第三章輸電網運行分析課件

第三章輸電網運行分析

章節(jié)導學：本章教學內容1.電能質量分析衡量電能質量的指標主要是電壓、頻率、波形、電壓波動與閃變和三相不平衡度等。2.電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和等值電路電力線路的參數(shù)（電阻、電抗、電導和電納）和等值電路變壓器的參數(shù)和等值電路雙繞組變壓器發(fā)電機、負荷的參數(shù)和等值電路1第三章輸電網運行分析章節(jié)導學：13.電力系統(tǒng)的等值電路由單個元件的等值電路組成。電力系統(tǒng)中有多個變壓器，就有不同的電壓等級，需要將全系統(tǒng)各元件的參數(shù)歸算至同一個電壓等級，才能將各元件的等值電路連接起來，構成系統(tǒng)的等值電路。4.輸電網的潮流分析指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，電力網絡各節(jié)點的電壓和支路功率的分布情況。潮流計算是電力系統(tǒng)最基本的計算，它是根據(jù)網絡的結構、電源的分布和負荷狀況對網絡各點電壓、各支路功率以及功率損耗的一種計算。23.電力系統(tǒng)的等值電路25.電力系統(tǒng)頻率分析電力系統(tǒng)的頻率與發(fā)電機的轉速有嚴格的關系，發(fā)電機的轉速是由作用在機組轉軸上的轉矩（或功率）平衡所確定。

重點：電網各元件的參數(shù)和等值電路；電網的等值電路。難點：電網的等值電路。35.電力系統(tǒng)頻率分析3第一節(jié)電能質量分析衡量電能質量的指標主要是電壓、頻率、波形、電壓波動與閃變和三相不平衡度等。1、電壓電壓質量對各類用電設備的安全經濟運行都有直接影響。各類負荷電壓特性如圖所示。4第一節(jié)電能質量分析衡量電在電力系統(tǒng)正常運行時，供電電壓必須規(guī)定在允許的變化范圍之內。這也就是電壓的質量指標。我國目前所規(guī)定的用戶處的允許電壓變化范圍如表所示。線路額定電壓電壓允許變化范圍（％）線路額定電壓電壓允許變化范圍（％）35kV及以上±5低壓照明＋5～－1010kV及以下±7農業(yè)用戶＋5～－105在電力系統(tǒng)正常運行時，供電電壓必須規(guī)定在允許的變化范圍2、頻率電力系統(tǒng)在穩(wěn)定運行情況下，頻率值決定于所有機組的轉速，而轉速則主要決定于發(fā)電機組的轉矩平衡。每一個電力系統(tǒng)都有一個額定頻率，即所有發(fā)電機組都對應一個額定轉速。系統(tǒng)運行頻率與系統(tǒng)額定頻率之差稱為頻率偏移。頻率偏移是衡量電能質量的一項重要指標。62、頻率6我國電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz，為保證頻率的質量，其允許偏移值如表所示。

運行情況允許頻率偏差（Hz）允許標準時鐘誤差（s）正常運行小系統(tǒng)大系統(tǒng)±0.5±0.24030事故運行30min以內15min以內絕不允許低于±1±1.5－4－7我國電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz，為保證頻率的質量3、波形電能質量要求：供電電壓（或電流）的波形應為正弦波。波形發(fā)生畸變的原因：系統(tǒng)中的變壓器發(fā)生鐵芯過度飽和時；變壓器中無三角形接法的繞組時；三相負荷不平衡；可控硅控制的非線性負荷等。造成的后果：影響電動機的效率和正常運行危害設備對通信線有干擾83、波形波形發(fā)生畸變的原因：造成的后果：8衡量波形畸變的技術指標：正弦波形的畸變率即：各次諧波有效值平方和的平方根與其基波有效值的百分比。9衡量波形畸變的技術指標：94、電壓波動與閃變供電電壓在兩個相鄰的、持續(xù)1s以上的電壓均方根值U1和U2之間的差值，稱為電壓變動。通常多以額定電壓的百分數(shù)來表示電壓變動的相對百分值。

電壓波動為一系列電壓變動或連續(xù)的電壓偏差。電壓波動值為電壓方均根值的兩個極值之差，常以其額定電壓的百分數(shù)表示其相對百分值。104、電壓波動與閃變電壓波動為一系列電壓變動或連續(xù)的閃變的主要決定因素有：1）供電電壓波動的幅值、頻率和波形；2）照明裝置（白熾燈的照度波動影響最大）；3）人的主觀視感。負荷急劇波動電壓急劇變動照度變動人可以感受到！閃變：11閃變的主要決定因素有：負荷急劇波動電壓急劇變動照度變動人可以5、三相不平衡度三相平衡（或對稱）、不平衡（或不對稱）

三相電壓（或電流）大小相等，相位依次（A、B、C）相差120?。例如：不平衡的原因：1）由負荷不平衡；2）系統(tǒng)三相阻抗不對稱；3）消弧線圈的不正確調諧。125、三相不平衡度三相平衡（或對稱）、不平衡（或不對稱）對稱分量法正序、負序、零序分量不平衡系統(tǒng)不平衡度（或不對稱度）：把負序分量與正序分量有效值之比電壓不平衡度：電流不平衡度：13對稱分量法正序、負序、零序分量不平衡系統(tǒng)不平衡度（或不對稱度運行實際所采用的解決辦法：1）將不對稱負荷分散接到不同的供電點；2）使不對稱負荷平衡分配到各相；3）將不對稱負荷連接到更高電壓級上供電；4）采用平衡裝置。14運行實際所采用的解決辦法：14一、電力線路的參數(shù)和等值電路（一）電力線路的參數(shù)第二節(jié)電網各元件的參數(shù)和等值電路

