chap電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析實用

會計學1chap電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析實用（2）多股絞線扭絞，導線實長要增加2~3%；（3）制造中，導線實際截面積比標稱小，故上式運用時，不用材料標準電阻率而用稍增大了的；α:電阻溫度系數(shù)第1頁/共49頁二、電抗輪流改換三相導線在桿塔上位置。第2頁/共49頁（2）分裂導線六分裂導線四分裂導線間隔棒第3頁/共49頁第4頁/共49頁三、電導輸電線路輸送功率過程中，除了電流在線路電阻內產生有功功率損耗外，在周圍絕緣介質中還產生功率損耗。后者即與輸電線電導有關，也稱為泄漏電導，主要與沿絕緣子串及金具泄漏損耗以及電暈損耗有關。前者損耗很小，可忽略，后者起決定作用。電暈現(xiàn)象：架空線路帶高壓情況下，當導線表面電場強度超過空氣擊穿強度時，導體附近空氣游離而產生局部放電現(xiàn)象，發(fā)出咝咝聲，并產生臭氧，夜間可見紫色光暈。第5頁/共49頁第6頁/共49頁四、電納第7頁/共49頁五、輸電線路等值電路

短距離：50~80km，35kV以下，電容不考慮，電阻、電感表示的集中參數(shù)電路。中距離：50km以上，不超過200~300km，110~220kV，集中參數(shù)，電導忽略。長距離：300km以上超高壓，分布參數(shù)。π型等值電路（用得多）T型等值電路第8頁/共49頁3.2變壓器的等值電路和參數(shù)一、變壓器的等值電路

雙繞組T：近似等值電路常將勵磁支路前移到電源側。三繞組T：勵磁支路前移的星形等值電路。所有參數(shù)均折算到某側。雙繞組T等值電路

三繞組T等值電路RT：反映有功損耗（銅耗）。XT：一、二次繞組漏抗。GT：反映渦流損耗（鐵耗）。BT：代表勵磁功率。第9頁/共49頁二、雙繞組變壓器的參數(shù)計算1．電阻短路試驗：將一側繞組短接，在另一側繞組加電壓，使短路繞組的電流達到額定值。短路損耗約等于變壓器通過額定電流時原、副方繞組電阻的總損耗（銅耗）。高壓側加三相功率（kVA）線電壓（kV）第10頁/共49頁2．電抗三相功率（kVA）線電壓（kV）第11頁/共49頁3．電導低壓側加空載試驗：將一側繞組開路，在另一側繞組加額定電壓?？蛰d電流非常小，繞組中的銅耗也很小，變壓器鐵耗約為空載損耗。三相空載損耗（kW）線電壓（kV）第12頁/共49頁4．電納第13頁/共49頁5．變比定義：變壓器兩側繞組的空載線電壓之比。第14頁/共49頁三、三繞組變壓器的參數(shù)計算1．電阻RT1、RT2、RT3第15頁/共49頁第16頁/共49頁上述公式用于三個繞組額定容量均相同的情況。各繞組額定容量相等的三繞組變壓器不可能三個繞組同時滿載運行。根據(jù)電力系統(tǒng)運行的實際需要，三個繞組額定容量可造得不等。我國目前生產的變壓器三繞組容量比，按高、中、低壓繞組順序主要有100/100/100、100/100/50、100/50/100三種。變壓器銘牌上額定容量是指容量最大的一個繞組的容量，也就是高壓繞組容量。

公式中的ΔPk1、ΔPk2、ΔPk3是指繞組流過與變壓器額定容量SN相對應的額定電流時所產生的損耗。做短路試驗時，三個繞組容量不相等的變壓器將受到較小容量繞組額定電流的限制。用上式計算時必須對工廠提供的短路試驗的數(shù)據(jù)進行折算。（折算方法略）第17頁/共49頁2．電抗XT1、XT2、XT3第18頁/共49頁3．求GT、BT只有一個勵磁支路，因此計算是一致的（空載試驗）。四、自耦變壓器（略）五、分裂繞組變壓器（略）第19頁/共49頁3.3開式電力網的電壓和功率分布計算一、潮流計算概述

電力系統(tǒng)潮流計算是為了弄清楚在給定的某種運行條件和系統(tǒng)接線下，系統(tǒng)各部分的運行狀態(tài)。如各母線上的電壓（幅值和相角），各元件中通過的功率大小以及功率損耗等。

傳統(tǒng)的解析法靠手算

采用了一些物理模擬裝置

應用大型電子計算機進行潮流計算。第20頁/共49頁二、單側電源的開式電力網的潮流分布計算開式網絡：只能從一個方向取得電能的網絡。閉式網絡：每一負荷至少可以從兩個方向取得電能的網絡。

