第二章 電力網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路

1、2.1 輸電線路的參數(shù)2.2 輸電線路的等值電路2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)2.6 標(biāo)幺制第2章 電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和等值電路小結(jié)2.4 發(fā)電機(jī)組的運行特性和數(shù)學(xué)模型2.5 負(fù)荷的運行特性和數(shù)學(xué)模型2-1 2-1 電力線路參數(shù)和等值電路電力線路參數(shù)和等值電路學(xué)習(xí)內(nèi)容： 輸電線路的4個參數(shù)公式及應(yīng)用學(xué)習(xí)方法： 記憶r、x、g、b計算公式 理解公式中符號的含義及計算方法 三相電力線路原始參數(shù)以單位長度的電路參數(shù)來表示 r0-單位長度線路的電阻（/km） x0-單位長度線路的電抗（/km） b0-單位長度線路的電納（S/km） g0-單位長度線路的電導(dǎo)（S/km ）這4個原始參數(shù)可以通過計算或測

2、量確定，且被認(rèn)為在相當(dāng)寬的頻率范圍內(nèi)是恒定的。各個參數(shù)的意義:電阻r：反映線路的熱效應(yīng)（有功的損耗）電抗x：反映線路的磁場效應(yīng)電納b：反映線路的電場效應(yīng)電導(dǎo)g：反映電暈損耗和泄露電流 參數(shù)的計算（1）電阻 R = *l/s 或 r0 = /s （歐姆/公里）R為導(dǎo)線的直流電阻， ；為導(dǎo)線材料的電阻率,.mm2/km,銅取18.8,鋁取31.5;L為導(dǎo)線長度，km； S為導(dǎo)線載流部分的標(biāo)稱截面積，mm2；公式公式1思考：LGJ-400/50表示什么含義？載流部分截面積S該取什么值？ 鋁線部分額定截面積為400mm2，鋼線部分額定截面積為50mm2，計算時，S取400 在實際應(yīng)用中，電阻隨溫度的變

3、化而變化，可以用下面的公式進(jìn)行修正 rt=r201+ (t-20) rt、r20：t、20時的電阻（歐姆/公里） ：電阻的溫度系數(shù)。例如，鋁0.0036，銅0.00382 單相導(dǎo)線線路單位長度電抗：km 00.1445 lg0.0157D eqxr 3eqabbccaDD D D當(dāng)三相導(dǎo)線間的距離分別為當(dāng)三相導(dǎo)線間的距離分別為 、 、 時時abDbcDcaD（2）電抗r為導(dǎo)線半徑，單位mm；為導(dǎo)體材料的相對導(dǎo)磁系數(shù)，銅和鋁取1，即：km 00.1445 lg0.0157D eqxr公式公式2公式公式3 分裂導(dǎo)線線路電抗采用分裂導(dǎo)線可以采用分裂導(dǎo)線可以增大增大req，從而，從而減小電抗減小電抗n

4、rDeqxeq0157. 0lg1445. 00分裂導(dǎo)線的分裂導(dǎo)線的 等值半徑等值半徑每相分裂根數(shù)nniieqdrr21分裂導(dǎo)線中每一根導(dǎo)線的半徑一相分裂導(dǎo)線中第1根與第i根的距離 km 公式公式4公式公式51213141neqnrr d d dd（3）電納 Deq和req的意義和計電抗公式中參數(shù)含義相同 kmSrDeqb/10lg58. 760 單相導(dǎo)線線路電納kmSrDeqbeq/10lg58. 760 分裂導(dǎo)線線路電納公式公式6(4) 電導(dǎo)電暈現(xiàn)象: 就是架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度超過空氣的擊穿強(qiáng)度時，導(dǎo)線附近的空氣游離而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。在一般的電力系統(tǒng)計算中可

5、以忽略電暈損耗，在一般的電力系統(tǒng)計算中可以忽略電暈損耗，認(rèn)為認(rèn)為0g 輸電線路參數(shù)計算的幾點說明工程上已將各種型號導(dǎo)線單位長度的電阻、電抗、電納值列在設(shè)計手冊中，對于表中所列的電阻值，是指環(huán)境溫度為20C時的值。 近似計算時近似計算時: :kmx4 . 00kmsb60108 . 2 單導(dǎo)單導(dǎo)線線路路：s610當(dāng)分裂根數(shù)為當(dāng)分裂根數(shù)為3 3根時，每公里的電抗為根時，每公里的電抗為0.30 0.30 左右，每公左右，每公里的電納分別為里的電納分別為3.8 3.8 。對于分裂導(dǎo)線線路：對于分裂導(dǎo)線線路： 當(dāng)分裂根數(shù)為當(dāng)分裂根數(shù)為2 2時，每公里的電抗為時，每公里的電抗為0.33 0.33 ，每公里

6、的，每公里的電電 納為納為3.4 3.4 。s610當(dāng)分裂根數(shù)為當(dāng)分裂根數(shù)為4 4根時，每公里的電抗為根時，每公里的電抗為0.28 0.28 左右，每左右，每公里的電納為公里的電納為4.14.1 。s610 鋼導(dǎo)線，由于集膚效應(yīng)及導(dǎo)線內(nèi)部的導(dǎo)磁系數(shù)隨導(dǎo)線通過的電流大小而變化，因此，它的電阻和電抗均不恒定，無法用解析法確定，只能用實驗測定其特性，根據(jù)電流值確定其阻抗。 電纜線路的電氣參數(shù)計算比架空線路復(fù)雜得多，通常采取實測辦法，并將其電氣參數(shù)標(biāo)明在設(shè)計手冊中。 例題2.1 2.1 有一回110kV110kV架空電力線路，長度為60km60km，導(dǎo)線型號為LGJLGJ120120，導(dǎo)線計算外徑15

