電力系統(tǒng)分析完整PPT課件

1、2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整1 電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析 電氣工程系 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整2 課程簡(jiǎn)介 什么是電力系統(tǒng)？ 電力系統(tǒng)工程學(xué)科包括哪些內(nèi)容？ 學(xué)習(xí)電力系統(tǒng)分析課程要能完成什 么工作？ 三大計(jì)算：潮流 短路 穩(wěn)定 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整3 課程簡(jiǎn)介 課程內(nèi)容 教學(xué)進(jìn)度 考查方式 聯(lián)系方法 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整4 課程內(nèi)容 電力系統(tǒng)的基本概念 電網(wǎng)等值 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制 電力系統(tǒng)故障分析 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整5 課程內(nèi)容 先修課程 電路原理 電磁場(chǎng) 電機(jī)學(xué) 2021-8-16電

2、力系統(tǒng)分析完整6 教學(xué)進(jìn)度 總學(xué)時(shí)數(shù)：5664 課堂教學(xué)：4852 實(shí)踐環(huán)節(jié)：812 學(xué)時(shí)分配 電力系統(tǒng)的基本概念：23 電網(wǎng)等值：810 電力系統(tǒng)潮流計(jì)算：1012 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制：10 電力系統(tǒng)故障分析：1012 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析：810 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整7 考查方式 教學(xué)部分 作業(yè)： 10% 考勤： 10% 閉卷考試： 60% 實(shí)踐部分：20% 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整8 聯(lián)系方法 授課教師：江寧強(qiáng) 辦公室：基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)樓338 電話：84315147 Email: 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整9 目錄 第一章電力系統(tǒng)的基本概念 第二章電網(wǎng)等

3、值 第三章電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 第四章電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的調(diào)整和控制 第五章電力系統(tǒng)故障分析 第六章電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整10 第一章 電力系統(tǒng)的基本概念 1.1電力系統(tǒng)概述 1.2我國(guó)的電力系統(tǒng) 小結(jié) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整11 1.1 電力系統(tǒng)概述 1.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展 1.1.2電力系統(tǒng)的組成 1.1.3 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和運(yùn)行的基本要求 1.1.4電力系統(tǒng)的基本參量和接線圖 1.1.5電力系統(tǒng)的接線方式和中性點(diǎn)接地 方式 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整12 1.1.1電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展 電磁感應(yīng)定律 法拉第，1831 世界上第一個(gè)完整

4、的電力系統(tǒng) 1882，法國(guó) 三相變壓器和三相異步電動(dòng)機(jī) 1891 直流電力系統(tǒng)和交流電力系統(tǒng) 愛(ài)迪生和西屋 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整13 1.1.2電力系統(tǒng)的組成 電力系統(tǒng) 發(fā)電廠、輸電和配電網(wǎng)絡(luò)、用戶 電網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng) 一次設(shè)備和二次設(shè)備 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整14 1.1.3 電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和運(yùn)行 的基本要求 電力系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 電能與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門、國(guó)防和日常生活之間的關(guān)系都很密切 2 對(duì)電能質(zhì)量的要求比較嚴(yán)格 3 電能不能大量?jī)?chǔ)存 4 電力系統(tǒng)中的暫態(tài)過(guò)程十分迅速 運(yùn)行的基本要求 1 可靠性 可以滿足用戶的用電需求：不斷電，頻率、電壓、波形 質(zhì)量符合要求

5、負(fù)荷按供電可靠性要求分為三類 2 安全性 保證系統(tǒng)本身設(shè)備的安全。 要求電源容量充足，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理 3 經(jīng)濟(jì)性 %4 減小對(duì)環(huán)境的不利影響 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整15 1.1.4電力系統(tǒng)的基本參量、 接線圖 衡量電力系統(tǒng)規(guī)模的基本參量 總裝機(jī)容量額定有功功率之和 年發(fā)電量 最大負(fù)荷 最高電壓等級(jí) 接線圖 地理接線圖、電氣接線圖 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整16 1.1.5電力系統(tǒng)的接線方式和 中性點(diǎn)接地方式 接線方式 無(wú)備用接線 特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行方便靈活。 供電可靠性差，電能質(zhì)量差 有備用接線 特點(diǎn)：供電可靠，電能質(zhì)量高 運(yùn)行操作和繼電保護(hù)復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性差 中性點(diǎn)接地方式

