電力工程第3章課件

1、第三章 電力網(wǎng)及其穩(wěn)態(tài)分析3.1 電力線路的結(jié)構(gòu)3.2 輸電線路的等值電路和電氣參數(shù)3.3 變壓器等值電路和參數(shù)的計(jì)算3.4 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算3.5 電力網(wǎng)的功率損耗和電能損耗3.6 標(biāo)幺制和電力網(wǎng)的等值電路3.7 簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)潮流分布計(jì)算1第三章 電力網(wǎng)及其穩(wěn)態(tài)分析3.1 電力線路的結(jié)構(gòu)13.1 電力線路的結(jié)構(gòu) 一、架空線路的結(jié)構(gòu) 架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線（即架空地線）、桿塔、絕緣子和金具等部件組成。圖3-1 架空線路的結(jié)構(gòu)導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。23.1 電力線路的結(jié)構(gòu) 一、架空線路的結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)型式主要有單股、

2、多股絞線和鋼芯鋁絞線三種。圖3-2 裸導(dǎo)線的構(gòu)造a）單股線 b）多股絞線 c）鋼芯鋁絞線導(dǎo)線材料：銅、鋁和鋼。要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐蝕、價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：分裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩大類，高壓線路一般用裸導(dǎo)線，低壓線路一般用絕緣導(dǎo)線。導(dǎo)線和避雷線3.1 電力線路的結(jié)構(gòu)3結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線和鋼芯鋁絞線三種。圖3-2 3.1 電力線路的結(jié)構(gòu)TJ銅絞線LJ鋁絞線，用于10kV及以下線路 LGJ鋼芯鋁絞線，用于35kV及以上線路 GJ鋼絞線，用作避雷線 檔距（跨距） ：同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離。 弧垂：導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低點(diǎn)

3、的垂直距離。線間距離：380V為0.40.6m；610kV為0.81m；35kV為23.5m；110kV 為34.5m。導(dǎo)線和避雷線43.1 電力線路的結(jié)構(gòu)TJ銅絞線LJ鋁絞線，用于“5“53.1 電力線路的結(jié)構(gòu)三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通訊線路應(yīng)在下面。導(dǎo)線在桿塔上的排列方式： 導(dǎo)線和避雷線63.1 電力線路的結(jié)構(gòu)三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，

4、一般都采773.1 電力線路的結(jié)構(gòu)桿塔：用來支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地之間保持一定的安全距離。 按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。按用途分：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔（承力桿塔）、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。 橫擔(dān)的長(zhǎng)度取決于線路電壓等級(jí)的高低、檔距的大小、安裝方式和使用地點(diǎn)等。橫擔(dān)：電桿上用來安裝絕緣子。常用的有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)三種。 83.1 電力線路的結(jié)構(gòu)桿塔：用來支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)直線桿塔轉(zhuǎn)角桿塔耐張桿塔終端桿塔換位桿塔跨越桿塔用來懸掛導(dǎo)線，僅承受導(dǎo)線自重、覆冰重及風(fēng)壓，是線路上使用最多的一種桿塔。裝設(shè)于線路的轉(zhuǎn)角處，必須

5、承受不平衡的拉力。 又稱分段桿塔或承力桿塔，用來承擔(dān)線路正常及故障（如斷線）情況下導(dǎo)線的拉力，對(duì)強(qiáng)度要求較高。設(shè)置在進(jìn)入發(fā)電廠或變電所線路末端的桿塔，由它來承受最后一個(gè)耐張段內(nèi)導(dǎo)線的拉力，以減輕對(duì)發(fā)電廠或變電所建筑物的拉力。用在110kV及以上的電力線路中，是為了在一定長(zhǎng)度內(nèi)實(shí)現(xiàn)三相導(dǎo)線的輪流換位，以便三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)均衡而設(shè)計(jì)的一種特殊桿塔。位于線路跨越河流、山谷等地方，因中間無法設(shè)置桿塔，檔距很大，故其高度較一般桿塔為高。9直線桿塔用來懸掛導(dǎo)線，僅承受導(dǎo)線自重、覆冰重及風(fēng)壓，是線路上 瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好的電氣絕緣性能，兼有絕緣子和橫擔(dān)的雙重功能，能節(jié)約大量的木材和鋼材，有效地降低桿塔的