7、.2mm15.2mm，三相導(dǎo)線水平排列，兩相鄰導(dǎo)線之間距離為4m4m。試求該電力線路的參數(shù)。例題2.2 2.2 有一回220kV220kV架空電力線路，長度為100km100km，采用每相雙分裂導(dǎo)線，次導(dǎo)線采用LGJLGJ185185，每一根導(dǎo)線的計算外徑為19 mm19 mm，三相導(dǎo)線以不等邊三角形排列，線間距離 9m9m， 8.5m8.5m， 6.1m6.1m，分裂間距d d400mm400mm。試計算該電力線路的參數(shù)。caDbcDabD2.1 輸電線路的參數(shù)2.2 輸電線路的等值電路2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)2.6 標(biāo)幺制第2章 電力網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路小結(jié)2.4 發(fā)電機(jī)組的運行

8、特性和數(shù)學(xué)模型2.5 負(fù)荷的運行特性和數(shù)學(xué)模型學(xué)習(xí)內(nèi)容： 短、中、長線路的計算公式 熟悉輸電線路的等效電路圖學(xué)習(xí)方法： 根據(jù)公式使用條件進(jìn)行應(yīng)用 電力線路的等值電路分布參數(shù)表示的電力線路：一般我們用集中參數(shù)來表示電力線路。g0z0=r0+jx0jb0g0z0=r0+jx0z0=r0+jx0g0jb0jb0l1. 短電力線路(35kV及以下)G = 0, B = 0（電壓比較低，可忽略）（電壓比較低，可忽略）Z = R + jX= r0l+jx0l( )100lkm架2. 中等長度電力線路（110-220kV）( )100300,100kmlkm lkm架纜2Bj型（常用）:Z=R+jX1212

9、2BjG = 0（選擇導(dǎo)線截面防止了電暈）（選擇導(dǎo)線截面防止了電暈）R = r0lX = x0lB = b0lT型（增加了節(jié)點數(shù)，不常用）:等值電路：1/2Z1212jB1/2Z20 013rlKx b 20 0112blKx b 22000 001 ()6xr blKx bx 3. 長電力線路kmlkmkmlkm300100,1000300 纜纜架架(1)需近似考慮分布參數(shù)特性（線路上每一點的電壓電流均不相等）：按修正系數(shù)法制定等值電路2BjR12122BjjXKrKxKbKbCZ shCZZl 1 2(ch1)shClYZl kmlkml300,1000 纜纜架架(2)需精確考慮分布參數(shù)特

10、性：2Y Z12122Y 其中，其中，l-輸電線路的長度輸電線路的長度-線路的線路的特性阻抗特性阻抗-線路的線路的傳播系數(shù)傳播系數(shù)00zy00,CzZy000000zrjxygjb雙曲函數(shù)：ch x = (ex + e-x) / 2，sh x = (ex - e-x) / 2（3）波阻抗(特性阻抗)和自然功率對于（超）高壓輸電線路：000 x ,0rg00000zrjxjxj L00000ygjbjbj C00CLZC00jLC特性阻抗傳播系數(shù)（實數(shù)，阻性）（純虛數(shù)）-稱為“波阻抗”-稱為“相位系數(shù)”線路電感線路電容自然功率:也稱波阻抗負(fù)荷，是指負(fù)荷阻抗為波阻抗時，該負(fù)荷所消耗的功率。設(shè)波阻抗

11、端電壓為UN，則自然功率為：輸送功率大于自然功率時，線路末端電壓低于始端；反之，小于自然功率時，末端電壓高于始端。2NnnCUSPZ額定電壓kV導(dǎo)線分裂數(shù)波阻抗自然功率MW22013801272202300160330230036050032808935004260962下表列出了架空線路的波阻抗和自然功率的典型值2.1 輸電線路的參數(shù)2.2 輸電線路的等值電路2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)2.6 標(biāo)幺制第2章 電力網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路小結(jié)2.4 發(fā)電機(jī)組的運行特性和數(shù)學(xué)模型2.5 負(fù)荷的運行特性和數(shù)學(xué)模型學(xué)習(xí)內(nèi)容： 雙繞組變壓器的等值電路和參數(shù)計算公式 三繞組變壓器的等值電路和參數(shù)計算公

12、式學(xué)習(xí)方法： 記憶變壓器等值電路圖 根據(jù)空載、短路試驗來理解并記憶4個參數(shù)的計算公式雙繞組變壓器三繞組變壓器自耦變壓器變壓器內(nèi)部繞組雙繞組變壓器一、等值電路1. 型等值電路（電機(jī)學(xué)）2.“”型等值電路在電力系統(tǒng)中一般采用型等值電路因為勵磁電流比較小，所以可以將勵磁回路移到電源側(cè)RT=R1+R1 XT=X1+X1 3.一型等值電路（忽略勵磁導(dǎo)納）二、各參數(shù)的獲取1.預(yù)備知識： 變壓器損耗變壓器電能損耗分析 變壓器損耗包括有功功率損耗和無功功率損耗兩部分。 變壓器的有功功率損耗：變壓器有功功率損耗有鐵損和銅損，鐵損又稱空載損失，其值與鐵心材質(zhì)有關(guān)，而與負(fù)荷大小無關(guān)，是基本不變的；而銅損為變壓器有負(fù)