6、（小接地方式和大接地方式） 不接地 供電可靠性高，絕緣成本高。 110kv電網(wǎng) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整17 1.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（1） 4個(gè)發(fā)展階段 195x：城市電網(wǎng) 196x：省網(wǎng) 19701990：區(qū)域電網(wǎng) 1990：區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián) 電力系統(tǒng)的規(guī)模 2004 400GW 2010 535GW 2020 790GW 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整18 1.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（2） 電壓等級(jí)（KV） 發(fā)電機(jī) 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0 用電設(shè)備 3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再發(fā)展） 3 企業(yè)內(nèi)部 6、1

7、0配電電壓（6用于高壓電機(jī)負(fù)荷） 110、220:高壓。110：區(qū)域網(wǎng)，中小電力系統(tǒng)主干線 220：大電力系統(tǒng)主干線 330、500、750:超高壓 750:特高壓 提高輸電電壓的利弊：減小載流截面和線路 電抗，利于提高線路功率極限和穩(wěn)定性，增 加絕緣成本 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整19 1.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（3） 電力系統(tǒng)的電壓與輸電容量和輸電距離 線路電壓(kv)輸送容量(MV) 輸送距離(km) 6 0.10.2415 10 0.22.0620 35 2102050 110105050150 220100500100300 330200800200600 500100015002

8、50850 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整20 1.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（4） 額定電壓：發(fā)電機(jī)、變壓器、用電設(shè)備等正 常運(yùn)行時(shí)最經(jīng)濟(jì)的電壓 在同一電壓等級(jí)中，電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié) （發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路、用電設(shè)備） 的額定電壓各不相同。某一級(jí)的額定電壓是 以用電設(shè)備為中心而定的。 用電設(shè)備的額定電壓是其他元件的參考電壓。 用電設(shè)備端壓允許在額定電壓UN的5%內(nèi)波動(dòng) 輸電線路的額定電壓為線路的平均電壓 UN(1+5%)+UN(1-5%)/2=UN 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整21 1.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（5） 發(fā)電機(jī)的額定電壓 UN(1+5%) 變壓器的額定電壓為變壓器兩側(cè)的額定電壓，

9、以變比表示為 k= U1N / U2N v一次側(cè) 直接與發(fā)電機(jī)相連： U1N = UN(1+5%)35kv 聯(lián)絡(luò)（相當(dāng)于用電設(shè)備）： U1N = UN v二次側(cè)相當(dāng)于發(fā)電機(jī) 空載 U2N = UN(1+5%) 帶負(fù)載 U2N = UN(1+10%)（內(nèi)部壓降約5%） Us%7.5或直接連負(fù)載時(shí)U2N = UN(1+5%) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整22 例題 確定圖中電力系統(tǒng)各元件的額定電壓 G M T1T2T3 T4 10kv 110kv35kv 10kv 6kv 380v X G:10.5kv T1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T

10、4:10kv/400v M: 6kv L:380v 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整23 1.2我國(guó)的電力系統(tǒng)（6） 我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)思想 繼續(xù)續(xù)發(fā)展煤電廠，提高能源效率，減小環(huán) 境污染 加速水力資源的開發(fā)利用和水電廠的建設(shè) 發(fā)展核電技術(shù)并適度發(fā)展核電廠 開發(fā)風(fēng)力和潮汐等可再生能源 加速建設(shè)輸、配、變電工程，西電東送，促 進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，并最終形成全國(guó)電力系統(tǒng) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整24 第一章小結(jié) 電力系統(tǒng)由發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)和用戶組成，是動(dòng) 力系統(tǒng)的一部分。由于電能不能大量?jī)?chǔ)存、 暫態(tài)過(guò)程迅速，為保證可靠性、安全性和經(jīng) 濟(jì)性要求，需要合理地對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、 設(shè)計(jì)、運(yùn)行調(diào)度