6、高度，可節(jié)省線路投資30%40%。 10 瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好的電氣絕緣性能，兼有絕3.1 電力線路的結(jié)構(gòu)絕緣子和金具：絕緣子用來使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕緣距離；金具是用來連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱。針式絕緣子：用于35kV及以下線路上，用在直線桿塔或小轉(zhuǎn)角桿塔上。懸式絕緣子：用于35kV以上的高壓線路上，通常組裝成絕緣子串使用（35kV為3片串接；60kV為5片串接；110kV為7片串接）。 棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在110kV及以下線路應(yīng)用比較廣泛。113.1 電力線路的結(jié)構(gòu)絕緣子和金具：絕緣子用來使導(dǎo)線與桿高壓針式絕緣子低壓針式絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷

7、橫擔(dān)絕緣子線路盤形懸式絕緣子復(fù)合針式絕緣子復(fù)合棒式絕緣子12高壓針式絕緣子低壓針式絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷橫擔(dān)線路金具、U型抱箍、掛板 桿頂帽、拉線抱箍13線路金具、U型抱箍、掛板 桿頂帽、拉線抱箍133.1 電力線路的結(jié)構(gòu)二電纜線路的結(jié)構(gòu)電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)包皮三部分。 分為單芯、三芯和四芯等種類。單芯電纜的導(dǎo)體截面是圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)體截面除圓形外，更多是采用扇形，如圖3-13所示。圖3-13 扇形三芯電纜1導(dǎo)體 2紙絕緣 3鉛包皮 4麻襯 5鋼帶鎧甲 6麻被導(dǎo)體：由多股銅絞線或鋁絞線制成。143.1 電力線路的結(jié)構(gòu)二電纜線路的結(jié)構(gòu)電纜的結(jié)構(gòu)：包括3.1 電

8、力線路的結(jié)構(gòu)絕緣層：用來使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。 保護(hù)包皮：用來保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過程中免不受機(jī)械損傷，并防止水分浸入和絕緣油外滲。常用的包皮有鋁包皮和鉛包皮。此外，在電纜的最外層還包有鋼帶鎧甲，以防止電纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。二電纜線路的結(jié)構(gòu)電纜的結(jié)構(gòu)：153.1 電力線路的結(jié)構(gòu)絕緣層：用來使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與電纜的敷設(shè)方式：3.1 電力線路的結(jié)構(gòu)直接埋入土中：埋設(shè)深度一般為0.70.8m，應(yīng)在凍土層以下。當(dāng)多條電纜并列敷設(shè)時(shí)，應(yīng)留有一定距離，以利于散熱。 電纜溝敷設(shè)：當(dāng)電纜條數(shù)較多時(shí)，宜采用

9、電纜溝敷設(shè)，電纜置于電纜溝的支架上，溝面用水泥板覆蓋。穿管敷設(shè)：當(dāng)電力電纜在室內(nèi)明敷或暗敷時(shí)，為了防電纜受到機(jī)械損壞，一般多采用穿鋼管的敷設(shè)方式。二電纜線路的結(jié)構(gòu)16電纜的敷設(shè)方式：3.1 電力線路的結(jié)構(gòu)直接埋入土中：埋設(shè)3.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù) 一、輸電線路的參數(shù)計(jì)算1電阻：?jiǎn)胃鶎?dǎo)線的直流電阻為： 導(dǎo)線的交流電阻比直流電阻增大0.2%1%：應(yīng)考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響；導(dǎo)線為多股絞線，使每股導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度比線路長(zhǎng)度大;導(dǎo)線的額定截面（即標(biāo)稱截面）一般略大于實(shí)際截面。 通常取 ; 173.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù) 一、輸電線路的3.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù)

10、工程手冊(cè)中給出的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻r1值，則是指溫度為20時(shí)的導(dǎo)線電阻，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于20時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行修正： 為電阻的溫度系數(shù)(1/)，銅取0.00382（1/），鋁取0.0036（1/）。 2、電抗：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電抗為：式中，r為相對(duì)磁導(dǎo)率，銅和鋁的 ; r為導(dǎo)線半徑（m）；Sav為三相導(dǎo)線的線間幾何均距（m）。1電阻：183.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù) 工程手3.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù)圖3-14 三相導(dǎo)線的布置方式a）等邊三角形布置 b）水平等距布置圖3-15 一次整循環(huán)換位若三相導(dǎo)線等邊三角形排列。若三相導(dǎo)線水平等距離排列。通常架空線路的電抗值在0