13、荷時其一、二次繞組中的有功功率損耗，與負(fù)荷電流平方成正比，負(fù)載電流為額定值時的銅損又稱短路損失。 變壓器的無功功率損耗：變壓器無功消耗由兩部分組成，一部分用來產(chǎn)生主磁通、由勵磁電流即空載電流造成的損耗Q0，它與勵磁電流成正比。另一部分是消耗在一、二次繞組電抗上的無功功率，與短路電壓成正比。 變壓器銘牌 變壓器試驗短路實驗空載試驗短路實驗：將一側(cè)繞組短接，在另一側(cè)繞組施加電壓，使短路繞組的電流達(dá)到額定值。（a）接線圖 （b）等效電路單相變壓器短路試驗()%PsUs短路損耗短路電壓 百分值說明：1)高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路； 由于變壓器短路阻抗很小，如果在額定電壓下短路，則短路電流可達(dá)（9.520

14、）IN，將損壞變壓器，所以做短路試驗時，外施電壓必須很低，通常為（0.050.15）UN，以限制短路電流。Nksssssss2)通過調(diào)節(jié)電壓,讓電流I 在01.3I 范圍內(nèi)變化,測出對應(yīng)的U ,I 和P ,畫出I =f(U )和P =f(U )曲線;3）由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為 。sCuPP4）短路電壓標(biāo)在銘牌上的參數(shù)短路電壓為短路阻抗與一次側(cè)額定電流的乘積。通常用它與一次側(cè)額定電壓的比值來表示*111111100%100%sNssssNNNNUIZZUZUUUI上式表明，阻抗電壓就是變壓器短路并且短路電流達(dá)額定上式表明，阻抗電壓就是變壓器短路并且短路電流達(dá)額定

15、值時所值時所一次側(cè)所加電壓一次側(cè)所加電壓與與一次側(cè)額定電壓一次側(cè)額定電壓的比值，所以稱的比值，所以稱為短路電壓。為短路電壓。空載實驗：將一側(cè)繞組開路，在另一側(cè)繞組加額定電壓，此時變壓器有功損耗即為空載損耗，原邊電流即為空載電流。（a）接線圖 （b）等效電路單相變壓器空載試驗%)(00IP百分值空載電流空載損耗說明1）二次側(cè)開路，一次側(cè)加額定電壓。測量電壓U1、空載電流I0、輸入功率P0和開路電壓U20。2）因變壓器空載時無功率輸出，所以輸入的功率全部消耗在變壓器的內(nèi)部，為鐵芯損耗和空載銅耗之和。3） pFeI02R1，故可忽略空載銅耗，認(rèn)為P0PFe11XXRRmm空載電流I0很小001%*1

16、00NIII2.參數(shù)的計算求RT ,0TSScuFeFeRPPPPP 由決定外加電壓比較小，TNNTNSRUSRIP2233332210NNSTSUPR:sNNP kWSkVAUkV求XT XT由短路試驗得到的US%決定； US%是變壓器通過額定電流時在阻抗上產(chǎn)生的電壓降的百分?jǐn)?shù)，對于大容量變壓器，其繞組電壓比電抗小得多，可近似認(rèn)為，通過額定電流時，電壓器電抗上的電壓降可以用短路電壓百分比表示 。3210100%NNSTSUUX:NNSkVAUkV%100%1003%2NTNNTNSUXSUXIU求GT： GT由空載試驗的 P0決定，由于空載電流很小，一次繞組中的損耗可忽略：T2N0cuFec

17、u0GUP, 0P,PPPSUPGNT32010kVUkWPN:0求BT：BT由空載試驗的I0%決定，空載電流中的有功分量很小，可近似認(rèn)為空載電流等于無功分量%100BSU%100IB3U%ITN2NNTN0SUSIBNNT32010100%:NNSkVAUkV注意：1.各量單位：2.UN為哪側(cè)的，則算出的參數(shù)、等值電路為折合到該側(cè)的。當(dāng)折算到1側(cè)時，以上各式中的電壓UN應(yīng)該取1側(cè)繞組的額定電壓U1N；當(dāng)折算到2側(cè)時，以上各式中的電壓UN應(yīng)該取2側(cè)繞組的額定電壓U2N3.三相變壓器不論其接法如何，求出的參數(shù)都是等值成Y/Y接法中的一相參數(shù)4.勵磁支路放在功率輸入側(cè)(電源側(cè)、一次側(cè)) 0()()

18、()()kNNSP kWUkVSVAP kW、三繞組變壓器等值電路 參數(shù)的獲得短路試驗：一側(cè)加低電壓，使電流達(dá)額定，另兩側(cè)中，一側(cè)短路、一側(cè)開路。 分別為兩兩繞組間由短路試驗測得的短路損耗 分別為兩兩繞組間由短路試驗測得的短路電壓百分比%U%U%UPPP1)S(33)S(22)S(11)S(3)3S(22)S(1、S(1 2)S(2 3)S(3 1)PPP、S(1 2)S(2 3)S(3 1)%U%UU、開路試驗:（空載試驗）一側(cè)加UN，另兩側(cè)開路。 GT、BT求法與雙繞組相同求R1、R2、R3 三繞組變壓器三個繞組容量不一定相等，繞組額定容量比有 100/100/100、100/100/50

19、、100/50/100 （1） 容量比為 時: 設(shè)為各繞組對應(yīng)的短路損耗321100/100/1003S2S1SPPP、則：整理得：:sNNP kWSkVAUkV1S3S)13(S3S2S)32(S2S1S)21(SPPPPPPPPP)21(S)32(S)13(S3S)13(S)21(S)32(S2S)32(S)12(S)21(S1SPPP21PPPP21PPPP21P322333222232211101010NNSNNSNNSSUPRSUPRSUPR容量比不相等時，如 應(yīng)該注意以下幾點參數(shù)是對應(yīng)變壓器額定容量下的參數(shù)。50%變壓器容量的繞組參與短路試驗，只能做到1/2的變壓器容量所允許的電流

