chap电力系统稳态分析实用

会计学1chap电力系统稳态分析实用（2）多股绞线扭绞，导线实长要增加2~3%；（3）制造中，导线实际截面积比标称小，故上式运用时，不用材料标准电阻率而用稍增大了的；α:电阻温度系数第1页/共49页二、电抗轮流改换三相导线在杆塔上位置。第2页/共49页（2）分裂导线六分裂导线四分裂导线间隔棒第3页/共49页第4页/共49页三、电导输电线路输送功率过程中，除了电流在线路电阻内产生有功功率损耗外，在周围绝缘介质中还产生功率损耗。后者即与输电线电导有关，也称为泄漏电导，主要与沿绝缘子串及金具泄漏损耗以及电晕损耗有关。前者损耗很小，可忽略，后者起决定作用。电晕现象：架空线路带高压情况下，当导线表面电场强度超过空气击穿强度时，导体附近空气游离而产生局部放电现象，发出咝咝声，并产生臭氧，夜间可见紫色光晕。第5页/共49页第6页/共49页四、电纳第7页/共49页五、输电线路等值电路

短距离：50~80km，35kV以下，电容不考虑，电阻、电感表示的集中参数电路。中距离：50km以上，不超过200~300km，110~220kV，集中参数，电导忽略。长距离：300km以上超高压，分布参数。π型等值电路（用得多）T型等值电路第8页/共49页3.2变压器的等值电路和参数一、变压器的等值电路

双绕组T：近似等值电路常将励磁支路前移到电源侧。三绕组T：励磁支路前移的星形等值电路。所有参数均折算到某侧。双绕组T等值电路

三绕组T等值电路RT：反映有功损耗（铜耗）。XT：一、二次绕组漏抗。GT：反映涡流损耗（铁耗）。BT：代表励磁功率。第9页/共49页二、双绕组变压器的参数计算1．电阻短路试验：将一侧绕组短接，在另一侧绕组加电压，使短路绕组的电流达到额定值。短路损耗约等于变压器通过额定电流时原、副方绕组电阻的总损耗（铜耗）。高压侧加三相功率（kVA）线电压（kV）第10页/共49页2．电抗三相功率（kVA）线电压（kV）第11页/共49页3．电导低压侧加空载试验：将一侧绕组开路，在另一侧绕组加额定电压。空载电流非常小，绕组中的铜耗也很小，变压器铁耗约为空载损耗。三相空载损耗（kW）线电压（kV）第12页/共49页4．电纳第13页/共49页5．变比定义：变压器两侧绕组的空载线电压之比。第14页/共49页三、三绕组变压器的参数计算1．电阻RT1、RT2、RT3第15页/共49页第16页/共49页上述公式用于三个绕组额定容量均相同的情况。各绕组额定容量相等的三绕组变压器不可能三个绕组同时满载运行。根据电力系统运行的实际需要，三个绕组额定容量可造得不等。我国目前生产的变压器三绕组容量比，按高、中、低压绕组顺序主要有100/100/100、100/100/50、100/50/100三种。变压器铭牌上额定容量是指容量最大的一个绕组的容量，也就是高压绕组容量。

公式中的ΔPk1、ΔPk2、ΔPk3是指绕组流过与变压器额定容量SN相对应的额定电流时所产生的损耗。做短路试验时，三个绕组容量不相等的变压器将受到较小容量绕组额定电流的限制。用上式计算时必须对工厂提供的短路试验的数据进行折算。（折算方法略）第17页/共49页2．电抗XT1、XT2、XT3第18页/共49页3．求GT、BT只有一个励磁支路，因此计算是一致的（空载试验）。四、自耦变压器（略）五、分裂绕组变压器（略）第19页/共49页3.3开式电力网的电压和功率分布计算一、潮流计算概述