11、.4/km左右193.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù)圖3-14 3.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù)3、電納：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（F/km）為： 單位長(zhǎng)度的電納（S/km）為： 一般架空線路b1的值為 S/km左右 4、電導(dǎo)：是反映沿線路絕緣子表面的泄露電流和導(dǎo)線周圍空氣電離產(chǎn)生的電暈現(xiàn)象而產(chǎn)生的有功功率損耗 。 說明：通常架空線路的絕緣良好，泄露電流很小，可以忽略不計(jì)。 203.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù)3、電納：每相導(dǎo)線3.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù)電暈現(xiàn)象：在架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線周圍的空氣被電離而產(chǎn)生局部

12、放電的現(xiàn)象。 當(dāng)線路電壓高于電暈臨界電壓時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗，與電暈相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電導(dǎo)（S/km）為： 因此， 式中， 為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（kW/km）。 注意：通常由于線路泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，近似認(rèn)為 。 在設(shè)計(jì)架空線路時(shí)依據(jù)電暈臨界電壓規(guī)定了不需要驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小外徑：110kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于9.6mm；220kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于21.3mm；60kV及以下的導(dǎo)線不必驗(yàn)算電暈臨界電壓；220kV以上的超高壓輸電線，采用分裂導(dǎo)線或擴(kuò)徑導(dǎo)線以增大每相導(dǎo)線的等值半徑，提高電暈臨界電壓213.2 輸電線路的等

13、值電路及其電氣參數(shù)電暈現(xiàn)象：在架空線3.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù)二輸電線路的等效電路一字型等效電路 ： 用于長(zhǎng)度不超過100km的架空線路（35kV及以下）和線路不長(zhǎng)的電纜線路（10kV及以下）。型或T型等效電路：（110220kV）和長(zhǎng)度不超過100km的電纜線路（10kV以上）。 用于長(zhǎng)度為100300km的架空線路圖3-16 一字型等效電路圖3-17 型或T型等效電路a）型 b）T型223.2 輸電線路的等值電路及其電氣參數(shù)二輸電線路的等效3.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算一、雙繞組變壓器 雙繞組變壓器采用型等效電路。35kV及以下的變壓器，勵(lì)磁支路可忽略不計(jì)。圖3-18 雙繞

14、組變壓器的等效電路a）型等效電路 b）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路 c）簡(jiǎn)化等效電路+_?233.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算一、雙繞組變壓器 3.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算電阻RT：電抗XT：對(duì)小容量變壓器， 則243.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算電阻RT：電抗XT：對(duì)3.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算電導(dǎo)GT：變壓器的電導(dǎo)是用來表示鐵心損耗的。 電納BT：變壓器的電納是用來表征變壓器的勵(lì)磁特性的。所以 （S） 說明：U 、S、P、Q、的單位分別為kV、kVA、kW和kvar。253.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算電導(dǎo)GT：變壓器的電導(dǎo) 3.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算二三繞組變壓

15、器三繞組變壓器的等效電路如圖3-19所示。 圖3-19 三繞組變壓器的等效電路a）勵(lì)磁回路用導(dǎo)納表示 b）勵(lì)磁回路用功率表示26 3.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算二三繞組變壓器三繞電阻RT1、 RT2、 RT33.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算三繞組變壓器容量比有三種不同類型：100/100/100：三個(gè)繞組的容量均等于變壓器的額定容量；100/100/50：第三個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%；100/50/100：第二個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%。對(duì)100/100/100的變壓器：27電阻RT1、 RT2、 RT33.3 變壓器的等值電路及3.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算電

16、阻RT1、 RT2、 RT3283.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算電阻RT1、 RT2、3.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算應(yīng)先將各繞組的短路損耗按變壓器的額定容量進(jìn)行折算，然后再計(jì)算電阻。對(duì)容量比為100/100/50的變壓器，其折算公式為式中， 、 為未折算的繞組間短路損耗（銘牌數(shù)據(jù)）； 、 為折算到變壓器額定容量下的繞組間短路損耗。對(duì)100/100/50和100/50/100的變壓器：293.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算應(yīng)先將各繞組的短路損耗3.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算電抗XT1、 XT2、XT3電導(dǎo)GT與電納BT ：同雙繞組變壓器。說明：1）廠家給出的短路電壓百分?jǐn)?shù)已歸算到變壓器

