电力系统分析学习报告

电力系统分析学习报告电力系统分析学习报告电力系统分析学习报告陈静时间：20231015一。电力系统概述几个概念：电力系统：生产、输送、安排和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体定义:电力系统中输送和安排电能的局部〔分类按供电范围的大小和电压等级的凹凸：地区、区域、超高压远距离电网按功能分：传输网、配电网发电厂：电力系统的电源，把不同种类的一次能源转换成电能作用：集合电源、升降电压、安排电能变电所 按功能分：升压、降压变电所分类 按设备布置的地点:户外、户内、箱式、地下按容量和重要性：枢纽、中间、终端〔5)电力系统的负荷:系统中全部用电设备消耗功率的总和，也称电力系统综合用电负荷供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗发电负荷:供电负荷加上发电厂的厂用电消耗的功率〔6〕负荷曲线 定义:以曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律分类按负荷种类：有功功率和无功功率负荷曲线按时间长短：日负荷曲线和年负荷曲线负荷率:k m

PPav ，PPavmax

为平均负荷

两者相近时说明负荷波动小最小负荷系数:

PminPmax(7〕最大负荷利用小时数Tmax

:在负荷始终等于最大值Pmax

Tmax

小时消耗的电能恰好等于全年的实际耗电量W 1T

8760

Pdtmax

Pmax

Pmax 0系统中额定电压的规定发电机的额定电压与网络的额定电压为同一等级时,发电机的额定电压规定比网络的额定电压高5%，13.8V变压器一次绕组的额定电压与网络额定电压相等，但直接与发电机联接时，则与发电机的额定电压相等10％7％或直接与用户联接时,5%3。电力系统的接线方式无备用接线〔开式电力网〕方式：任一负荷和电源之间只有一条途径,构造简洁、经济、运行便利，供电牢靠性差(2〕有备用接线〔闭式电力网〕方式：任一负荷和电源间有多个途径，供电牢靠、电压质量高，但是开关设备和保护电器数量增加4.电力系统的中性点:接入系统星形联接的变压器或发电机绕组的中性点AACOC.BC.AOCACO.BCO.AC BCO.CC

VBBC正常状况 C相接地短路状况但三相之间线电压不变，且仍对称3(2〕中性点经消弧线圈接地消弧线圈：带气隙铁心的线性电感线圈，其电阻很小，感抗很大单相接地时，非接地相对地电压上升为线电压C 流过接地点的电流为接地电容电流 与消弧线圈的电感电流 C C 留意点：虽然 = C

短路电流理论上为0，但此时为产生谐振C CC L(3〕中性点直接接地非故障相电压不变,但短路电流过大，简洁发生供电中断“保护接零“的原理：当设备故障带电后通过零线与相线形成回路，产生较大电流，通过熔断器切除电源形成保护5。电力系统运行的特点电能不易贮存、暂态过程格外短暂、电能与国民经济各部门及人民的生活关系亲热6。对电力系统的要求:为用户供给充分的电能；保证电力系统供电的牢靠性；保证电能质量；保证电力系统运行的经济性；环保问题。二。电力系统的元件模型与参数计算电力系统的元件：构成电力系统的各组成部件包括各种一次设备元件、二次设备元件及各种掌握元件2.数学模型:元件或系统物理模型(物理特性〕的数学描述可分为:描述静态(或稳态)问题的代数方程；描述动态〔或暂态〕问题的微分方程；描述线性系统的线性方程和非线性系统的非线性方程定常系数方程和时变系数方程;描述非确定性过程的模糊数学方程及利用人工智能和神经元技术的网络方程等3。电力系统分析计算的一般过程抽象出等效电路确定其数学模型用数学方法进展求解4。输电线路的几个概念架空输电线路:由导线、避雷线(架空地线、杆塔、绝缘子和金具组成横距:架空线路相邻杆塔之间的水平距离弧垂：在档距中，导线的最低点和悬挂点之间的垂直距离对导线的要求：有良好的导电性能;有相当高的机械强度；有耐化学腐蚀的力量；经济性电缆线路:由导体、绝缘层和保护层三局部组成5。输电线路的等值电路rjwLrjwLgjwCg：反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线四周空气游离而产生的有功功率损失C：反映带电导线四周的电场效应〔1)短输电线路：只考虑rL〔100Km60KV〕I1RXI2V1ZRjXrlI1RXI2V1V2〔2〕110KV～220KV，架空输电线100Km~300Km100Km形等值电路 T形等值电路I1 I2Z

I1 I2Z/2 Z/2V1 V2Y/2 Y/2

V1 Y V2

ZRjXrljxlYjBjbl(3〕100～300Km100Km 形 等 值 电 路 T形等值电路I1 I2Z’