11、和故障恢復(fù)。 在同一電壓等級(jí)中，電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的 額定電壓各不相同。某一級(jí)的額定電壓是以 用電設(shè)備為中心而定的。 電力系統(tǒng)分析的任務(wù)是建立電力系統(tǒng) 的等值模型，計(jì)算穩(wěn)態(tài)潮流，并確定 故障和擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整25 第二章電網(wǎng)等值 2.1 概述 2.2 輸電線路的等值電路 2.3 變壓器和電抗器的等值電路 2.4 電力網(wǎng)的等值電路 2.5 標(biāo)么制 小結(jié) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整26 2.1 概述 問(wèn)題：怎樣將電力系統(tǒng)用一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)來(lái) 表示？ 本章計(jì)算電力線路和變壓器的等值電路 假定系統(tǒng)的三相結(jié)構(gòu)和三相負(fù)荷都完全 對(duì)稱，即討論三相電流和電壓的正序分 量

12、。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整27 2.2 輸電線路的等值電路 2.2.1 輸電線路的種類 架空線路 由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子、金具組成 電力電纜 包括三部分：導(dǎo)體、絕緣層、保護(hù)層 2.2.2 架空線路的等值電路 分布參數(shù)與集中參數(shù) 單回線路 分裂導(dǎo)線 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整28 單回線路的等值電路（1） 有效電阻 交流電阻，一般大于直流電阻。 原因：集膚效應(yīng)和臨近效應(yīng) 電力網(wǎng)計(jì)算中常采用較大的電阻率。 原因：絞線長(zhǎng)度比導(dǎo)線長(zhǎng)度大23%， 實(shí)際截面小于額定截面， 交流電阻略大于直流電阻。 0 /rS 0 /rS 0 / (/)rSkm 電阻 （20 ） 101 (20)

13、(/)rrtkm 銅0.00382/ 鋁0.0036/ 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整29 單回線路的等值電路（2） 電抗 導(dǎo)線流過(guò)交流電流時(shí)，由于導(dǎo)線的內(nèi)部 和外部交變磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生電抗。 循環(huán)換位的三相輸電線路每相導(dǎo)線單位 長(zhǎng)度的電抗為 4 0 2(4.6lg0.5) 10 (/) eq r D xfkm r 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整30 單回線路的等值電路（3） vDeq 為三相導(dǎo)線間的互幾何間距 vr 為導(dǎo)線的計(jì)算半徑 v r 為導(dǎo)線材料的相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)，有色金屬的 相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)為1 v第一項(xiàng)為外電抗，第二項(xiàng)為內(nèi)電抗 3 123eq DD D D 0 0.1445lg0.

14、0157(/) eq r D xkm r 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整31 單回線路的等值電路（4） v導(dǎo)線電抗與r成對(duì)數(shù)關(guān)系。對(duì)不同截面的 導(dǎo)線，當(dāng)Deq為常數(shù)時(shí)，電抗變化不大， 工程上常取x0=0.4 /km。 0 0.1445lg(/) eq s D xkm D vDs為導(dǎo)線的自幾何均距 非鐵磁材料單股線Ds=0.779r 非鐵磁材料多股線Ds=0.7240.771r 鋼芯鋁線Ds=0.770.9r,計(jì)算中常取0.81r 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整32 單回線路的等值電路（5） 電納 由導(dǎo)線間的電容和導(dǎo)線與大地間的電容決定。 電容 電納 電纜線路的電納比架空線路大得多 6

15、0 0.024 10 (/) lg/ eq cF km Dr 6 0 7.58 10 ( /) lg/ eq bS km Dr 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整33 單回線路的等值電路（6） 電導(dǎo) 反映由電暈現(xiàn)象和絕緣子泄露引起的有功功 率損耗 電暈：導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)2.1kv/cm時(shí)， 導(dǎo)線周圍會(huì)發(fā)生空氣電離現(xiàn)象，產(chǎn)生光環(huán)， 發(fā)出放電聲。 危害：消耗電能、干擾通信、表面腐蝕 電暈產(chǎn)生的有功功率損耗稱為電暈損耗。 110kv以上線路與電壓有關(guān)的有功功率損耗主 要由電暈損耗引起。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整34 單回線路的等值電路（7） 架空線路產(chǎn)生電暈的臨界線電壓 ， m1 :

