电力系统潮流计算

第一章电力系统概述第一章电力系统概述1－1电力系统的构成1－2电力系统联网运行的优越性1－3电能的质量标准1－4电力系统的电压等级1－5电力系统中性点接地方式1－6电力系统的潮流计算1－7电力系统的电压调整1－8电力系统的频率及其控制1－9电力系统稳定性问题1－6电力系统潮流计算

潮流计算：计算出电力网中所有回路的功率分布，以及所有节点的电压分布。潮流计算的目的：在规划设计中，用于选择接线方式、导线截面以及选择各种电器设备。在运行时，用于确定运行方式、制定检修计划、确定调整电压的措施。提供继电保护、自动装置设计与整定所需的数据。▲电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部分的特性和数学模型

1.发电机组 2.变压器 3.电力线路（包括电抗器）4.负荷▲电力网络的数学模型

一、电网中各元件的等值电路1、同步发电机的等值电路

一、电网中各元件的等值电路2、变压器的等值电路（1）双绕组变压器

在应用下面的公式计算变压器参数时，用变压器哪一侧绕组的额定电压，即相当于把变压器的参数归算到了哪一侧。注意单位P0

/Pk---------kWUN---------KVSN--------MVA

一、电网中各元件的等值电路2、变压器的等值电路（3）三绕组变压器◆电阻计算（通常绕组量比为100/100/100）注意：铭牌参数仅告诉◆电抗的计算注意：短路电压通常已经归算至变压器额定容量下，故不用归算。

一、电网中各元件的等值电路3、电抗器等值电路

一、电网中各元件的等值电路4、输电线路的等值电路电力线路的等值电路电力线路的简化等值电路（架空）

一、电网中各元件的等值电路5、负荷的数学模型-复功率取

滞后功率因数为正，感性无功负荷

运行时，所吸取的无功功率

超前功率因数为负，容性无功滞后功率因数为正，感性无功发电机

运行时，所发出的无功功率

超前功率因数为负，容性无功

二、具有多个电压等级电力网的等值电路由于三相电路对称，电网的等值电路只画出一相即可，各元件按照实际接线顺序连接。但是电网中有变压器，各元件分处不同的电压等级，求取等值电路时，必须将这些元件的参数归算到一个事先选定的电压级下。1、阻抗导纳的折算2、电源电势的折算

二、具有多个电压等级电力网的等值电路1、阻抗导纳的折算（1）低压侧参数折算到高压侧（2）高压侧参数折算到低压侧2、电源电势的折算电源电势如何折算，请思考？

例题1-1GT1T2电抗器L

二、具有多个电压等级电力网的等值电路

三、简单电力网潮流计算电力网输电线路和变压器在传输功率的过程中都会产生功率损耗（复功率损耗），包括：串联阻抗上的损耗：随传输功率的增大而增大（主要）并联导纳上的损耗：近似与电压平方成正比，与传输功率无关（次要）。

三、简单电力网潮流计算（一）电力线路的潮流计算1、电力线路的功率损耗与功率分布MVA、MW、MvarKV

A、已知首端功率、电压，求末端功率MVA、MW、MvarKV其中，末端电压由后面的方法求取

B、已知末端功率、电压，求首端功率MVA、MW、MvarKV其中，首端电压由下面的方法求取

三、简单电力网潮流计算（一）电力线路的潮流计算2、电力线路的电压降落损耗与电压分布已知末端电压、功率，求首端电压已知首端端电压、功率，求末端电压MVA、MW、MvarKV

三、简单电力网潮流计算（二）变压器的潮流计算MVA、MW、MvarKV除了并联支路的功率损耗计算有所差异外，阻抗支路的功率损耗和分布、电压降落和分布都与线路相同。

三、简单电力网潮流计算变压器损耗实用计算MVA、MW、MvarKV设有n台变压器并列运行，则损耗

例题1-2下图中，已知发电机额定运行时母线电压为10.5KV。试求发电机发出额定功率时，线路L末端的电压和功率。GT1T2电抗器LGT1T2电抗器L1－7电力系统的电压调整电压是衡量电能质量的一个重要指标。质量合格的电压应该在供电电压偏移，电压波动和闪变，电网谐波和三相不对称程度这四个方面都能满足有关国家标准规定的要求概述

