電力系統(tǒng)不對(duì)稱計(jì)算

前言

　　電力系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路和電力用戶等組成。對(duì)于組成電力系統(tǒng)的設(shè)備，由于制造、工藝、施工等因素的影響，要做到各相參數(shù)完全相等是不可能的，各相負(fù)荷也不可能完全一致，因此嚴(yán)格地說(shuō)，電力系統(tǒng)是處于不對(duì)稱情況下運(yùn)行。由于電力系統(tǒng)不對(duì)稱程度較小和分析工具的限制，以往都將電力系統(tǒng)正常運(yùn)行方式當(dāng)作對(duì)稱情況分析。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，局部不對(duì)稱的情況明顯突出，且對(duì)作為電能質(zhì)量的指標(biāo)之一的“三相電壓允許不平衡”的要求越來(lái)越高，將電力系統(tǒng)當(dāng)作不對(duì)稱情況進(jìn)行分析很有必要。而且目前計(jì)算工具發(fā)達(dá)，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行不對(duì)稱分析成為可能。這樣可以為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供更加全面、可靠的信息，可以進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。　　電力系統(tǒng)除了正常運(yùn)行出現(xiàn)的不對(duì)稱情況外，非正常運(yùn)行方式（即發(fā)生故障）時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)不對(duì)稱情況，例如不對(duì)稱短路和不對(duì)稱斷線。現(xiàn)有的電力系統(tǒng)故障分析中，一般認(rèn)為非故障部分是對(duì)稱的，只有故障部分才出現(xiàn)不對(duì)稱，這樣的處理方法是近似的，若在故障分析中能計(jì)及非故障部分出現(xiàn)的不對(duì)稱情況，則其計(jì)算結(jié)果會(huì)更加精確，更切合實(shí)際。　　電力系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行可分為穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和暫態(tài)運(yùn)行。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行系指系統(tǒng)正常潮流分布計(jì)算；準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分析系指電力系統(tǒng)故障計(jì)算；暫態(tài)運(yùn)行分析系指電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定和靜態(tài)穩(wěn)定計(jì)算。不論哪一種計(jì)算，對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的處理和分析是關(guān)鍵?！　”緯谝陨纤悸氛归_討論，比較系統(tǒng)地闡述了電力系統(tǒng)不對(duì)稱分析計(jì)算的基本原理、算法及其實(shí)現(xiàn)方法?！　≡诒緯淖珜戇^(guò)程中，導(dǎo)師陳亞民教授傾注了大量心血，對(duì)選題、內(nèi)容、體系給予了精心的指導(dǎo)，并審閱了初稿。值此書稿完成之際，謹(jǐn)向?qū)煴硎旧钌畹闹x意和崇高的敬意。初稿完成后，蒙湖南大學(xué)李欣然教授仔細(xì)審閱，提出了不少寶貴意見(jiàn)。在此表示衷心的感謝。福州大學(xué)電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院電力工程系郭謀發(fā)老師、洪翠老師、張嫣老師和碩士研究生郭冬陽(yáng)、高偉、張書芳同學(xué)認(rèn)真細(xì)致地承擔(dān)了本書的插圖繪制、文字編校和算例演算工作，他們付出的勞動(dòng)加快了書稿的完成，在此深表謝意。作者還對(duì)書中所列參考文獻(xiàn)的作者表示感謝。　　限于作者水平，書中不妥和錯(cuò)誤之處在所難免，誠(chéng)望讀者給予批評(píng)和指正。

內(nèi)容概要

本書是關(guān)于電力系統(tǒng)不對(duì)稱計(jì)算的專著，對(duì)電力系統(tǒng)不對(duì)稱分析計(jì)算的基本原理、算法及其實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了比較系統(tǒng)的闡述。    全書共分七章，主要內(nèi)容包括電力系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行概述、簡(jiǎn)單不對(duì)稱電路計(jì)算、電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方程及其應(yīng)用、電力網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納矩陣的形成方法、電力系統(tǒng)不對(duì)稱潮流計(jì)算、電力系統(tǒng)故障計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算、同步發(fā)電機(jī)不對(duì)稱計(jì)算，為便于讀者學(xué)習(xí)，書中附有一些算例。    本書可供從事電力系統(tǒng)運(yùn)行、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、科研等工作的科技人員閱讀，也可作為電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)高年級(jí)學(xué)生、研究生的教學(xué)參考書。

作者簡(jiǎn)介

　　楊耿杰，碩士、副教授、碩士生導(dǎo)師，1966年5月出生，畢業(yè)于福州大學(xué)?，F(xiàn)從事電力系統(tǒng)分析、電力系統(tǒng)綜合自動(dòng)化等方向的教學(xué)與科研工作。講授過(guò)《單片計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)》、《電力系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)》、《電力系統(tǒng)暫態(tài)分析》、《電力系統(tǒng)分析》等課程。主持或參加過(guò)6項(xiàng)省、部級(jí)及省電力有限公司科技項(xiàng)目。發(fā)表論文20多篇他研制的“SMER型微機(jī)勵(lì)磁場(chǎng)調(diào)節(jié)器”獲省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)并獲得專利，在省內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用，取得良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。研制的“微機(jī)型轉(zhuǎn)速信號(hào)裝置”通過(guò)省級(jí)鑒定并獲得專利。研制的“圖形化的發(fā)電廠繼電保護(hù)及故障分析綜合”通過(guò)省級(jí)鑒定，為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