電阻電感（電抗）電導電容（電納）線路每千米的電阻、電抗、電導和電納的表示：15一、電力線路的參數(shù)和等值電路（一）電力線路的參數(shù)第二節(jié)電網

工程上：1、線路的電阻單位長度的電阻是相同的修正：20℃時的電阻實際溫度時的電阻電阻的溫度系數(shù)鋁取0.0036,銅取0.0038216工程上：1、線路的電阻單位長度的電阻是相同的修正：20℃時2、線路的電抗每相導線單位長度的電抗:導線半徑三相間的幾何均距采用分裂導線，等效增大導線半徑，可減小導線的電抗。172、線路的電抗每相導線單位長度的電抗:導線半徑三相間的幾何若將每相導線分裂成n根，則決定每相導線電抗的將不是每根導線的半徑r，而是等效半徑req。四分裂導線根數(shù)分裂導線根數(shù)愈多，電抗下降的愈多，但分裂導線根數(shù)超過4根時，電抗下降并不明顯。18若將每相導線分裂成n根，則決定每相導線電抗的工程上：單位長度的電阻是相同的架空線路的電抗一般都在0.40

左右。19工程上：單位長度的電阻是相同的架空線路的電抗一般都在0.43、線路的電導產生原因：

由沿絕緣子的泄漏電流（?。┖碗姇灛F(xiàn)象決定的。工程上：：單位長度的電導203、線路的電導產生原因：工程上：：單位長度的電導204、線路的電納產生原因：

導線之間及導線對大地之間的電容決定。工程上：：單位長度的電納架空線路的電納一般都在左右。

214、線路的電納產生原因：工程上：：單位長度的電納架空線（二）輸電線路的等值電路與基本方程輸電線路在正常運行時三相參數(shù)是相等的，因此可以只用其中的一相作出它的等值電路。電力線路的單相等值電路如圖所示：22（二）輸電線路的等值電路與基本方程輸電線路在為了計算上的方便，當線路長度在300km以內時，需要分析的只是線路兩端的電壓、電流及功率，可以不計線路的分布參數(shù)特性，即可以用集中參數(shù)來表示，只是對長度超過300km的遠距離輸電線路，才有必要考慮分布參數(shù)特性的影響。用集中參數(shù)表示的等值電路如圖所示：23為了計算上的方便，當線路長度在300km以內時，1、短線路的等值電路與基本方程短線路是指線長﹤100km的架空線路，且電壓在35kV及以下。與由于電壓不高，這種線路電納的影響不大，可略去。因此短線路的等值電路十分簡單，線路參數(shù)只有一個串聯(lián)總阻抗。如圖所示：241、短線路的等值電路與基本方程24由圖得基本方程為：矩陣形式為：25由圖得基本方程為：矩陣形式為：252、中等長度線路的等值電路與基本方程電壓為110－330kV、線長為100－300km的架空線路及﹤100km的電纜線路均可視為中等長度線路。這種線路，電壓較高，線路的電納一般不能忽略，等值電路常為Π形等值電路，如圖所示（圖b為G＝0）：好天氣：G＝0262、中等長度線路的等值電路與基本方程好天氣：G＝026基本方程以圖（a）為例。始端電壓和電流為：寫成矩陣形式為：27基本方程以圖（a）為例。始端電壓和電流為：寫成矩陣形式為：3、長線路的等值電路電壓為330kV及以上、線長>300km的架空線路和線長>100km的電纜線路。必須考慮分布參數(shù)特性的影響。將分布參數(shù)乘以適當?shù)男拚禂?shù)就變成了集中參數(shù)，從而可繪出用集中參數(shù)表示的等值電路。283、長線路的等值電路28電阻、電抗及電納的修正系數(shù)為：上述修正系數(shù)只適用于計算線路始、末端的電流和電壓，線路長度如超過300km、小于750km的架空線路及長度超過100km、小于250km的電纜線路。超過上述長度并要求較準確計算遠距離線路中任一點電壓和電流值時，應按均勻分布參數(shù)的線路方程計算。29電阻、電抗及電納的修正系數(shù)為：上述修正系數(shù)只適用于二、電抗器的參數(shù)和等值電路電抗器的作用是限制短路電流，由電阻很小的電感線圈構成，因此等值電路可用電抗來表示。普通電抗器每相用一個電抗表示即可，如圖所示：30二、電抗器的參數(shù)和等值電路電抗器的作用是限制一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓、額定電流和電抗百分值，由此可求電抗器的電抗。按百分值定義有：而于是得31一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓、額定電流和電抗百分三、變壓器的參數(shù)和等值電路變壓器有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器、分裂變壓器等。變壓器的參數(shù)包括電阻、電導、電抗和電納，這些參數(shù)要根據(jù)變壓器銘牌上廠家提供的短路試驗數(shù)據(jù)和空載試驗數(shù)據(jù)來求取。變壓器一般都是三相，在正常運行的情況下，由于三相變壓器是均衡對稱的電路，因此等值電路可以只用一相代表。32三、變壓器的參數(shù)和等值電路變壓器有雙繞組變壓器、三繞由于勵磁支路阻抗相對較大，勵磁電流很小T型等值電路型等值電流?。?3由于勵磁支路阻抗相對較大，勵磁電流很小T型等值電路型等值電變壓器的四個參數(shù)：銅損耗漏磁無功損耗鐵損耗勵磁無功損耗短路實驗可得：短路損耗短路電壓百分值空載實驗可得：空載損耗空載電流百分值另外銘牌上：額定容量額定電壓34變壓器的四個參數(shù)：銅損耗漏磁無功損耗鐵損耗勵磁無功損耗短路實電氣量的工程單位35電氣量的工程單位351、短路實驗求電阻和電抗IN可得：單位：工程單位：√變壓器電阻和電抗反映經過折算后的一、二繞組阻抗之和。361、短路實驗求電阻和電抗IN可得：單位：工程單位：√變壓器電由于XT》RT，則可認為短路電壓主要降落在電抗上?！坦こ虇挝唬和希?7由于XT》RT，則可認為短路電壓主要降落在電抗上?！?、空載實驗求電導和電納UN√工程單位：同上！382、空載實驗求電導和電納UN√工程單位：同上！38由于：有功分量較無功分量小得多≈

