电力系统的负荷

第二章电力系统的负荷

1负荷的分类和基本定义⑴分类①综合负荷

②供电负荷③发电负荷2⑵定义综合负荷：电力系统用户用电设备所消耗电功率的总和。供电负荷：综合负荷和电力网功率损耗之和。发电负荷：供电负荷与厂用电之和。综合负荷电力网的功率损耗供电负荷厂用电发电负荷32.1负荷的表示方法电力系统的负荷有功负荷（有功功率）无功负荷（无功功率）有功功率的定义？4无功功率的定义？把电能转换为其他能量（机械能、光能、热能等）并在用电设备中真实消耗掉的功率。5并不做功，只是用来完成电磁能量的相互交换所需的功率。为什么存在无功负荷?6一、负荷功率三相负荷abc7复数功率0向量图βα固定轴-α8二、负荷曲线描述某一段时间内用电负荷大小随时间变化规律的曲线。9年负荷曲线①按功率性质有功负荷曲线无功负荷曲线②按时间日负荷曲线月负荷曲线季负荷曲线负荷曲线的分类10③按负荷范围用户负荷曲线地区电网负荷曲线电力系统负荷曲线

实际中只能得到离散时间的实测（或估计）值，因此一般用折线法或阶梯法描绘。11折线法负荷曲线阶梯法负荷曲线（一）日有功负荷曲线12峰谷差日用电量Ad

日最大负荷Pmax和日最小负荷Pmin的差值。日有功负荷曲线所围成的面积。⑴日负荷曲线的定义:描述一天24小时内负荷随时间变化规律的曲线。日最大负荷、日最小负荷、峰荷、腰荷和基荷13日平均负荷Pav负荷率km14

km、值愈小，表明负荷波动愈大，发电机的利用率愈差。km和愈大，负荷特性愈好。采用“削峰填谷”等措施，尽量使得km、趋近于1。最小负荷系数15⑵日尺负荷跌曲线统的作龟用安排菊日发领电计细划确定馋各发抽电厂崖的发志电任崭务及横系且统的袖运行尺方式计算代用户吐日用尼电量掠等16（二辱）年凝负荷丽曲线年最大锣负荷织曲线年持续席负荷损曲线17⑴年孤最大滴负荷姨曲线怪的定手义描述易一年腥内每视月（取或每筹日）港最大有窃功负辩荷随咏时间备变化朽情况触的曲线谊。18⑵年个最大辰负荷霞曲线挤的作葵用制订饿发电屠设备吊的检阁修计肉划。检修要机组颈应尽钱量安感排在晴负荷红量小率的时僻段；为新访建或穗扩建壮电厂糠的容汽量提蕉供依垮据。19⑶年吉持续希负荷蚊曲线攻的定耗义按一帜年内作系统状负荷公数值共的大半小及其培累计匆小时跃数顺偿序由躬大至厨小排列仗而成容的曲枕线。⑷年捞持续择负荷追曲线责的作享用①安虑排发经电计佳划及垃进行素可靠贺性估授计。20②计速算用础户全旦年的猜耗电阶量A21⑸最沉大负搅荷利缸用时野间Tma拾x22表2浸-1彩各订类用腐户的Tma茎x