16、 導(dǎo)線表面光滑系數(shù)。單股線=1，對(duì)絞線 =0.830.87 m2：氣象系數(shù)。干燥晴朗=1，惡劣天氣=0.8 ： 空氣相對(duì)密度 b ： 大氣壓力（Pa）(一個(gè)大氣壓為101325帕) ： 空氣溫度（） 12 49.3lg eq cr D Um mr r 3.92 b = 1333.22 (273+ ) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整35 單回線路的等值電路（8） 關(guān)于電暈損耗的測(cè)量和計(jì)算是高電壓技術(shù) 討論的內(nèi)容。 輸電線路電暈損耗（包括泄漏損耗）對(duì)應(yīng)的 電導(dǎo)為 2 0 ( /) g P gS km U 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整36 單回線路的等值電路（8） 線路方程及等值電路 線路

17、每相的等值參數(shù)是沿線路均勻分布的。 1 U 2 U l xdx x I x U 1 z dx 1 y dx xx Id I xx UdU 111 zrjx 111 ygjb 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整37 單回線路的等值電路（9） 距離線路末端x處，壓降和電流增量為 1 1 xx xx dIU ydx dUI zdx 1 1 / / xx xx dI dx U y dU dx I z 22 1 1 22 1 1 / / xx xx d I dxzy I d U dxzyU 2 2 22 sinhcosh coshsinh x xc U IxIx Zc UUxI Zx 2021-8-16

18、電力系統(tǒng)分析完整38 單回線路的等值電路（10） 線路的傳播系數(shù) 實(shí)部反映行波振幅的衰減特性， 虛部反映行波相位的變化特性 線路的特征阻抗（也稱波阻抗） 11 /( ) c Zzy 11 jz y 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整39 單回線路的等值電路（11） 無(wú)損線路的自然功率 自然功率用來(lái)衡量線路的輸電能力，一般 20kv以上線路的輸電能力大致接近自然功率 行波波長(zhǎng) 波長(zhǎng)時(shí)（1500km），兩端相位差90 2 2 e c U P Z 1111 221 6000km LCfLC 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整40 單回線路的等值電路（12） 線路的 型等值電路 x=l 時(shí)， 1 U

19、2 U z 12 12 coshsinh 1 sinhcosh c lZl UU ll II Zc 2 Y 2 Y 1 U 2 U 2 Y 2 Y 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整41 單回線路的等值電路（13） Z=Z1l， Y=Y1l sinh tanh 2 2 l ZZ l l YY l 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整42 單回線路的等值電路（14） 等值電路 短線路（35kv,100km的架空線路、短電纜線路） 中等長(zhǎng)度線路（ 110330kv,100300km架空線路、 330kv, 300km架空線路、100km電纜線路） 1 U 2 U 1 U 2 U 2 b B jK r

20、x K RjK X 2 b B jK 2 11 22 11 11 1 2 11 1 3 1() 6 1 12 r x b l Kx b r bl Kx b x l Kx b 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整44 分裂導(dǎo)線 采用分裂導(dǎo)線可增加導(dǎo)線的等值半徑 電阻減小 電抗減小 電導(dǎo)減小 00 / b rrn 0 0.0157 0.1445lg0.1445lg( /) eqeq r eqsb DD xkm rnD 1 12131 n eqn dd dd 2 0 ( /) g P gS km U 1n n sbseq DD d 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整45 分裂導(dǎo)線 電納增大 電暈臨界電

21、壓增大 12 49.3lg eq crn eq D Um mrf r 12(1)sin n n f r n dn 6 0 7.58 10 ( /) lg/ eqeq bS km Dr 1n n eqeq rrd 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整46 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 雙繞組三相變壓器 等值電路參數(shù)歸算到變壓器的一側(cè)，用哪一 側(cè)的額定電壓，結(jié)果就歸算到哪一側(cè) 22 2 00 22 % 1000100 % 1000100 kNkN TT NN N TT NN PUUU RX SS PIS GB UU 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整47 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 三

22、繞組三相變壓器 用等值的Y/Y接線來(lái)分析，并用一相等值電路 來(lái)反映三相運(yùn)行情況 額定容量比有三類： 100/100/100， 100/100/50， 100/50/100 各繞組的容量比按電壓從高到低排列。三繞 組變壓器的容量指容量最大的繞組的容量。 其他繞組的容量是相對(duì)于該繞組的容量而言。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整48 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 電阻 額定容量比為100/100/100時(shí) 1(1 2)(1 3)(2 3) 2(1 2)(2 3)(1 2) 3(1 3)(2 3)(1 2) ()/2 ()/2 ()/2 kkkk kkkk kkkk PPPP PPPP PP