√工程單位：同上！電納39由于：有功分量較無功分量小得多≈√工程單位：同上！電納39以勵磁支路在額定電壓下的勵磁功率來表示的等值電路:40以勵磁支路在額定電壓下的勵磁功率來表示的等值電路:40三繞組變壓器的結構（a）升壓結構（b）降壓結構高壓繞組與中壓繞組之間間隙相對較大，即漏磁通道較大。使低壓繞組與高、中壓繞組的聯(lián)系緊密，有利于功率低壓向高、中壓側傳送。高、低壓繞組間間隙相對較大，即漏磁通道較大。使高壓繞組與中壓繞組聯(lián)系緊密，有利于功率從高壓向中壓側傳送。P41三繞組變壓器的結構（a）升壓結構（b）降壓結構高壓繞組與自耦變壓器的結構（a）三相接線；（b）單相接線自耦變壓器只能用于中性點直接接地的電網中，所以大都是星形接法。自耦變壓器除了自耦聯(lián)系的高壓繞組和中壓繞組外，還有一個第三繞組。為消除三次諧波電流，所以第三繞組單獨接成三角形。第三繞組與高壓及中壓繞組，只有磁的聯(lián)系，無電的聯(lián)系。第三繞組除補償三次諧波電流外，還可以連接發(fā)電機、同步調相機以及作為變電所附近用戶的供電電源或變電所的所用電源。第三繞組的容量小，小于額定容量。42自耦變壓器的結構（a）三相接線；（b）單相接線自耦變三繞組變壓器的等值電路(自學)43三繞組變壓器的等值電路(自學)43四、發(fā)電機的參數(shù)和等值電路（a）電壓源（b）電流源√廠家提供的參數(shù)有發(fā)電機額定容量，額定有功功率，額定功率因素，額定電壓及電抗百分值。據(jù)此可求得發(fā)電機電抗：與變壓器的電抗一樣44四、發(fā)電機的參數(shù)和等值電路（a）電壓源五、負荷的參數(shù)和等值電路一般有如下幾種表示方法：（1）把負荷表示成恒定功率；（2）把負荷表示成恒定阻抗；（3）用感應電機的機械特性表示負荷；（4）用負荷的靜態(tài)特性方程表示負荷。45五、負荷的參數(shù)和等值電路一般有如下幾種表示方法：45

常用：（a）用恒定功率表示負荷；（b）用恒定阻抗及導納表示負荷46常用：（a）用恒定功率表示負荷；46例3-2：解：

47例3-2：解：47等值電路：48等值電路：48第三節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路元件參數(shù)對應于多個電壓等級的等值電路元件參數(shù)對應于同一電壓等級的等值電路√元件參數(shù)對應于多個電壓等級的等值電路49第三節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路元件參數(shù)對應于多個電壓等級的等第一步第二步方法一：精確計算采用變壓器的實際額定變比，把參數(shù)的有名值歸算到基本級(最高電壓級)選取統(tǒng)一基準，將參數(shù)化為標么值方法二：近似計算采用變壓器的平均額定變比，把參數(shù)的有名值歸算到基本級(最高電壓級)選取統(tǒng)一基準，將參數(shù)化為標么值方法三：等效的方法二采用各自的平均電壓為基準，把參數(shù)的有名值就地化為標么值參數(shù)對應于同一電壓等級的等值電路50第一步第二步方法一：采用變壓器的實際額定變比，把參數(shù)的有名值方法一：精確計算1）選基本級(最高電壓級)2）采用變壓器的實際額定變比3）參數(shù)歸算加撇為歸算后值！51方法一：精確計算1）選基本級(最高電壓級)2）采用變壓器的實4）化為標么值524）化為標么值52方法三：近似計算（等效的方法二）采用各自的平均電壓為基準，把參數(shù)的有名值就地化為標么值53方法三：近似計算（等效的方法二）采用各自的平均電壓為基準，把注1:功率不存在歸算問題，但有標么值。注2：利用等值電路計算得到各支路的電流、各節(jié)點電壓的標么值后，還必須還原為原電壓等級的實際值。54注1:功率不存在歸算問題，但有標么值。注2：利用等值電路計三相系統(tǒng)中基準值的選擇通常，對于對稱的三相電力系統(tǒng)進行分析和計算時，均化成等值星型電路。因此，電壓、電流的線和相之間的關系以及三相功率與單相功率之間的關系為：有名值中55三相系統(tǒng)中基準值的選擇有名值中55在基準值中，限制條件：（1)基準值的單位與有名值單位相同；(2)各電氣量的基準值之間符合電路的基本關系式：從理論上講，五個電氣量可以任意選擇基準值，但為了使基準值之間也同有名值一樣滿足電路基本關系式，一般首先選功率和電壓的基準值，其他可按電路關系派生出來：56在基準值中，限制條件：從理論上講，五個電氣標么值用于三相系統(tǒng)雖然在有名制中某物理量在三相系統(tǒng)中和單相系統(tǒng)中是不相等的，但它們在標么制中是相等的，即有：顯然標么值的益處是給計算帶來方便。57標么值用于三相系統(tǒng)顯然標么值的益處是給計算帶來方便。57基準值改變后的標么值換算