放射式

干線式

樹狀單電源環(huán)網

雙電源環(huán)網

兩端供電網絡第21頁/共49頁①給定同一節(jié)點的功率和電壓的潮流計算1.輸電線的電壓和功率分布計算例如給出首端（發(fā)電廠）送出的功率及其母線電壓，求取末端實際送給用戶的功率及降壓變電所低壓側母線電壓。

或者已知末端負荷功率及降壓變電所低壓側母線電壓的條件下，求取首端電壓和功率。第22頁/共49頁<計算步驟>第23頁/共49頁第24頁/共49頁電壓降落縱分量電壓降落橫分量第25頁/共49頁第26頁/共49頁第27頁/共49頁注意：（1）所有計算必須取自同一點的電壓、功率值。（2）公式中的功率為三相功率，電壓為線電壓，阻抗為一相值。（3）實際計算中，有時要計算電壓降落，但節(jié)點電壓又不知道時，可以用額定電壓代替。第28頁/共49頁②

給定不同節(jié)點的功率和電壓的潮流計算給出：首端（發(fā)電廠）的母線電壓

末端用戶吸收的功率求?。菏锥穗姀S送出功率末端用戶實際電壓思路：先假定某未知電壓，然后按“同一點”方法推算，直到誤差在允許范圍內。第29頁/共49頁③

工程上常用的幾個計算量第30頁/共49頁2.變壓器的電壓和功率分布計算

激磁支路：不變損耗——由網絡電壓有關，與負荷無關。阻抗支路：可變損耗——與負荷有關，與輸電線路計算方法類似。35kV以下一般不計激磁功率。阻抗支路中功率損耗（可變損耗）可由短路試驗數(shù)據(jù)測得：S2:通過T的負荷功率SN:T的額定功率第31頁/共49頁3.4電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調整一、系統(tǒng)的無功電源、無功負荷和無功功率平衡

電壓是衡量電能質量的重要指標，額定電壓運行下才最經濟、有效、安全。在額定電壓附近，電壓與無功功率關系比電壓與有功功率關系密切得多，表現(xiàn)為無功功率對電壓有較大變化率，所以分析系統(tǒng)運行電壓水平應從系統(tǒng)無功入手。綜合負荷的電壓靜態(tài)特性第32頁/共49頁1.無功電源（1）發(fā)電機

發(fā)電機是電力系統(tǒng)唯一的有功功率電源，同時也是最基本的無功功率電源。

發(fā)電機的額定容量通常是指額定有功功率，如；10萬kW、60萬kW機組等。給定的額定參數(shù)還有額定電壓、額定功率因數(shù)等。第33頁/共49頁發(fā)電機的運行總受一定條件，如繞組溫升、勵磁繞組溫升、原動機功率等的約束。這些約束條件決定了發(fā)電機組發(fā)出的有功、無功功率有一定的限額。隱極機運行出力圖（E、P一定時，開口向下拋物線）第34頁/共49頁（2）同步調相機

專門用來生產無功功率的一種同步電機。在過勵磁、欠勵磁不同情況下，可分別發(fā)出或吸收感性無功功率。改變勵磁可以平滑調節(jié)無功輸出，單機容量也可以做得較大。所提供無功隨端電壓下降而增加，有利于電壓調整?？梢灾苯友b設在用戶附近就進供應無功功率，從而降低輸送過程中損耗。有功功率損耗較大，維護較復雜，運行噪音大。第35頁/共49頁（3）靜止無功補償器（SVC）

20世紀60年代發(fā)展起來的新型可控的靜止無功補償裝置。利用晶閘管所組成的電力電子開關來分別控制電容器組與電抗器的投切，典型結構：TCR——晶閘管控制電抗器型；TSC——晶閘管投切電容器型?？焖俑欂摵勺儎樱淖儫o功大小和方向——可發(fā)出容性無功或感性無功。電力電子器件的使用對電力系統(tǒng)產生諧波。第36頁/共49頁（4）電力電容器只能發(fā)無功功率，相當于無功電源。容量可大可小，靈活性大，有功損耗小，適合分散安裝在負荷中心。所提供的無功功率與端電壓平方成正比：Q=U2ωC，則電壓下降時，所提供的無功會減少，與調相機的調節(jié)效應相反。第37頁/共49頁2.無功負荷和無功損耗（1）系統(tǒng)的無功負荷主要指以滯后的功率因數(shù)運行的用電設備所吸收的感性無功功率，其中主要是異步電動機。激磁功率漏抗中的無功損耗