23、PP 222 123 123 222 , 100010001000 KNKNKN TTT NNN P UP UP U RRR SSS 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整49 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 v上述的Pk與額定容量相對(duì)應(yīng)。額定容量 比為100/100/50，100/50/100時(shí)，廠方給 出的各繞組間銅耗指容量較小的繞組達(dá) 到本身的額定電流時(shí)的損耗，需歸算到 額定容量下。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整50 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 v額定容量比為 100/50/100 100/100/50 (1 2)(1 2) 2 2 (2 3)(2 3) 3 2 1 (3

24、1)(3 1) 3 () () KK N KK N N KK N PP S PP S S PP S 2 1 (1 2)(1 2) 2 2 2 (2 3)(2 3) 3 (3 1)(3 1) () () N KK N N KK N KK S PP S S PP S PP 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整51 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 電抗（廠方一般提供已折算數(shù)據(jù)） 1(1 2)(1 3)(2 3) 2(1 2)(2 3)(1 2) 3(1 3)(2 3)(1 2) %(%)/2 %(%)/2 %(%)/2 kkkk kkkk kkkk UUUU UUUU UUUU 222 123 1

25、23 % , 100100100 KNKNKN TTT NNN UUUUUU XXX SSS 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整52 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 勵(lì)磁支路導(dǎo)納 00 22 % 1000100 N TT NN PIS GB UU 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整53 2.3 變壓器和電抗器的等值電路 雙繞阻單相變壓器 銘牌給出的容量、損耗 都是一相的數(shù)值， 計(jì)算參數(shù)時(shí)，要乘以3，UN仍用線電壓。 三繞阻單相變壓器 與雙繞阻單相變壓器一樣，SN ,PK，P0 都乘以3，UN仍用線電壓。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整54 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 自耦變壓器

26、 等值電路與三繞阻變壓器相同。第三繞 阻容量較小，一般短路數(shù)據(jù)未經(jīng)折算。 (1 2)(1 2) 2 (2 3)(2 3) 3 2 (3 1)(3 1) 3 () () KK N KK N N KK N PP S PP S S PP S (1 2)(1 2) (2 3)(2 3) 3 (3 1)(3 1) 3 % %()% %()% KK N KK N N KK N UU S UU S S UU S 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整55 2.3 變壓器和電抗器的等值電 路 電抗器 3 %100100 % 1003 rNR rr rN rNr R rN IX XX U UX X I 2021-8

27、-16電力系統(tǒng)分析完整56 2.4 電力網(wǎng)的等值電路 基本級(jí) 多電壓級(jí)網(wǎng)中各元件處于不同的電壓等級(jí)， 元件參數(shù)在所處電壓等級(jí)求得，需歸算到同 一個(gè)電壓等級(jí)稱為基本級(jí) K:向基本級(jí)一側(cè)的電壓/待歸算一側(cè)的電壓 22 1212 22 1212 1212 ()() /()/() ()/() RR K KXXK K GGK KBBK K UU K KIIK K 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整57 2.5 標(biāo)么制 有名制與標(biāo)么制 標(biāo)么值=有名值/基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)值 線電壓和三相功率 相電壓和單相功率 3333 pp UZIUSUIS . 33333 1/ BB BB Bp B BpBB Bp BB SU

28、 IUISUZ IU ZY 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整58 第二章小結(jié) 電力線路電阻、電抗、電導(dǎo)、電納的物 理意義和計(jì)算方法。 線路電暈臨界電暈電壓的計(jì)算方法 變壓器等值電路參數(shù)的計(jì)算方法。 多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和變量的歸算方法 標(biāo)么值的定義和計(jì)算方法 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整59 第三章電力系統(tǒng)潮流計(jì)算 3.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率損耗 3.2輸電線路的運(yùn)行特性 3.3簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算 3.4 電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算法 小結(jié) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整60 3.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率 損耗 3.1.1 電壓降落 元件兩端電壓的相量差。 U1=U2+dU2 U2=U1