發(fā)電機、變壓器、電抗器的電抗，廠家提供以百分值表示的數(shù)據(jù)，百分值除以100即得標么值（是以元件本身的額定電壓、額定容量為基準的標么值）。在電力系統(tǒng)計算中，當選定基本級后，應把這些電抗標么值換算成以基本級上的參數(shù)為基準的標么值。58基準值改變后的標么值換算發(fā)電機、變壓器、電抗器的電抗，例3-5：解：改進方法59例3-5：解：改進方法596060Uk61Uk6162626363Uk64Uk646565第四節(jié)輸電網的潮流分析一、潮流分布(簡介)二*、簡單電網的手工計算法三*、復雜電網的計算機算法66第四節(jié)輸電網的潮流分析一、潮流分布(簡介)66潮流分布:指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，電力網絡各節(jié)點的電壓和支路功率的分布情況。67潮流分布:指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，給定的運行條件:系統(tǒng)中各電源的功率負荷節(jié)點的功率樞紐點電壓平衡節(jié)點的電壓和相位角待求的運行狀態(tài)參量:各節(jié)點的電壓及其相位角流經各元件的功率網絡的功率損耗等。潮流分布計算68給定的運行條件:待求的運行狀態(tài)參量:潮流分布計算68潮流計算的主要目的：

1、可以檢查電力系統(tǒng)各元件（如變壓器、輸電線路等）是否過負荷，尋找預防措施。2、可以檢查電力系統(tǒng)各節(jié)點的電壓是否滿足電壓質量的要求，以及網絡結構的變化對系統(tǒng)電壓質量和安全經濟運行的影響。3、根據(jù)對各種運行方式的潮流分布計算，可以正確地選擇系統(tǒng)接線方式，合理調整負荷，以保證電力系統(tǒng)安全、可靠地運行。69潮流計算的主要目的：694、根據(jù)功率分布，可以選擇電力系統(tǒng)的電氣設備和導線截面積，可以為電力系統(tǒng)繼電保護整定計算提供必要的數(shù)據(jù)等。5、為電力系統(tǒng)的規(guī)劃和擴建提供依據(jù)。6、為調壓計算、經濟運行計算、短路計算和穩(wěn)定計算提供必要的數(shù)據(jù)。潮流計算可以分為離線計算和在線計算兩種方式。離線計算主要用于系統(tǒng)規(guī)劃設計和運行中安排系統(tǒng)的運行方式，在線計算主要用于在運行中的系統(tǒng)經常性的監(jiān)視和實時監(jiān)控。

704、根據(jù)功率分布，可以選擇電力系統(tǒng)的電氣設備和導線截第五節(jié)系統(tǒng)頻率分析一、電力系統(tǒng)的頻率二、頻率的一次調整三、頻率的二次調整71第五節(jié)系統(tǒng)頻率分析一、電力系統(tǒng)的頻率71一、電力系統(tǒng)的頻率1、電力系統(tǒng)負荷的有功功率—頻率靜態(tài)特性當電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，有功負荷隨頻率變化的特性。72一、電力系統(tǒng)的頻率1、電力系統(tǒng)負荷的有功功率—頻率靜態(tài)特性7

