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第三章輸電網(wǎng)運(yùn)行分析
章節(jié)導(dǎo)學(xué):本章教學(xué)內(nèi)容1.電能質(zhì)量分析衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓、頻率、波形、電壓波動(dòng)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(dǎo)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(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路1第三章輸電網(wǎng)運(yùn)行分析章節(jié)導(dǎo)學(xué):13.電力系統(tǒng)的等值電路由單個(gè)元件的等值電路組成。電力系統(tǒng)中有多個(gè)變壓器,就有不同的電壓等級(jí),需要將全系統(tǒng)各元件的參數(shù)歸算至同一個(gè)電壓等級(jí),才能將各元件的等值電路連接起來(lái),構(gòu)成系統(tǒng)的等值電路。4.輸電網(wǎng)的潮流分析指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運(yùn)行方式下,電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的電壓和支路功率的分布情況。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)最基本的計(jì)算,它是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、電源的分布和負(fù)荷狀況對(duì)網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)電壓、各支路功率以及功率損耗的一種計(jì)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(jī)的轉(zhuǎn)速有嚴(yán)格的關(guān)系,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由作用在機(jī)組轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩(或功率)平衡所確定。
重點(diǎn):電網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路;電網(wǎng)的等值電路。難點(diǎn):電網(wǎng)的等值電路。35.電力系統(tǒng)頻率分析3第一節(jié)電能質(zhì)量分析衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓、頻率、波形、電壓波動(dòng)與閃變和三相不平衡度等。1、電壓電壓質(zhì)量對(duì)各類用電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有直接影響。各類負(fù)荷電壓特性如圖所示。4第一節(jié)電能質(zhì)量分析衡量電在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),供電電壓必須規(guī)定在允許的變化范圍之內(nèi)。這也就是電壓的質(zhì)量指標(biāo)。我國(guó)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(nóng)業(yè)用戶+5~-105在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),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(yùn)行情況下,頻率值決定于所有機(jī)組的轉(zhuǎn)速,而轉(zhuǎn)速則主要決定于發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)矩平衡。每一個(gè)電力系統(tǒng)都有一個(gè)額定頻率,即所有發(fā)電機(jī)組都對(duì)應(yīng)一個(gè)額定轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)運(yùn)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(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。62、頻率6我國(guó)電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz,為保證頻率的質(zhì)量,其允許偏移值如表所示。
運(yùn)行情況允許頻率偏差(Hz)允許標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘誤差(s)正常運(yùn)行小系統(tǒng)大系統(tǒng)±0.5±0.24030事故運(yùn)行30min以內(nèi)15min以內(nèi)絕不允許低于±1±1.5-4-7我國(guó)電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz,為保證頻率的質(zhì)量3、波形電能質(zhì)量要求:供電電壓(或電流)的波形應(yīng)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(guò)度飽和時(shí);變壓器中無(wú)三角形接法的繞組時(shí);三相負(fù)荷不平衡;可控硅控制的非線性負(fù)荷等。造成的后果:影響電動(dòng)機(jī)的效率和正常運(yùn)行危害設(shè)備對(duì)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(shù)指標(biāo):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(shù)指標(biāo):94、電壓波動(dòng)與閃變供電電壓在兩個(gè)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(dòng)。通常多以額定電壓的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示電壓變動(dòng)的相對(duì)百分值。
