电力系统分析0 绪论

1、额 定 电 压 等 级 变 压 器 线 电 压 用 电 设 备 额 定 线 电 压 交 流 发 电 机 线 电 压 一 次 绕 组 二 次 绕 组 3 6 10 35 110 220 330 500 3.15 6.3 10.5 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 35 110 220 330 500 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 38.5 121 242 345 及 363 525 及 550 3bE cE bI N aI aI aE cI iuUIjQPIUSsr/1)20(120trrt41105 .0lg6 .42rmrDfx311 /c

2、abcabmmrrDDDDcmmmDHzfcmmmrkmx），或几何均距（）交流电频率（数，对铜、铝，导线材料的相对导磁系）或导线的半径（）导线单位长度的电抗（0157. 0lg1445. 01rDxmrrrDxm779. 0,lg1455. 01km/40. 0根导线间的距离：某根导线与其余1)(0157. 0lg1445. 011312)1(113121ndddrddddrrnrDxnnnmnneqeqmrmrDx0157.0lg1445.01 10lg0241.061rDCm(S/km) 10lg58.761rDbmkmS/1085. 26(S/km) 10lg58.761eqmrDb空

3、气介电常数其中：rDrUrQEmrln2大气压力空气的相对密度气象系数粗糙系数其中：，bmmtbmmEcr 273002996.0 4.212121crrEE 为单位为相电压的有效值，以 KVUrDrmmrDrEUcrmmcrcrlg3 .49ln21521025241)()/( )(mccrccDrfkkVUkmkWUUkP线路实际运行电压）（kmSUPgg/ 10321ndrnkrDrUnkrQkEmeqmmmrsin121ln2lbBlgGlxXlrR1111 Z Y/2 Y/2 /sinhsinh1cosh21sinh1111称线路传播特性称线路特性阻抗其中：yzryzZrlrlrlZ

4、YrlZZccc12161312112112111311lbxklxbrbxklbxkbxr krR+jkxX jkbB/2 jkbB/2 11/CLZc 1000 )3(332222222222NNkTNNkTTNNkTNNTNNTNCuSUPRSUPRRUSPRUSRUSRIP经过单位换算： 1003%NTNkUXIUNNkkNNTSUUUIUX100%100%32 1003%NTNkUXIUNNkkNNTSUUUIUX100%100%32201000NTUPG20100%NNTUSIB)(21)(21)(21)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1k

5、kkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP2233222222111000 ,1000 ,1000NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR)32(2)32()32()21(2)21()21(4)2/(4)2/(kNNkkkNNkkPIIPPPIIPPmax.kP%)100(%)50(22max.%)100(22000TTNNkTRRSUPR%)%(21%)%(21%)%(21%)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUUNNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX100% ,100% ,100%2

6、332222113)32()32(3)31()31(23)32()32(23)31()31(%,%,SSUUSSUUSSPPSSPPNkkNkkNkkNkkBBBBBBBBYZZIUIUS/133BBBBBBBBBUSIUSYSUZ3/22 Z1 U1 k:1 ZT U2 Z2 I1 U1/k I2 Z1 YT/k Z2 YT(1-k)/k2 YT(k-1)/k kkYkZkykkYkZkykYkZyyZUkZUIkZUkZUIkIIZIUkUTTTTTTTTTTT11111/,/202102112212221121221根据双端口原理： 1S 1 2 2S Z 1U 1YS Y/2 Y/2

7、2YS 2U 2222222*22 2121 2yyyQjPjBUGUUUYS222222222jQPQjPjQPSSSyyyZZzQjPXUUPjRUUPjXRUUPZUSS222 22 2222 22 2222 22 2222112221jQPQjPjQPSSSZZZ1121211*1121212yyyQjPjBUGUUUYS111111111jQPQjPjQPSSSyyYUjUUURQXPjUXQRPUjXRUjQPUZUSUU222222222222*2221 2221UUUUUUUtg2122212UUUUU111221211111111112,UUUtgUUUUURQXPUUXQR

8、PUUjUUU100%21NUUU电压损耗100%100%21NNNNUUUUUU末端电压偏移始端电压偏移100%20220UUU电压调整maxmax/PWT876087608760/maxmaxmaxmaxmaxTPTPPW年负荷率）（年负荷损耗率max8760/PWzmaxmax/PWz8760max（年负荷损耗率）PWzmaxmaxPWz%100%12PP输电效率%100%100%11zzzWWWWW线损率 S1 S1 S2=S2 ZT U1 SyT YT U2 ZTZTTTTTTZTQjPXUQPjRUQPjXRUQPZUSS 222222222222222222222YTYTTTTT