在額定頻率附近，負荷的有功功率與頻率呈直線關系。用標么值表示為：73在額定頻率附近，負荷的有功功率與頻率呈直線2、發(fā)電機組的有功功率—頻率靜態(tài)特性反映由頻率變化而引起汽輪機（或水輪機）輸出功率變化的關系，稱為發(fā)電機組有功功率—頻率靜態(tài)特性。742、發(fā)電機組的有功功率—頻率靜態(tài)特性74這種代表功頻靜特性的直線的斜率為負數(shù)，為標么值為：發(fā)電機的單位調節(jié)功率的倒數(shù)稱為發(fā)電機組的調差系數(shù)，即：75這種代表功頻靜特性的直線的斜率為負數(shù)，為標么值為：發(fā)電機的二、頻率的一次調整如果負荷的有功功率突然增加，由于發(fā)電機輸出的有功功率不能隨負荷的突然增加而及時變動，發(fā)電機組將減速，電力系統(tǒng)頻率將下降。在系統(tǒng)頻率下降時，發(fā)電機輸出增加，同時負荷所需的有功功率減少，最后在新的平衡點穩(wěn)定下來。這一調節(jié)過程是由發(fā)電機和負荷共同完成的。76二、頻率的一次調整如果負荷的有功功率突然增加，由于發(fā)有記則有用標么值表示為：KS稱為整個電力系統(tǒng)的有功功率—頻率靜態(tài)特性系數(shù)，又稱為電力系統(tǒng)的單位調節(jié)功率。77有記則有用標么值表示為：KS稱為整個電力系統(tǒng)的有功功率—頻三、頻率的二次調整當電力系統(tǒng)由于負荷變化引起的頻率偏移較大，采取一次調頻尚不能使其保持在允許的范圍以內時，通過頻率的二次調整才能解決。頻率的二次調整就是以手動或自動方式調節(jié)調頻器平行移動發(fā)電機組有功功率—頻率靜態(tài)特性，來改變發(fā)電機組輸出的有功功率，使頻率的偏差在允許的范圍之內。

78三、頻率的二次調整當電力系統(tǒng)由于負荷變化引起的頻率偏移在頻率的一次調整和二次調整同時進行時，系統(tǒng)負荷的增量是由三部分調節(jié)功率與之平衡的：（1）由頻率的一次調整（調速器作用）增發(fā)的功率。（2）由頻率的二次調整（調頻器作用）增發(fā)的功率。（3）由負荷自身的調節(jié)效應而減少取用的功率。79在頻率的一次調整和二次調整同時進行時，系統(tǒng)負荷的增量是用公式表示可寫成：或由上式可得如果使用調頻器進行二次調頻所得的發(fā)電機輸出功率的增量能完全抵償負荷增加的增量，就能維持原頻率不變，這樣就實現(xiàn)了頻率的無差調節(jié)。80用公式表示可寫成：或由上式可得如果使用調頻器進行二擔負有二次調頻任務的電廠稱為調頻廠。調頻廠又分成主調頻廠和輔助調頻廠。只有在主調頻廠調節(jié)后，而系統(tǒng)頻率仍不能恢復正常時，才起用輔助調頻廠。而非調頻廠在系統(tǒng)正常運行情況下，則按預先給定的負荷曲線發(fā)電。81擔負有二次調頻任務的電廠稱為調頻廠。調頻廠又分成主本章小結電能質量及其指標分析；線路的參數(shù)和等值電路（按工程習慣）；變壓器的參數(shù)和等值電路（重點掌握雙繞組變壓器和用好工程單位制）；發(fā)電機和負荷的參數(shù)和等值電路；電網的等值電路及不同電壓等級之間的歸算；輸電網的潮流和頻率分析簡介；

電力系統(tǒng)頻率分析；82本章小結電能質量及其指標第三章輸電網運行分析

章節(jié)導學：本章教學內容1.電能質量分析衡量電能質量的指標主要是電壓、頻率、波形、電壓波動與閃變和三相不平衡度等。2.電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和等值電路電力線路的參數(shù)（電阻、電抗、電導和電納）和等值電路變壓器的參數(shù)和等值電路雙繞組變壓器發(fā)電機、負荷的參數(shù)和等值電路83第三章輸電網運行分析章節(jié)導學：13.電力系統(tǒng)的等值電路由單個元件的等值電路組成。電力系統(tǒng)中有多個變壓器，就有不同的電壓等級，需要將全系統(tǒng)各元件的參數(shù)歸算至同一個電壓等級，才能將各元件的等值電路連接起來，構成系統(tǒng)的等值電路。4.輸電網的潮流分析指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，電力網絡各節(jié)點的電壓和支路功率的分布情況。潮流計算是電力系統(tǒng)最基本的計算，它是根據(jù)網絡的結構、電源的分布和負荷狀況對網絡各點電壓、各支路功率以及功率損耗的一種計算。843.電力系統(tǒng)的等值電路25.電力系統(tǒng)頻率分析電力系統(tǒng)的頻率與發(fā)電機的轉速有嚴格的關系，發(fā)電機的轉速是由作用在機組轉軸上的轉矩（或功率）平衡所確定。

重點：電網各元件的參數(shù)和等值電路；電網的等值電路。難點：電網的等值電路。855.電力系統(tǒng)頻率分析3第一節(jié)電能質量分析衡量電能質量的指標主要是電壓、頻率、波形、電壓波動與閃變和三相不平衡度等。1、電壓電壓質量對各類用電設備的安全經濟運行都有直接影響。各類負荷電壓特性如圖所示。86第一節(jié)電能質量分析衡量電在電力系統(tǒng)正常運行時，供電電壓必須規(guī)定在允許的變化范圍之內。這也就是電壓的質量指標。我國目前所規(guī)定的用戶處的允許電壓變化范圍如表所示。線路額定電壓電壓允許變化范圍（％）線路額定電壓電壓允許變化范圍（％）35kV及以上±5低壓照明＋5～－1010kV及以下±7農業(yè)用戶＋5～－1087在電力系統(tǒng)正常運行時，供電電壓必須規(guī)定在允許的變化范圍2、頻率電力系統(tǒng)在穩(wěn)定運行情況下，頻率值決定于所有機組的轉速，而轉速則主要決定于發(fā)電機組的轉矩平衡。每一個電力系統(tǒng)都有一個額定頻率，即所有發(fā)電機組都對應一個額定轉速。系統(tǒng)運行頻率與系統(tǒng)額定頻率之差稱為頻率偏移。頻率偏移是衡量電能質量的一項重要指標。882、頻率6我國電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz，為保證頻率的質量，其允許偏移值如表所示。