額定電壓附近，電動機取用無功隨電壓增減而增減。

當電壓明顯低于額定值時，電動機取用無功主要有漏抗中無功損耗決定，此時隨電壓降低，曲線反而有上升性質。第38頁/共49頁（2）無功損耗<變壓器>

勵磁支路無功損耗，常稱為不變損耗。

變壓器漏抗對應的無功損耗，與負荷電流平方成正比，稱為可變損耗。<輸電線路>線路電抗產生，與線路電流平方成正比。線路電納產生，其無功功率是容性的，又稱為充電功率，可看作是無功電源。線路傳輸功率較大時，電抗中消耗無功>電容發(fā)出的無功，線路等值為消耗無功；傳輸功率較小時、運行電壓水平較高時，則電容發(fā)出的無功>電抗消耗的無功，線路等值為無功電源。第39頁/共49頁（3）無功功率平衡與電壓運行水平系統(tǒng)的無功功率平衡，就是在運行的每一時刻，系統(tǒng)中各無功電源所發(fā)出的總的無功功率要與系統(tǒng)的無功負荷及無功損耗相平衡。同時，為了運行可靠及適應系統(tǒng)的發(fā)展，還要求有一定的無功備用容量。所有無功電源所有無功負荷所有無功損耗無功備用，一般為系統(tǒng)總無功負荷的8~10%總無功電源總無功負荷+損耗第40頁/共49頁11’22’U’aUaU’’aa’’aa’Q0U1：系統(tǒng)等值無功電源的無功電壓靜態(tài)特性2：系統(tǒng)等值負荷和網絡無功損耗的無功電壓靜態(tài)特性a：1與2決定的無功功率平衡點Ua2’：無功負荷增加，特性上移a’：負荷增加，電源不變，1與2’決定新的無功功率平衡點U’a<Ua1’：無功電源增加，特性上移a’’：負荷增加，電源增加，1’與2’決定新的無功功率平衡點U’a<U’’a為保證系統(tǒng)電壓質量，系統(tǒng)在規(guī)劃和運行時，需制定無功的供需平衡關系，并保證有一定的備用容量。無功備用一般為無功負荷的7~8%。無功電源不足時，應就近增設無功補償裝置。無功平衡和電壓水平關系第41頁/共49頁二、系統(tǒng)中樞點的電壓管理中樞點：指那些反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電站的母線，系統(tǒng)中大部分負荷由這些節(jié)點供電。它們的電壓一旦確定，系統(tǒng)其他各點電壓也確定了。（1）逆調壓適用：線路長，負荷變動大的中樞點。

大負荷：線路電壓損耗大，升高中樞點電壓至線路額定電壓的105%。

小負荷：取線路額定電壓。區(qū)域性的水、火電廠的高壓母線；樞紐變電站的二次母線；有地方負荷的發(fā)電廠母線。第42頁/共49頁（2）順調壓適用：線路不長，負荷變動不大的中樞點。

大負荷：允許中樞點的電壓低一點，但不低于線路額定電壓的102.5%。

小負荷：允許中樞點電壓高一點，但不高于線路額定電壓的107.5%。（3）常調壓介于以上二者之間的調壓方式，即在任何負荷下都保持中樞點電壓為線路額定電壓的102%~105%。有時候控制中樞點電壓不能保證所有負荷點電壓偏移均在允許范圍內，則要用其他調壓方式。第43頁/共49頁三、電力系統(tǒng)的調壓措施略去線路電容功率及變壓器激磁功率，R、X為變壓器和線路已折算到高壓側的阻抗數(shù)值，可得末端電壓為：依靠發(fā)電機、變壓器的輸出端電壓達到調壓目的

（UG、K1、K2）依靠改變無功功率分布、線路參數(shù)等實現(xiàn)調壓（P、Q、R、X）第44頁/共49頁改變發(fā)電機勵磁電流即可調整端電壓。不需另增設備，最經濟，優(yōu)先考慮。

使發(fā)電機端電壓隨負荷大小而調節(jié)：負荷大時，網損大，調高發(fā)電機端電壓以維持網絡電壓水平；負荷輕時，網損小，調低發(fā)電機端電壓。

適用于孤立運行的小容量電廠或供電范圍不大、用戶性質相似的電廠。

用戶性質不同，或用戶距電源遠近相差懸殊時，此方式不能保證所有用戶對電壓質量要求，需與其他調壓方式配合。1.改變發(fā)電機的端電壓進行調壓（UG）第45頁/共49頁2.改變變壓器的