20、。在折合后的變壓器中，繞組間的容量比也就是電流比，而損耗與電流的平方成正比，因此必須將50%容量的繞組對應(yīng)的短路試驗數(shù)據(jù)歸算至變壓器容量。321100/50/10022)21(/)21()(NNSSSSPP232)32(/)32()min(NNNSSSSSPP23)13(/)13()(NNSSSSPP思考：容量比為100/50/100的變壓器，歸算公式應(yīng)該是什么？/2/2(12)(12)(12)2100()()50NSSSNSPPPS /2/2(2 3)(2 3)(2 3)23100()()min50NSSSNNSPPPSS/2/2(3 1)(3 1)(3 1)3100()()100NSSSN

21、SPPPS 求X1、X2、X3 設(shè)各繞組對應(yīng)的短路電壓US1%,US2%,US3%，則： 1(1 2)(3 1)(2 3)2(1 2)(2 3)(1 3)3(2 3)(3 1)(1 2)% 1 2(%)% 1 2(%)% 1 2(%)SSSSSSSSSSSSUUUUUUUUUUUU32333222321110100%10100%10100%NNSNNSNNSSUUXSUUXSUUX:NNSkVAUkV需要指出，手冊和制造廠提供的短路電壓值，不論三繞組容量比如何，通常都已折算為變壓器額定容量相對應(yīng)的值，無需像短路功率一樣進(jìn)行折算三繞組變壓器按其三個繞組排列方式的不同有兩種結(jié)構(gòu)：升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)

22、 例2.5 2.5 三相三繞組降壓變壓器的型號為SFPSLSFPSL12000/22012000/220，額定容量為120000/120000/60000KVA,120000/120000/60000KVA,額定電壓為220/121/11KV220/121/11KV。 求該變壓器的參數(shù)，并作出其等值電路。KWPs5 .132)32( ,85.14%)21( sU,25.28%)13( sU,601)21(KWPs kwPs5 .182)13( ,96. 7%)32( sU,1350KWP 663. 0%0 I自耦變壓器 一般制造廠提供的短路試驗數(shù)據(jù)，不僅短路損耗未經(jīng)歸算，短路電壓百分?jǐn)?shù)也是未經(jīng)

23、歸算的值，歸算公式如下：)%(%3)32(/)32(NNSSSSUU )%(%3)13(/)13(NNSSSSUU 2.1 輸電線路的參數(shù)2.2 輸電線路的等值電路2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)2.6 標(biāo)幺制第2章 電力網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路小結(jié)2.4 發(fā)電機(jī)組的運行特性和數(shù)學(xué)模型2.5 負(fù)荷的運行特性和數(shù)學(xué)模型隱極發(fā)電機(jī)的相量圖IjxUEdqEqUI 隱極式發(fā)電機(jī)的相量圖 Ij dqqEdx I jUqIdIdqxx隱極式發(fā)電機(jī)功率特性方程：隱極式發(fā)電機(jī)功率特性方程：)(qdqdjIIjUUjQPIUSddqdqqdxUIxUEI; sindqxUEP ddqxUxUEQ2cos qddq

24、qqddIUIUQIUIUP;cos;sinUUUUqd由向量圖得由向量圖得 Ij dqqEdx I jUqIdI隱極發(fā)電機(jī)的功角特性 隱極式發(fā)電機(jī)的功角特性曲線圖QP, P p Q2/p二隱極發(fā)電機(jī)組的運行限額和數(shù)學(xué)模型dNxUACP B T )(dNqNxUE )(dNdNxUxI FO O Q 隱極式發(fā)電機(jī)組運行極限圖 SP B C qNE Nj dNxI j N NU O Nj O b Q NI 圖 2-3 隱極式發(fā)電機(jī)組相量圖N b dNxU2dNNxUI2放大成功率圖決定隱極式發(fā)電機(jī)組運行極限的因素：1.定子繞組溫升約束。取決于定子電流即發(fā)電機(jī)的視在功率。以O(shè)點為圓心，以O(shè)B為半徑

25、的圓弧S。 2.勵磁繞組溫升約束。取決于發(fā)電機(jī)的空載電勢。以O(shè)點為圓心，以O(shè)B為半徑的圓弧F。 3.原動機(jī)功率約束。即發(fā)電機(jī)的額定功率。直線BC。 4.其他約束。當(dāng)發(fā)電機(jī)以超前功率因數(shù)運行的場合。綜合為圓弧T。 GjXGEIUGjXGEIU等值電路：用具有一定內(nèi)電抗的有源電勢支路表示。三、等值電路和數(shù)學(xué)模型GGXI jEU 發(fā)電機(jī)組在暫態(tài)運行時的數(shù)學(xué)模型既簡單，通常用兩個變量表示，即發(fā)出的有功功率P和端電壓U的大小或發(fā)出的有功功率P和無功功率Q（常用）的大小2.1 輸電線路的參數(shù)2.2 輸電線路的等值電路2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)2.6 標(biāo)幺制第2章 電力網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路小結(jié)2.4