29、-dU1 2222 222 22 P RQ XP XQ R dUjUU UU 1111 111 11 PRQ XPXQ R dUjUU UU 縱分量和橫 分量 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整61 3.1電力網(wǎng)的電壓降落和功率 損耗 電壓損耗 兩端電壓的數(shù)值差 電壓偏移 實(shí)際電壓余額定電壓之差(百分比) 電壓調(diào)整 線路末端空載電壓與負(fù)載電壓之差 功率損耗 阻抗支路 對(duì)地支路 線路 變壓器 2222 22 Z PQPQ SRjX UU 22 11 11 22 YLSGUjBU 22 YT TT SG UjB U 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整62 3.2輸電線路的運(yùn)行特性 空載運(yùn)行特性 忽

30、略電阻和電導(dǎo)時(shí)線路末端電壓高于始 端電壓 輸電線路的傳輸功率極限 122 2 BX UUU 2222 2 22 P RQ XP XQ R dUj UU 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整63 3.2輸電線路的運(yùn)行特性 因?yàn)闆](méi)有有功功率損耗沒(méi)有有功功率損耗，所以線路輸送的有功 功率 無(wú)功功率（忽略第一式的橫分量） 22 12 22 11 cossin Q XP X UUj UU UjU 12 12 sin U U PP X 122 2 ()UU U Q X 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整64 3.2輸電線路的運(yùn)行特性 提高線路輸送能力的途徑 提高線路的電壓等級(jí) v代價(jià)大 減小線路的電抗 v分

31、裂導(dǎo)線 v串聯(lián)電抗器 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整65 3.3簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算 輻射型網(wǎng)絡(luò) 例 簡(jiǎn)單環(huán)形網(wǎng)絡(luò) 循環(huán)功率的計(jì)算 例 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整66 3.4電力系統(tǒng)潮流的計(jì)算機(jī)算 法 3.4.1 網(wǎng)絡(luò)方程式 節(jié)點(diǎn)電壓方程：方程個(gè)數(shù)少于回路個(gè)數(shù) 節(jié)點(diǎn)類型： PQ,PV,平衡節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣：n節(jié)點(diǎn)系統(tǒng) nxn矩陣 功率平衡方程：求有功、無(wú)功功率偏差 牛頓-拉夫森法：在解附近二次收斂 修正方程： 求節(jié)點(diǎn)電 壓修正量 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整67 第三章小結(jié) 本章的重點(diǎn)內(nèi)容為 電壓降落、電壓損耗、電壓偏移、電壓 調(diào)整、運(yùn)算負(fù)荷功率、運(yùn)算電源功率等 概念 電力線

32、路和變壓器中電壓降落和功率損 耗的計(jì)算 輻射型網(wǎng)和簡(jiǎn)單環(huán)網(wǎng)的潮流分布計(jì)算 牛頓-拉夫森法計(jì)算復(fù)雜電力系統(tǒng)潮流 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整68 第四章 電力系統(tǒng)運(yùn)行方式 的調(diào)整和控制 4.1電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整 4.2電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓調(diào)整 小結(jié) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整69 4.1電力系統(tǒng)有功功率和頻率調(diào)整 有功功率和頻率調(diào)整的基本概念 電力系統(tǒng)的頻率特性 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 各類發(fā)電廠的合理組合 電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整70 4.1.1有功功率和頻率調(diào)整的基本概念 頻率變化對(duì)電力系統(tǒng)的影響 頻率與有功功率平衡 有功負(fù)荷的變化及

33、其調(diào)整 備用容量 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整71 4.1.2電力系統(tǒng)的頻率特性 負(fù)荷的P-f靜態(tài)特性 發(fā)電機(jī)組的P-f靜態(tài)特性 電力系統(tǒng)的P-f靜態(tài)特性 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整72 4.1.3電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整 頻率的一次調(diào)整 頻率的二次調(diào)整 互聯(lián)系統(tǒng)的頻率調(diào)整 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整73 4.1.4各類發(fā)電廠的合理組合 各類發(fā)電廠的特點(diǎn) 各類發(fā)電廠在日負(fù)荷曲線上的負(fù)荷分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整74 4.1.5電力系統(tǒng)有功功率的經(jīng)濟(jì)分配 發(fā)電機(jī)組的耗量特性 經(jīng)濟(jì)分配的目標(biāo)函數(shù)和約束條件 等微增量準(zhǔn)則 多個(gè)發(fā)電廠間的負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配 一個(gè)火電廠和一個(gè)水電