電壓波動(dòng)為一系列電壓變動(dòng)或連續(xù)的電壓偏差。電壓波動(dòng)值為電壓方均根值的兩個(gè)極值之差,常以其額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示其相對(duì)百分值。104、電壓波動(dòng)與閃變電壓波動(dòng)為一系列電壓變動(dòng)或連續(xù)的閃變的主要決定因素有:1)供電電壓波動(dòng)的幅值、頻率和波形;2)照明裝置(白熾燈的照度波動(dòng)影響最大);3)人的主觀視感。負(fù)荷急劇波動(dòng)電壓急劇變動(dòng)照度變動(dòng)人可以感受到!閃變:11閃變的主要決定因素有:負(fù)荷急劇波動(dòng)電壓急劇變動(dòng)照度變動(dòng)人可以5、三相不平衡度三相平衡(或?qū)ΨQ)、不平衡(或不對(duì)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(fù)荷不平衡;2)系統(tǒng)三相阻抗不對(duì)稱;3)消弧線圈的不正確調(diào)諧。125、三相不平衡度三相平衡(或?qū)ΨQ)、不平衡(或不對(duì)稱)對(duì)稱分量法正序、負(fù)序、零序分量不平衡系統(tǒng)不平衡度(或不對(duì)稱度):把負(fù)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(duì)稱分量法正序、負(fù)序、零序分量不平衡系統(tǒng)不平衡度(或不對(duì)稱度運(yùn)行實(shí)際所采用的解決辦法:1)將不對(duì)稱負(fù)荷分散接到不同的供電點(diǎn);2)使不對(duì)稱負(fù)荷平衡分配到各相;3)將不對(duì)稱負(fù)荷連接到更高電壓級(jí)上供電;4)采用平衡裝置。14運(yùn)行實(shí)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(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路
電阻電感(電抗)電導(dǎo)電容(電納)線路每千米的電阻、電抗、電導(dǎo)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(wǎng)
工程上:1、線路的電阻單位長(zhǎng)度的電阻是相同的修正:20℃時(shí)的電阻實(shí)際溫度時(shí)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(zhǎng)度的電阻是相同的修正:20℃時(shí)2、線路的電抗每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗:導(dǎo)線半徑三相間的幾何均距采用分裂導(dǎo)線,等效增大導(dǎo)線半徑,可減小導(dǎo)線的電抗。172、線路的電抗每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗:導(dǎo)線半徑三相間的幾何若將每相導(dǎo)線分裂成n根,則決定每相導(dǎo)線電抗的將不是每根導(dǎo)線的半徑r,而是等效半徑req。四分裂導(dǎo)線根數(shù)分裂導(dǎo)線根數(shù)愈多,電抗下降的愈多,但分裂導(dǎo)線根數(shù)超過(guò)4根時(shí),電抗下降并不明顯。18若將每相導(dǎo)線分裂成n根,則決定每相導(dǎo)線電抗的工程上:?jiǎn)挝婚L(zhǎng)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:?jiǎn)挝婚L(zhǎng)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(dǎo)產(chǎn)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::?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的電導(dǎo)203、線路的電導(dǎo)產(chǎn)生原因:工程上::?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的電導(dǎo)204、線路的電納產(chǎn)生原因:
導(dǎo)線之間及導(dǎo)線對(duì)大地之間的電容決定。工程上::?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的電納架空線路的電納一般都在左右。
214、線路的電納產(chǎn)生原因:工程上::?jiǎn)挝婚L(zhǎng)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(yùn)行時(shí)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(jì)算上的方便,當(dāng)線路長(zhǎng)度在300km以內(nèi)時(shí),需要分析的只是線路兩端的電壓、電流及功率,可以不計(jì)線路的分布參數(shù)特性,即可以用集中參數(shù)來(lái)表示,只是對(duì)長(zhǎng)度超過(guò)300km的遠(yuǎn)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(jì)算上的方便,當(dāng)線路長(zhǎng)度在300km以內(nèi)時(shí),1、短線路的等值電路與基本方程短線路是指線長(zhǎng)﹤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(jiǎn)單,線路參數(shù)只有一個(gè)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(zhǎng)度線路的等值電路與基本方程電壓為110-330kV、線長(zhǎng)為100-300km的架空線路及﹤100km的電纜線路均可視為中等長(zhǎng)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(zhǎng)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(xiě)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(xiě)成矩陣形式為:3、長(zhǎng)線路的等值電路電壓為330kV及以上、線長(zhǎng)>300km的架空線路和線長(zhǎng)>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(dāng)?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(zhǎng)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(jì)算線路始、末端的電流和電壓,線路長(zhǎng)度如超過(guò)300km、小于750km的架空線路及長(zhǎng)度超過(guò)100km、小于250km的電纜線路。超過(guò)上述長(zhǎng)度并要求較準(zhǔn)確計(jì)算遠(yuǎn)距離線路中任一點(diǎn)電壓和電流值時(shí),應(yīng)按均勻分布參數(shù)的線路方程計(jì)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(gòu)成,因此等值電路可用電抗來(lái)表示。普通電抗器每相用一個(gè)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(dǎo)、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(yàn)數(shù)據(jù)和空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)求取。