Tmax（h）

负荷类型户内聚照明迫及生结活用虹电单班方制企芹业用割电两班碑制企爹业用扩电三班担制企究业用毕电农灌盛用电20行00巩~3沉00射015命00队~2荒20抓030矛00屋~4剑50也060肺00扇~7箩00煤010宁00拳~1拨50鸦0232托.2嫌负荷谢特性意与模畜型⑴负喇荷特四性的瘦定义反映协负荷雹功率竞随系踩统运么行参稿数(电压U或频率f）的变予化而臂变化怀规律赠的曲线或数学户表达纺式。负荷吨特性静态幸特性动态颤特性24⑵负很荷特阅性的嗓主要签研究夺方法实测脉法辨识蛮法①实佣测法需要葱大量位的测胜点，五且测录点的肠电压变化岭要求轻大于梦±1披0％颈。实形测中撕变化频般率也恰相当类困难虚。25实测立法的戚难度封较大遵，一纷般不准使用棉这种馋方法本。②辨扔识法将负漂荷当恐成一狸整体潜，根清据现碧场采集的帝测量捎数据做，确泡定负啦荷模夜型的结构敢，然塞后辨庆识所旬采集酿的数临据得出模夹型所旗需参币数。26常用监的辩帜识方想法最小脾二乘侦法卡尔配曼滤帽波法非线邪性递墙归滤葡波法⑶负食荷模技型在电感力系父统分坟析计舰算中课对负且荷特扭性所作旅的物指理模炼拟或趴数学兴描述尾。27一、幼负荷险的静首态特星性反映养电压叔和频裁率缓晚慢变绕化时肌负荷功标率变允化的倘特性烧。28负荷释静态肝特性冤常用茄近似占模型电力体系统菠的潮跃流计糊算频率川稳定缝、电珠压稳消定分奇析计闯算无功谅优化忆补偿吵等分泳析计抛算多项里式幂函尝数恒定咬阻抗负荷穴静态鉴模型矮的使督用范痒围29(一询)多项申式负煎荷静背态特扣性负荷兴的电债压特蛋性负荷馆的频扔率特充性30负荷趣静态描模型跨系数今的意铲义AP、BP、CPAQ、BQ、CQ若不呀计负痰荷的衔频率摇特性31321-疑--钥--楚-等滔效恒带定阻披抗负震荷2-剂--易--坐-等羽效恒摔定电艳流负星荷3-藏--禁--挥-等抢效恒似定功劲率负宣荷12333思考亮题？当P、Q、U均为鹿额定肚值时萌，AP、BP、CP，AQ、BQ、CQ之间访的关斧系如规何？怎样翻得到方恒定滴阻抗案、恒岛定电缺流、勒恒定姿功率组的负匆荷特阁性？34(二慌)幂函争数式霸负荷转静态拿特性电压狡特性榴系数频率灭特性忍系数35电压田特性化系数同的物拿理含弊义当负魔荷功老率和致频率纤均为欣额定唯值时呜，功率皆对电寻压的戒变化翠率，罪即36频率胳特性膊系数首的物阻理含垂义当负望荷功蛛率和泪电压吃均为慰额定纷值时徐，功率晒对频岁率的陆变化息率，牛即37负荷汗特性弃常用快幂函雪数形采式表餐示因为蜻幂函亿数式喇中的废幂系恳数PU、QU、Pf、Qf比多棉项式蔑中的跨各系链数AP、BP、CP、AQ、BQ、CQ容易烂确定凳。38(三台)恒定储阻抗离式负仰荷静住态特阿性PU＝QU＝2由幂筐函数先形式重可得39（1）（2）恒定阻抗幂函数40对于暗感性蛋阻抗总，当滤系统呢频率昂偏差毯很小匪时，传可得鱼有功松、无挠功频江率特炕性系糕数分顿别为41对于淘容性劫阻抗喊，同慈理可融得42恒定那阻抗连模型磁最简殖单，悄可大环大提逝高分析巡寿计算僻的速哪度，标但与娇实际婆情况返的误差联较大。通常循只在负荷泛容量顿小、端电乎压波声动不大、精确绵度要废求不嫂高的情辟况下狂使用。43思考袄题？试证明P2扭4的式雄（2沿-1妖9）柿~（第2-帖22扑）44二、浙负者荷的均动态戏特性反映存电压需和频兵率急瓦剧变美化时赶负荷功单率变跟化的趟特性饥。45负荷祸动态轮特性霸分析电力句系统果综合臣负荷钱的主探要成分分是假异异步电吊动机历。异步碌电动缝机的党动态乳特性机械荣暂态嚼过程机电勇暂态影过程电磁清暂态昂过程46异步卧电动宜机的轻等值捡电路总等值快阻抗47异步门电动治机的膛电压吩方程蜜为异步比电动黎机从同系统信吸收狱的有晶功功率P和无骗功功熄率Q分别途为？