26、 發(fā)電機(jī)組的運行特性和數(shù)學(xué)模型2.5 負(fù)荷的運行特性和數(shù)學(xué)模型負(fù)荷分類負(fù)荷曲線等值電路和數(shù)學(xué)模型電力負(fù)荷的概念： 一是指耗用電能的用電設(shè)備或用戶，如說重要負(fù)荷、一般負(fù)荷、動力負(fù)荷、照明負(fù)荷等；另一是用電設(shè)備或用戶耗用的功率或電流的大小，如說輕負(fù)荷（輕載）、重負(fù)荷（重載）、空負(fù)荷（空載）、滿負(fù)荷（滿載）等。電力系統(tǒng)的負(fù)荷用有功功率P和無功功率Q來表示。 一、電力系統(tǒng)的負(fù)荷1.幾個有關(guān)負(fù)荷的概念： 電力系統(tǒng)總負(fù)荷：就是系統(tǒng)中所有用電設(shè)備消耗功率的總和。 電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、郵電、交通、市政、商業(yè)及城鄉(xiāng)居民所消耗的功率總和。 電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷：綜合用電負(fù)荷 + 網(wǎng)絡(luò)中損耗的功率，也

27、等于系統(tǒng)中各發(fā)電廠供應(yīng)的功率。 電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷：供電負(fù)荷 + 各發(fā)電廠本身消耗的功率廠用電，也等于各發(fā)電機(jī)實際發(fā)出的功率。2、按供電可靠性分類： 一級負(fù)荷：對這一級負(fù)荷中斷供電，將造成人身事故、設(shè)備損壞，將產(chǎn)生廢品，使生產(chǎn)秩序長期不能恢復(fù)，人民生活發(fā)生混亂等。煤礦、大型醫(yī)院；大型冶煉廠，軍事基地；國家重要機(jī)關(guān)，城市公用照明等。供電方式：應(yīng)由兩個獨立電源供電。有特殊要求的一類負(fù)荷，兩個獨立電源應(yīng)該來自不同的變電站。 注： 若一級負(fù)荷容量不大，可采用蓄電池組、自備發(fā)電機(jī)等作為備用電源，也可從臨近單位獨立供電系統(tǒng)中引出低壓作為第二個獨立電源。二級負(fù)荷：對這一級負(fù)荷中斷供電，將造成大量減產(chǎn)，將使人

28、民生活受到影響等。供電方式：采用雙回線供電。當(dāng)兩回線路有困難時，允許由同一路專線供電。注:對重要的二類負(fù)荷，其雙回線應(yīng)取自不同的變壓器，也可由兩個獨立電源供電。三級負(fù)荷：所有不屬于第一，第二級負(fù)荷的，如工廠的附屬車間，小城鎮(zhèn)等。對其供電方式無特殊要求。二、負(fù)荷曲線1、定義：負(fù)荷隨時間的變化規(guī)律如：日負(fù)荷曲線表示一天24h內(nèi)負(fù)荷變化的情況 年最大負(fù)荷曲線可根據(jù)典型日負(fù)荷曲線間接制成，表示從年初到年終的整個1年內(nèi)的逐月（或逐日）綜合最大負(fù)荷的變化情形 按負(fù)荷種類分為有功功率負(fù)荷和無功功率負(fù)荷曲線；按時間長短可分為日負(fù)荷和年負(fù)荷曲線；按描述的負(fù)荷范圍可分為用戶的負(fù)荷、地區(qū)的負(fù)荷以及電力系統(tǒng)的負(fù)荷曲線

29、。2、負(fù)荷曲線的分類：有功日負(fù)荷曲線：表明電力負(fù)荷在一天24小時內(nèi)隨時間的變化情況，是安排日發(fā)電計劃，確定各發(fā)電廠任務(wù),確定系統(tǒng)運行方式等的重要依據(jù)。 有功日負(fù)荷曲線 階梯形有功日負(fù)荷曲線 maxPminP南京是省會城市，工業(yè)占比相對其他地區(qū)較低，三產(chǎn)和居民用電比重較大，表現(xiàn)出明顯的城市化特征，除夏季以外季節(jié)，全天負(fù)荷曲線趨于平坦，波動不大。徐州地區(qū)全天負(fù)荷往往出現(xiàn)倒掛現(xiàn)象，高峰負(fù)荷一般出現(xiàn)在夜間，春秋季節(jié)負(fù)荷倒掛現(xiàn)象更為明顯。這主要是這些地區(qū)高耗能行業(yè)充分利用谷時段低電價，夜間從事生產(chǎn)造成的。有功日負(fù)荷曲線 日負(fù)荷曲線的最大值稱為日最大負(fù)荷（峰荷）最小值稱為日最小負(fù)荷（谷荷）日平均負(fù)荷為24

30、024124PdtwPav負(fù)荷率反映負(fù)荷曲線的起伏情況：maxPPav負(fù)荷率小表明負(fù)荷曲線起伏大，發(fā)電機(jī)的利用率較差 240Pdtw日負(fù)荷曲線下的面積就是負(fù)荷一天所消耗的電能。即：有功年最大負(fù)荷曲線： 把一年內(nèi)每月（或每日）的最大負(fù)荷抽取出來繪成曲線，稱為年最大負(fù)荷曲線有功年最大負(fù)荷曲線 這條曲線主要用來安這條曲線主要用來安排發(fā)電設(shè)備的檢修計排發(fā)電設(shè)備的檢修計劃，同時也為制訂發(fā)劃，同時也為制訂發(fā)電機(jī)組或發(fā)電廠的擴(kuò)電機(jī)組或發(fā)電廠的擴(kuò)建計劃提供依據(jù)。建計劃提供依據(jù)。 如果負(fù)荷始終等于最大值，經(jīng)過 小時后所消耗的電能恰好等于全年的實際耗電量，則稱 為最大負(fù)荷使用時間，也叫最大負(fù)荷利用小時數(shù)。年持續(xù)負(fù)