9、TYTQjPUjBUGUjBGUUYS2121211*1YTZTSSSS21222222,URQXPUUXQRPUTTTTTT22102210222 222222 22100%,1000) 1(100%,1000NNYTNYTNNKZTNNKZTUUSIQUUPPSUSUUQSUSUPP还可对应下标为100%,1000100%,1000100%,100000221221222222NYTYTNNKZTNKZTNNKZTNKZTSIQPPSSSUQSSPPSSSUQSSPPjXRUQPjXRUSQjPSZZZ22222jBGUQjPSYYY2TTYYYjBGUQjPS2UQRPXjUQXPRUj

10、UdU0)()(323121312IIIZIIZIZaaa的功率，为流经阻抗1231*23*12*331*231*23*3*2*312*23*12)(0)()(ZZZZSZSZZSSSSZSSZSZaaaa的功率，为流经阻抗3131*23*12*221*321*23*)(ZZZZSZSZZSb Sa Sb 1 2 3 1 Z12 Z23 Z31 S2 S3 *)(ZZSSmZZSSmmbmma的其余各节点为除所流出功率节点外 Sa Sc Sb U1 2 3 U4 1 Z12 Z23 Z34 4 S2 S3 UdUU41UdIIIZIIZIZaaa)()(323421312UdUSSSZSSZS

11、ZNaaa)()(3*2*312*23*1234*23*12*34*23*12*334*234*23*)(ZZZUdUZZZSZSZZSNa34*23*12*34*23*12*221*321*32*)(ZZZUdUZZZSZSZZSNb称为循环功率,34*23*12*ZZZUdUSNcimilmmimiilmmilmmiilmmiiYYEEZZEEYYZZ111111或等值电源电势：等值电源支路导纳：等值电源支路阻抗：求解修正方程式，求出变量的修正向量；求出节点电压的新值；如有PV节点，则检查该类节点的无功功率是否越限；检查是否收敛，如不收敛，则以各节点电压的新值作为初值自第3步重新开始下一次

12、迭代，否则转入下一步。计算支路功率分布，PV节点无功功率和平衡节点注入功率，最后输出结果，并结束。gxggxhtsxf)( 0)( . .)(minGiiiPff iGiiGiiiaPaPaf0122 GSiiGiiGiitiaPaPaFf0122cosmindPdWPWdPdFPF/ /或PWPF/ /或0sincos1ijijijijnjjiLiGiBGUUPP011PPPniLiniGi011niLiniGiPPmaxminmaxminmaxminiiiGiGiGiGiGiGiUUUQQQPPP 210122cosminiiGiiGiitaPaPaFf02121iLiiGiPPmax22

13、min2max11min1max22min2max11min1max22min2max11min1,UUUUUUQQQQQQPPPPPPGGGGGGGGGGGG21212211*LLGGGGPPPPPFPFC拉格朗日乘子212121222111,00LLGGGGGGGGPPPPPPfdPPdFdPPdF21GNNGGNNGGGGPfKfPfPKHzMwfPK/ *100100% 0 000NNGNNGNGNNGNNGfffPffPPffPffPf100%1*GK%*GK%*GKLNNLLNNLLLLPfKfPfPKHzMwfPK/ *5 . 1*LKSLGLLGLKKKfPfKKP/00LGS

14、KKKSLGGLLGGLKKKfPPfKKPP000000GLPP0fSLGGLKKKfPP00GPfKGfKLPtPfKfKKPPPSDGGt A B tP DBDAPP,ftPfKPPPfKPPPBGBtDBAGAtDADBDAPP, BAABBABAGADABGBDBAtBABABABAGBDBGADAKKPKPKKKPPKPPKPKKPPKKPPPPf( )( )( )GCLDLQtQtQ tPjQGV1:1k2:1kbV1k2kRjXk 高压侧额定电压低压侧额定电压1122P()()GGbRQXV kV kVVVkkfGIV94P =112.7kv2VcjQk 高压侧电压低压侧电压2

15、min22mintNVVVV2tNVkV22 max2max2 max()cccVVQVkXk2max1maxmax20 6 15 12011011092.5TVVVkv 2min1min10 68 120110110100.7TVVVkv 2min22 min100.711 105.510.5tNcVVVkvV104.59.511k 22 max2max2 max2()10.592.5(10.5) 9.56.03var1209.5ccNcVVQVkXkM2 max1maxmax20 6(156) 12011099.1110ccTVVVkv 2 max2 max1199.110.43104.5