變壓器一般都是三相,在正常運(yùn)行的情況下,由于三相變壓器是均衡對(duì)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(lì)磁支路阻抗相對(duì)較大,勵(lì)磁電流很小T型等值電路型等值電流??!33由于勵(lì)磁支路阻抗相對(duì)較大,勵(lì)磁電流很小T型等值電路型等值電變壓器的四個(gè)參數(shù):銅損耗漏磁無(wú)功損耗鐵損耗勵(lì)磁無(wú)功損耗短路實(shí)驗(yàn)可得:短路損耗短路電壓百分值空載實(shí)驗(yàn)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(gè)參數(shù):銅損耗漏磁無(wú)功損耗鐵損耗勵(lì)磁無(wú)功損耗短路實(shí)電氣量的工程單位35電氣量的工程單位351、短路實(shí)驗(yàn)求電阻和電抗IN可得:?jiǎn)挝唬汗こ虇挝唬骸套儔浩麟娮韬碗娍狗从辰?jīng)過(guò)折算后的一、二繞組阻抗之和。361、短路實(shí)驗(yàn)求電阻和電抗IN可得:?jiǎn)挝唬汗こ虇挝唬骸套儔浩麟娪捎赬T》RT,則可認(rèn)為短路電壓主要降落在電抗上?!坦こ虇挝唬和?!37由于XT》RT,則可認(rèn)為短路電壓主要降落在電抗上?!?、空載實(shí)驗(yàn)求電導(dǎo)和電納UN√工程單位:同上!382、空載實(shí)驗(yàn)求電導(dǎo)和電納UN√工程單位:同上!38由于:有功分量較無(wú)功分量小得多≈
√工程單位:同上!電納39由于:有功分量較無(wú)功分量小得多≈√工程單位:同上!電納39以勵(lì)磁支路在額定電壓下的勵(lì)磁功率來(lái)表示的等值電路:40以勵(lì)磁支路在額定電壓下的勵(lì)磁功率來(lái)表示的等值電路:40三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)(a)升壓結(jié)構(gòu)(b)降壓結(jié)構(gòu)高壓繞組與中壓繞組之間間隙相對(duì)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(cè)傳送。高、低壓繞組間間隙相對(duì)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(cè)傳送。P41三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)(a)升壓結(jié)構(gòu)(b)降壓結(jié)構(gòu)高壓繞組與自耦變壓器的結(jié)構(gòu)(a)三相接線;(b)單相接線自耦變壓器只能用于中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)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(gè)第三繞組。為消除三次諧波電流,所以第三繞組單獨(dú)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(wú)電的聯(lián)系。第三繞組除補(bǔ)償三次諧波電流外,還可以連接發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)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(jié)構(gòu)(a)三相接線;(b)單相接線自耦變?nèi)@組變壓器的等值電路(自學(xué))43三繞組變壓器的等值電路(自學(xué))43四、發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)電抗:與變壓器的電抗一樣44四、發(fā)電機(jī)的參數(shù)和等值電路(a)電壓源五、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路一般有如下幾種表示方法:(1)把負(fù)荷表示成恒定功率;(2)把負(fù)荷表示成恒定阻抗;(3)用感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性表示負(fù)荷;(4)用負(fù)荷的靜態(tài)特性方程表示負(fù)荷。45五、負(fù)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(fù)荷;(b)用恒定阻抗及導(dǎo)納表示負(fù)荷46常用:(a)用恒定功率表示負(fù)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(duì)應(yīng)于多個(gè)電壓等級(jí)的等值電路元件參數(shù)對(duì)應(yīng)于同一電壓等級(jí)的等值電路√元件參數(shù)對(duì)應(yīng)于多個(gè)電壓等級(jí)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(duì)應(yīng)于多個(gè)電壓等級(jí)的等第一步第二步方法一:精確計(jì)算采用變壓器的實(shí)際額定變比,把參數(shù)的有名值歸算到基本級(jí)(最高電壓級(jí))選取統(tǒng)一基準(zhǔn),將參數(shù)化為標(biāo)么值方法二:近似計(jì)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(jí)(最高電壓級(jí))選取統(tǒng)一基準(zhǔn),將參數(shù)化為標(biāo)么值方法三:等效的方法二采用各自的平均電壓為基準(zhǔn),把參數(shù)的有名值就地化為標(biāo)么值參數(shù)對(duì)應(yīng)于同一電壓等級(jí)的等值電路50第一步第二步方法一:采用變壓器的實(shí)際額定變比,把參數(shù)的有名值方法一:精確計(jì)算1)選基本級(jí)(最高電壓級(jí))2)采用變壓器的實(shí)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(jì)算1)選基本級(jí)(最高電壓級(jí))2)采用變壓器的實(shí)4)化為標(biāo)么值524)化為標(biāo)么值52方法三:近似計(jì)算(等效的方法二)采用各自的平均電壓為基準(zhǔn),把參數(shù)的有名值就地化為標(biāo)么值53方法三:近似計(jì)算(等效的方法二)采用各自的平均電壓為基準(zhǔn),把注1:功率不存在歸算問(wèn)題,但有標(biāo)么值。注2:利用等值電路計(jì)算得到各支路的電流、各節(jié)點(diǎn)電壓的標(biāo)么值后,還必須還原為原電壓等級(jí)的實(shí)際值。54注1:功率不存在歸算問(wèn)題,但有標(biāo)么值。注2:利用等值電路計(jì)三相系統(tǒng)中基準(zhǔn)值的選擇通常,對(duì)于對(duì)稱的三相電力系統(tǒng)進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí),均化成等值星型電路。因此,電壓、電流的線和相之間的關(guān)系以及三相功率與單相功率之間的關(guān)系為:有名值中55三相系統(tǒng)中基準(zhǔn)值的選擇有名值中55在基準(zhǔn)值中,限制條件:(1)基準(zhǔn)值的單位與有名值單位相同;(2)各電氣量的基準(zhǔn)值之間符合電路的基本關(guān)系式:從理論上講,五個(gè)電氣量可以任意選擇基準(zhǔn)值,但為了使基準(zhǔn)值之間也同有名值一樣滿足電路基本關(guān)系式,一般首先選功率和電壓的基準(zhǔn)值,其他可按電路關(guān)系派生出來(lái):56在基準(zhǔn)值中,限制條件:從理論上講,五個(gè)電氣標(biāo)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?cè)跇?biāo)么制中是相等的,即有:顯然標(biāo)么值的益處是給計(jì)算帶來(lái)方便。57標(biāo)么值用于三相系統(tǒng)顯然標(biāo)么值的益處是給計(jì)算帶來(lái)方便。57基準(zhǔn)值改變后的標(biāo)么值換算