運行情況允許頻率偏差（Hz）允許標準時鐘誤差（s）正常運行小系統(tǒng)大系統(tǒng)±0.5±0.24030事故運行30min以內15min以內絕不允許低于±1±1.5－4－89我國電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz，為保證頻率的質量3、波形電能質量要求：供電電壓（或電流）的波形應為正弦波。波形發(fā)生畸變的原因：系統(tǒng)中的變壓器發(fā)生鐵芯過度飽和時；變壓器中無三角形接法的繞組時；三相負荷不平衡；可控硅控制的非線性負荷等。造成的后果：影響電動機的效率和正常運行危害設備對通信線有干擾903、波形波形發(fā)生畸變的原因：造成的后果：8衡量波形畸變的技術指標：正弦波形的畸變率即：各次諧波有效值平方和的平方根與其基波有效值的百分比。91衡量波形畸變的技術指標：94、電壓波動與閃變供電電壓在兩個相鄰的、持續(xù)1s以上的電壓均方根值U1和U2之間的差值，稱為電壓變動。通常多以額定電壓的百分數(shù)來表示電壓變動的相對百分值。

電壓波動為一系列電壓變動或連續(xù)的電壓偏差。電壓波動值為電壓方均根值的兩個極值之差，常以其額定電壓的百分數(shù)表示其相對百分值。924、電壓波動與閃變電壓波動為一系列電壓變動或連續(xù)的閃變的主要決定因素有：1）供電電壓波動的幅值、頻率和波形；2）照明裝置（白熾燈的照度波動影響最大）；3）人的主觀視感。負荷急劇波動電壓急劇變動照度變動人可以感受到！閃變：93閃變的主要決定因素有：負荷急劇波動電壓急劇變動照度變動人可以5、三相不平衡度三相平衡（或對稱）、不平衡（或不對稱）

三相電壓（或電流）大小相等，相位依次（A、B、C）相差120?。例如：不平衡的原因：1）由負荷不平衡；2）系統(tǒng)三相阻抗不對稱；3）消弧線圈的不正確調諧。945、三相不平衡度三相平衡（或對稱）、不平衡（或不對稱）對稱分量法正序、負序、零序分量不平衡系統(tǒng)不平衡度（或不對稱度）：把負序分量與正序分量有效值之比電壓不平衡度：電流不平衡度：95對稱分量法正序、負序、零序分量不平衡系統(tǒng)不平衡度（或不對稱度運行實際所采用的解決辦法：1）將不對稱負荷分散接到不同的供電點；2）使不對稱負荷平衡分配到各相；3）將不對稱負荷連接到更高電壓級上供電；4）采用平衡裝置。96運行實際所采用的解決辦法：14一、電力線路的參數(shù)和等值電路（一）電力線路的參數(shù)第二節(jié)電網各元件的參數(shù)和等值電路

電阻電感（電抗）電導電容（電納）線路每千米的電阻、電抗、電導和電納的表示：97一、電力線路的參數(shù)和等值電路（一）電力線路的參數(shù)第二節(jié)電網

工程上：1、線路的電阻單位長度的電阻是相同的修正：20℃時的電阻實際溫度時的電阻電阻的溫度系數(shù)鋁取0.0036,銅取0.0038298工程上：1、線路的電阻單位長度的電阻是相同的修正：20℃時2、線路的電抗每相導線單位長度的電抗:導線半徑三相間的幾何均距采用分裂導線，等效增大導線半徑，可減小導線的電抗。992、線路的電抗每相導線單位長度的電抗:導線半徑三相間的幾何若將每相導線分裂成n根，則決定每相導線電抗的將不是每根導線的半徑r，而是等效半徑req。四分裂導線根數(shù)分裂導線根數(shù)愈多，電抗下降的愈多，但分裂導線根數(shù)超過4根時，電抗下降并不明顯。100若將每相導線分裂成n根，則決定每相導線電抗的工程上：單位長度的電阻是相同的架空線路的電抗一般都在0.40

左右。101工程上：單位長度的電阻是相同的架空線路的電抗一般都在0.43、線路的電導產生原因：

由沿絕緣子的泄漏電流（?。┖碗姇灛F(xiàn)象決定的。工程上：：單位長度的電導1023、線路的電導產生原因：工程上：：單位長度的電導204、線路的電納產生原因：

