电力系统稳态部分复习一教材

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1、 电力系统稳态分析复习 电力系：伍家洁 课程内容：宏观的角度分析运行中的系统。 1）正常状态：潮流、调频、调压 2）异常状态：故障（短路）、稳定性分析 3）经济性分析：网损、煤耗 2014/6/302 电力系统稳态部分 重庆电力高等专科学校 电力系统分析 第一章 电力系统的组成 发电机 变电站 输电线路、 配电线路 电力网 用户 电力系统、 动力系统 3 为使互联的各电气设备都能运行在较有利的电压 下，各设备的额定电压应相互配合。 一般把电力线路和用电设备的额定电压称为系统 （网络）的额定电压UN（线电压） 我国常用标准电压等级有： 0.4kV，3kV，6kV，10kV，35kV，110kV，

2、 220kV，(330kV),500kV等 4 标准电压等级 1.线路、电网UN：同标准电压等级 取决于线路长 度、输送功率 2.用电设备:同电网额定电压 2014/6/30电力系统5 常用设备额定电压 额定电压（额定电压（kVkV）输送功率（输送功率（MWMW）输送距离（输送距离（kmkm） 3 3 0.1-1.00.1-1.01-31-3 6 6 0.1-1.20.1-1.24-154-15 10100.2-2.00.2-2.06-206-20 35352.0-102.0-1020-5020-50 60603.5-303.5-3030-10030-100 11011010-5010-505

3、0-15050-150 220220100-500100-500100-300100-300 3.发电机: UFN=1.05UN 因为沿线压降一般不超过10%，负荷允许电压偏 移为5%；所以首端电压应提升5%. 电重庆电力高等专科学校 电力系统分析 6 UN 5% 5% 我国电力系统的额定电压等级 7 与发电发电 机 直接相联联 与负负荷 直接相 联联 电压电压 等 级级高 7 电源侧/一次侧 1.接发电机:1.05UN（相当于电源） 2.接电网：UN（相当于用电设备) 负荷侧/二次侧：一般情况:1.1UN 相当于电源，提升5%；变压器内部压降 5%。 特例：1.高压侧电压等级小于等于35kV

4、，则负 荷 侧额定电压为1.05UN。 2.三绕组变，低压侧接调相机，则低压侧额定 电压为1.05UN。 2014/6/30电力系统8 变压器额定电压 例1-1：试确定图示变压器的额定电压。 2014/6/30电力系统9 解：B1：一次绕组，直接与发电机连接，u2N=10.5kV； 二次绕组，连接110kV线路，U1N=121kV。 B2：U1N=110kV；u2N=38.5kV；u3N=6.3kV B3：U1N=10.5kV；u2N=3.15kV。 1.国内频率：50Hz，允许误差0.20.5赫兹 2.周期：频率的倒数 ，频率50Hz，周期0.02s 3.各国差异：美国，60Hz, 120V

5、，韩国60Hz、 220V 10 额定频率 可靠、优质、经济的供电+环保 1. 可靠: 一类负荷 不停电至少2个独立电源 二类负荷 尽可能的不停电至少1个独立电源。 三类负荷 计划性 2014/6/30电力系统11 对电力系统的基本要求 2. 优质： 频率50(0.2-0.5)Hz、电压、波形 3. 经济： 煤耗、网损率、厂用电率 4.环保：减小对生态环境的伤害 除尘、脱硫 2014/6/30重庆电力高等专科学校 电力系统分析12 复功率：电压相量与电流共轭 相量之乘积。 用于辅助计算功率的复数，它 将正弦稳态电路的三种功率和 功率因数统一为一个公式表 达。 感性负荷：电流滞后于电压, 0，Q