31、荷曲線 maxTmaxT87600maxmaxmax1PdtPPwT 不同性質(zhì)的用戶、不同的生產(chǎn)班次， 值不同，根據(jù)電力系統(tǒng)的運行經(jīng)驗，各類負(fù)荷的的 數(shù)值有一個大致的范圍，如表所示。maxTmaxThTmax負(fù)荷類型負(fù)荷類型照明及生活用電照明及生活用電20003000一班制企業(yè)一班制企業(yè)15002200二班制企業(yè)二班制企業(yè)30004500三班制企業(yè)三班制企業(yè)60007000農(nóng)業(yè)用電農(nóng)業(yè)用電10001500各類用戶的最大負(fù)荷利用小時數(shù) 在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中，負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型最簡單，就是以給定的有功功率和無功功率表示。在對計算精度要求較高時，需計及負(fù)荷的靜態(tài)特性。（略）三、等值電路和數(shù)學(xué)模型LDUL

32、DULDLDLDjQPS LDj jcos)sin(cos2LDLDLDLDLDjSUZj jj j LDZ功率因數(shù)為功率因數(shù)為2.1 輸電線路的參數(shù)2.2 輸電線路的等值電路2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)2.6 標(biāo)幺制第2章 電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和等值電路小結(jié)2.4 發(fā)電機(jī)組的運行特性和數(shù)學(xué)模型2.5 負(fù)荷的運行特性和數(shù)學(xué)模型對于如下網(wǎng)絡(luò)：多電壓等級電力網(wǎng)的等值電路多電壓等級電力網(wǎng)的等值電路電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析時，同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和無功電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析時，同步發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和無功補(bǔ)償器作為向電網(wǎng)提供有功和無功的補(bǔ)償器作為向電網(wǎng)提供有功和無功的電源處理電源處理；負(fù)荷均用負(fù)荷均用有功和無功功率有功

33、和無功功率表示，電力網(wǎng)用表示，電力網(wǎng)用單相等單相等值電路值電路描述；描述；根據(jù)電氣接線圖，將各元件用根據(jù)電氣接線圖，將各元件用相應(yīng)的等值電路相應(yīng)的等值電路表表示，即可得到該電力網(wǎng)等值電路；示，即可得到該電力網(wǎng)等值電路；因計算內(nèi)容和要求的不同，元件的某些參數(shù)可略因計算內(nèi)容和要求的不同，元件的某些參數(shù)可略去，例如，去，例如，35kV35kV及以下電壓等級線路的等值電路及以下電壓等級線路的等值電路就只用一個串聯(lián)阻抗等值；就只用一個串聯(lián)阻抗等值；所有參數(shù)和變量均要歸算到一個統(tǒng)一的電壓等級所有參數(shù)和變量均要歸算到一個統(tǒng)一的電壓等級，即，即基本級基本級。參數(shù)和變量的歸算參數(shù)和變量的歸算多電壓級電力系統(tǒng)的等

34、值電路中，各元件參數(shù)、多電壓級電力系統(tǒng)的等值電路中，各元件參數(shù)、各節(jié)點電壓、支路電流必須歸算到某給定電壓等各節(jié)點電壓、支路電流必須歸算到某給定電壓等級，即級，即基本級或基準(zhǔn)級基本級或基準(zhǔn)級；變壓器參數(shù)一般都?xì)w算到它的某一側(cè)，而變壓器參數(shù)一般都?xì)w算到它的某一側(cè)，而不同電不同電壓等級的變壓器額定電壓是不相同的壓等級的變壓器額定電壓是不相同的；只有經(jīng)過歸算，才能得到網(wǎng)絡(luò)各元件之間只有電只有經(jīng)過歸算，才能得到網(wǎng)絡(luò)各元件之間只有電的聯(lián)系、沒有磁聯(lián)系的等值網(wǎng)絡(luò)。的聯(lián)系、沒有磁聯(lián)系的等值網(wǎng)絡(luò)。一一. 變壓器的變比變壓器的變比一次一次二次二次升壓變升壓變一次一次二次二次降壓變降壓變主抽頭主抽頭+5%+2.5%

35、5%2.5%+5%+2.5%主抽頭主抽頭2.5%1.裝分接頭：為適應(yīng)電力系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)的要求。裝分接頭：為適應(yīng)電力系統(tǒng)運行調(diào)節(jié)的要求。2. 裝設(shè)位置裝設(shè)位置雙卷變：雙卷變：三卷變：三卷變：高壓側(cè)高壓側(cè)高、中壓側(cè)高、中壓側(cè)3. 分接頭表示方法分接頭表示方法分接頭百分?jǐn)?shù)分接頭百分?jǐn)?shù)=分接頭電壓主抽頭電壓分接頭電壓主抽頭電壓主抽頭電壓主抽頭電壓100%100%主抽頭電壓主抽頭電壓 = 高壓繞組額壓高壓繞組額壓 = 變壓器額壓變壓器額壓4. 實際變比實際變比K KT T =（高中壓）繞組實際分接頭電壓（高中壓）繞組實際分接頭電壓低壓繞組額壓低壓繞組額壓15. 額定變比額定變比K KN N =繞組額定（主

36、抽頭）電壓繞組額定（主抽頭）電壓低壓繞組額壓低壓繞組額壓如：變壓器變比為如：變壓器變比為1211212 22.5%/10.5kV2.5%/10.5kV，工作在工作在+5%+5%分分接頭，則接頭，則1 .125 .10%)51(121 TK52.115 .10121 NK二二. 有名制表示的等值網(wǎng)絡(luò)（多電壓等級）有名制表示的等值網(wǎng)絡(luò)（多電壓等級）1. 有名制：有名制： 用實際單位表示各量的方法用實際單位表示各量的方法220kV220kV500kV500kV110kV110kV35kV35kV10kV10kVT4T4T3T3T2T2T1T1242:525242:525500:121500:1211

