电力系统元件模型及参数计算.ppt

2015年10月 电力系统元件模型及参数计算 第二章 2020 4 9 1 2 1系统等值模型的基本概念2 2输电线路的等值电路和参数计算2 3长距离输电线路的稳态方程和等值电路2 4变压器的等值电路和参数2 5发电机和负荷模型2 6电力系统的稳态等值电路 标幺值形式 目录 2020 4 9 2 电路相关知识回顾 2 1系统等值模型的基本概念 2020 4 9 3 2 1系统等值模型的基本概念 电气接线示意图 等值电路 稳态数学模型 暂态数学模型 2020 4 9 4 发电厂 发电机 变电站 升压变压器 降压变压器 输电线路 电阻 用电设备 负荷 阻抗 电力系统稳态 暂态 的等值电路 2 1系统等值模型的基本概念 注 正常运行时 电力系统三相对称 参数相同 可以用单相等值电路来代替 2020 4 9 5 输电线路的等值电路和参数变压器的等值电路和参数发电机和负荷模型 2 1系统等值模型的基本概念 2020 4 9 6 电阻r 反映线路的热效应 有功损耗 电抗x L 反映载流导线周围的磁场效应电导g 反映泄露损耗和电晕损耗 g 0 电纳b C 反映带电导线周围的电场效应 2 2输电线路的等值电路和参数计算 单位长度输电线路 单位 km 注 1 小写r x g b表示单位长度线路的等值参数 2 电缆线路参数计算较为复杂 可从手册查找 重点讨论的是架空线路 2020 4 9 7 电阻反映线路的热效应 有功损耗 2 2输电线路的等值电路和参数计算 当考虑导线温度时 2020 4 9 8 2 2输电线路的等值电路和参数计算 电抗反映载流导线周围的磁场效应自感部分 彼此相等互感部分 2020 4 9 9 2 2输电线路的等值电路和参数计算 导线换位 使互感电抗相等 注 通过导线换位 三相导线的电抗近似相同 2020 4 9 10 电抗反映载流导线周围的磁场效应 2 2输电线路的等值电路和参数计算 2020 4 9 11 分裂导线电抗分裂目的 2 2输电线路的等值电路和参数计算 2020 4 9 12 电纳相与相之间及相与地之间的电容效应 2 2输电线路的等值电路和参数计算 2020 4 9 13 分裂导线电纳相与相之间及相与地之间的电容效应 2 2输电线路的等值电路和参数计算 2020 4 9 14 2 2输电线路的等值电路和参数计算 电导绝缘子泄露电流损耗电晕损耗 2020 4 9 15 2 2输电线路的等值电路和参数计算 单位长度输电线路 单位 km 任意长度等值电路 2020 4 9 16 输电线路的等值电路单位长度等值电路 任意长度等值电路 2 2输电线路的等值电路和参数计算 2020 4 9 17 输电线路的等值电路短距离输电线路 输送距离300km 额定电压 220kV 2 2输电线路的等值电路和参数计算 2020 4 9 18 2 2输电线路的等值电路和参数计算 短距离输电线路 100km 短距离等值电路 任意长度等值电路 2020 4 9 19 2 2输电线路的等值电路和参数计算 中等距离输电线路 100km 300km 型等值电路 任意长度等值电路 2020 4 9 20 2 2输电线路的等值电路和参数计算 中等距离输电线路 100km 300km T型等值电路 任意长度等值电路 2020 4 9 21 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 长距离输电线路 300km 型等值电路 任意长度等值电路 T型等值电路 2020 4 9 22 长距离输电线路 300km 按集中参数计算精确计算修正后的近似计算 型等值电路 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 2020 4 9 23 长距离输电线路 300km 按集中参数计算缺点 误差较大 型等值电路 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 2020 4 9 24 长距离输电线路 300km 精确计算其中 型等值电路 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 2020 4 9 25 长距离输电线路 300km 修正后的近似计算其中 型等值电路 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 2020 4 9 26 一长度为600km的500kV架空线路 使用4 LGJQ 400四分裂导线 r1 0 0187 km x1 0 275 km b1 4 05 10 6S km g1 0 试计算该线路的 型等值电路参数 按集中参数计算 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 2020 4 9 27 精确计算 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 2020 4 9 28 修正后的近似计算 型等值电路 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 2020 4 9 29 三种计算方法对比 2 3长距离输电线路的等值电路和参数 2020 4 9 30 2 4变压器的等值电路和参数 双绕组变压器 三绕组变压器 自耦变压器 2020 4 9 31 2 3变压器的等值电路和参数 问题的提出在电力系统分析中 变压器的等值电路如何表示 变压器各等值参数如何求取 2020 4 9 32 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 33 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 34 三绕组 自耦 变压器绕组排列方式升压结构和降压结构 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 35 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 36 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 37 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 38 双绕组变压器的等值电路电阻RT 电抗XT 电导GT 电纳BT T型等值电路 型等值电路 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 39 电路相关知识回顾 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 40 2 3变压器的等值电路和参数 双绕组变压器的参数计算短路损耗 PS 短路电压VS 空载损耗 P0 空载电压I0 额定容量SN 额定线电压VN RT XT GT BT 一相等值空载试验 一相等值短路试验 2020 4 9 41 电阻RT 一相等值短路试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 42 电抗XT 短路试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 43 电导GT 