16、ccVVkkv2 min2 min2min11100.7104.510.6ccVVkVkkv11PjQ1V111PRQ XVV1111()ccPRQ XXVV11ccQ XVVV11()ccVVVXQ 3K 2K 1K11K 1222TtTttdtiT222 )(1TtTtnptptdtiiTK(3)X*kIk=1/ X*kX1kX2kXnkE1 E2EnIk=E1/ X1k+ E2/ X2k+ En/ Xnkkk0.2sI*XC0s0.1sXC-计算电抗应用计算曲线求任意时刻短路电流周期分量的步骤:作统一标幺值等值电路保留各电源点,化简网络,求得各电源点对短路点的转移电抗求计算电抗: XCi

17、= Xik *SNi /Sd查曲线或查表求某时刻t的短路电流周期分量标幺值（无限大容量系统 Ip k=1/ X k ）转化为有名值1bI1cI1aI+0aI0bI0cIbIcIaI2aI2cI2bI1111122aaaacbaIII111cbaIII=021aaaaIIII0212aaabIIaIaI0221aaacIIaIaI1111122aaaa111113122aaaaT-1=111cbaIII=111113122aaaacbaIII(a) (b)Y0/Y0/YiIIIM0 jx0(c) Y0/ Y0 x0iIIIM0 jx0iIIIM0 j外电路必须再提供一个接地点，否则与Y0/Y同i

18、jijijIIIjki三绕组变压器中，总有一个绕组接成三角可不计MPx0iIII kj(f) Y0/ /IIIjkiiIIIM0 jx0 x0iIII kjIIIjki由单相变压器组成的三相变压器，三相四柱式或三相五柱式变压器，Mp很大，可不计三相三柱式变压器，应考虑M0影响，应计入M0当变压器中性点接经电抗接地时的零序等值电路：，ijiIII3MP j3nij3nIII将的n3倍的数值与该侧漏抗串联即可。例如：IIIjkiikIIII3nIIj3.输电线路的零序阻抗(1)2=1 =0.4/km (2)当三相通过零序电流时，零序磁通相互为加强的01 无架空地线的单回线路：0=3.51无架空地线

19、的双回线路：双回架空线路间，零序磁通是相互加强的0 （2） 0 （1）， 0=5.51有架空地线的单回线路：零序磁通有去磁作用0=（2-3）1 。有架空地线的双回线路：0=（3-4.7）1 。4.综合负荷它主要反映异步电动机的特性，1 =1.2.2= +T +L ,(异步电动机或为 或为Y，一般不接成Y0 4-7各序网的建立一、应用对称分量法分析不对称短路bacUa1Ua2Ua3Ia1Ia2Ia3正、负、零序网利用戴维南定理，可得： )2()2()2(zIUfafa)1()1(0)1(zIUUfaffa)0()0()0(zIUfafa0faU)1(z)1(faI)1(faU)2(z)2(faI

20、)2(faU)0(z)0(faI)0(faU故障点的序电压方程 ：方程中有短路点各序电流及各序电压，共六个未知量，方程的求解还需要三个方程。可由故障类型的边界条件而得。例如：单相接地故障，边界条件：0.cbaIIU转化为序分量边界条件： 0)0()2()1 (aaaaUUUU0)0()2()1 (2aaabIIaIaI0)0()2(2) 1 (aaacIIaIaI)0()2()1(2aaaIIaIa)0()2(2)1(aaaIIaIa(a2-a) = (a2-a) =)1(aI)2(aI)1(aI)2(aI0)0()1()1(2aaaIIaIa)0()2()1(aaaIII序分量边界条件为：0

21、)0()2()1(aaaUUU)0()2() 1 (aaaIII求解六个方程，可解短路上的各序电流、电压，最后合成可得故障点上的各相电流电压。二、正序网络：与三相短路的等值线路相同，中性点接地阻抗和空载线路不计入。三、负序网：与正序网基本相同。不同之处：发电机等旋转元件用负序电抗代替正序电抗；将电源点接地。四、零序网：从短路点开始寻找零序电流通路，流得通的地方画下来，流不通的地方去掉。例：G2G1G3T1T2T3L1L2L3Xn22139567811151281413正序网：131235679 11 1281410E1E2E3负序网：零序网：131235679 11 1281410E1E2E3

22、131235679 11 1214E183X15z(1)z(2)f(2)z(0)n(0)f(0)Ua1Ua2Ua0复合序网然后：由序网可以得序电压，最后合成可得故障点的三相电压。0.cbaIIU0)0()2()1 (aaaUUU)0()2()1(aaaIII)0()2()1(0)1(zzzUIaa二、两相短路由序电压方程得：最后合成可以得到故障点三相电压三、两相短路接地00aI21aaII21aaUU0aIcbIIcbUU)2()2()1(0)1(afaIzzUIn(1)n(2)f(2)f(1)z(2)z(1)0fU3cbII1aI可求得：.120000aabcbcaaaIIIIUUUUU.11120/EaEEEEIj xxx.021