17、的額定容量，因此在計(jì)算電抗時(shí)，不論變壓器各繞組的容量比如何，其短路電壓百分?jǐn)?shù)不必再進(jìn)行折算。2）參數(shù)計(jì)算時(shí)，要求將參數(shù)歸算到哪一電壓等級(jí)，則計(jì)算公式中的 UN為相應(yīng)等級(jí)的額定電壓。303.3 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算電抗XT1、 XT2、3.4 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算 一、電壓降落的計(jì)算 1電壓降落:是指線路首末端電壓的相量差。 圖3-20 輸電線路的型等效電路及相量圖a）等效電路 b）相量圖313.4 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算 一、電壓降落的計(jì)算 1電3.4 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算一、電壓降落的計(jì)算 1.電壓降落 是指線路首末端電壓的相量差。線路的一字型等值電路323.4 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算一、電壓降落的計(jì)算

18、線路的一字電壓降落縱分量：電壓降落橫分量求首端電壓腳標(biāo)一致I2RI2 X當(dāng)已知線路末端負(fù)荷和電壓時(shí)33電壓降落縱分量：求首端電壓腳標(biāo)一致I2RI2 X當(dāng)已知線路末3.4 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算當(dāng)已知線路末端負(fù)荷和電壓時(shí)電壓降落的縱分量 電壓降落的橫分量 線路首端電壓有效值為： 343.4 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算當(dāng)已知線路末端負(fù)荷和電壓時(shí)電求末端電壓I1 XI1R35求末端電壓I1 XI1R35計(jì)算電壓降落分量注意：公式中各物理量為同一點(diǎn)的線路功率與電壓的關(guān)系 高壓輸電線路 XR無功流動(dòng)方向與電壓高低有關(guān)；有功流動(dòng)方向與電壓相位差有關(guān)。36計(jì)算電壓降落分量注意：公式中各物理量為同一點(diǎn)的362.電壓損耗(kV

19、)3.電壓偏移G電壓降落、電壓損失和電壓偏移適用于線路、變壓器。372.電壓損耗(kV)3.電壓偏移G電壓降落、電壓損失和電壓偏 一、線路的功率損耗和電能損耗的計(jì)算3.5 功率損耗與電能損耗計(jì)算jB/2jB/2線路的等值電路圖38 一、線路的功率損耗和電能損耗的計(jì)算3.5 功率損耗與電jB/2jB/2線路的等值電路 ， 一、線路的功率損耗和電能損耗的計(jì)算3.5 功率損耗與電能損耗計(jì)算39jB/2jB/2線路的等值電路 ， 線路總功率損耗：線路的電能損耗 最大負(fù)荷損耗時(shí)間 jB/2jB/2圖3-3 線路的等值電路40線路總功率損耗：線路的電能損耗 最大負(fù)荷損耗時(shí)間 jB/2j二、變壓器功率損耗和

20、電能損耗的計(jì)算 由等值電路參數(shù)計(jì)算 變壓器的等值電路 （3-20） 鐵心中的有功功率損耗，即鐵損 不變損耗消耗在一、二次線圈電阻上的有功功率損耗，即銅耗 :與負(fù)荷電流（或功率）的平方成正比?？勺儞p耗41二、變壓器功率損耗和電能損耗的計(jì)算 由等值電路參數(shù)計(jì)算 二、變壓器功率損耗和電能損耗的計(jì)算由實(shí)驗(yàn)技術(shù)參數(shù) 變壓器的電能損耗 變壓器的等值電路42二、變壓器功率損耗和電能損耗的計(jì)算由實(shí)驗(yàn)技術(shù)參數(shù)變壓器的電能結(jié)論：1、電壓損耗和功率損耗計(jì)算公式既適用于單相，也適用于三相；2、線路輸電效率:43結(jié)論：1、電壓損耗和功率損耗計(jì)算公式既適用于單相，也適用于三例3-1某220kV單回架空線路，長(zhǎng)度為200k

