《电力系统分析》辅导资料二.doc

电力系统分析辅导资料二主 题： 第二章 电力系统元件参数和等值电路学习时间： 2013年10月7日10月13日内 容：第二章 电力系统元件参数和等值电路这周我们将学习第二章，本章将给大家介绍电力系统分的运行参数，并绘制电网的等值电路。希望大家认真学习分析稳态时系统元件的数学模型，为接下来的学习打下良好的基础。前言1.电力系统的运行状态（1）电力系统运行参量：是指表征电力系统运行状态的各个物理量。它包括电磁参量和机械参量两类。 电磁参量：功率、电流、电压。 机械参量：频率、发电机组转子相对角位移。频率之所以是机械参量，是因为频率是由发电机转子的角速度决定的。（2）电力系统运行状态 稳态：所有运行参量在某一平均值附近很小变化，接近常量，此时，称系统处于稳态。 暂态：如果电力系统发生故障或其他因素导致部分或全部运行参量发生较大变化，则称此时系统处于暂态。 稳态分析就是分析电力系统处于稳态时候的电磁参量和机械参量的数值。暂态分析就是分析电力系统处于暂态时各个电磁参量和机械参量的变化。2.电力系统分析的内容由于电力系统运行时非常复杂的，接近实时的，发电与用电要接近实时平衡，因此，我们要提前对电力系统可能出现的状态要进行掌握和控制。我们通过数学方式，模拟计算出系统及元件在稳态和暂态时各种电磁参量和机械参量进行计算。电力系统分析内容：采用数学方式模拟计算电力系统稳态运行和暂态运行过程中的各种电磁参量和机械参量。电力系统分析目的：提前对电力系统未来可能出现的状态进行掌握和控制。电力系统前提：先明确系统及其元件在稳态和暂态过程的数学表示方式。注意，同一元件在稳态和暂态时数学公式是有可能不同的。第一节 电力线路参数和等值电路1. 电力线路结构简述电力线路按结构可分类架空线路和电缆线路。架空线结构包括杆塔、导线、避雷针、绝缘子和金具等。电缆的结构一般由导线、绝缘层、钢铠包护层等构成。2.架空线路的参数架空线路具有良好的电性能，机械强度，康腐蚀能力。主要材料是铝、铜、钢。用LJ表示铝绞线，TJ表示铜绞线，LGJ表示钢芯铝绞线。例如：LGJ-400/50，400表示铝线额定面积，50表示钢芯额定面积，单位是mm2。（1）单位长度架空线路参数： 电阻： ：导线材料的电阻率，S：导线标称截面积。电抗：由于导线存在自感和导线之间存在互感导线存在电抗，高空架空电力线路可近似取0.4 .与导线的半径呈反比，因此分裂导线（等值增大半径），可降低电抗。电导：由于导线与地或与其他导线之间存在电场，当电压超过临界电压就会产生电晕放电，造成有功功率的损耗，因此，存在电导。线路设计时，晴天不允许导线发生电晕，因此一般。电纳：由于导线与地或与其他导线之间存在电场，会形成电容效应，因此存在电纳。 (2）架空线路的换位： 为减少三相参数不平衡，长线路应该进行换位。（3）架空线路的等值电路 1）分布参数等值电路因线路三相参数完全相同，三相电压、电流有效值相同，故可用单相等值电路代表三相。 2）集中参数等值电路（因分布式等值电路难于计算） a)短线路（，忽略电导、电纳） b)中等长度线路（）无需考虑参数分布效应 用形等值电路表示 用T形等值电路表示 c）长线路（）必须考虑参数分布效应，进行系数修正 用形等值电路表示 用T形等值电路表示3.电缆线路的参数等值电路形式与架空线路相同。第二节 变压器参数和等值电路1.双绕组变压器的等值电路（电机学）2.等值电路的参数计算（1）短路试验因：，而三相电阻中的有功损耗为：可得： 单位短路电压百分比是线电压的百分比。（2）空载试验因：电导对应的变压器的铁损。因此：可得： 单位为：3、变压器等值电路及参数计算注意：变压器有两个额定电压，因此参数可归算为任意一侧。第三节 发电机和负荷的参数及计算公式1.复功率的概念及计算公式注意：在上述表示方式下，负荷以滞后功率因数运行时，所吸取的无功功率为正；以超前功率运行时，所吸收的无功功率为负；发电机则正好相反。2.发电机的参数及等值电路（1）特征分析 特征：电力系统中发电机均指三相交流发电机； 发电机参数三相完全相同； 运行时，发电机电压和电流参量完全对称。因此，可用单相等值电路表示三相。（2）单相等值电路（电源模型）（3）发电机单相参数的计算 已知量：制造厂一般给出以发电机额定容量为基准的电抗百分比。因而电阻较小，忽略不计。故：发电机单相电抗的有名值为：3.负荷的参数及等值电路（1）特征分析：在电力系统中，负荷通常用其从电网中取用的有功功率和无功功率来表示。 （2）负荷描述注意：如负荷为感性，则；如负荷为容性，则。第四节 电网的等值电路（等值网络）1.基础知识（1）概念即把电网中的输电线路和变压器用其数学模型表示，并按照电气关系相互连接后的电路网络。鉴于电网中的设备均为三相对称，参数相同，故可用单相等值电路表示三相。（2）等值网络的形成 变压器为理想变压器，可归算到一次侧、二次侧。（3）等值网络的分类： 进行电力系统计算时，用带单位的元件参数（阻抗、导纳）和运行参量（电压，电流，功率）进行计算，称为有名制。进行电力系统计算时，用不带单位的元件参数和运算参量的相对值进行运算，称为标幺制。据此，等值网络可分为有名制等值网络和标幺制等值网络2.有名制等值网络在有名制等值网络里，需要将不同电压等级的原件参数（导纳、阻抗）、以及运行参量（电压、电流）归算到同一电压等级-基本级。一般取电力系统中的最高电压等级为基本级，把非基本级的元件参数、电流、电压按照实际变比归算到基本级。3.标幺制等值网络在等值电路中，元件参数包括理想变压器的变比用标幺值表示，运算参量也要用标幺值表示。标幺值就是相对值，标幺值=有名值/相应的基准值，在右下脚加*。在单电压等级系统中，确定基准值时，只需确定两个基准值，其他三个参量的基准值即可计算得到。一般选功率和电压为基准值。在多电压等级系统中，为每个电压等级都选取相应的两个基准值。由于理想变压器的传输功率是不变的，因此可取一个功率基准值。每个电压等级各自选取自己的电压基准值。标幺值等值网络的优点：（1）可通过基准电压的选取，消去等值网络电路里的变压器；（2）线电压和相电压的标幺值相同；（3）计算结果清晰，易于判断结果的正确性。本周要求掌握的内容如下：电力线路的参数和等值电路；变压器的参数和等值电路；发电机和负荷的参数及等值电路；电力网的等值电路。习题：（一）选择题1、 长线路是指（ ）A、B、C、D、以上都不正确（二）判断题1