chap電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析實(shí)用

會(huì)計(jì)學(xué)1chap電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析實(shí)用（2）多股絞線扭絞，導(dǎo)線實(shí)長(zhǎng)要增加2~3%；（3）制造中，導(dǎo)線實(shí)際截面積比標(biāo)稱小，故上式運(yùn)用時(shí)，不用材料標(biāo)準(zhǔn)電阻率而用稍增大了的；α:電阻溫度系數(shù)第1頁(yè)/共49頁(yè)二、電抗輪流改換三相導(dǎo)線在桿塔上位置。第2頁(yè)/共49頁(yè)（2）分裂導(dǎo)線六分裂導(dǎo)線四分裂導(dǎo)線間隔棒第3頁(yè)/共49頁(yè)第4頁(yè)/共49頁(yè)三、電導(dǎo)輸電線路輸送功率過程中，除了電流在線路電阻內(nèi)產(chǎn)生有功功率損耗外，在周圍絕緣介質(zhì)中還產(chǎn)生功率損耗。后者即與輸電線電導(dǎo)有關(guān)，也稱為泄漏電導(dǎo)，主要與沿絕緣子串及金具泄漏損耗以及電暈損耗有關(guān)。前者損耗很小，可忽略，后者起決定作用。電暈現(xiàn)象：架空線路帶高壓情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度超過空氣擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)體附近空氣游離而產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，發(fā)出咝咝聲，并產(chǎn)生臭氧，夜間可見紫色光暈。第5頁(yè)/共49頁(yè)第6頁(yè)/共49頁(yè)四、電納第7頁(yè)/共49頁(yè)五、輸電線路等值電路

短距離：50~80km，35kV以下，電容不考慮，電阻、電感表示的集中參數(shù)電路。中距離：50km以上，不超過200~300km，110~220kV，集中參數(shù)，電導(dǎo)忽略。長(zhǎng)距離：300km以上超高壓，分布參數(shù)。π型等值電路（用得多）T型等值電路第8頁(yè)/共49頁(yè)3.2變壓器的等值電路和參數(shù)一、變壓器的等值電路

雙繞組T：近似等值電路常將勵(lì)磁支路前移到電源側(cè)。三繞組T：勵(lì)磁支路前移的星形等值電路。所有參數(shù)均折算到某側(cè)。雙繞組T等值電路

三繞組T等值電路RT：反映有功損耗（銅耗）。XT：一、二次繞組漏抗。GT：反映渦流損耗（鐵耗）。BT：代表勵(lì)磁功率。第9頁(yè)/共49頁(yè)二、雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算1．電阻短路試驗(yàn)：將一側(cè)繞組短接，在另一側(cè)繞組加電壓，使短路繞組的電流達(dá)到額定值。短路損耗約等于變壓器通過額定電流時(shí)原、副方繞組電阻的總損耗（銅耗）。高壓側(cè)加三相功率（kVA）線電壓（kV）第10頁(yè)/共49頁(yè)2．電抗三相功率（kVA）線電壓（kV）第11頁(yè)/共49頁(yè)3．電導(dǎo)低壓側(cè)加空載試驗(yàn)：將一側(cè)繞組開路，在另一側(cè)繞組加額定電壓?？蛰d電流非常小，繞組中的銅耗也很小，變壓器鐵耗約為空載損耗。三相空載損耗（kW）線電壓（kV）第12頁(yè)/共49頁(yè)4．電納第13頁(yè)/共49頁(yè)5．變比定義：變壓器兩側(cè)繞組的空載線電壓之比。第14頁(yè)/共49頁(yè)三、三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算1．電阻RT1、RT2、RT3第15頁(yè)/共49頁(yè)第16頁(yè)/共49頁(yè)上述公式用于三個(gè)繞組額定容量均相同的情況。各繞組額定容量相等的三繞組變壓器不可能三個(gè)繞組同時(shí)滿載運(yùn)行。根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際需要，三個(gè)繞組額定容量可造得不等。我國(guó)目前生產(chǎn)的變壓器三繞組容量比，按高、中、低壓繞組順序主要有100/100/100、100/100/50、100/50/100三種。變壓器銘牌上額定容量是指容量最大的一個(gè)繞組的容量，也就是高壓繞組容量。

