电力网等值电路.

1、第二章第四节电力网络的等值电路等值电路2回顾n电力线路的等值电路jLLZRXjLLYGB3 变压器的等值电路1U2UTRTGTjB 图图 双绕组变压器等值电路双绕组变压器等值电路TjXR RT TjXjXT T：一、二次绕组电阻和漏抗一、二次绕组电阻和漏抗G GT TjBjBT T：励磁回路励磁回路21T21TX+X=XR+R=R参数都折算参数都折算到一次侧到一次侧4n对于如 下网络：一、多电压等级下，各个参数有名值如何折算？一、多电压等级下，各个参数有名值如何折算？二、在电力系统中标么值是怎样定义的？二、在电力系统中标么值是怎样定义的？三、在多电压等级的情况下，标么值如何计算三、在多电压等级

2、的情况下，标么值如何计算?问题的提出问题的提出5n一、多电压等级下有名值参数的计算 1.选取基准级（一般取最高点压等级） 2.将所有参数归算于基准级 ik 靠近基准级一侧的电压靠近待归算侧的电压2122121212(.)/(.)(.)/(.)nnnnZZk kkYYk kkUUk kkIIk kk注意：注意：归算前后功率保持不变，归算前后功率保持不变，功率不必归算功率不必归算。6 例例 ：试计算下图所示电力系统的电抗有名制等值网络。：试计算下图所示电力系统的电抗有名制等值网络。已知各元件的参数如下：已知各元件的参数如下：发电机发电机S SG(N)G(N)=30MVA=30MVA，U UG(N)

3、G(N)=10.5kV=10.5kV，X XG(N)G(N)% % =0.26=0.26；变压器变压器T-1T-1：S ST1(N)T1(N)=31.5MVA=31.5MVA，U Us s%=10.5%=10.5，k kTlTl=10.5/121=10.5/121；变压器变压器T-2T-2：S ST2(N)T2(N)=15MVA=15MVA，U Us s%=10.5%=10.5，k kT2T2=110.5/6.6=110.5/6.6；电抗器：电抗器：U UR(N)R(N)=6kV=6kV，I IR(N)R(N)=0.3kA, X=0.3kA, XR R%=5%=5；架空线路长架空线路长80km

4、80km，每公里电抗为，每公里电抗为0.40.4；电缆线路长电缆线路长2.5km2.5km，每公里电抗为，每公里电抗为0.080.08。7解：选择解：选择10.5kV10.5kV级为基准级级为基准级 U UB B10.5KV10.5KV；110.5/121k 有名值归算到基准级有名值归算到基准级10.5/121110/6.630MVA10.5kV212212 (.)/(.)nnZZk kkYYk kk221()s11()UU %10.510.5=10010031.5TNTTNXS0.37（ ）2110.580 0.4 ( ) =80 0.4=0.24121LXk2（）（ ）22G(N)G(N)

5、G100G(N)% U10.50.260.9630XXS（ ）8222()22212()UU %11010.510.5() =0.6410010015121TNsTTNXkS（ ）()2212()2212U%5610.5110() =1.21001001216.6330.310.51102.5 0.08 () =2.5 0.08=0.421216.6R NRRR NCXXk kIXk k（）（ ）（）（ ）110.5/121k 10.5/121110/6.630MVA10.5kV2110/6.6k 0.96j0.37j0.24j0.64j1.2j0.42jGX1TXLX2TXRXCX91 1

6、标幺值的概念标幺值的概念 注意注意： （1 1）标幺值没有量纲。）标幺值没有量纲。 （2 2）所选基准值不同，标幺值不同。）所选基准值不同，标幺值不同。 位）位）基准值（与有名值同单基准值（与有名值同单）实际有名值（任意单位实际有名值（任意单位标幺值标幺值 二、电力系统的标幺制二、电力系统的标幺制*U10.5,U10.5U1.0U10U1.05GBGBGkVkVkV例：选选102 2 基准值的选取基准值的选取 （1 1）除了要求和有名值同单位外，原则上可以是任意值。）除了要求和有名值同单位外，原则上可以是任意值。 （2 2）考虑采用标幺值计算的目的。）考虑采用标幺值计算的目的。 目的目的：（：