34、廠間的有功負(fù)荷 最優(yōu)分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整75 4.2電力系統(tǒng)無(wú)功功率和電壓調(diào)整 電壓調(diào)整的必要性 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 電力系統(tǒng)的電壓管理與調(diào)整 電力系統(tǒng)綜合調(diào)壓 電力系統(tǒng)無(wú)功功率的最優(yōu)分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整76 4.2.1電壓調(diào)整的必要性 額定電壓 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整77 4.2.2電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 電壓水平取決于無(wú)功功率的平衡 無(wú)功功率負(fù)荷和無(wú)功功率損耗 無(wú)功功率電源 無(wú)功功率平衡 無(wú)功平衡與電壓水平 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整78 4.2.3電力系統(tǒng)的電壓管理與調(diào)整 電力系統(tǒng)允許的電壓偏移 中樞點(diǎn)的電壓管理 電力系統(tǒng)的

35、電壓調(diào)整 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整79 4.2.3電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整 改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓 變壓器調(diào)壓 固定變比變壓器 有載調(diào)壓變壓器 加壓調(diào)壓變壓器 無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓 并聯(lián)補(bǔ)償 串聯(lián)補(bǔ)償 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整80 4.2.4電力系統(tǒng)綜合調(diào)壓 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整81 4.2.5電力系統(tǒng)無(wú)功功率的最優(yōu)分配 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整82 第四章小結(jié) 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整83 第五章電力系統(tǒng)故障分析 故障類型：簡(jiǎn)單故障/復(fù)合故障 短路故障/斷路故障 5.1電力系統(tǒng)短路的基本知識(shí) 5.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析 5.3電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障分析

36、小結(jié) 第五章電力系統(tǒng)故障分析 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整84 5.1電力系統(tǒng)短路的基本知識(shí) 5.1.1短路 短路的類型 短路的主要原因 短路的危害 5.1.2計(jì)算短路電流的目的 選擇電器設(shè)備， 繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)和整定 比較和選擇系統(tǒng)主接線圖 確定限制短路電流的措施 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整85 5.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析 5.2.1恒定電勢(shì)源電路的三相短路 暫態(tài)過(guò)程 v三項(xiàng)短路時(shí)，只有周期分量是對(duì)稱的，各項(xiàng) 短路電流的非周期分量不等。非周期分量為 最大值或零值的情況只可能在一相出現(xiàn)。非非 周期電流越大，短路電流最大瞬時(shí)值越周期電流越大，短路電流最大瞬時(shí)值越 大大。 v非周期電流

37、有最大初值的條件：Im-Ipm在t=0 時(shí)與t軸平行，且有最大可能值。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整86 5.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析 短路沖擊電流：短路電流的最大可能瞬時(shí)值， 用于檢驗(yàn)電器設(shè)備的電動(dòng)力穩(wěn)定度。 v短路后回路阻抗角一般約90度，因此非周期 電流有最大初值的條件為：空載，合閘角為0。 概念：沖擊系數(shù) v短路電流有效值和最大有效值 用于檢驗(yàn)電氣設(shè)備的斷流能力和耐力強(qiáng)度 v短路容量：用于檢驗(yàn)開關(guān)的切斷能力。常只 用電流的周期分量來(lái)計(jì)算，是一個(gè)求解穩(wěn)態(tài) 正弦交流電路的問(wèn)題。 2021-8-16電力系統(tǒng)分析完整87 5.2電力系統(tǒng)對(duì)稱故障分析 5.2.2同步電機(jī)的三相短路 同步電機(jī)的基本方程 v理想發(fā)電機(jī) v電勢(shì)方程和磁鏈方程:派克方程 無(wú)阻尼繞阻同步電機(jī)的三相短路 v暫態(tài)電抗和暫態(tài)電勢(shì) 有阻尼繞阻同步電機(jī)的三相短路 v次暫態(tài)電抗和次暫態(tài)電勢(shì)