導線之間及導線對大地之間的電容決定。工程上：：單位長度的電納架空線路的電納一般都在左右。

1034、線路的電納產生原因：工程上：：單位長度的電納架空線（二）輸電線路的等值電路與基本方程輸電線路在正常運行時三相參數(shù)是相等的，因此可以只用其中的一相作出它的等值電路。電力線路的單相等值電路如圖所示：104（二）輸電線路的等值電路與基本方程輸電線路在為了計算上的方便，當線路長度在300km以內時，需要分析的只是線路兩端的電壓、電流及功率，可以不計線路的分布參數(shù)特性，即可以用集中參數(shù)來表示，只是對長度超過300km的遠距離輸電線路，才有必要考慮分布參數(shù)特性的影響。用集中參數(shù)表示的等值電路如圖所示：105為了計算上的方便，當線路長度在300km以內時，1、短線路的等值電路與基本方程短線路是指線長﹤100km的架空線路，且電壓在35kV及以下。與由于電壓不高，這種線路電納的影響不大，可略去。因此短線路的等值電路十分簡單，線路參數(shù)只有一個串聯(lián)總阻抗。如圖所示：1061、短線路的等值電路與基本方程24由圖得基本方程為：矩陣形式為：107由圖得基本方程為：矩陣形式為：252、中等長度線路的等值電路與基本方程電壓為110－330kV、線長為100－300km的架空線路及﹤100km的電纜線路均可視為中等長度線路。這種線路，電壓較高，線路的電納一般不能忽略，等值電路常為Π形等值電路，如圖所示（圖b為G＝0）：好天氣：G＝01082、中等長度線路的等值電路與基本方程好天氣：G＝026基本方程以圖（a）為例。始端電壓和電流為：寫成矩陣形式為：109基本方程以圖（a）為例。始端電壓和電流為：寫成矩陣形式為：3、長線路的等值電路電壓為330kV及以上、線長>300km的架空線路和線長>100km的電纜線路。必須考慮分布參數(shù)特性的影響。將分布參數(shù)乘以適當?shù)男拚禂?shù)就變成了集中參數(shù)，從而可繪出用集中參數(shù)表示的等值電路。1103、長線路的等值電路28電阻、電抗及電納的修正系數(shù)為：上述修正系數(shù)只適用于計算線路始、末端的電流和電壓，線路長度如超過300km、小于750km的架空線路及長度超過100km、小于250km的電纜線路。超過上述長度并要求較準確計算遠距離線路中任一點電壓和電流值時，應按均勻分布參數(shù)的線路方程計算。111電阻、電抗及電納的修正系數(shù)為：上述修正系數(shù)只適用于二、電抗器的參數(shù)和等值電路電抗器的作用是限制短路電流，由電阻很小的電感線圈構成，因此等值電路可用電抗來表示。普通電抗器每相用一個電抗表示即可，如圖所示：112二、電抗器的參數(shù)和等值電路電抗器的作用是限制一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓、額定電流和電抗百分值，由此可求電抗器的電抗。按百分值定義有：而于是得113一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓、額定電流和電抗百分三、變壓器的參數(shù)和等值電路變壓器有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器、分裂變壓器等。變壓器的參數(shù)包括電阻、電導、電抗和電納，這些參數(shù)要根據(jù)變壓器銘牌上廠家提供的短路試驗數(shù)據(jù)和空載試驗數(shù)據(jù)來求取。變壓器一般都是三相，在正常運行的情況下，由于三相變壓器是均衡對稱的電路，因此等值電路可以只用一相代表。114三、變壓器的參數(shù)和等值電路變壓器有雙繞組變壓器、三繞由于勵磁支路阻抗相對較大，勵磁電流很小T型等值電路型等值電流??！115由于勵磁支路阻抗相對較大，勵磁電流很小T型等值電路型等值電變壓器的四個參數(shù)：銅損耗漏磁無功損耗鐵損耗勵磁無功損耗短路實驗可得：短路損耗短路電壓百分值空載實驗可得：空載損耗空載電流百分值另外銘牌上：額定容量額定電壓116變壓器的四個參數(shù)：銅損耗漏磁無功損耗鐵損耗勵磁無功損耗短路實電氣量的工程單位117電氣量的工程單位351、短路實驗求電阻和電抗IN可得：單位：工程單位：√變壓器電阻和電抗反映經過折算后的一、二繞組阻抗之和。1181、短路實驗求電阻和電抗IN可得：單位：工程單位：√變壓器電由于XT》RT，則可認為短路電壓主要降落在電抗上?！坦こ虇挝唬和?！119由于XT》RT，則可認為短路電壓主要降落在電抗上?！?、空載實驗求電導和電納UN√工程單位：同上！1202、空載實驗求電導和電納UN√工程單位：同上！38由于：有功分量較無功分量小得多≈

√工程單位：同上！電納121由于：有功分量較無功分量小得多≈√工程單位：同上！電納39以勵磁支路在額定電壓下的勵磁功率來表示的等值電路:122以勵磁支路在額定電壓下的勵磁功率來表示的等值電路:40三繞組變壓器的結構（a）升壓結構（b）降壓結構高壓繞組與中壓繞組之間間隙相對較大，即漏磁通道較大。使低壓繞組與高、中壓繞組的聯(lián)系緊密，有利于功率低壓向高、中壓側傳送。高、低壓繞組間間隙相對較大，即漏磁通道較大。使高壓繞組與中壓繞組聯(lián)系緊密，有利于功率從高壓向中壓側傳送。P123三繞組變壓器的結構（a）升壓結構（b）降壓結構高壓繞組與自耦變壓器的結構（a）三相接線；（b）單相接線自耦變壓器只能用于中性點直接接地的電網中，所以大都是星形接法。自耦變壓器除了自耦聯(lián)系的高壓繞組和中壓繞組外，還有一個第三繞組。為消除三次諧波電流，所以第三繞組單獨接成三角形。第三繞組與高壓及中壓繞組，只有磁的聯(lián)系，無電的聯(lián)系。第三繞組除補償三次諧波電流外，還可以連接發(fā)電機、同步調相機以及作為變電所附近用戶的供電電源或變電所的所用電源。第三繞組的容量小，小于額定容量。124自耦變壓器的結構（a）三相接線；（b）單相接線自耦變三繞組變壓器的等值電路(自學)125三繞組變壓器的等值電路(自學)43四、發(fā)電機的參數(shù)和等值電路（a）電壓源（b）電流源√廠家提供的參數(shù)有發(fā)電機額定容量，額定有功功率，額定功率因素，額定電壓及電抗百分值。據(jù)此可求得發(fā)電機電抗：與變壓器的電抗一樣126四、發(fā)電機的參數(shù)和等值電路（a）電壓源五、負荷的參數(shù)和等值電路一般有如下幾種表示方法：（1）把負荷表示成恒定功率；（2）把負荷表示成恒定阻抗；（3）用感應電機的機械特性表示負荷；（4）用負荷的靜態(tài)特性方程表示負荷。127五、負荷的參數(shù)和等值電路一般有如下幾種表示方法：45