48等值卸电纳等值竖电导49转差坡率s2--纳--碎异步跨电动趟机转塔子稳糕态运随行角何速度211--轻--异步贼电动叨机转袋子角让速度501-屋--痛--异步丙电动互机的罚惯性按时间祸常数2-智--淘--异步沫电动从机的杂电磁优转矩3-旨--饭--异步扇电动刻机的裁机械拿转矩异步甩电动水机的但运动粗方程12351电磁转矩Me2-败--直--宝与Mem竟ax对应兼的临阿界转些差率悉。121-棵--宵--U等于UN时的剪最大按电磁泰转矩52机械娱转矩Mm1-冻--竟--娱负荷坦率2-哈--塔--恶与转刚速无琴关的仇部分湾力矩棋,即毛静止阔力矩1233-蛇--等--朽与机止械转知矩特些性有关羡的系龄数53若不钩计静熄止力扣矩标幺爷值当转越速偏冒差较糊小时12541-慢--顿--块异步姐电动闪机的衡稳态描机械袍转矩2-做--六--线性去化机揪械转四矩特佣性系周数综合贪负荷狼动态耕模型异步菌电动析机负埋荷模院型恒定汗阻抗份负荷艘模型(其蜻比例盛可取在为总欢负荷伐的2错5％谁~3牧5％弹)552.处3放电力肝系统近中的亭谐波由于堂负荷骆的非嫩线性蔽使电呢压和痒电流创波形赤产生泰畸变鸭，出逝现各外种谐夕波分摄量，晨谐波紧亦称窃为电毯力网屯中的低“垃楼圾”。谐波仓的含述量是践衡量艇电能晓质量壁的重雄要指献标之悟一。56一、授主要四的谐膀波参凯数1、炭含有拐谐波柔的电率压和祸电流基波载角频陡率初相静角57已知便变化煌周期绕为T的电织流i（t否）的大及小，喊其有胸效值I如何克求得呼？58根据掠三角饲函数票的正为交性寄可知59含有诵谐波卧的i（t）和u（t）的有锐效值蔬只和政所含胜各次贯谐波暖的有倦效值脂有关絮，而盼与它加们的炎相位搞无关床。非正直弦周宴期量晶的最陕大值年和有四效值某之间店已不仪存在暂的关速系60三次于谐波晕初相啊角与库基波组相同三次信谐波惨初相缘瑞角与横基波左相反612、腰谐波殿分析肌中常厅用的忧若干壁特征蛛量⑴谐司波含魂量①谐纵波电她压含寸量②谐洞波电收流含扒量62⑵谐波椅总畸朵变率谐波蛾含量宁与基搭波分森量的慰比值剑的百仆分数耻，用TH君D表示裕。①电疑压总厅畸变艰率②电障流总夜畸变趴率63第n次谐梦波的仔电压犹含有们率为⑶谐批波含螺有率某次层谐波辜的有梳效值博与基颤波有泄效值舌的比袍值，叨记为HR嘉。同理撒，可淋得第n次谐打波的捧电流告含有维率。643、含有快谐波传时的稠有功垮功率宗和功法率因迷数⑴有刚功功建率P165当n在第武一、戏第四冈象限欣时，Pn为正盐，表示辉负荷百吸收娘有功傍功率坚，为肾谐波什负载鉴。1-埋--份--n为n次谐叶波电恨流落澡后于n次谐波蒜电压犬的相躺位角烂。当n在第绞二、俭第三宰象限唐时，Pn为负甚，表示闷负荷纺发出顶有功况功率常，成饲为谐佛波源搅。66⑵功隙率因飘数如何咐计算弃？P可能脑会小赵于它验的基展波功勺率P1，即用练户可筑以将说所吸关收的请一部标分基煮波功控率转狂化为辰谐波碌功率委，反沫馈到杰电网壮。67这里叹的已经不是障任何技一次幅谐波友电压爹和电掏流之军间的膊相位渠差。含有君谐波括时的顿视在袋功率68AP--回--趋--有功鉴电能涂表的陶读数（kW添h）实际弊工程于中含却有谐尿波的遣功率项因数愈如何年计算丹？12AQ--抵--源--无功偷电能谈表的纲读数心（kv委ar换h）69二、胖谐波蠢源电力惑系统烂中的侮非线革性负盐荷大孙量增毅加，测在电侮力系身统中架形成牙了大电量的当谐波廊源。呢根据他负荷婶的特才点，是谐波扔源分蒜类如挨下：谐波粗源含电嫂弧和心铁磁涝非线欺性设墓备的脱谐波隙源整流物和换悔流电喉子器穷件所扮形成吊的谐望波源70㈠含饼电弧芬和铁灿磁非丝式线性尺设备玻的谐波列源电弧验炉形晃成的铺谐波冠在这廊类谐浴波中津占有帖很大革的比怜例。其伏抬安特死性具虚有高微度的杯非线责性，耀是主讲要的珠谐波员源。电弧医炉和叶接触爷焊设家备、钢矿热考炉、况硅铁估炉、沾高频顾炉等悠均属尤此类扁非线坚性电国力负毙荷。7172典型闲电弧战炉的HR穗I统计值1.谱1谐波次数h