21、m，導(dǎo)線參數(shù)為r0=0.108/km, x0=0.42 /km, b0=2.66*10-6S/km。已知其始端輸入功率為120+j50MVA,始端電壓為240kV。求末端電壓及功率、線路的傳輸效率。解：jB/2jB/2220kV 線路的等值電路44例3-1某220kV單回架空線路，長(zhǎng)度為200km，jB/2已知端jB/2jB/2220kV 線路的等值電路待求端45已知端jB/2jB/2220kV 線路的等值電路待求端45末端電壓：jB/2jB/2220kV 線路的等值電路流經(jīng)線路46末端電壓：jB/2jB/2220kV 線路的等值電路流經(jīng)線路jB/2jB/2220kV 線路的等值電路末端功率：

22、線路的傳輸效率:47jB/2jB/2220kV 線路的等值電路末端功率：線路的傳例3-2有一臺(tái)雙繞組變壓器，額定容量為SN=31.5MVA, 電壓比為110kV/10.5kV,短路損耗Pk=190kW,短路電壓百分?jǐn)?shù)Uk%=10.5,空載損耗P0=25kW，空載電流百分?jǐn)?shù)I0%=0.8,通過變壓器的簡(jiǎn)化持續(xù)負(fù)荷曲線如圖所示，全年負(fù)荷功率及功率因數(shù)見表。求：（1）通過變壓器負(fù)荷的最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)；（2）求變壓器全年的電能損耗（設(shè)低壓母線電壓保持10.5kV不變）48例3-2有一臺(tái)雙繞組變壓器，額定容量為SN=31.5MVA,P1P2P30 2000 6500 8760 t/hP/MWcosP1

23、0.9SN0.9P20.7SN0.85P30.5SN0.8解：最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)49P10 2000 6500 8760 變壓器全年電能損耗P1P2P30 2000 6500 8760 t/h50變壓器全年電能損耗P10 2000 65003.5 功率損耗與電能損耗計(jì)算 三、線損率的計(jì)算1. 線損：發(fā)電廠發(fā)出來的電能，在電力網(wǎng)輸送、變壓、配電各環(huán)節(jié)所造成的損耗，稱為電力網(wǎng)的電能損耗，簡(jiǎn)稱為線損。包括理論線損和管理線損兩部分。 2. 線損率：指線損電量占電網(wǎng)供電量的百分?jǐn)?shù)，即實(shí)際線損率：理論線損率：513.5 功率損耗與電能損耗計(jì)算 三、線損率的計(jì)算1. 線3.6 標(biāo)幺制和電力網(wǎng)的等值電路一、標(biāo)

24、幺制1、定義：標(biāo)么制是一種相對(duì)單位制，在標(biāo)么制中各物理量用標(biāo)么值表示。標(biāo)么值=實(shí)際有名值/基準(zhǔn)值，沒有量綱。523.6 標(biāo)幺制和電力網(wǎng)的等值電路一、標(biāo)幺制522、基準(zhǔn)值的選擇基準(zhǔn)值與有名值同單位；各物理量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)該服從功率方程式和電路的歐姆定律：習(xí)慣上，選功率的基準(zhǔn)值SB、電壓的基準(zhǔn)值UB相值線值一、標(biāo)幺制532、基準(zhǔn)值的選擇習(xí)慣上，選功率的基準(zhǔn)值SB、電壓的基準(zhǔn)值UB3、 不同基準(zhǔn)的標(biāo)么值的換算額定標(biāo)么值：以額定容量和額定電壓為基準(zhǔn)的標(biāo)么值統(tǒng)一基準(zhǔn)的標(biāo)么值：一、標(biāo)幺制額定電壓UN/ kV0.220.3836103560110220330平均額定電壓Uav /kV0.230.43.156

25、.310.53763115230345線路平均額定電壓：指線路始端最大額定電壓與末端最小額定電壓的平均值。取線路額定電壓的1.05倍。543、 不同基準(zhǔn)的標(biāo)么值的換算額定標(biāo)么值：以額定容量和額定電壓 3、 不同基準(zhǔn)的標(biāo)么值的換算-SB、UB發(fā)電機(jī)：通常給出SN、UN和額定電抗標(biāo)幺值，則 變壓器：通常給出SN、UN和短路電壓百分?jǐn)?shù) ， 4.2標(biāo)幺制55 3、 不同基準(zhǔn)的標(biāo)么值的換算-SB、UB發(fā)電機(jī)：通常電抗器：通常給出INL、UNL和電抗百分?jǐn)?shù)。 式中， 為電抗器的額定容量。 輸電線路：通常給出線路長(zhǎng)度和每公里的電抗值。 一、標(biāo)幺制56電抗器：通常給出INL、UNL和電抗百分?jǐn)?shù)。 式中， 4、