7、（a)a)简化计算。简化计算。 （b)b)便于对结果进行分析比较。便于对结果进行分析比较。单相电路中处理单相电路中处理选四个物理量选四个物理量, ,使它们满足使它们满足: :U,UPPPZI SIUUP BBBP BP BBZ ISI基准值的选取原则：基准值的选取原则：1 1、全系统只选一套、全系统只选一套2 2、一般选额定值、一般选额定值3 3、满足电路的基本关系、满足电路的基本关系 进行电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流，功率等的相对值进行运算称为标幺制。11则在标幺制中则在标幺制中, ,可以得到可以得到: :结论结论: :只要基准值的选择满足只要基准值的选择满足 则在标

8、幺则在标幺制中制中, ,电路中各物理量之间的关系与有名值相同电路中各物理量之间的关系与有名值相同, ,有关公式可以直接应用。有关公式可以直接应用。三相电路的处理三相电路的处理 UUPPPZ ISI U33U3U3PPZISISUUP BBBP BP BBZ ISI12选基准值，并满足如下要求：选基准值，并满足如下要求：则得到标幺制中的计算公式：则得到标幺制中的计算公式：结论：结论：在标幺制中，三相电路的计算公式与单相电路的在标幺制中，三相电路的计算公式与单相电路的 计算公式完全相同，线电压与相电压的标幺值相同，计算公式完全相同，线电压与相电压的标幺值相同，三相功率与单相功率的标幺值相同。三相功

9、率与单相功率的标幺值相同。U33U3U3U3BBBP BBBBP BBP BZ ISIISUUUPPZ ISIS 13三相电路中的习惯做法：只选三相电路中的习惯做法：只选V VB B和和S SB B，由下式计算，由下式计算Z ZB B和和B B。电流与阻抗的标幺值计算：电流与阻抗的标幺值计算：2 3I3BBBBBBBBUUSZISU223BBBBBBBBU IIIISSSRjXZRjXRjXZUU14标幺值结果换算成有名值标幺值结果换算成有名值：23()BBBBBBBUU USII IIUSS SUZRjXS153 3 不同基准值的标幺值间的换算不同基准值的标幺值间的换算把标幺阻抗还原成有名值

10、：把标幺阻抗还原成有名值：新基准值下的标幺值：新基准值下的标幺值：2()*(NNNUXXS有名值）2(*()*()22NBBBNBNBUSSXXXUSU）有名值161.精确计算方法(1)基准变比法(2)基本级法2.近似计算方法三、多级电压的网络中各元件参数标幺值的计算 17主要问题在于参数的折算 1.精确计算方法(1)基准变比法求各元件实际有名值认为变压器的额定变比等于相邻电压等级基准电压之比1K即即标幺制中，取统一SB；并为每一电压等级规定UB（UB1，UB2，UB3），相应地得到每一电压等级阻抗基值对每一个元件按照本段基准值，计算标么值。 18n例：三个不同电压等级的电路经两台变压器耦联所

11、组成的输电系统 191）实际有名值表示的等值电路()2()()21()11()1()1()11()G NGG NG NTNTTNTNTNTTNUXXSUXXSUkU()()22()22()2()2()22()%1003R NRRR NTNTTNTNTNTTNUXXIUXXSUkU实际有实际有名值名值202）标么值表示的等值电路2()2()22()()()/1/TNTNTTBBBUUkkkUU( )2112( )BBGGBTTBSXXUSXXU()2222()BBLLBTTBSXXUSXXU()22()BBRRBCCBSXXUSXXU1()1()11()( )()/1/TNTNTTBBBUUkk

12、kUUV VB(B() )V VB(B() )V VB(B() )基值：基值：S SB B21 例例2 2 ：试计算下图所示电力系统的标幺制等值网络。：试计算下图所示电力系统的标幺制等值网络。已知各元件的参数如下：已知各元件的参数如下：发电机发电机S SG(N)G(N)=30MVA=30MVA，U UG(N)G(N)=10.5kV=10.5kV，X XG(N)G(N)% % =0.26=0.26；变压器变压器T-1T-1：S ST1(N)T1(N)=31.5MVA=31.5MVA，U Us s%=10.5%=10.5，k kTlTl=10.5/121=10.5/121；变压器变压器T-2T-2

13、：S ST2(N)T2(N)=15MVA=15MVA，U Us s%=10.5%=10.5，k kT2T2=110.5/6.6=110.5/6.6；电抗器：电抗器：U UR(N)R(N)=6kV=6kV，I IR(N)R(N)=0.3kA, X=0.3kA, XR R%=5%=5；架空线路长架空线路长80km80km，每公里电抗为，每公里电抗为0.40.4；电缆线路长电缆线路长2.5km2.5km，每公里电抗为，每公里电抗为0.080.08。22解：选基值:SB=100MVA UB(I)=10.5kV kB(I-II)=kTl kB(II-III)=kT2 （规定了一个电压基值，其余段基值相应