發(fā)電機(jī)、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(biāo)么值(是以元件本身的額定電壓、額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值)。在電力系統(tǒng)計(jì)算中,當(dāng)選定基本級(jí)后,應(yīng)把這些電抗標(biāo)么值換算成以基本級(jí)上的參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。58基準(zhǔn)值改變后的標(biāo)么值換算發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗,例3-5:解:改進(jìn)方法59例3-5:解:改進(jìn)方法596060Uk61Uk6162626363Uk64Uk646565第四節(jié)輸電網(wǎng)的潮流分析一、潮流分布(簡(jiǎn)介)二*、簡(jiǎn)單電網(wǎng)的手工計(jì)算法三*、復(fù)雜電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)算法66第四節(jié)輸電網(wǎng)的潮流分析一、潮流分布(簡(jiǎn)介)66潮流分布:指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運(yùn)行方式下,電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)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(yùn)行方式下,給定的運(yùn)行條件:系統(tǒng)中各電源的功率負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率樞紐點(diǎn)電壓平衡節(jié)點(diǎn)的電壓和相位角待求的運(yùn)行狀態(tài)參量:各節(jié)點(diǎn)的電壓及其相位角流經(jīng)各元件的功率網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。潮流分布計(jì)算68給定的運(yùn)行條件:待求的運(yùn)行狀態(tài)參量:潮流分布計(jì)算68潮流計(jì)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(guò)負(fù)荷,尋找預(yù)防措施。2、可以檢查電力系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的電壓是否滿足電壓質(zhì)量的要求,以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化對(duì)系統(tǒng)電壓質(zhì)量和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的影響。3、根據(jù)對(duì)各種運(yùn)行方式的潮流分布計(jì)算,可以正確地選擇系統(tǒng)接線方式,合理調(diào)整負(fù)荷,以保證電力系統(tǒng)安全、可靠地運(yùn)行。69潮流計(jì)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(shè)備和導(dǎo)線截面積,可以為電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)等。5、為電力系統(tǒng)的規(guī)劃和擴(kuò)建提供依據(jù)。6、為調(diào)壓計(jì)算、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行計(jì)算、短路計(jì)算和穩(wěn)定計(jì)算提供必要的數(shù)據(jù)。潮流計(jì)算可以分為離線計(jì)算和在線計(jì)算兩種方式。離線計(jì)算主要用于系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行中安排系統(tǒng)的運(yùn)行方式,在線計(jì)算主要用于在運(yùn)行中的系統(tǒng)經(jīng)常性的監(jiān)視和實(shí)時(shí)監(jiān)控。
704、根據(jù)功率分布,可以選擇電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備和導(dǎo)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(diào)整三、頻率的二次調(diào)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(fù)荷的有功功率—頻率靜態(tài)特性當(dāng)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),有功負(fù)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(fù)荷的有功功率—頻率靜態(tài)特性7