37、10:38.5110:38.535:1135:11L3L3L2L2L1L1各線段額定電壓各線段額定電壓各變壓器實際各變壓器實際分接頭變比分接頭變比2. 選取基本級選取基本級習(xí)慣上，選最高電壓等級（習(xí)慣上，選最高電壓等級（也可選取其它電壓等級也可選取其它電壓等級）。）。3. 各有名值各有名值按變壓器的按變壓器的實際變比實際變比歸算至基本級歸算至基本級設(shè)設(shè)待歸算待歸算電壓等級的有名值表示為電壓等級的有名值表示為設(shè)設(shè)歸算至基本級歸算至基本級的有名值表示為的有名值表示為IUBGXR、IUBGXR 、設(shè)變壓器的設(shè)變壓器的實際分接頭對應(yīng)變比實際分接頭對應(yīng)變比為為nKKK,21 則歸算公式：則歸算公式：23

38、21232123212321)/()/()()( KKKBBKKKGGKKKXXKKKRR)/()(321321 KKKIIKKKUU220kV220kV500kV500kV110kV110kV35kV35kV10kV10kVT4T4T3T3T2T2T1T1242:525242:525500:121500:121110:38.5110:38.535:1135:11L3L3L2L2L1L1如上圖，選如上圖，選500kV500kV為基本級，歸算為基本級，歸算XL123211)(KKXXLL 121/5005 .38/11032 KK基本級基本級待歸算級待歸算級 iK靠近基本級側(cè)靠近基本級側(cè)實際實際

39、電壓電壓靠近待歸算級側(cè)靠近待歸算級側(cè)實際實際電壓電壓(歸算側(cè)電壓歸算側(cè)電壓)(被歸算側(cè)電壓被歸算側(cè)電壓)4. K K也可取其兩側(cè)平均額定電壓之比（近似法）也可取其兩側(cè)平均額定電壓之比（近似法） iK靠近基本級側(cè)靠近基本級側(cè)平均額定電壓平均額定電壓靠近待歸算級側(cè)靠近待歸算級側(cè)平均額定電壓平均額定電壓三三. 標(biāo)幺制表示的等值網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺制表示的等值網(wǎng)絡(luò)1. 標(biāo)幺制：標(biāo)幺制： 系統(tǒng)中所有的電氣參數(shù)（阻抗和導(dǎo)系統(tǒng)中所有的電氣參數(shù)（阻抗和導(dǎo)納等）和變量（功率、電壓、電流等）都以納等）和變量（功率、電壓、電流等）都以與它們同名基準(zhǔn)值相對的與它們同名基準(zhǔn)值相對的比值比值表示，即表示，即標(biāo)幺值沒有單位標(biāo)幺值沒有單

40、位，如電壓，如電壓U=100kV，若基準(zhǔn)值，若基準(zhǔn)值取取U1B=200kV，則標(biāo)幺值，則標(biāo)幺值5 . 020010011 BUUU0 . 110010022 BUUU ，若取，若取 U2B=100kV，則有，則有 三三. 標(biāo)幺制表示的等值網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺制表示的等值網(wǎng)絡(luò)2. 基準(zhǔn)值的選取原則基準(zhǔn)值的選取原則 與實際有名值同單位與實際有名值同單位 滿足一定的電路關(guān)系滿足一定的電路關(guān)系BBBBBBBBYZZIUIUS133 22133BBBBBBBBBBBBUSZYSUIUZUSI BS式中：式中：BUBIBZBY-三相功率基準(zhǔn)值三相功率基準(zhǔn)值-線電壓基準(zhǔn)值線電壓基準(zhǔn)值-線電流基準(zhǔn)值線電流基準(zhǔn)值-相阻抗基

41、準(zhǔn)值相阻抗基準(zhǔn)值-相導(dǎo)納基準(zhǔn)值相導(dǎo)納基準(zhǔn)值習(xí)慣上先指定習(xí)慣上先指定SB、UB，其余各基準(zhǔn)值可以依其余各基準(zhǔn)值可以依右式推導(dǎo)出來。右式推導(dǎo)出來。通常取通常取100MVA或或1000MVA多選取基本級的額多選取基本級的額定電壓（或各級平定電壓（或各級平均額定電壓）均額定電壓） 三相電路中各物理量的三相電路中各物理量的標(biāo)幺值計算標(biāo)幺值計算方法方法：還原還原成成有名值有名值三三. 標(biāo)幺制表示的等值網(wǎng)絡(luò)（標(biāo)幺制表示的等值網(wǎng)絡(luò)（S的單位取的單位取MVA）3. 不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值之間的換算不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值之間的換算(1)發(fā)電機(jī)：已知發(fā)電機(jī)：已知)*(,NGGNGNXSU )*(BGXGBGNNGZXX)*

42、(22)*(BBGNGNNGUSSUX (2)雙卷變：已知雙卷變：已知%,%,00IPUPUSSSTNTN 222)*(1000BBTNTNSBTUSSUPR TNSNTSPR1000)*( 22)*(100%BBTNTNSBTUSSUUX100%)*(SNTUX BBTNBTNBTSUUPYUPG22020)*(10001000 TNNTSPG10000)*( BBTNTNBTNTNBTSUUSIYUSIB22020)*(100%100% 100%0)*(IBNT 基準(zhǔn)值選基準(zhǔn)值選取額定值取額定值(3)三卷變和自耦變?nèi)碜兒妥择钭?,)13(),32(),21()13(),32(),21(

