谷荷。從而可作如下計算：
一日的總耗電量：
日平均負荷：
年最大負荷曲線：描述一年內每月（或每日）最大有功功率負荷變化的情況。
年持續負荷曲線：按一年中系統負荷的數值大小及其持續小時數順序排列而繪製成。從而可計算出系統負荷的全年耗電量為
如果負荷始終等於最大值，經過小時後所消耗的電能恰好等於全年的實際耗電量，則稱為最大負荷利用小時數。即
③ 負荷特性
綜合負荷的功率一般是隨系統的執行引數（主要是電壓和頻率）的變化而變化的，反映這種變化規律的曲線或數學表示式稱為負荷特性。
④ 負荷模型
概念：負荷模型是指在電力系統分析計算中對負荷特性所作的物理模擬或數學描述。
分類：負荷模型可分為動態模型和靜態模型。
2.1.2電力傳輸的基本概念
（1）電壓降落
網路元件的電壓降落是指元件首末端兩點電壓的相量差。
電壓降落的縱分量：
電壓降落的橫分量：
（2）電壓損耗
電壓損耗是指兩點間電壓絕對值之差。
（3）電壓偏移
電壓偏移是指網路中某點的實際電壓同網路該處的額定電壓之差，也可用額定電壓的百分數表示，即：
電壓偏移
（4）網路元件的功率損耗
電流通過元件的電阻和等值電抗時產生的功率損耗為：
電壓施加於元件的對地等值導納時產生的損耗為：
2.2 電力網各元件的等值電路和引數計算
電力系統在正常執行的時候基本是三相對稱的，因此，只需要研究一相的情況即可。等值電路中的引數是計及了其餘兩相影響（如相間互感等）的一相等值引數。
2.2.1架空輸電線路的等值電路和引數
（1）架空輸電線路的四個引數
① 電阻：反映線路通過電流時產生的有功功率損失效應。單位長度的導線電阻為。
② 電感：反映載流導線產生的磁場效應。當三相導線排列不對稱時，必須利用導線換位來使三相恢復對稱。
在額定頻率為50hz（計及）時，可計算出輸電線路的等值電抗。計算公式如下表所示：
③ 電導：反映線路帶電時絕緣介質中產生洩漏電流及導線附近空氣游離而產生的有功功率損失。線路開始出現電暈的電壓稱為臨界電壓，電暈臨界相電壓的經驗公式為：
式中，為考慮導線表面狀況的係數，對於多股絞線；為考慮氣象狀況的係數，為導線的計算半徑，為相間距離；為空氣的相對密度。
如果三相電路每公里的電暈損耗為，則每相等值電導為：
實際上，**路設計時總是盡量避免在正常氣象條件下發生電暈，因此，在一般的電力系統計算中可以忽略電暈損耗，即認為。
④ 電容：反映帶電導線周圍的電場效應。計算公式如下表所示。
（2）架空輸電線路的等值電路
① 長線的等值電路
架空輸電線路長線的等值電路如圖1所示。
圖1 長線的等值電路
② 長輸電線路的集中引數等值電路
長輸電線路的集中引數等值電路如圖2所示，圖2（a）為∏型等值電路，圖2（b）為t型等值電路。
圖2 長線的集中引數等值電路
實際計算中大多採用∏型等值電路代表輸電線，且一般忽略輸電線的電導，則其等值電路中引數的近似計算式為：
2.2.2變壓器的等值電路和引數
（1）雙繞組變壓器的等值電路及引數計算
① 雙繞組變壓器的型等值電路和引數計算
雙繞組變壓器的型等值電路如圖3所示。圖中所有引數值都是折算到一次側的值。
圖3 雙繞組變壓器的型等值電路
引數可由銘牌上的四個資料得到，即短路損耗，短路電壓，空載損耗和空載電流。
② 雙繞組變壓器含理想變壓器的等值電路
雙繞組變壓器含理想變壓器的等值電路如圖4所示。
圖4 雙繞組變壓器含理想變壓器的等值電路
③ 雙繞組變壓器的∏型等值電路
若將變壓器的勵磁支路略去或另作處理，並將其變換成電氣上直接相連的∏型等值電路，如圖5所示。
圖5 雙繞組變壓器的∏型等值電路
（2）三繞組變壓器的等值電路及引數計算
① 三繞組變壓器勵磁支路前移的星形等值電路和引數計算
三繞組變壓器勵磁支路前移的星形等值電路如圖6所示。