在額定頻率附近,負(fù)荷的有功功率與頻率呈直線關(guān)系。用標(biāo)么值表示為:73在額定頻率附近,負(fù)荷的有功功率與頻率呈直線2、發(fā)電機(jī)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(jī)(或水輪機(jī))輸出功率變化的關(guān)系,稱為發(fā)電機(jī)組有功功率—頻率靜態(tài)特性。742、發(fā)電機(jī)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(fù)數(shù),為標(biāo)么值為:發(fā)電機(jī)的單位調(diào)節(jié)功率的倒數(shù)稱為發(fā)電機(jī)組的調(diào)差系數(shù),即:75這種代表功頻靜特性的直線的斜率為負(fù)數(shù),為標(biāo)么值為:發(fā)電機(jī)的二、頻率的一次調(diào)整如果負(fù)荷的有功功率突然增加,由于發(fā)電機(jī)輸出的有功功率不能隨負(fù)荷的突然增加而及時(shí)變動(dòng),發(fā)電機(jī)組將減速,電力系統(tǒng)頻率將下降。在系統(tǒng)頻率下降時(shí),發(fā)電機(jī)輸出增加,同時(shí)負(fù)荷所需的有功功率減少,最后在新的平衡點(diǎn)穩(wěn)定下來(lái)。這一調(diào)節(jié)過(guò)程是由發(fā)電機(jī)和負(fù)荷共同完成的。76二、頻率的一次調(diào)整如果負(fù)荷的有功功率突然增加,由于發(fā)有記則有用標(biāo)么值表示為:KS稱為整個(gè)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(diào)節(jié)功率。77有記則有用標(biāo)么值表示為:KS稱為整個(gè)電力系統(tǒng)的有功功率—頻三、頻率的二次調(diào)整當(dāng)電力系統(tǒng)由于負(fù)荷變化引起的頻率偏移較大,采取一次調(diào)頻尚不能使其保持在允許的范圍以內(nèi)時(shí),通過(guò)頻率的二次調(diào)整才能解決。頻率的二次調(diào)整就是以手動(dòng)或自動(dòng)方式調(diào)節(jié)調(diào)頻器平行移動(dòng)發(fā)電機(jī)組有功功率—頻率靜態(tài)特性,來(lái)改變發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率,使頻率的偏差在允許的范圍之內(nèi)。
78三、頻率的二次調(diào)整當(dāng)電力系統(tǒng)由于負(fù)荷變化引起的頻率偏移在頻率的一次調(diào)整和二次調(diào)整同時(shí)進(jìn)行時(shí),系統(tǒng)負(fù)荷的增量是由三部分調(diào)節(jié)功率與之平衡的:(1)由頻率的一次調(diào)整(調(diào)速器作用)增發(fā)的功率。(2)由頻率的二次調(diào)整(調(diào)頻器作用)增發(fā)的功率。(3)由負(fù)荷自身的調(diào)節(jié)效應(yīng)而減少取用的功率。79在頻率的一次調(diào)整和二次調(diào)整同時(shí)進(jìn)行時(shí),系統(tǒng)負(fù)荷的增量是用公式表示可寫(xiě)成:或由上式可得如果使用調(diào)頻器進(jìn)行二次調(diào)頻所得的發(fā)電機(jī)輸出功率的增量能完全抵償負(fù)荷增加的增量,就能維持原頻率不變,這樣就實(shí)現(xiàn)了頻率的無(wú)差調(diào)節(jié)。80用公式表示可寫(xiě)成:或由上式可得如果使用調(diào)頻器進(jìn)行二擔(dān)負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠稱為調(diào)頻廠。調(diào)頻廠又分成主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠。只有在主調(diào)頻廠調(diào)節(jié)后,而系統(tǒng)頻率仍不能恢復(fù)正常時(shí),才起用輔助調(diào)頻廠。而非調(diào)頻廠在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下,則按預(yù)先給定的負(fù)荷曲線發(fā)電。81擔(dān)負(fù)有二次調(diào)頻任務(wù)的電廠稱為調(diào)頻廠。調(diào)頻廠又分成主本章小結(jié)電能質(zhì)量及其指標(biāo)分析;線路的參數(shù)和等值電路(按工程習(xí)慣);變壓器的參數(shù)和等值電路(重點(diǎn)掌握雙繞組變壓器和用好工程單位制);發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的參數(shù)和等值電路;電網(wǎng)的等值電路及不同電壓等級(jí)之間的歸算;輸電網(wǎng)的潮流和頻率分析簡(jiǎn)介;
電力系統(tǒng)頻率分析;82本章小結(jié)電能質(zhì)量及其指標(biāo)第三章輸電網(wǎng)運(yùn)行分析
章節(jié)導(dǎo)學(xué):本章教學(xué)內(nèi)容1.電能質(zhì)量分析衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓、頻率、波形、電壓波動(dòng)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(dǎo)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(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路83第三章輸電網(wǎng)運(yùn)行分析章節(jié)導(dǎo)學(xué):13.電力系統(tǒng)的等值電路由單個(gè)元件的等值電路組成。電力系統(tǒng)中有多個(gè)變壓器,就有不同的電壓等級(jí),需要將全系統(tǒng)各元件的參數(shù)歸算至同一個(gè)電壓等級(jí),才能將各元件的等值電路連接起來(lái),構(gòu)成系統(tǒng)的等值電路。4.輸電網(wǎng)的潮流分析指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運(yùn)行方式下,電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的電壓和支路功率的分布情況。潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)最基本的計(jì)算,它是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、電源的分布和負(fù)荷狀況對(duì)網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)電壓、各支路功率以及功率損耗的一種計(jì)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(jī)的轉(zhuǎn)速有嚴(yán)格的關(guān)系,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由作用在機(jī)組轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩(或功率)平衡所確定。