43、SSUP%,3,2, 13,2, 1SSUP 111,bxrl,21)*(BBBlUSlrR ,21)*(BBBlUSlxX BBBBLSUlbYlbB211)*( %),(),(RRNRNXkVUkAI2)*(3100%BBRNRNRBRUSIUXX 100%33100%)*(RRNRNRNRNRNRXIUIUXX 將將歸算至額定容量歸算至額定容量（額定電流）下（額定電流）下求求按雙卷變求。按雙卷變求。(4)輸電線路：已知輸電線路：已知(5)電抗器：已知電抗器：已知4. 多電壓等級網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值的計算多電壓等級網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值的計算(1)準(zhǔn)確計算法（準(zhǔn)確計算法（按變壓器實際變比按變壓器實際變比）方法一

44、方法一選選基本側(cè)（級）及該側(cè)基本側(cè)（級）及該側(cè)基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值S SB B、U UB B；將將各元件各元件有名值有名值按變壓器實際變比按變壓器實際變比歸算至基本級歸算至基本級；將將各歸算后的各歸算后的有名值除以基本級的基準(zhǔn)值有名值除以基本級的基準(zhǔn)值；()()()()()()10kV10kV110kV110kV6kV6kVGT1T2L1RL230MVA10.5kVXG*(N)=0.26E=11kVUS%=10.531.5MVA10.5/121kV80kmx1= 0.4/kmUS%=10.515MVA110/6.6kV6kV300AXR%=52.5kmx1=0.08/km解：解： 選選側(cè)為基本側(cè)，取側(cè)

45、為基本側(cè)，取S SB B = 100MVA100MVA，U UB B = 10.5kV10.5kV?；炯壔炯?)()()()()()10kV10kV110kV110kV6kV6kVGT1T2L1RL230MVA10.5kVXG*(N)=0.26E=11kVUS%=10.531.5MVA10.5/121kV80kmx1= 0.4/kmUS%=10.515MVA110/6.6kV6kV300AXR%=52.5kmx1=0.08/km 將各歸算后的有名值除以基本級的基準(zhǔn)值將各歸算后的有名值除以基本級的基準(zhǔn)值 將各元件有名值按變壓器實際變比歸算至基本級將各元件有名值按變壓器實際變比歸算至基本級22

46、)*()*(BBGNGNNGBGUSSUXX ,87. 05 .10100305 .1026. 022 22)*(1100%BBTNTNSBTUSSUUX 33. 05 .101005 .315 .101005 .1022 2211)*(1BBBLUSKlxX 2212)*(2100%BBTNTNSBTUSKSUUX 58. 05 .10100)1215 .10(151101005 .10222 2212)*()(3100%BBRNRNRBRUSKKIUXX 09. 15 .10100)1215 .106 . 6110(3 . 036100522 22121)*(2)(BBBLUSKKlxX

47、38. 05 .10100)1215 .106 . 6110(5 . 208. 022 05. 15 .1011* BUEE22. 05 .10100)1215 .10(804 . 022 方法二方法二選選基本側(cè)（級）及該側(cè)基本側(cè)（級）及該側(cè)基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值S SB B、U UB B；將將基本級的基本級的基準(zhǔn)值基準(zhǔn)值（除容量、功率外）按變壓器實際（除容量、功率外）按變壓器實際變比變比歸算至各電壓級下歸算至各電壓級下，作為相應(yīng)電壓級的基準(zhǔn)值；，作為相應(yīng)電壓級的基準(zhǔn)值；各各電壓級的元件電壓級的元件有名值除以相應(yīng)電壓級的基準(zhǔn)值有名值除以相應(yīng)電壓級的基準(zhǔn)值。()()()()()()10kV10kV110k

48、V110kV6kV6kVGT1T2L1RL230MVA10.5kVXG*(N)=0.26E=11kVUS%=10.531.5MVA10.5/121kV80kmx1= 0.4/kmUS%=10.515MVA110/6.6kV6kV300AXR%=52.5kmx1=0.08/km解：解： 選選側(cè)為基本側(cè)，取側(cè)為基本側(cè)，取S SB2 B2 = 100MVA100MVA，U UB2 B2 = 121kV121kV。側(cè)基準(zhǔn)值：側(cè)基準(zhǔn)值：S SB1 B1 = S= SB2 B2 = 100MVA100MVA， U UB1 B1 = U UB2 B2 K K1 1=kV5 .101215 .10121 側(cè)基

49、準(zhǔn)值：側(cè)基準(zhǔn)值：S SB3 B3 = S= SB2 B2 = 100MVA100MVA，kV26. 71106 . 6121 U UB3 B3 = U UB2 B2 K K2 2=取取110kV110kV也可也可2112)*()1*(BBGNGNNGBGUSSUXX ,87. 05 .10100305 .1026. 022 05. 15 .10111* BUEE()()()()()()10kV10kV110kV110kV6kV6kVGT1T2L1RL230MVA10.5kVXG*(N)=0.26E=11kVUS%=10.531.5MVA10.5/121kV80kmx1= 0.4/kmUS%=1

50、0.515MVA110/6.6kV6kV300AXR%=52.5kmx1=0.08/km2112)1*(1100%BBTNTNSBTUSSUUX 33. 05 .101005 .315 .101005 .1022 2221)2*(1BBBLUSlxX 22. 0121100804 . 02 2222)2*(2100%BBTNTNSBTUSSUUX 58. 0121100151101005 .1022 233)3*(3100%BBRNRNRBRUSIUXX 09. 126. 71003 . 03610052 2331)3*(2BBBLUSlxX 38. 026. 71005 . 208. 02 4. 多電壓等級網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值的計算多電壓等級網(wǎng)絡(luò)標(biāo)幺值的計算(2)近似計算法（近似計算法（按平均額定電壓之比按平均額