26、不同電壓等級(jí)電抗標(biāo)幺值的關(guān)系取 ，則線路WL1的電抗X1折算到短路點(diǎn)的電抗為：則X1折算到第三段的標(biāo)幺值為： 各段元件參數(shù)的標(biāo)幺值只需用元件所在級(jí)的平均電壓作為基準(zhǔn)電壓來計(jì)算，而無需再進(jìn)行電壓折算。即任何一個(gè)用標(biāo)幺值表示的量，經(jīng)變壓器變換后數(shù)值不變。 4.2標(biāo)幺制圖4-2具有三個(gè)電壓等級(jí)的電力網(wǎng)57 4、不同電壓等級(jí)電抗標(biāo)幺值的關(guān)系取 一、標(biāo)幺制5、用標(biāo)么值表示的基本公式58一、標(biāo)幺制5、用標(biāo)么值表示的基本公式58二、多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)的等值電路歸算的有名值等值電路不歸算的有名值等值電路歸算的標(biāo)么值等值電路不歸算的標(biāo)么值等值電路電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計(jì)算和故障計(jì)算的電路不同：電力系統(tǒng)的故障計(jì)算時(shí),不計(jì)各元件阻

27、抗參數(shù)的電阻以及對(duì)地的導(dǎo)納支路。59二、多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)的等值電路歸算的有名值等值電路591、多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)的等值電路非標(biāo)準(zhǔn)變比穩(wěn)態(tài)計(jì)算故障計(jì)算基本級(jí)601、多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)的等值電路非標(biāo)準(zhǔn)變比穩(wěn)態(tài)計(jì)算故障計(jì)算基本級(jí)6理想變壓器：-只反映變壓器兩側(cè)的匝數(shù)比， 沒有損耗。變壓器的非標(biāo)準(zhǔn)變比即變壓器的變比標(biāo)么值變壓器的無功損耗61理想變壓器：-只反映變壓器兩側(cè)的匝數(shù)比， 沒有損2、各元件參數(shù)標(biāo)么值的計(jì)算選取統(tǒng)一功率基準(zhǔn)：SB=100MVA or SB= 1000MVA；選擇各級(jí)基準(zhǔn)電壓：基本級(jí)的基準(zhǔn)電壓等于該電壓等級(jí)的額定電壓或平均額定電壓；能消除標(biāo)么值等值電路中的理想變壓器 (k*=1)。根據(jù)基本級(jí)的基準(zhǔn)

28、電壓和基準(zhǔn)電壓比選取基準(zhǔn)電壓。基準(zhǔn)電壓比的選擇方法二、多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)的等值電路622、各元件參數(shù)標(biāo)么值的計(jì)算選取統(tǒng)一功率基準(zhǔn)：二、多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)基準(zhǔn)電壓比的選擇方法取相鄰(電壓等級(jí))的基準(zhǔn)電壓之比等于變壓器的實(shí)際變比(kB=kT), 選基本級(jí)：UB=UN 優(yōu)點(diǎn)：則所有變壓器變比標(biāo)幺值k*=1。省去理想變壓器，簡(jiǎn)化等值電路。 缺點(diǎn)：對(duì)于電磁環(huán)網(wǎng)，可能出現(xiàn)基準(zhǔn)電壓無法確定；對(duì)于多級(jí)網(wǎng)絡(luò)使基準(zhǔn)電壓與額定電壓相差甚遠(yuǎn)。因此實(shí)際電力系統(tǒng)不采用。取相鄰(電壓等級(jí))的基準(zhǔn)電壓之比等于各電壓級(jí)的額定電壓或額定平均電壓之比。基本級(jí)：UB=UN（UNav） 優(yōu)點(diǎn)：基準(zhǔn)電壓明確，以直觀判斷所得電壓的高低，不會(huì)出現(xiàn)基準(zhǔn)電