重點(diǎn):電網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路;電網(wǎng)的等值電路。難點(diǎn):電網(wǎng)的等值電路。855.電力系統(tǒng)頻率分析3第一節(jié)電能質(zhì)量分析衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓、頻率、波形、電壓波動(dòng)與閃變和三相不平衡度等。1、電壓電壓質(zhì)量對(duì)各類用電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有直接影響。各類負(fù)荷電壓特性如圖所示。86第一節(jié)電能質(zhì)量分析衡量電在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),供電電壓必須規(guī)定在允許的變化范圍之內(nèi)。這也就是電壓的質(zhì)量指標(biāo)。我國(guó)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(nóng)業(yè)用戶+5~-1087在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),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(yùn)行情況下,頻率值決定于所有機(jī)組的轉(zhuǎn)速,而轉(zhuǎn)速則主要決定于發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)矩平衡。每一個(gè)電力系統(tǒng)都有一個(gè)額定頻率,即所有發(fā)電機(jī)組都對(duì)應(yīng)一個(gè)額定轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)運(yùn)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(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。882、頻率6我國(guó)電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz,為保證頻率的質(zhì)量,其允許偏移值如表所示。
運(yùn)行情況允許頻率偏差(Hz)允許標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘誤差(s)正常運(yùn)行小系統(tǒng)大系統(tǒng)±0.5±0.24030事故運(yùn)行30min以內(nèi)15min以內(nèi)絕不允許低于±1±1.5-4-89我國(guó)電力系統(tǒng)采用的額定頻率為50Hz,為保證頻率的質(zhì)量3、波形電能質(zhì)量要求:供電電壓(或電流)的波形應(yīng)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(guò)度飽和時(shí);變壓器中無(wú)三角形接法的繞組時(shí);三相負(fù)荷不平衡;可控硅控制的非線性負(fù)荷等。造成的后果:影響電動(dòng)機(jī)的效率和正常運(yùn)行危害設(shè)備對(duì)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(shù)指標(biāo):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(shù)指標(biāo):94、電壓波動(dòng)與閃變供電電壓在兩個(gè)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(dòng)。通常多以額定電壓的百分?jǐn)?shù)來(lái)表示電壓變動(dòng)的相對(duì)百分值。
電壓波動(dòng)為一系列電壓變動(dòng)或連續(xù)的電壓偏差。電壓波動(dòng)值為電壓方均根值的兩個(gè)極值之差,常以其額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示其相對(duì)百分值。924、電壓波動(dòng)與閃變電壓波動(dòng)為一系列電壓變動(dòng)或連續(xù)的閃變的主要決定因素有:1)供電電壓波動(dòng)的幅值、頻率和波形;2)照明裝置(白熾燈的照度波動(dòng)影響最大);3)人的主觀視感。負(fù)荷急劇波動(dòng)電壓急劇變動(dòng)照度變動(dòng)人可以感受到!閃變:93閃變的主要決定因素有:負(fù)荷急劇波動(dòng)電壓急劇變動(dòng)照度變動(dòng)人可以5、三相不平衡度三相平衡(或?qū)ΨQ)、不平衡(或不對(duì)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(fù)荷不平衡;2)系統(tǒng)三相阻抗不對(duì)稱;3)消弧線圈的不正確調(diào)諧。945、三相不平衡度三相平衡(或?qū)ΨQ)、不平衡(或不對(duì)稱)對(duì)稱分量法正序、負(fù)序、零序分量不平衡系統(tǒng)不平衡度(或不對(duì)稱度):把負(fù)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(duì)稱分量法正序、負(fù)序、零序分量不平衡系統(tǒng)不平衡度(或不對(duì)稱度運(yùn)行實(shí)際所采用的解決辦法:1)將不對(duì)稱負(fù)荷分散接到不同的供電點(diǎn);2)使不對(duì)稱負(fù)荷平衡分配到各相;3)將不對(duì)稱負(fù)荷連接到更高電壓級(jí)上供電;4)采用平衡裝置。96運(yùn)行實(shí)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(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路
電阻電感(電抗)電導(dǎo)電容(電納)線路每千米的電阻、電抗、電導(dǎo)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(wǎng)
工程上:1、線路的電阻單位長(zhǎng)度的電阻是相同的修正:20℃時(shí)的電阻實(shí)際溫度時(shí)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(zhǎng)度的電阻是相同的修正:20℃時(shí)2、線路的電抗每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗:導(dǎo)線半徑三相間的幾何均距采用分裂導(dǎo)線,等效增大導(dǎo)線半徑,可減小導(dǎo)線的電抗。992、線路的電抗每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗:導(dǎo)線半徑三相間的幾何若將每相導(dǎo)線分裂成n根,則決定每相導(dǎo)線電抗的將不是每根導(dǎo)線的半徑r,而是等效半徑req。四分裂導(dǎo)線根數(shù)分裂導(dǎo)線根數(shù)愈多,電抗下降的愈多,但分裂導(dǎo)線根數(shù)超過(guò)4根時(shí),電抗下降并不明顯。100若將每相導(dǎo)線分裂成n根,則決定每相導(dǎo)線電抗的工程上:?jiǎn)挝婚L(zhǎng)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:?jiǎn)挝婚L(zhǎng)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(dǎo)產(chǎn)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::?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的電導(dǎo)1023、線路的電導(dǎo)產(chǎn)生原因:工程上::?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的電導(dǎo)204、線路的電納產(chǎn)生原因:
導(dǎo)線之間及導(dǎo)線對(duì)大地之間的電容決定。工程上::?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度的電納架空線路的電納一般都在左右。
1034、線路的電納產(chǎn)生原因:工程上::?jiǎn)挝婚L(zhǎng)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(yùn)行時(shí)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(jì)算上的方便,當(dāng)線路長(zhǎng)度在300km以內(nèi)時(shí),需要分析的只是線路兩端的電壓、電流及功率,可以不計(jì)線路的分布參數(shù)特性,即可以用集中參數(shù)來(lái)表示,只是對(duì)長(zhǎng)度超過(guò)300km的遠(yuǎn)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(jì)算上的方便,當(dāng)線路長(zhǎng)度在300km以內(nèi)時(shí),1、短線路的等值電路與基本方程短線路是指線長(zhǎng)﹤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(jiǎn)單,線路參數(shù)只有一個(gè)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(zhǎng)度線路的等值電路與基本方程電壓為110-330kV、線長(zhǎng)為100-300km的架空線路及﹤100km的電纜線路均可視為中等長(zhǎng)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(zhǎng)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(xiě)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(xiě)成矩陣形式為:3、長(zhǎng)線路的等值電路電壓為330kV及以上、線長(zhǎng)>300km的架空線路和線長(zhǎng)>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(dāng)?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(zhǎng)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(jì)算線路始、末端的電流和電壓,線路長(zhǎng)度如超過(guò)300km、小于750km的架空線路及長(zhǎng)度超過(guò)100km、小于250km的電纜線路。超過(guò)上述長(zhǎng)度并要求較準(zhǔn)確計(jì)算遠(yuǎn)距離線路中任一點(diǎn)電壓和電流值時(shí),應(yīng)按均勻分布參數(shù)的線路方程計(jì)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(gòu)成,因此等值電路可用電抗來(lái)表示。普通電抗器每相用一個(gè)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(dǎo)、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(yàn)數(shù)據(jù)和空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)求取。變壓器一般都是三相,在正常運(yùn)行的情況下,由于三相變壓器是均衡對(duì)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(lì)磁支路阻抗相對(duì)較大,勵(lì)磁電流很小T型等值電路型等值電流?。?15由于勵(lì)磁支路阻抗相對(duì)較大,勵(lì)磁電流很小T型等值電路型等值電變壓器的四個(gè)參數(shù):銅損耗漏磁無(wú)功損耗鐵損耗勵(lì)磁無(wú)功損耗短路實(shí)驗(yàn)可得:短路損耗短路電壓百分值空載實(shí)驗(yàn)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(gè)參數(shù):銅損耗漏磁無(wú)功損耗鐵損耗勵(lì)磁無(wú)功損耗短路實(shí)電氣量的工程單位117電氣量的工程單位351、短路實(shí)驗(yàn)求電阻和電抗IN可得:?jiǎn)挝唬汗こ虇挝唬骸套儔浩麟娮韬碗娍狗从辰?jīng)過(guò)折算后的一、二繞組阻抗之和。1181、短路實(shí)驗(yàn)求電阻和電抗IN可得:?jiǎn)挝唬汗こ虇挝唬骸套儔浩麟娪捎赬T》RT,則可認(rèn)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(rèn)為短路電壓主要降落在電抗上?!?、空載實(shí)驗(yàn)求電導(dǎo)和電納UN√工程單位:同上!1202、空載實(shí)驗(yàn)求電導(dǎo)和電納UN√工程單位:同上!38由于:有功分量較無(wú)功分量小得多≈
√工程單位:同上!電納121由于:有功分量較無(wú)功分量小得多≈√工程單位:同上!電納39以勵(lì)磁支路在額定電壓下的勵(lì)磁功率來(lái)表示的等值電路:122以勵(lì)磁支路在額定電壓下的勵(lì)磁功率來(lái)表示的等值電路:40三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)(a)升壓結(jié)構(gòu)(b)降壓結(jié)構(gòu)高壓繞組與中壓繞組之間間隙相對(duì)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(cè)傳送。高、低壓繞組間間隙相對(duì)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(cè)傳送。P123三繞組變壓器的結(jié)構(gòu)(a)升壓結(jié)構(gòu)(b)降壓結(jié)構(gòu)高壓繞組與自耦變壓器的結(jié)構(gòu)(a)三相接線;(b)單相接線自耦變壓器只能用于中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)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(gè)第三繞組。為消除三次諧波電流,所以第三繞組單獨(dú)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(wú)電的聯(lián)系。