公式中的ΔPk1、ΔPk2、ΔPk3是指繞組流過與變壓器額定容量SN相對(duì)應(yīng)的額定電流時(shí)所產(chǎn)生的損耗。做短路試驗(yàn)時(shí)，三個(gè)繞組容量不相等的變壓器將受到較小容量繞組額定電流的限制。用上式計(jì)算時(shí)必須對(duì)工廠提供的短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行折算。（折算方法略）第17頁(yè)/共49頁(yè)2．電抗XT1、XT2、XT3第18頁(yè)/共49頁(yè)3．求GT、BT只有一個(gè)勵(lì)磁支路，因此計(jì)算是一致的（空載試驗(yàn)）。四、自耦變壓器（略）五、分裂繞組變壓器（略）第19頁(yè)/共49頁(yè)3.3開式電力網(wǎng)的電壓和功率分布計(jì)算一、潮流計(jì)算概述

電力系統(tǒng)潮流計(jì)算是為了弄清楚在給定的某種運(yùn)行條件和系統(tǒng)接線下，系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)。如各母線上的電壓（幅值和相角），各元件中通過的功率大小以及功率損耗等。

傳統(tǒng)的解析法靠手算

采用了一些物理模擬裝置

應(yīng)用大型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行潮流計(jì)算。第20頁(yè)/共49頁(yè)二、單側(cè)電源的開式電力網(wǎng)的潮流分布計(jì)算開式網(wǎng)絡(luò)：只能從一個(gè)方向取得電能的網(wǎng)絡(luò)。閉式網(wǎng)絡(luò)：每一負(fù)荷至少可以從兩個(gè)方向取得電能的網(wǎng)絡(luò)。

放射式

干線式

樹狀單電源環(huán)網(wǎng)

雙電源環(huán)網(wǎng)

兩端供電網(wǎng)絡(luò)第21頁(yè)/共49頁(yè)①給定同一節(jié)點(diǎn)的功率和電壓的潮流計(jì)算1.輸電線的電壓和功率分布計(jì)算例如給出首端（發(fā)電廠）送出的功率及其母線電壓，求取末端實(shí)際送給用戶的功率及降壓變電所低壓側(cè)母線電壓。

或者已知末端負(fù)荷功率及降壓變電所低壓側(cè)母線電壓的條件下，求取首端電壓和功率。第22頁(yè)/共49頁(yè)<計(jì)算步驟>第23頁(yè)/共49頁(yè)第24頁(yè)/共49頁(yè)電壓降落縱分量電壓降落橫分量第25頁(yè)/共49頁(yè)第26頁(yè)/共49頁(yè)第27頁(yè)/共49頁(yè)注意：（1）所有計(jì)算必須取自同一點(diǎn)的電壓、功率值。（2）公式中的功率為三相功率，電壓為線電壓，阻抗為一相值。（3）實(shí)際計(jì)算中，有時(shí)要計(jì)算電壓降落，但節(jié)點(diǎn)電壓又不知道時(shí)，可以用額定電壓代替。第28頁(yè)/共49頁(yè)②

給定不同節(jié)點(diǎn)的功率和電壓的潮流計(jì)算給出：首端（發(fā)電廠）的母線電壓

末端用戶吸收的功率求?。菏锥穗姀S送出功率末端用戶實(shí)際電壓思路：先假定某未知電壓，然后按“同一點(diǎn)”方法推算，直到誤差在允許范圍內(nèi)。第29頁(yè)/共49頁(yè)③

工程上常用的幾個(gè)計(jì)算量第30頁(yè)/共49頁(yè)2.變壓器的電壓和功率分布計(jì)算

激磁支路：不變損耗——由網(wǎng)絡(luò)電壓有關(guān)，與負(fù)荷無關(guān)。阻抗支路：可變損耗——與負(fù)荷有關(guān)，與輸電線路計(jì)算方法類似。35kV以下一般不計(jì)激磁功率。阻抗支路中功率損耗（可變損耗）可由短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得：S2:通過T的負(fù)荷功率SN:T的額定功率第31頁(yè)/共49頁(yè)3.4電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整一、系統(tǒng)的無功電源、無功負(fù)荷和無功功率平衡

電壓是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，額定電壓運(yùn)行下才最經(jīng)濟(jì)、有效、安全。在額定電壓附近，電壓與無功功率關(guān)系比電壓與有功功率關(guān)系密切得多，表現(xiàn)為無功功率對(duì)電壓有較大變化率，所以分析系統(tǒng)運(yùn)行電壓水平應(yīng)從系統(tǒng)無功入手。綜合負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性第32頁(yè)/共49頁(yè)1.無功電源（1）發(fā)電機(jī)