电力系统潮流计算是为了弄清楚在给定的某种运行条件和系统接线下，系统各部分的运行状态。如各母线上的电压（幅值和相角），各元件中通过的功率大小以及功率损耗等。

传统的解析法靠手算

采用了一些物理模拟装置

应用大型电子计算机进行潮流计算。第20页/共49页二、单侧电源的开式电力网的潮流分布计算开式网络：只能从一个方向取得电能的网络。闭式网络：每一负荷至少可以从两个方向取得电能的网络。

放射式

干线式

树状单电源环网

双电源环网

两端供电网络第21页/共49页①给定同一节点的功率和电压的潮流计算1.输电线的电压和功率分布计算例如给出首端（发电厂）送出的功率及其母线电压，求取末端实际送给用户的功率及降压变电所低压侧母线电压。

或者已知末端负荷功率及降压变电所低压侧母线电压的条件下，求取首端电压和功率。第22页/共49页<计算步骤>第23页/共49页第24页/共49页电压降落纵分量电压降落横分量第25页/共49页第26页/共49页第27页/共49页注意：（1）所有计算必须取自同一点的电压、功率值。（2）公式中的功率为三相功率，电压为线电压，阻抗为一相值。（3）实际计算中，有时要计算电压降落，但节点电压又不知道时，可以用额定电压代替。第28页/共49页②

给定不同节点的功率和电压的潮流计算给出：首端（发电厂）的母线电压

末端用户吸收的功率求取：首端电厂送出功率末端用户实际电压思路：先假定某未知电压，然后按“同一点”方法推算，直到误差在允许范围内。第29页/共49页③

工程上常用的几个计算量第30页/共49页2.变压器的电压和功率分布计算

激磁支路：不变损耗——由网络电压有关，与负荷无关。阻抗支路：可变损耗——与负荷有关，与输电线路计算方法类似。35kV以下一般不计激磁功率。阻抗支路中功率损耗（可变损耗）可由短路试验数据测得：S2:通过T的负荷功率SN:T的额定功率第31页/共49页3.4电力系统的无功功率和电压调整一、系统的无功电源、无功负荷和无功功率平衡

电压是衡量电能质量的重要指标，额定电压运行下才最经济、有效、安全。在额定电压附近，电压与无功功率关系比电压与有功功率关系密切得多，表现为无功功率对电压有较大变化率，所以分析系统运行电压水平应从系统无功入手。综合负荷的电压静态特性第32页/共49页1.无功电源（1）发电机

发电机是电力系统唯一的有功功率电源，同时也是最基本的无功功率电源。

发电机的额定容量通常是指额定有功功率，如；10万kW、60万kW机组等。给定的额定参数还有额定电压、额定功率因数等。第33页/共49页发电机的运行总受一定条件，如绕组温升、励磁绕组温升、原动机功率等的约束。这些约束条件决定了发电机组发出的有功、无功功率有一定的限额。隐极机运行出力图（E、P一定时，开口向下抛物线）第34页/共49页（2）同步调相机

专门用来生产无功功率的一种同步电机。在过励磁、欠励磁不同情况下，可分别发出或吸收感性无功功率。改变励磁可以平滑调节无功输出，单机容量也可以做得较大。所提供无功随端电压下降而增加，有利于电压调整。可以直接装设在用户附近就进供应无功功率，从而降低输送过程中损耗。有功功率损耗较大，维护较复杂，运行噪音大。第35页/共49页（3）静止无功补偿器（SVC）

20世纪60年代发展起来的新型可控的静止无功补偿装置。利用晶闸管所组成的电力电子开关来分别控制电容器组与电抗器的投切，典型结构：TCR——晶闸管控制电抗器型；TSC——晶闸管投切电容器型。快速跟踪负荷变动，改变无功大小和方向——可发出容性无功或感性无功。电力电子器件的使用对电力系统产生谐波。第36页/共49页（4）电力电容器只能发无功功率，相当于无功电源。容量可大可小，灵活性大，有功损耗小，适合分散安装在负荷中心。所提供的无功功率与端电压平方成正比：Q=U2ωC，则电压下降时，所提供的无功会减少，与调相机的调节效应相反。第37页/共49页2.无功负荷和无功损耗（1）系统的无功负荷主要指以滞后的功率因数运行的用电设备所吸收的感性无功功率，其中主要是异步电动机。激磁功率漏抗中的无功损耗

