电力系统学习

电力系统的分析步骤：

1.建立电力系统各模块模型。

2.在模型的基础上分析系统的性能。

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旨在理论上对电力系统进行整体上的建模和分析，建立对电力系统的理论认识。

chapter1:现代电力系统的基本特性

1.1 发展历史

第一个完整电力系统的缔造者——托马斯*爱迪生

第一台商用的HVDC输电于1954年在瑞典坚持

1.2 电力系统的结构

1.输电系统 2.次输电系统 3.配电系统

1.3 电力系统控制

需要满足的要求：1.适应符合有功与无功功率的需求

2.成本最低

3.供电质量（包括电压、频率、可靠性）

chapter2：电力系统稳定问题导论

2.1电力系统稳定定义：即电力系统的一种特性，即它能够运行于正常运行条件下的平衡状态，在遭受干扰后仍能够恢复到可以运行的平衡状态。

2.1.1 转子角稳定

问题的基本因素：同步电机的功率输出随其转子随其转子摇摆变化的关系。

稳定性现象

即将系统受到干扰时，描述系统的物理量是一个随时间变化收敛的函数：

即∑（t→∞）F(t)=const

一.磁路定理

二.电磁感应定律

线圈中通过的磁链发生变化时，线圈两端会产生感应电压，两种的关系可用下公式表达：

E=-dψ/dt

该公式反映了以下信息：

1.E与ψ的数量关系。

2.E与ψ方向的确定。

由上图可以得出等效电路图：

三.磁链&电流的关系

当磁链的正方向与电流的正方向相同时（即符合右手螺旋定则），两者的关系可以下公式表示：

ψ=Li

当磁链的正方向与电流的正方向相反时（与右手螺旋定则相反），则在公式前要加一负号：

ψ=-Li

所以，ψ与i之间的这种关系也可以表示成一种路的形式，当通过线圈的磁链由不同部分组成时，而这些磁链都是由不同的磁势产生时，可用公式表示这种关系（ψ_ij表示F_j在第N_i个线圈产生的磁链）

所以有：ψ_ij=N_i φ_j

所以所有通过第N_i个线圈的磁链可以表示为：

ψ_i=∑（j=0-N）L_ij×I_j

所以，当电路中存在磁路时，可将其表示成磁链与电流的关系，然后再由电磁感应定律转换成电压和电流间的关系。

四.讨论线圈磁电关系及列写方程的步骤：

1.以每个线圈为基本的研究对象，分析通过该线圈的磁通。

2.列写磁链关于电流的关系式

3.标幺化、折算，并画等效磁路图。

4.列写磁路方程，电路方程，画等效电路图。

对于某个线圈，假设第i个线圈，通过该线圈的磁通包括两部分

1.自身电流产生的磁通（包括主磁通与漏磁通）

2.其它线圈通过第i个线圈磁通的总和。

下面以双绕组变压器为例推到其磁电方程

a.原边线圈1

其包括主磁通 φ_m与漏磁通φ_σ1

其中φ_m=φ_m1 φ_m2

又φ_m1=N_1*i_1*P_m，φ_m2=N_1*i_2*P_m，φ_σ1=N_1*i_1*P_σ1

ψ_1=N_1^2*P_σ1*i_1 N_1^2*P_m*i_1 N_1*N_2*i_2*P_m

=N_1^2*i_1*(P_σ1 P_m) N_1*N_2*i_2*P_m

同理：

ψ_2=N_2^2*i_2*(P_σ2 P_m) N_1*N_2*i_1*P_m

令 L_11=N_1^2(P_σ1 P_m) L_12=L_21=N_1*N_2*P_m L_22=N_2^2*(P_σ2 P_m)

可得磁链-电流方程式：

ψ_1=L_11*i_1 L_12*i_2

ψ_2=L_21*i_1 L_22*i_2

也可得到电压方程：

u_1=-pψ_1 i_1*r_1

u_2=-pψ_2 i_2*r_2

通过分析磁链电流方程：

ψ_1=N_1^2*P_σ1*i_1 N_1^2*P_m*i_1 N_1*N_2*i_2*P_m

=N_1^2*P_σ1*i_1 N_1^2*P_m*i_1 N1_2*P_m*(N_2*i_2/N_1)

设i_2'=N_2*i_2/N_1

ψ_1=N_1^2*P_σ1*i_1 N_1^2*P_m*i_1 N_1^2*P_m*i_2'

=(L_σ1 L_m1)i_1 L_m1*i_2'

=L_σ1*i_1 L_m1*(i_1 i_2)

可把该种关系表示成等效图：

（图）

同理：

ψ_2=N_2^2*i_2*(P_σ2 P_m) N_1*N_2*i_1*P_m

=N_2^2*(N_2*i_2/N_1)*N_1/N_2 N_1*i_1*Pm

由于ψ与电势存在着线性关系所以，也应该对其进行等效

k*ψ_2=N_1^2*P_σ2*i_2' N_1^2*P_m*i_2' N_1^2*P_m*i_1

ψ_2' = L_σ2'*i_2' L_m1*i_2' L_m1*i_1

= L_σ2'*i_2 L_m1*(i_1 i_2')

所以，双绕组的磁链电流关系可以等效为：

图？？

磁链电流的关系，对其取导，可得到:

u_1 =L_σ1*di_1/dt L_m1*(di_1/dt di_2/dt)

u_2'= L_σ2''*di_2'/dt L_m1*(di_1/dt di_2'/dt)

在加上铜耗（r1,r2）及铁耗（r_m）：

u_1=r1*i_1 r_m*(i_1 i_2') L_σ1*di_1/dt L_m1*(di_1/dt di_2/dt)

u_2'=r2*i_2' r_m*(i_1 i_2') L_σ2''*di_2'/dt L_m1*(di_1/dt di_2'/dt)

因此，可的到双绕组的等效电路图：

（图）

现在讨论同步发电机的电磁关系：

同步发电机的定子磁势和转子磁势是同步旋转的，在一般情况下，定子磁势与转子磁势是成一定夹角的，所以可以

把定子磁势分解成两个互相垂直的磁势——一个与转子磁势方向一致，另一个与转子磁势相垂直

编辑者：罗梦泽

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高等数学、工程数学

【2】 电力系统稳定与控制

【3】 电机学

【4】 自动控制原理

【5】 复变函数与积分变换　在此处添加文本内容2100433B

电力系统继电保护预备知识

学习该课程前，学习者需要具备该课程的先修课程为电路学、电机学、电力系统。

电力系统继电保护学习资料

绪论

第一篇 电力系统稳态分析

第一章 电力系统的元件参数和等值电路及等值网络

第二章 电力系统潮流的分析与计算

第三章 电力系统潮流的计算机算法

第四章 电力系统有功功率的平衡和频率调整

第五章 电力系统无功功率的平衡和电压调整

第六章 电力网的经济运行

第二篇 电力系统的故障分析与计算

第七章 同步发电机的基本方程及其三相短路的电磁暂态过程

第八章 电力系统各元件的序参数和等值电路

第九章 电力系统故障的分析与实用计算

第三篇 电力系统稳定性分析

第十章 机组的机电特性

第十一章 电力系统的表态稳定性2100433B

内容介绍

本书共分七章，内容包括备用电源和备用设备自动投入、输电线路自动重合闸、同步发电机准同步并列、同步发电机励磁自动调节、自动低频减负荷、电力系统频率和有功功率自动调节等。

本书可作为电力系统及相关专业各层次《电力系统自动装置》课程的教学辅助用书，也可作为自学考试及其他相关考试的复习参考书，同时可供电力系统技术人员学习使用。

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