I1 I2Z””/2 Z””/2V1 V2Y”/2 Y”/2

V1 Y”” V2准确参数： 近似分布参数Zkrljkxlr xYjkblbZZC

shrl

1k 1 xbl21

2th(rl/2),其中Z

= zr r 3zyZ C r y 1 bzyZZC

Cthrl

k 1 (xbr2 )l2x 6 x1

shrl kZ

1 xbl212C近似分布参数同准确参数的误差随线路长度的增加而增大6。输电线路的参数计算rs

为导线的电阻率，st°Crt

r[1(t20)]200.003820.0036电抗a。单导线线路每相单位长度的电感和电抗u DL 0In eq L

为三相输电线路的一相的等值电感a 2 D asDx2fN

L0.1445Ig

eq(/Km) x为导线单位长度的电抗Dsu为导线材料的真空导磁系数，f 为额定频率50Hz0 NDDs

re1，D4eq4

为三相导线的几何平均距离D 3D D Dab bc caD D Dab bc cab.分裂导线线路每相单位长度的电感和电抗u D DL 0In fa 2 D sb

L0.1445Ig eq(/Km)DsbD 2Dsb sb3Dsb4D

DdsDDdsDd2sDd3sDd3ssb电纳:三相导线单位长度的电容及电纳分别相等aC

0.0241 7.58 106(F/Km)，当f 50Hz,b= 106(S/Km)D Ig eq Ig eqr rb。分裂导线：用一相导线组的等值半径req

代替导线半径r二分裂导线：r eq

,三分裂导线:r 3rdrdrdrd2

req

1.094rd3rd3RTGT -jBT一般认为线路的电导为零7。变压器的等值电路由短路试验得到短路损耗PS

(KW,短路电压VS

RXT T由空载试验得到空载损耗P(KW),空载电流 I0 BT

%，用以确定G 和T双绕组参数计算P PV2

V%

2 P P

I%SI% 3IR I% 3I

或R

SN ,X S

N ,G

Fe

0 ,B 0

N 0 NT 3I2N

T 1000S2N

T 100 SN

T 1000V2N

1000V2 N

100 VN

100V2NV 变比〔两侧绕组实际抽头的空载线电压之比：对于Y/Y及D/D接法的变压器kT331

1NV2N

12三绕组参数计算

对于Y/DkT

1NV 2N 2P 1(P

P )S1 2

S(31)

S(23)各绕组的短路损耗 P 1(P

P )S2 2

S(23)

S(31)P

1(P

P )PV2

S3 2

S(23)

S(12)R SiN (i1,2,3)，当三个绕组的额定容量不同时，应先折算试验数据i 1000S2NS S SPS(12)

PS(12)

(SN

)2,PS(23)

P S(23)

Nmin{S

,S 3N

)2,PS(31)

PS(31)

SN)2各绕组的短路电压3NV

%V

%V %)S1 2

S(12)

S(31)

S(23)V %

%V

%V %)S2 2V

S(23)%V

S(31)%V %)S3 2

S(23)

S(31)

S(12)V % V2各绕组的等值电抗X Si N (i1,2,3)自耦变压器

i 100 SN短路电压试验值的折算VS(23)

%VS(23)

S%(SN3N

),VS(31)

%V S(31)

SSN)3N抱负变压器的特点：无损耗、无漏磁、无需励磁电流的变压器变压器的等值电路I1RT jXT k:1I2 I1

I2ZT/kV1 V2” V2V1 V2ZT/(1-k) ZT/(K(1-K))I1 I2KYTV1 V2(1-K)YT K(K-1)YT发电机的等 值电路〔单相〕IGIGIGVG EG综合 负荷：电力系统中每一个变电所的众多用户常用一个等值负荷表示时称之负荷特性:反映综合负荷的功率随系统的运行参数〔电压、频率〕的变化而变化的曲线分类：动态特性:反映电压和频率急剧变化的负荷功率随时间的变化静态特性:稳态下负荷功率与电压和频率的关系11。常用的负荷静态模型〔1〕恒功率负荷模型〔2〕恒定阻抗负荷模型(3〕用电压静态特性表示的综合负荷模型〔4〕用电压及频率静态特性表示的综合模型12.多电压等级参数归算的依据：归算前后功率保持不变留意点：变压器的变比为靠近根本级一侧的电压与靠近需归算一侧的电压之比准确计算时，各变压器用实际电压比；简化计算时，用各变压器平均额定电压之比13.标幺值 实际的值〔任意单位〕，没有量纲基准值〔与知名值同单位〕〔〕全系统只能有一套基准值〔2〕一般取额定值为基准值〔3)电压、电流、阻抗〔导纳)和功率的基准值必需满足电路定理不同基准值和标幺值之间的换算：〔1〕