書籍目錄

前言第一章  電力系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行概述  第一節(jié)  電力系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行的基本概念    第二節(jié)  不對(duì)稱運(yùn)行分析方法    第三節(jié)  產(chǎn)生不對(duì)稱的原因    第四節(jié)  電網(wǎng)不對(duì)稱運(yùn)行的影響第二章  簡(jiǎn)單不對(duì)稱電路計(jì)算  第一節(jié)  單電源簡(jiǎn)單不對(duì)稱阻抗電路計(jì)算  第二節(jié)  電動(dòng)機(jī)負(fù)荷  第三節(jié)  雙電源簡(jiǎn)單電路  第四節(jié)  牽引變壓器不對(duì)稱負(fù)荷計(jì)算第三章  電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方程  第一節(jié)  單相電力網(wǎng)絡(luò)方程  第二節(jié)  三相網(wǎng)絡(luò)方程  第三節(jié)  三序網(wǎng)絡(luò)方程  第四節(jié)  電力網(wǎng)絡(luò)方程的應(yīng)用第四章  電力網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)納矩陣  第一節(jié)  輸電線路電氣參數(shù)的計(jì)算  第二節(jié)  用集中參數(shù)表示的輸電線路節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣  第三節(jié)  用分布參數(shù)表示的輸電線路節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣  第四節(jié)  變壓器參數(shù)和等值電路  第五節(jié)  Vv接法三相變壓器的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣    第六節(jié)  三相變壓器的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣  第七節(jié)  不對(duì)稱負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣  第八節(jié)  非全相處的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣第五章  電力系統(tǒng)不對(duì)稱潮流計(jì)算  第一節(jié)  單相潮流計(jì)算原理  第二節(jié)  相量法  第三節(jié)  序量法  第四節(jié)  算例第六章  電力系統(tǒng)故障計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算  第一節(jié)  電力系統(tǒng)故障計(jì)算基本原理    第二節(jié)  修改導(dǎo)納矩陣的計(jì)算    第三節(jié)  電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算  第七章  同步發(fā)電機(jī)不對(duì)稱計(jì)算    第一節(jié)  同步發(fā)電機(jī)穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行計(jì)算  第二節(jié)  同步發(fā)電機(jī)電磁暫態(tài)過(guò)程方程    第三節(jié)  同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析    第四節(jié)  兩相短路分析    第五節(jié)  單相短路分析  第六節(jié)  兩相接地短路分析  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)方程　　電力網(wǎng)絡(luò)元件有輸電線路、變壓器、電力電抗器、電力電容器等。其電氣特性參數(shù)一般用集中參數(shù)電阻、電抗、電容等表示，也有用分布參數(shù)表示的。通常假定電力網(wǎng)絡(luò)是線性網(wǎng)絡(luò)，其參數(shù)與其電壓電流大小無(wú)關(guān)。為了描述電力網(wǎng)絡(luò)的電氣特性，通常用網(wǎng)絡(luò)方程表示。網(wǎng)絡(luò)方程有節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)方程和回路網(wǎng)絡(luò)方程。在電力系統(tǒng)實(shí)踐中，大多采用節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)方程。本章將分別討論不同場(chǎng)合采用的不同節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)方程?！　〉谝还?jié) 單相電力網(wǎng)絡(luò)方程　　當(dāng)電力系統(tǒng)處于對(duì)稱狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，電力網(wǎng)只需要用一相表示。當(dāng)一相的電氣量求得后，其他兩相的電氣量就可以按正序分量關(guān)系求得。當(dāng)電力網(wǎng)用一相表示時(shí)，電力網(wǎng)的電氣特性便可以用單相電力網(wǎng)絡(luò)方程描述。下面首先研究正序網(wǎng)絡(luò)的單相網(wǎng)絡(luò)方程。　　假設(shè)電力網(wǎng)有n個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)之間按實(shí)際接線方式有些有支路相連，有些沒(méi)有支路相連。每個(gè)節(jié)點(diǎn)特性有兩個(gè)電氣量，即節(jié)點(diǎn)電壓和節(jié)點(diǎn)注入電流。發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)注入電流為發(fā)電機(jī)電流，負(fù)荷節(jié)點(diǎn)注入電流為負(fù)荷電流。沒(méi)有接發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的節(jié)點(diǎn)稱為聯(lián)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其注人電流等于零。通常規(guī)定注入節(jié)點(diǎn)電流為正，流出節(jié)點(diǎn)電流為負(fù)。由于假定電力網(wǎng)絡(luò)是線性網(wǎng)絡(luò)，因此網(wǎng)絡(luò)方程可應(yīng)用疊加原理求得，即第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的注入電流是由各節(jié)點(diǎn)電壓?jiǎn)为?dú)作用下產(chǎn)生流入第i節(jié)點(diǎn)的電流疊加而成的。

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