第2章电力系统稳态运行分析与计算新

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1、电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2第第2 2章章 电力系统稳定运行分析和计算电力系统稳定运行分析和计算 2-1 2-1 概述概述 2-2 2-2 三相输电线路三相输电线路 2-3 2-3 电力变压器电力变压器2-4 2-4 多电压级电力系统多电压级电力系统2-5 2-5 简单电力系统运行分析（重点）简单电力系统运行分析（重点）2-7 2-7 无功功率平衡与电压的关系无功功率平衡与电压的关系2-8 2-8 电力系统的电压调整电力系统的电压调整2-9 2-9 电力系统有功功率与频率的调整电力系统有功功率与频率的调整 （不讲）（不讲）2学时2学时重点2学时2-6 2-6 复杂电力系统

2、运行分析（不讲）复杂电力系统运行分析（不讲）电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-1 2-1 概述概述 电力系统的基本任务是安全、可靠、经济地为用户提供充足的电能。 电力系统的运行状态： 正常稳定运行方式 不正常故障运行方式：短路、断路本章的重点是单端高压电力网的数学模型，并进行稳定运行方式的计算电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-2 2-2 三相输电线路三相输电线路 电力系统主要部件是输电线路和变压器，要建立电力系统的数学模型，则首先要建立输电线路和变压器的数学模型。即要建立输电线路和变压器的等值电路。 输电线路的参数较复杂：输电线路有哪些参数呢？电力工程基

3、础电力工程基础 2015.22015.2 电纳：线路之间存在分布电容(符号是B,单位是西门子(S)电阻：电抗：线路周围存在磁场电导：线路存在泄漏和电晕(符号是G,单位是西门子(S)较小,可忽略电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-2-12-2-1 架空线路的电阻kmSR0kmtRRt20120其中 为电阻系数 、 ，为 、 的电阻。 tR20Rc020Ct0架空线路的电阻计算公式：任意温度时的电阻计算公式：电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-2-22-2-2 架空线路的电抗1、无限长直导线的电感mHurDiLr7102ln电力工程基础电力工程基础 2015.2

4、2015.22、三相输电线路的电感（完全换位）mHurDLrmA7102ln2三相输电线路的电抗40105 . 0lg6 . 414. 32rmurDfXkmrDXmlg1445. 00为三相导线的几何均距3ACBCABmDDDD 导线半径相对磁导率rr等值半径rr779. 0电力工程基础电力工程基础 2015.22015.23、分裂导线输电线路的电抗nneqeqmddrdrkmnrDX1131200157. 0lg1445. 0高压网络中一般取高压网络中一般取 0.40.4欧姆欧姆/ /千米千米电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-2-32-2-3 输电线路的电纳kmSrDB

5、m610lg58. 7mFrDCmA1010ln8 . 11分布电容引起的（完全换位）电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-2-42-2-4 输电线路的电导 电导是描述当电压施加在导体上时泄漏现象和电晕现象的参数。一般泄漏电流较小可忽略；电晕是当当导体表面的电场强度超过空气的击穿强度时导体表面的空气游里而产生的局部放电现象。由电晕产生的功率损耗主要与导线半径有关。采用分裂导线。较小,可忽略电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-2-5 2-2-5 输电线路的稳态方程和等值电路 输电线路的等值电路与输电线路的长度有关 50km-50km-以下以下 简化等值电路，不计

6、分布参数的影响简化等值电路，不计分布参数的影响 50km-300km T型 和 型 300km-以上 考虑分布参数的影响电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-3 2-3 电力变压器电力变压器2-3-12-3-1 双绕组变压器的等值电路三相变压器三相三柱芯式变压器三相组式变压器（单相）电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2参数可通过短路试验和空载试验求得电力系统中一般采用倒L型等值电路RTXT电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2 1、短路试验与变压器电阻 和漏抗 221000NNKTSUPRNNKTNTNNKKSUUXUXIUUU2100%1003100

7、%TRTXkWRIPTNK23222kkkkkmkkkrzxIPrIUz电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22、空载试验与变压器电导 和电纳TGTB10010013100%200TNNNTNNBSUIBUIII SUSIBNNT20100% SUPGkWGUPNTTN2032010001033电导远大于电纳电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22220001mmmmNmrzxIPrIUz电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-3-2 2-3-2 三绕组变压器的等值电路 三绕组变压器一般用在发电厂和变电站中有三级电压的场所。 归算到一次侧的三绕组变压器等值

8、电路：电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2%,%,133221133221KKKKKKUUUPPP三绕组变压器三个绕组的容量可以不同。三绕组变压器的参数也是由空载试验和短路试验求得，三绕组变压器的空载试验和双绕组变压器的空载试验一样，而短路试验与双绕组变压器不同。三绕组变压器的短路试验是在两两绕组之间进行的。对于各绕组容量相等的三绕组变压器，通过短路试验可测得：电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2131332322121KKKKKKKKKPPPPPPPPP%131332322121KKKKKKKKKUUUUUUUUU则有：可求得：321321121KKKKPPPP3

9、213211%21%KKKKUUUU电力工程基础电力工程基础 2015.22015.222111000NNKTSUPRNNKTSUUX100%211三绕组变压器的参数：一次（主）绕组同样可求得2、3绕组的参数电力工程基础电力工程基础 2015.22015.22-4 2-4 多电压级电力系统多电压级电力系统 2-4-1 2-4-1 多电压级电力网的等值电路 主要是参数折算 2-4-2 2-4-2 标么值表示的多电压级电力网的等值电路 在标么制中，一个物理量的标么值是它的有名值与选定的基准值之比。当选定的基准值不同时，对同一个物理量的有名值而言，其标么值是不同的。物理量的基准值物理量的有名值物理量

10、的标么值 电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2 一般电的物理量有四个：S、U、I、Z，它们之间是关联的，只要选中其中两个，其它两个就能确定，一般选 S、U 例：2*NNTNNTTTTUSXUIXZXX即短路电压百分比实际上就是电抗标幺值，电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2 在多电压级电力网中，需统一的基准值 、 、 、BSBUBIBZ22*)(BBNNTTTUSSUXZXXBU一般采用相应电压等级的平均电压电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2 优点：1）额定值的标么值为1。 2）采用采用标么值时，原、副标么值时，原、副边各物理量不再需要进行边各物理量

11、不再需要进行 折算（不需折算）折算（不需折算）。3）单相的标么值和三相的标么值相等。4）采用采用标么值时，某些物理量具有相同的数值便于计算标么值时，某些物理量具有相同的数值便于计算5）电压等级差别大，但标么值表示的参数变化范围很小，便于分析比较。NkNkUZIZ11kkRNkNkpUURIR11kXNkNkUUXIX1110. 002. 00I10. 005. 0kZ电力工程基础电力工程基础 2015.22015.2 缺点：1 1）标么值无单位，物理概念模糊。标么值无单位，物理概念模糊。2 2）物理意义不同的量，标么值相等。容易模糊，）物理意义不同的量，标么值相等。容易模糊，既是优点，又是缺点