6、取正; 容性负荷：电流超前于电压, 0，Q取负。 14 反映线路通过电流时产生的有功功率损耗, ,主要是 载流导体的发热效应 电阻 表征载流导体的磁场效应 电抗 反映线路的电晕损耗和绝缘子泄露产生的有功损耗 电导 表征载流导体周围的电场效应，如导体和导体之 间、导体和大地之间的充放电效应 电纳 第二章第二章 参数及等值电路参数及等值电路 线路参数的计算 采用分裂导线的原因 等效地增加了导线半径，从而减少了线路电抗。 为减小导线表面附近电场强度，防止电晕发生， 采用分裂导线。 分裂导线的电抗 16 说明： 1.电阻率,铝=31.5 /km 2.n=1，普通单导线；n=2、3、4分裂导线 3.几何

7、均距：Deq=D（等边三角形） Deq=1.26D（三相水平） 4.分裂导线的作用:等效的增大导线截面积，减小 电抗，防止电晕 5.电晕：架空线路对周围空气的放电现象(耗能； 臭氧；高次谐波干扰通讯) 6.电导g=0 7.每相参数：R=r1L 、X=x1L、B=b1L 简化 三相，简化为单相等值 均布参数简化为集中参数并列元件 等值为单个元件 中长线路：架空100300km、电缆50150km R + j X j B/2 j B/2 - jQC/ 2 - jQC/ 2 其等值电路如下：8.5 + j20.45 -j3.37Mvar -j3.37Mvar T型转化为 型，每台变压器减少一个节点，

8、 简化计算。 忽略励磁支路在原边引起的损耗。 故励磁支路必须接在电源侧。 (a) 参数规至高压侧 原边阻抗 付边阻抗 变压器的参数和数学模型变压器的参数和数学模型 四个参数：电阻RT、电抗XT、电导GT和电纳BT 四个特性数据通常标在变压器铭牌上，也可从产品说 明书或手册中查到。 短路试验短路损耗Pk、短路电压百分数Uk（%） 空载试验空载损耗P0、空载电流百分数I0（%） 变压器的参数 变压器的参数 说明： 1.UN为变压器的额定电压，若UN=U1N ，则所算参数 规算至高压侧；若UN=U2N ，则所算参数规算至低 压侧。 2.单位：UkV；SkVA；阻抗不带数量级。 3.励磁支路采用导纳时

9、：Gj B 对应损耗时：P0+j Q0 各参数有名值的归算 有名值的电压等级归算 对于多电压等级网络，都须将参数或变量归 算至同一电压等级基本级。 基本级：将参数和变量归算至同一个电压等级。 一般取网络中最高电压等级。 24 若选U6为基本级，则： 举例：有名值电抗的精确归算 25 负荷的组成 1、电力系统的综合用电负荷 系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总 和。 类型: 工业、农业、商业、居民用电。 主要设备: 异步机、同步机、电热装置、照明设备 等。 2、电力系统的供电负荷 电力系统的综合用电负荷加上电力网的功率损耗。 3、电力系统的发电负荷 电力系统的供电负荷再加上发电厂厂用电消

10、耗的功 率。 2 6 第九章第九章 负荷负荷 一、一、 负荷的组成负荷的组成 负荷曲线是反映负荷随时间变化规律的曲线。 1. 有功日负荷曲线 系统有功负荷一天24h内随时间变化的情况 作用： 安排日发电计划、确定发电任务和系统运行方式 计算用户日用电量等的重要依据。 二、 负荷曲线 2.系统有功年负荷曲线 年负荷曲线分为年最大负荷曲线和年持续负荷曲 线。 年最大负荷曲线 是描述一年内每月最大有功负荷随时间变化情况的 曲线 作用:年最大负荷曲线主要 可用来制订发电设备的检 修计划，并为新建或扩建 电厂的容量提供依据。 年最大负荷曲线所围成的面积 即为负荷全年所消耗的电能： 年持续负荷曲线 是按一

11、年内系统负荷数值的大小及其累计小时数顺序 由大到小排列而成的曲线 . 年持续负荷曲线所围成的面积 也为负荷全年所消耗的电能 表征年负荷曲线的特征的主要指标是年最大负荷利用 小时 。其定义为： Tmax的物理意义:如果用户始终以最大负荷Pmax运行,则经 过Tmax小时后,它所消耗的电能恰好等于全年按实际负荷曲 线运行所消耗的电能W. Tmax的物理意义:如果用户始终以最大负荷Pmax 运行,则经过Tmax小时后,它所消耗的电能恰好等于 全年按实际负荷曲线运行所消耗的电能W. 反映了负荷在一年内的变化程度:负荷曲线越平坦, 则Tmax越大;如果负荷变化剧烈,则Tmax越小. 可估算用户的全年用电