额定电压附近，电动机取用无功随电压增减而增减。

当电压明显低于额定值时，电动机取用无功主要有漏抗中无功损耗决定，此时随电压降低，曲线反而有上升性质。第38页/共49页（2）无功损耗<变压器>

励磁支路无功损耗，常称为不变损耗。

变压器漏抗对应的无功损耗，与负荷电流平方成正比，称为可变损耗。<输电线路>线路电抗产生，与线路电流平方成正比。线路电纳产生，其无功功率是容性的，又称为充电功率，可看作是无功电源。线路传输功率较大时，电抗中消耗无功>电容发出的无功，线路等值为消耗无功；传输功率较小时、运行电压水平较高时，则电容发出的无功>电抗消耗的无功，线路等值为无功电源。第39页/共49页（3）无功功率平衡与电压运行水平系统的无功功率平衡，就是在运行的每一时刻，系统中各无功电源所发出的总的无功功率要与系统的无功负荷及无功损耗相平衡。同时，为了运行可靠及适应系统的发展，还要求有一定的无功备用容量。所有无功电源所有无功负荷所有无功损耗无功备用，一般为系统总无功负荷的8~10%总无功电源总无功负荷+损耗第40页/共49页11’22’U’aUaU’’aa’’aa’Q0U1：系统等值无功电源的无功电压静态特性2：系统等值负荷和网络无功损耗的无功电压静态特性a：1与2决定的无功功率平衡点Ua2’：无功负荷增加，特性上移a’：负荷增加，电源不变，1与2’决定新的无功功率平衡点U’a<Ua1’：无功电源增加，特性上移a’’：负荷增加，电源增加，1’与2’决定新的无功功率平衡点U’a<U’’a为保证系统电压质量，系统在规划和运行时，需制定无功的供需平衡关系，并保证有一定的备用容量。无功备用一般为无功负荷的7~8%。无功电源不足时，应就近增设无功补偿装置。无功平衡和电压水平关系第41页/共49页二、系统中枢点的电压管理中枢点：指那些反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电站的母线，系统中大部分负荷由这些节点供电。它们的电压一旦确定，系统其他各点电压也确定了。（1）逆调压适用：线路长，负荷变动大的中枢点。

大负荷：线路电压损耗大，升高中枢点电压至线路额定电压的105%。

小负荷：取线路额定电压。区域性的水、火电厂的高压母线；枢纽变电站的二次母线；有地方负荷的发电厂母线。第42页/共49页（2）顺调压适用：线路不长，负荷变动不大的中枢点。

大负荷：允许中枢点的电压低一点，但不低于线路额定电压的102.5%。

小负荷：允许中枢点电压高一点，但不高于线路额定电压的107.5%。（3）常调压介于以上二者之间的调压方式，即在任何负荷下都保持中枢点电压为线路额定电压的102%~105%。有时候控制中枢点电压不能保证所有负荷点电压偏移均在允许范围内，则要用其他调压方式。第43页/共49页三、电力系统的调压措施略去线路电容功率及变压器激磁功率，R、X为变压器和线路已折算到高压侧的阻抗数值，可得末端电压为：依靠发电机、变压器的输出端电压达到调压目的

（UG、K1、K2）依靠改变无功功率分布、线路参数等实现调压（P、Q、R、X）第44页/共49页改变发电机励磁电流即可调整端电压。不需另增设备，最经济，优先考虑。

使发电机端电压随负荷大小而调节：负荷大时，网损大，调高发电机端电压以维持网络电压水平；负荷轻时，网损小，调低发电机端电压。

适用于孤立运行的小容量电厂或供电范围不大、用户性质相似的电厂。

用户性质不同，或用户距电源远近相差悬殊时，此方式不能保证所有用户对电压质量要求，需与其他调压方式配合。1.改变发电机的端电压进行调压（UG）第45页/共49页2.改变变压器的