14、获得）B(II)B(I)B(I II)1110.5121kV10.5/121UUkB(III)B(II)B(II III)111217.26kV110/6.6UUk22G(N)B1G(B)*G(N)*22G(N)B(I)U10.51000.260.873010.5SXXXSU22T1(NI)SB2T1(B)*22T1(N)B(I)%10.5 10.51000.3310010031.5U10.5UUSXXS各元件的标幺值为:10.5/121110/6.630MVA10.5kV23计算结果（横线以上代表电抗的标号，横线以下表示它计算结果（横线以上代表电抗的标号，横线以下表示它的标幺值）的标幺值）B

15、L3L(B)*22B(II)1000.4 800.22121SXXXU22T2(NII)SB4T2(B)*22T2(N)B(II)%10.5 1101000.5810010015121UUSXXSUR(N)RB5R(B)*22B(III)R(N)%561001.091001007.2633 0.3UUSXXUIB6C(B)*22B(III)1000.08 2.50.387.26CSXXXU10.8720.3330.2240.5851.0960.38Go:基本级法基本级法241.精确计算方法(2)基本级法各元件和参数的有名值归算到基本级然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流基准值，计算标

16、么值。基本级：在多级电力网中，各元件的参数，节点的基本级：在多级电力网中，各元件的参数，节点的电压、电流都电压、电流都归算到某一电压级归算到某一电压级。基本级的选择：选取基本级的选择：选取电压等级最高电压等级最高或者元件数量最或者元件数量最多的电压级为基本级。多的电压级为基本级。基本级的基准值：一般选择基本级的基准值：一般选择S SB B和和U UB B对应求出对应求出I IB B、Z ZB B、Y YB B2UBBBZS3UBBBSI 25 各元件和参数的有名值归算到基本级v设某电压级和基本级之间有变比为k1、k2kn的n台变压器。v该电压级中某元件阻抗Z、导纳Y、电压V、电流I，归算到基本

17、级：21 221 21 21 2 (. )/(. )UU (. )/(. )nnnnZZkkkYYkkkkkkIIkkk归算前参数归算前参数归算后参数归算后参数3U3UIISS功率不存在折算26计算标么值22U10.5 /100BBBXS211()2U %10.51000.3310031.510.5sTTBBXXX379. 0095. 122. 05 .10100)(4080)*()*(221)*(BCBCBRBRBLBLXXXXXXkXXX2222()*2U %11010.5100()0.871001512110.5sTTBBXXX2()()*()*2()U0.87UG NGBG BG NB

18、G NBXSXXXSn两种精确方法计算所得标么值完全一致基准变比法27n上面方法产生问题：回路中有多个电压等级时，VB取值很难全部满足要求，相同的电压等级出现了两个不同的VB。110KV220KV220KV110KV10.5/242KV10.5/121KV220/121KV110/11KV282.近似计算方法n将各个电压级都以其平均额定电压作为基准电压，然后在各个电压级换算成标幺值。nUB1.05UN n3.15，6.3，10.5，15.75，37， 115，230，345，525 （KV） 由来由来( (请了解请了解) )：1.1UU1.05U2NNavNU29例例3 3 给定基准功率给定基

19、准功率S SB B100MV100MVA A，基准电压等于各级平均额，基准电压等于各级平均额定电压。试对例定电压。试对例1 1的输电系统作各元件参数标幺值的近似计的输电系统作各元件参数标幺值的近似计算。算。解：UB（I）10.5kV，UB（）115kV，UB（）6.3kV发电机电抗 22G(N)BG(B)*G(N)*212G(N)B(I)10.51000.260.873010.5USXXXSU变压器T-1电抗 架空线路电抗 变压器T-2电抗 22T1(NI)SB2T1(B)*22T1(N)B(I)U %10.5 10.51000.3310010031.510.5USXXSUBL3L(B)*22B(II)1000.4 800.24U115SXXX22T2(NII)SB4T2(B)*22T2(N)B(II)U %10.5 1101000.6410010015115USXXSU30电缆线路电抗 变压器变比标幺值 B6C(B)*22B(III)1000.08 2.50.504U6.3CSXXXT1(NI)T1(NII)1*B(I)B(II)U/10.5/1210.95/10.5/115TUkUU2()