2

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9谐波电流含有率HRI(%)

.5.杀05.呜83.朵04.苍21.以21.黄10.爪873⑷电锤气化纷铁道泪中的赤交流洲单相啊整流裁供电源机车㈡整械流和母换流获电子蹲器件考形成谐波颜源⑴直翼流输舰电的淹大容走量整富流和钟逆变设装置⑵工梅业中率大量区使用巾的变狡频调尚速装室置⑶冶肿金、挎化工广、矿传山部术门大豆量使帖用的葡晶闸减管整况流电雕源74⑵谐汇波电毛流因次集肤罚效应再和邻相近效执应，在变垂压器盏绕组畜中引趣起附询加铜旨耗。截谐波电联压可衬使变匠压器般的磁午滞及帮涡流无损耗增阴加。三、照谐波深的危茅害⑴谐粉波使厌旋转辰电机津附加旗损耗跑增加魄、出力迹降低简，绝歉缘老挪化加晌速。75⑷在谈直流破电机南中，杆谐波喊除附插加发袋热外涛，还会简引起要换相努恶化仓和噪泥音。⑶谐棒波电连流在槐三相衔感应扭电动够机内勿产生晓的附权加旋惭转磁果场与墙基波纹旋转性磁场恩相反配时，将降千低电家动机肯的效罚率，并使电义动机俭过热望。76⑸谐计波电辩流与回基波事磁场宁间的利相互挽作用谨产生稻的振捷荡力凡矩严怪重时埋使发击电机爸产生古机械盆共振关，使铃汽轮智机叶吸片疲过劳损鸭坏。77⑺谐掠波还模使变编压器去的噪飘声增坊大，蚂使绝锅缘材缘瑞料中缝的电凑场强烧度增坛大，志缩短屯变压饱器的秃使用暮寿命半。⑹3伏次谐绍波及折其倍暮数的泄谐波榆在变剪压器示三角新形接收法的闪绕组露中形趋成的垮环流旺会使第变压萌器绕浊组过倍热。78⑻谐欠波电揭压作乘用在要对频漏率敏绍感（偷频率局越高，拦电抗远越降唤低）泛的电爆容元除件上绞，例如电咐容器估和电新缆等朋，会掌使其励严重爆过电流，庙导致丢发热耕，介吐质老绞化，瘦甚至强损坏犹。⑼高糖次谐址波电扩流