發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)唯一的有功功率電源，同時(shí)也是最基本的無功功率電源。

發(fā)電機(jī)的額定容量通常是指額定有功功率，如；10萬(wàn)kW、60萬(wàn)kW機(jī)組等。給定的額定參數(shù)還有額定電壓、額定功率因數(shù)等。第33頁(yè)/共49頁(yè)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行總受一定條件，如繞組溫升、勵(lì)磁繞組溫升、原動(dòng)機(jī)功率等的約束。這些約束條件決定了發(fā)電機(jī)組發(fā)出的有功、無功功率有一定的限額。隱極機(jī)運(yùn)行出力圖（E、P一定時(shí)，開口向下拋物線）第34頁(yè)/共49頁(yè)（2）同步調(diào)相機(jī)

專門用來生產(chǎn)無功功率的一種同步電機(jī)。在過勵(lì)磁、欠勵(lì)磁不同情況下，可分別發(fā)出或吸收感性無功功率。改變勵(lì)磁可以平滑調(diào)節(jié)無功輸出，單機(jī)容量也可以做得較大。所提供無功隨端電壓下降而增加，有利于電壓調(diào)整?？梢灾苯友b設(shè)在用戶附近就進(jìn)供應(yīng)無功功率，從而降低輸送過程中損耗。有功功率損耗較大，維護(hù)較復(fù)雜，運(yùn)行噪音大。第35頁(yè)/共49頁(yè)（3）靜止無功補(bǔ)償器（SVC）

20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的新型可控的靜止無功補(bǔ)償裝置。利用晶閘管所組成的電力電子開關(guān)來分別控制電容器組與電抗器的投切，典型結(jié)構(gòu)：TCR——晶閘管控制電抗器型；TSC——晶閘管投切電容器型?？焖俑欂?fù)荷變動(dòng)，改變無功大小和方向——可發(fā)出容性無功或感性無功。電力電子器件的使用對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生諧波。第36頁(yè)/共49頁(yè)（4）電力電容器只能發(fā)無功功率，相當(dāng)于無功電源。容量可大可小，靈活性大，有功損耗小，適合分散安裝在負(fù)荷中心。所提供的無功功率與端電壓平方成正比：Q=U2ωC，則電壓下降時(shí)，所提供的無功會(huì)減少，與調(diào)相機(jī)的調(diào)節(jié)效應(yīng)相反。第37頁(yè)/共49頁(yè)2.無功負(fù)荷和無功損耗（1）系統(tǒng)的無功負(fù)荷主要指以滯后的功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備所吸收的感性無功功率，其中主要是異步電動(dòng)機(jī)。激磁功率漏抗中的無功損耗

額定電壓附近，電動(dòng)機(jī)取用無功隨電壓增減而增減。

當(dāng)電壓明顯低于額定值時(shí)，電動(dòng)機(jī)取用無功主要有漏抗中無功損耗決定，此時(shí)隨電壓降低，曲線反而有上升性質(zhì)。第38頁(yè)/共49頁(yè)（2）無功損耗<變壓器>