第三繞組除補(bǔ)償三次諧波電流外,還可以連接發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)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(jié)構(gòu)(a)三相接線;(b)單相接線自耦變?nèi)@組變壓器的等值電路(自學(xué))125三繞組變壓器的等值電路(自學(xué))43四、發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)電抗:與變壓器的電抗一樣126四、發(fā)電機(jī)的參數(shù)和等值電路(a)電壓源五、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路一般有如下幾種表示方法:(1)把負(fù)荷表示成恒定功率;(2)把負(fù)荷表示成恒定阻抗;(3)用感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性表示負(fù)荷;(4)用負(fù)荷的靜態(tài)特性方程表示負(fù)荷。127五、負(fù)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(fù)荷;(b)用恒定阻抗及導(dǎo)納表示負(fù)荷128常用:(a)用恒定功率表示負(fù)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(duì)應(yīng)于多個(gè)電壓等級(jí)的等值電路元件參數(shù)對(duì)應(yīng)于同一電壓等級(jí)的等值電路√元件參數(shù)對(duì)應(yīng)于多個(gè)電壓等級(jí)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(duì)應(yīng)于多個(gè)電壓等級(jí)的等第一步第二步方法一:精確計(jì)算采用變壓器的實(shí)際額定變比,把參數(shù)的有名值歸算到基本級(jí)(最高電壓級(jí))選取統(tǒng)一基準(zhǔn),將參數(shù)化為標(biāo)么值方法二:近似計(jì)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(jí)(最高電壓級(jí))選取統(tǒng)一基準(zhǔn),將參數(shù)化為標(biāo)么值方法三:等效的方法二采用各自的平均電壓為基準(zhǔn),把參數(shù)的有名值就地化為標(biāo)么值參數(shù)對(duì)應(yīng)于同一電壓等級(jí)的等值電路132第一步第二步方法一:采用變壓器的實(shí)際額定變比,把參數(shù)的有名值方法一:精確計(jì)算1)選基本級(jí)(最高電壓級(jí))2)采用變壓器的實(shí)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(jì)算1)選基本級(jí)(最高電壓級(jí))2)采用變壓器的實(shí)4)化為標(biāo)么值1344)化為標(biāo)么值52方法三:近似計(jì)算(等效的方法二)采用各自的平均電壓為基準(zhǔn),把參數(shù)的有名值就地化為標(biāo)么值135方法三:近似計(jì)算(等效的方法二)采用各自的平均電壓為基準(zhǔn),把注1:功率不存在歸算問(wèn)題,但有標(biāo)么值。注2:利用等值電路計(jì)算得到各支路的電流、各節(jié)點(diǎn)電壓的標(biāo)么值后,還必須還原為原電壓等級(jí)的實(shí)際值。136注1:功率不存在歸算問(wèn)題,但有標(biāo)么值。注2:利用等值電路計(jì)三相系統(tǒng)中基準(zhǔn)值的選擇通常,對(duì)于對(duì)稱的三相電力系統(tǒng)進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí),均化成等值星型電路。因此,電壓、電流的線和相之間的關(guān)系以及三相功率與單相功率之間的關(guān)系為:有名值中137三相系統(tǒng)中基準(zhǔn)值的選擇有名值中55在基準(zhǔn)值中,限制條件:(1)基準(zhǔn)值的單位與有名值單位相同;(2)各電氣量的基準(zhǔn)值之間符合電路的基本關(guān)系式:從理論上講,五個(gè)電氣量可以任意選擇基準(zhǔn)值,但為了使基準(zhǔn)值之間也同有名值一樣滿足電路基本關(guān)系式,一般首先選功率和電壓的基準(zhǔn)值,其他可按電路關(guān)系派生出來(lái):138在基準(zhǔn)值中,限制條件:從理論上講,五個(gè)電氣標(biāo)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?cè)跇?biāo)么制中是相等的,即有:顯然標(biāo)么值的益處是給計(jì)算帶來(lái)方便。139標(biāo)么值用于三相系統(tǒng)顯然標(biāo)么值的益處是給計(jì)算帶來(lái)方便。57基準(zhǔn)值改變后的標(biāo)么值換算
發(fā)電機(jī)、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(biāo)么值(是以元件本身的額定電壓、額定容量為基準(zhǔn)的標(biāo)么值)。在電力系統(tǒng)計(jì)算中,當(dāng)選定基本級(jí)后,應(yīng)把這些電抗標(biāo)么值換算成以基本級(jí)上的參數(shù)為基準(zhǔn)的標(biāo)么值。140基準(zhǔn)值改變后的標(biāo)么值換算發(fā)電機(jī)、變壓器、電抗器的電抗,例3-5:解:改進(jìn)方法141例3-5:解:改進(jìn)方法5914260Uk143Uk611446214563Uk146Uk6414765第四節(jié)輸電網(wǎng)的潮流分析一、潮流分布(簡(jiǎn)介)二*、簡(jiǎn)單電網(wǎng)的手工計(jì)算法三*、復(fù)雜電網(wǎng)的計(jì)算機(jī)算法148第四節(jié)輸電網(wǎng)的潮流分析一、潮流分布(簡(jiǎn)介)66潮流分布:指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運(yùn)行方式下,電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)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(yùn)行方式下,給定的運(yùn)行條件:系統(tǒng)中各電源的功率負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率樞紐點(diǎn)電壓平衡節(jié)點(diǎn)的電壓和相位角待求的運(yùn)行狀態(tài)參量:各節(jié)點(diǎn)的電壓及其相位角流經(jīng)各元件的功率網(wǎng)絡(luò)的功率損耗等。潮流分布計(jì)算150給定的運(yùn)行條件:待求的運(yùn)行狀態(tài)參量:潮流分布計(jì)算68潮流計(jì)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(guò)負(fù)荷,尋找預(yù)防措施
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