常用：（a）用恒定功率表示負荷；（b）用恒定阻抗及導納表示負荷128常用：（a）用恒定功率表示負荷；46例3-2：解：

129例3-2：解：47等值電路：130等值電路：48第三節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路元件參數(shù)對應于多個電壓等級的等值電路元件參數(shù)對應于同一電壓等級的等值電路√元件參數(shù)對應于多個電壓等級的等值電路131第三節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路元件參數(shù)對應于多個電壓等級的等第一步第二步方法一：精確計算采用變壓器的實際額定變比，把參數(shù)的有名值歸算到基本級(最高電壓級)選取統(tǒng)一基準，將參數(shù)化為標么值方法二：近似計算采用變壓器的平均額定變比，把參數(shù)的有名值歸算到基本級(最高電壓級)選取統(tǒng)一基準，將參數(shù)化為標么值方法三：等效的方法二采用各自的平均電壓為基準，把參數(shù)的有名值就地化為標么值參數(shù)對應于同一電壓等級的等值電路132第一步第二步方法一：采用變壓器的實際額定變比，把參數(shù)的有名值方法一：精確計算1）選基本級(最高電壓級)2）采用變壓器的實際額定變比3）參數(shù)歸算加撇為歸算后值！133方法一：精確計算1）選基本級(最高電壓級)2）采用變壓器的實4）化為標么值1344）化為標么值52方法三：近似計算（等效的方法二）采用各自的平均電壓為基準，把參數(shù)的有名值就地化為標么值135方法三：近似計算（等效的方法二）采用各自的平均電壓為基準，把注1:功率不存在歸算問題，但有標么值。注2：利用等值電路計算得到各支路的電流、各節(jié)點電壓的標么值后，還必須還原為原電壓等級的實際值。136注1:功率不存在歸算問題，但有標么值。注2：利用等值電路計三相系統(tǒng)中基準值的選擇通常，對于對稱的三相電力系統(tǒng)進行分析和計算時，均化成等值星型電路。因此，電壓、電流的線和相之間的關系以及三相功率與單相功率之間的關系為：有名值中137三相系統(tǒng)中基準值的選擇有名值中55在基準值中，限制條件：（1)基準值的單位與有名值單位相同；(2)各電氣量的基準值之間符合電路的基本關系式：從理論上講，五個電氣量可以任意選擇基準值，但為了使基準值之間也同有名值一樣滿足電路基本關系式，一般首先選功率和電壓的基準值，其他可按電路關系派生出來：138在基準值中，限制條件：從理論上講，五個電氣標么值用于三相系統(tǒng)雖然在有名制中某物理量在三相系統(tǒng)中和單相系統(tǒng)中是不相等的，但它們在標么制中是相等的，即有：顯然標么值的益處是給計算帶來方便。139標么值用于三相系統(tǒng)顯然標么值的益處是給計算帶來方便。57基準值改變后的標么值換算

發(fā)電機、變壓器、電抗器的電抗，廠家提供以百分值表示的數(shù)據(jù)，百分值除以100即得標么值（是以元件本身的額定電壓、額定容量為基準的標么值）。在電力系統(tǒng)計算中，當選定基本級后，應把這些電抗標么值換算成以基本級上的參數(shù)為基準的標么值。140基準值改變后的標么值換算發(fā)電機、變壓器、電抗器的電抗，例3-5：解：改進方法141例3-5：解：改進方法5914260Uk143Uk611446214563Uk146Uk6414765第四節(jié)輸電網的潮流分析一、潮流分布(簡介)二*、簡單電網的手工計算法三*、復雜電網的計算機算法148第四節(jié)輸電網的潮流分析一、潮流分布(簡介)66潮流分布:指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，電力網絡各節(jié)點的電壓和支路功率的分布情況。149潮流分布:指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運行方式下，給定的運行條件:系統(tǒng)中各電源的功率負荷節(jié)點的功率樞紐點電壓平衡節(jié)點的電壓和相位角待求的運行狀態(tài)參量:各節(jié)點的電壓及其相位角流經各元件的功率網絡的功率損耗等。潮流分布計算150給定的運行條件:待求的運行狀態(tài)參量:潮流分布計算68潮流計算的主要目的：

1、可以檢查電力系統(tǒng)各元件（如變壓器、輸電線路等）是否過負荷，尋找預防措施