圖6 三繞組變壓器勵磁支路前移的星形等值電路
三繞組變壓器等值電路中的引數計算原則與雙繞組變壓器的相同，但當三個繞組的容量不相等時，需要對短路損耗進行折算。
對短路損耗進行折算的公式為：
由此可得各繞組的短路損耗為：
各繞組的短路電壓為:
② 三繞組變壓器略去勵磁支路後的等值電路
三繞組變壓器略去勵磁支路後的等值電路如圖7所示。
圖7三繞組變壓器略去勵磁支路後的等值電路
2.3 電力系統各元件的序阻抗和等值電路
當電力系統處於不對稱的執行狀態時，常常需要採用對稱分量法來進行分析，在不同序別的對稱分量作用下，就會出現序阻抗的概念。
2.3.1對稱分量法
在三相引數對稱的線性電路中，各序對稱分量具有獨立性，可以對正序、負序、零序分量分別進行計算，稱之為對稱分量法。
（1）不對稱三相量的分解
在三相電路中，對於任意一組不對稱的三相相量（電壓或電流），可以分解為三組對稱的相量。
① 三序分量的特點
式中，運運算元，，且有，。
② 三序分量用三相量表示
③ 三相量用三序分量表示
（2）序阻抗的概念
三相引數對稱的線性電路中，各序對稱分量具有獨立性。所謂序阻抗，是指元件三相引數對稱時，元件兩端某一序的電壓降與通過該元件同一序電流的比值。
2.3.2同步發電機的負序和零序電抗
取發電機負序端電壓的基頻分量與負序電流基頻分量的比值，作為計算電力系統基頻短路電流時發電機的負序阻抗，由於短路型別不同，負序電抗也不相同，因此需分別計算。
同步發電機負序電抗的計算公式如下表所示。
上面三個公式計算結果差別很小，由於電力系統故障一般發生**路上，所以在短路電流的實用計算中，同步電機本身的負序電抗可認為與短路型別無關，可取負序電抗為
對於無阻尼繞組的凸極機，負序電抗可取為
近似計算時，對汽輪發電機及有阻尼繞組的水輪發電機，可採用
對於無阻尼繞組的發電機，可採用
。發電機的零序電抗僅由定子線圈的等值漏磁通確定，其變化範圍大致為
2.3.3變壓器的零序等值電路及其引數
（1）普通變壓器的零序等值電路及其引數
變壓器等值電路中引數的特點如下
電阻與序別無關
漏抗與序別無關
勵磁電抗正序與負序相等
由此可知，變壓器的正、負序等值電路及其引數是完全相同的。
變壓器的零序等值電路如圖8所示，其中圖8（a）為雙繞組變壓器的零序等值電路，圖8（b）為三繞組變壓器的零序等值電路。
圖8 變壓器的零序等值電路
變壓器零序等值電路與外電路的聯接如下表所示。
注：中性點有接地阻抗時變壓器的單相零序等值電路中，應將中性點阻抗增大為3倍，併同它所接入的該側繞組的漏抗相串聯。
（2）自耦變壓器的零序等值電路及其引數
電力系統分析
b 在經濟前提下，保證安全，力求優質 c 在安全前提下，保證質量，力求經濟 d 在安全前提下，力求經濟，保證質量。二 填空題 1.常用的潮流計算的基本數學模型是 2.將壓三繞組變壓器三個繞組排列方式，從內至外為 3.架空線路開路時，其末端電壓比首端電壓 4.潮流計算中，三類節點數量最多的是 5.標麼...
電力系統分析總結
1。電力系統的組成？答 電力系統 由發電機 發電廠 輸電 變電 配電以及 負荷組成的系統。電力網 由變壓器 電力線路 等變換 輸送 分配電能的裝置組成的部分。動力系統 電力系統和動力部分的總和。2.電力系統的電氣接線圖和地理接線圖有何區別？p4 5 答 電力系統的地理接線圖主要顯示該系統中發電廠 變...
電力系統分析總結
電力系統分析 課程小結及複習題 第一篇 電力系統基礎知識 第二篇 電力系統的元件 第三篇 電力系統網路 第四篇 電力系統潮流計算 第五篇 電力系統穩態執行 第六篇 電力系統短路計算 第一篇 電力系統基本概念 動力系統 電力系統，電力網 煤耗率，水耗率 網損率，廠用電率，額定電壓 額定頻率，波形畸變，...