勵(lì)磁支路無功損耗，常稱為不變損耗。

變壓器漏抗對(duì)應(yīng)的無功損耗，與負(fù)荷電流平方成正比，稱為可變損耗。<輸電線路>線路電抗產(chǎn)生，與線路電流平方成正比。線路電納產(chǎn)生，其無功功率是容性的，又稱為充電功率，可看作是無功電源。線路傳輸功率較大時(shí)，電抗中消耗無功>電容發(fā)出的無功，線路等值為消耗無功；傳輸功率較小時(shí)、運(yùn)行電壓水平較高時(shí)，則電容發(fā)出的無功>電抗消耗的無功，線路等值為無功電源。第39頁(yè)/共49頁(yè)（3）無功功率平衡與電壓運(yùn)行水平系統(tǒng)的無功功率平衡，就是在運(yùn)行的每一時(shí)刻，系統(tǒng)中各無功電源所發(fā)出的總的無功功率要與系統(tǒng)的無功負(fù)荷及無功損耗相平衡。同時(shí)，為了運(yùn)行可靠及適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，還要求有一定的無功備用容量。所有無功電源所有無功負(fù)荷所有無功損耗無功備用，一般為系統(tǒng)總無功負(fù)荷的8~10%總無功電源總無功負(fù)荷+損耗第40頁(yè)/共49頁(yè)11’22’U’aUaU’’aa’’aa’Q0U1：系統(tǒng)等值無功電源的無功電壓靜態(tài)特性2：系統(tǒng)等值負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)無功損耗的無功電壓靜態(tài)特性a：1與2決定的無功功率平衡點(diǎn)Ua2’：無功負(fù)荷增加，特性上移a’：負(fù)荷增加，電源不變，1與2’決定新的無功功率平衡點(diǎn)U’a<Ua1’：無功電源增加，特性上移a’’：負(fù)荷增加，電源增加，1’與2’決定新的無功功率平衡點(diǎn)U’a<U’’a為保證系統(tǒng)電壓質(zhì)量，系統(tǒng)在規(guī)劃和運(yùn)行時(shí)，需制定無功的供需平衡關(guān)系，并保證有一定的備用容量。無功備用一般為無功負(fù)荷的7~8%。無功電源不足時(shí)，應(yīng)就近增設(shè)無功補(bǔ)償裝置。無功平衡和電壓水平關(guān)系第41頁(yè)/共49頁(yè)二、系統(tǒng)中樞點(diǎn)的電壓管理中樞點(diǎn)：指那些反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電站的母線，系統(tǒng)中大部分負(fù)荷由這些節(jié)點(diǎn)供電。它們的電壓一旦確定，系統(tǒng)其他各點(diǎn)電壓也確定了。（1）逆調(diào)壓適用：線路長(zhǎng)，負(fù)荷變動(dòng)大的中樞點(diǎn)。

大負(fù)荷：線路電壓損耗大，升高中樞點(diǎn)電壓至線路額定電壓的105%。

小負(fù)荷：取線路額定電壓。區(qū)域性的水、火電廠的高壓母線；樞紐變電站的二次母線；有地方負(fù)荷的發(fā)電廠母線。第42頁(yè)/共49頁(yè)（2）順調(diào)壓適用：線路不長(zhǎng)，負(fù)荷變動(dòng)不大的中樞點(diǎn)。

大負(fù)荷：允許中樞點(diǎn)的電壓低一點(diǎn)，但不低于線路額定電壓的102.5%。

小負(fù)荷：允許中樞點(diǎn)電壓高一點(diǎn)，但不高于線路額定電壓的107.5%。（3）常調(diào)壓介于以上二者之間的調(diào)壓方式，即在任何負(fù)荷下都保持中樞點(diǎn)電壓為線路額定電壓的102%~105%。有時(shí)候控制中樞點(diǎn)電壓不能保證所有負(fù)荷點(diǎn)電壓偏移均在允許范圍內(nèi)，則要用其他調(diào)壓方式。第43頁(yè)/共49頁(yè)三、電力系統(tǒng)的調(diào)壓措施略去線路電容功率及變壓器激磁功率，R、X為變壓器和線路已折算到高壓側(cè)的阻抗數(shù)值，可得末端電壓為：依靠發(fā)電機(jī)、變壓器的輸出端電壓達(dá)到調(diào)壓目的

（UG、K1、K2）依靠改變無功功率分布、線路參數(shù)等實(shí)現(xiàn)調(diào)壓（P、Q、R、X）第44頁(yè)/共49頁(yè)改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流即可調(diào)整端電壓。不需另增設(shè)備，最經(jīng)濟(jì)，優(yōu)先考慮。

使發(fā)電機(jī)端電壓隨負(fù)荷大小而調(diào)節(jié)：負(fù)荷大時(shí)，網(wǎng)損大，調(diào)高發(fā)電機(jī)端電壓以維持網(wǎng)絡(luò)電壓水平；負(fù)荷輕時(shí)，網(wǎng)損小，調(diào)低發(fā)電機(jī)端電壓。

適用于孤立運(yùn)行的小容量電廠或供電范圍不大、用戶性質(zhì)相似的電廠。

用戶性質(zhì)不同，或用戶距電源遠(yuǎn)近相差懸殊時(shí)，此方式不能保證所有用戶對(duì)電壓質(zhì)量要求，需與其他調(diào)壓方式配合。1.改變發(fā)電機(jī)的端電壓進(jìn)行調(diào)壓（UG）第45頁(yè)/共49頁(yè)2.改變變壓器的