12、量.常用于电网规划 . 反映了负荷在一年内的变化程度:负荷曲线越平坦, 则Tmax越大;如果负荷变化剧烈,则Tmax越小. 可估算用户的全年用电量.常用于电网规划 . 2014/6/30电力系统 33 串联阻抗上的功耗： 并联导纳上的功耗： R + j X j B/2 j B/2 -jQC/2 -jQC/2 第十章第十章 电力系统的功率、电压分布电力系统的功率、电压分布 2014/6/30电力系统34 n串联阻抗上的功耗：与流通电流及阻抗有关 n并联导纳上的功耗：与节点电压及导纳有关 RT+jXT 2014/6/30 电 力 系 统35 并联导纳上的功耗 2014/6/30电力系统36 电压指

13、标 1。电压损耗：任两节点电压的数值差。 U12=U1U2 2。电压降落：任两节点电压的向量差。 压降的纵分量 压降的横分量 3。电压偏移：节点实际电压与额定电压的偏差。 电压偏移百分数：m%=（U0 UN）/100 意义：衡量电压质量的重要指标。 2014/6/30 电 力 系 统37 2014/6/30 电 力 系 统38 注意： 1。P、Q、U必须同下标；即为阻抗的首端电 压、功率或为阻抗的末端电压、功率。 2。公式中右端U必须为已知的实际值。 3。取不同的参考向量，压降的纵、横分量不 同。 11. 1开式网络潮流计算方法 1. 已知末端功率和末端电压 2. 已知末端功率和首端电压 3.

14、仅知道末端负荷 4. 两级电压开式电力网的计算 go go 一、已知供电点电压和负荷节点功率时的计算方法 go go 39 2014/6/30电力系统 40 计算步骤： 1。求参数及等值电路；（须电压归算） 2。求功率分布。从末端到首端逐段求取功率分布， 未知电压以额定电压取代。 3。求电压分布。从已知端向两端逐段求取电压分 布。 第十一章 一、开式网络潮流计算方法 已知U1=118kV，求变电站10kV侧母线电压。 8.5 + j20.45 -j3.34Mvar 40+j30MVA1.22 + j20.2 -j3.34Mvar0.17 + j1.7 解：1。做等值电路如图； 2。求功率分布：

15、单位：MVA 变压器阻抗上功耗： 变压器阻抗首端功率： 线路阻抗末端功率： 线路阻抗功耗： 线路阻抗首端功率： 8.5 + j20.45 -j3.34Mvar 40+j30MVA1.22 + j20.2 -j3.34Mvar0.17 + j1.7 线路首端功率： 3。求电压分布：取 则： 8.5 + j20.45 -j3.34Mvar 40+j30MVA1.22 + j20.2 -j3.34Mvar0.17 + j1.7 2014/6/30电力系统 44 二、开式地方网的潮流计算 特征：电压低、线路短、功率小、负荷密度大 简化：1. 忽略并联支路； 2. 忽略压降横分量； 3. 忽略功率损耗； 4. 可以用额定电压取代实际电压。 有一条额定电压为10kV的地方网配电线路，供电给四 个单位a，b，c，d，已知数据示于图中， （1）简化计算各线路的功率分布 （2）求线路最大电压损耗。 (3)若UA=10.4kV,试求各负荷点的实际电压与电压偏移百 分数. 1、功率分布基本公式 46 三、闭式网络的功率分布计算 说明:供载功率为“力矩法”公式,大小由负 荷功率和网络参数确定; 循环功率与两端电压差有关; 功率分点:两侧功率均流向该节点。有功功 率分点用表示,无功功率分点用表示; 可沿功率分点将网络解开成简单开式网络 进行潮流计算。