29、壓那確定的問題。 缺點(diǎn)：變壓器變比標(biāo)幺值k*1(非標(biāo)準(zhǔn)變比）。2、各元件參數(shù)標(biāo)么值的計(jì)算63基準(zhǔn)電壓比的選擇方法取相鄰(電壓等級(jí))的基準(zhǔn)電壓之比等于變壓2、各元件參數(shù)標(biāo)么值的計(jì)算基本級(jí)與其它各級(jí)的電壓標(biāo)么值的關(guān)系：工程計(jì)算中常采取以下近似計(jì)算：取統(tǒng)一SB，并為每一電壓等級(jí)規(guī)定 UBi1.05UNi （UB1，U B2，U B3）認(rèn)為變壓器的額定變比等于相鄰(電壓等級(jí))基準(zhǔn)電壓之比 k*=1642、各元件參數(shù)標(biāo)么值的計(jì)算基本級(jí)與其它各級(jí)的電壓標(biāo)么值的關(guān)系例題3-3設(shè)發(fā)電機(jī)端電壓為10.5kV,負(fù)荷用恒定阻抗表示，并聯(lián)導(dǎo)納和變壓器的電阻不計(jì)。計(jì)算簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)負(fù)荷端電壓和發(fā)電機(jī)的空載電勢(shì)65例題3-

30、3設(shè)發(fā)電機(jī)端電壓為10.5kV,負(fù)荷用恒定阻抗表示，XG*XT1*KT1*:1XL*XT2*KT2*:1XR*XC*66XG*XT1*KT1*:1XL*XT2*KT2*:1XR*X67676868小結(jié)：標(biāo)么值的特點(diǎn)1、易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性參數(shù)； 如：Xd，Xq， Uk等。2、采用標(biāo)么值，能夠簡(jiǎn)化計(jì)算公式； 如：在標(biāo)幺制下，三相/單相系統(tǒng)，線/相 電壓不再有區(qū)別。3、采用標(biāo)么值，能簡(jiǎn)化計(jì)算工作；4、但沒有量綱，物理概念不明確。69小結(jié)：標(biāo)么值的特點(diǎn)1、易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性參數(shù)；69三、變壓器的型等值電路RT jXTGT-jBTK:1理想變壓器略去或另作處理帶有理想變壓器的等值電路

31、70三、變壓器的型等值電路RT jXTGT-jBTK:1三、變壓器的型等值電路ZT/kZT/(1-k)ZT/k(k-1)K:171三、變壓器的型等值電路ZT/kZT/(1-k)ZT/k(k三、變壓器的型等值電路ZT/kZT/(1-k)ZT/k(k-1)kYT (1-K)YT K(K-1)YT72三、變壓器的型等值電路ZT/kZT/(1-k)ZT/k(k三、變壓器的型等值電路R1 jX1GT-jBTR2 jX2R3 jX3Z1K12:1K13:1Z1Z2Z373三、變壓器的型等值電路R1 jX1GT-jBTR2 意義 電力系統(tǒng)分析計(jì)算中最基本的一種：規(guī)劃、擴(kuò)建、運(yùn)行方式安排。定義 根據(jù)給定的運(yùn)行

32、條件求取給定運(yùn)行條件下的節(jié)點(diǎn)電壓和功率分布。所需知識(shí) (1)根據(jù)系統(tǒng)狀況得到元件參數(shù)：網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷、發(fā)電機(jī) (2)電路理論：節(jié)點(diǎn)電流平衡方程 (3)非線性方程組的列寫和求解3-7 簡(jiǎn)單電力網(wǎng)的潮流分布計(jì)算74意義定義所需知識(shí) (1)根據(jù)系統(tǒng)狀況得到元件參數(shù)：網(wǎng)絡(luò)、負(fù)荷3-7 簡(jiǎn)單電力網(wǎng)的潮流分布計(jì)算一、輻射網(wǎng)絡(luò)的潮流估算1、畫等值電路參數(shù)歸算法已知首端電壓、末端負(fù)荷753-7 簡(jiǎn)單電力網(wǎng)的潮流分布計(jì)算一、輻射網(wǎng)絡(luò)的潮流估算參2、計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷設(shè)各點(diǎn)電壓為網(wǎng)絡(luò)額定電壓理想變壓器模型762、計(jì)算運(yùn)算負(fù)荷設(shè)各點(diǎn)電壓為網(wǎng)絡(luò)額定電壓理想變壓器模型763、前推功率分布計(jì)算設(shè)各點(diǎn)電壓為網(wǎng)絡(luò)額定電壓773、前推功率分布計(jì)算設(shè)各點(diǎn)電壓為網(wǎng)絡(luò)