一、电网电压允许偏差1、发电厂、变电所母线电压330KV、500KV：正常运行方式下，最高运行电压不得超过额定电压的+10%，最低运行电压不应影响系统的稳定、厂用电的使用和下一级电压的调节。220KV母线（作为线路首端时）：正常运行方式时，电压允许偏差为额定电压的0~+10%；事故后运行方式时，为额定电压的-5%~+10%。110KV、35KV母线作为线路首端时）：正常运行方式时，电压允许偏差为额定电压的-3%~+7%；事故后运行方式时，为额定电压的-10%~+10%。10（6）KV母线：应使全部高压用户和经配电变压器供电的低压用户的电压偏差符合规定值。

一、电网电压允许偏差2、用户受电端电压35KV及以上用户：电压允许偏差范围为±10%。380V~10KV用户：电压允许偏差范围为±7%

。220V用户：电压允许偏差范围为-10%

~+5%。特殊用户：按合同供电。另外，对于1-10KV的供电线路，要求首末端最大电压损耗不超过5%；对于更高电压等级的线路，正常运行时，通常要求电压损耗不超过10%,故障时不超过15%.

二、电力系统主要调压措施1、电压中枢点的调压方式中枢点：指电力系统中监视、控制和调整电压的点。这些点实际上是发电厂或变电站的一些母线。中枢点的调压方式调压方式逆调压顺调压常调压最大负荷最小负荷1.025UN1.075UN1.05UNUN(1.02～1.05)UN

2、调压的基本原理（1）改变发电机端电压调压；（2）改变变压器变比调压；（3）改善网络参数R和X调压；（4）改变电网无功功率Q的分布调压。

3、调压的主要措施1改变发电机端电压调压；2改变变压器变比调压；3调节无功补偿设备调压；4改变电力系统运行方式调压。

1改变发电机端电压调压通过自动励磁调节装置→If→Eq→UG，不需另增设备，简便可行且经济。实行逆调压（负荷大时身高电压、负荷小时降低电压。特别适用于由发电机不经升压直接供电的地方负荷或孤立运行的电站。发电机经多级变压向负荷供电时，仅借发电机调压往往不能满足负荷对电压质量的要求(If≤IfN），这时需借助其他措施。2改变变压器变比调压变压器按是否带负载调压分：

有励磁调压（有载调压）无励磁调压（无载调压）每一台变压器必须选好一个合适的分接头（装设在高、中压侧），使得在运行中出现最大负荷或最小负荷时，电压偏移都不超出允许的范围。3调节无功补偿设备调压并联电容器、并联电抗器、同步调相机、静止无功补偿装置。————1－8电力系统的频率及控制一、电力系统频率控制的意义和基本方法1、频率控制的必要性对用户的影响产品质量降低；生产率降低对发电厂的影响汽轮机叶片谐振（低频）辅机功能下降（通风量，磁通密度等）

对系统的影响互联电力系统解列；发电机解列2、频率控制的基本方法利用调速器，使发电机的出力在可能的情况下始终随着系统负荷的变化而变化，始终保持系统的有功功率的供需平衡，从而保持机组的转速或频率的稳定。二、电力系统的频率特性1、负荷的频率静态特性二、电力系统的频率特性2、发电机的频率静态特性三、电力系统的频率调整（1）P1变动周期小于10s，变化幅度小（3）P3变动周期最大，变化幅度最大：（2）P2变动周期在（10s，3min），变化幅度较大调速器频率的一次调整调频器频率的二次调整根据预测负荷，在各机组间进行最优负荷分配频率的三次调整三、电力系统的频率调整1、频率的一次调整调速器自动调整，无需人工干预三、电力系统的频率调整2、频率的二次调整人工干预，通过调速器（转速调整或功率给定）三、电力系统的频率调整3、频率的三次调整（负荷的经济分配）三次调节是指，各发电厂按照系统调度预先下达的发电计划，定时调控发电机的有功出力（包括机组启停），或在非预计的负荷变化经一次调整和二次调整积累到一定程度时，重新按经济原则分配各发电厂的有功出力。1－9电力系统稳定问题概述一、稳定性的概念1、发电机组的同步运行并列运行的发电机，当它们的电角速度都相等时，称它们处于同步运行状态。由于各种扰动的影响（如负荷的增减、负荷的投入与切除、短路等），这种同步状态经常被破坏，但绝大多数情况下能重新建立同步关系。2、电力系统的稳定性当系统受到扰动后，如果发电机之间最终能重新建立起同步关系，并能回到原来的状态或到达一个新的状态，则称系统是稳定的；反之，称系统是不稳定的。二、稳定性的类型1、静态稳定系统受到小的、短时的扰动后，能够自动恢复到原来状态的能力。a点静态稳定性分析

b点静态不稳定分析

090180二、稳定性的类型