空载试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 44 电纳BT 空载试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 45 双绕组变压器的参数计算 型等值电路 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 46 一台SFL1 31500 35型双绕组变压器 额定变比为35 11 查得 P0 30kW I0 1 2 PS 177 2kW VS 8 求变压器归算到低压侧的参数 并作出 等值电路 型等值电路 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 47 三绕组 自耦 变压器的等值电路一次绕组R1 X1 折算后的绕组R2 X2 折算后的绕组R3 X3 等值电路 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 48 电导GT和电纳BT空载试验 P0和I0 额定容量SN和额定电压VN GT BT 空载试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 49 电阻R1 R2 R3和电抗X1 X2 X3短路试验 PS 1 2 PS 2 3 PS 3 1 和VS 1 2 VS 2 3 VS 3 1 额定容量SN和额定电压VN R X 短路试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 50 电阻R1 R2 R3绕组容量相等 100 100 100 短路试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 51 电阻R1 R2 R3绕组容量不等 100 100 50 100 50 100 短路试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 52 电阻R1 R2 R3短路试验 额定容量SN 额定电压VN RT 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 53 电抗X1 X2 X3绕组容量相等 100 100 100 短路试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 54 电抗X1 X2 X3绕组容量不等 100 100 50 100 50 100 短路试验 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 55 电抗X1 X2 X3短路试验 额定容量SN 额定电压VN XT 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 56 三相三绕组变压器型号为SFPSL 12000 220 额定容量为120MVA 120MVA 60MVA 额定电压220kV 121kV 11kV P S 1 2 601kW P S 1 3 182 5kW P S 2 3 132 5kW 短路电压为VS 1 2 14 85 VS 1 3 28 25 VS 2 3 7 96 空载损耗和空载电流为 P0 135kW I0 0 633 求变压器归算到220kV侧的参数及等值电路 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 57 电阻R1 R2 R3 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 58 电抗X1 X2 X3 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 59 所求变压器的参数及等值电路 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 60 小结 变压器的等值电路如何表示 2 4变压器的等值电路和参数 三绕组变压器 型 双绕组变压器 型 如果考虑变压器的实际变比k 该如何处理 2020 4 9 61 带有变比的变压器等值电路 2 4变压器的等值电路和参数 双绕组变压器 2020 4 9 62 变压器 等值电路 阻抗形式 带有变比的等值电路 导纳形式 2 4变压器的等值电路和参数 2020 4 9 63 带有变比的变压器等值电路 2 4变压器的等值电路和参数 三绕组变压器 省略图2 14 a 阻抗形式 省略图2 14 b 2020 4 9 64 发电机的稳态等值电路及其参数 2 5发电机和负荷模型 2020 4 9 65 电抗XG 2 5发电机和负荷模型 稳态等值电路 2020 4 9 66 综合负荷 供电负荷 发电负荷 恒功率负荷模型 第3 4 5章 潮流等稳态计算中 PL jQL恒定阻抗负荷模型 第7 8章 短路等暂态计算中 RLD jXLD 2 5发电机和负荷模型 2020 4 9 67 分类按结构及冷却介质 分为空心式 铁心式 干式 油浸式等 例如 干式空心电抗器 干式铁心电抗器 油浸铁心电抗器 油浸空心电抗器 按接法 分为并联电抗器和串联电抗器 按功能 分为限流和补偿 按用途 限流电抗器 滤波电抗器 平波电抗器 功率因数补偿电抗器 串联电抗器 消弧线圈等等 电抗器 补充 2020 4 9 68 2020 4 9 69 串联限流电抗器 2020 4 9 70 高温超导限流电抗器 2020 4 9 71 大容量并联电抗器 2020 4 9 72 电抗XR 稳态等值电路 电抗器 补充 2020 4 9 73 电抗器 发电机和变压器电抗公式区别 电抗器 补充 2020 4 9 74 多电压等级网络的参数归算电力系统的标幺值多电压等级网络的标幺值等值电路习题 2 6电力系统的稳态等值电路 2020 4 9 75 如何归算 2 6 1多电压等级网络的参数归算 发电机 双绕组变压器 多电压级网络接线图 输电线路 2020 4 9 76 如何归算 网络等值电路 多电压级网络接线图 2 6 1多电压等级网络的参数归算 2020 4 9 77 如何归算 有名值归算 2 6 1多电压等级网络的参数归算 2020 4 9 78 标幺值的概念例如发电机额定端电压有名值为VG 10 5kV 如果基准值选定为VB 10 5kV 则其标幺值为如果端电压标幺值VG 1 1 说明此时 标幺值无量纲 2 6 2电力系统的标幺值 2020 4 9 79 基准值的选择全系统只能有一套基准值 且个数不宜太多一般取额定值为基准值 使标幺值维持在1附近必须满足电路的基本关系 2 6 2电力系统的标幺值 单相 三相 2020 4 9 80 基准值的选择如果选择基准值为VB IB SB ZB时 2 6 2电力系统的标幺值 单相 三相 2020 4 9 81 基准值的选择选取VB SB为基准值 IB ZB间接获取 2 6 2电力系统的标幺值 2020 4 9 82 标幺值的求取发电机参数 SG N 30MVA VG N 10 5kV XG N 26 如果基准值VB 10kV SB 100MVA 求发电机电抗在VB SB下的标幺值 2 6 2电力系统的标幺值 2020 4 9 83 标幺值的特点线电压和相电压的标么值相等 三相功率和单相功率的标么值相等 必须满足电路的基本关系一定程度上简化计算工作 计算结果清晰 易于比较电力系统各元件的特性和参数等 缺点 物理概念不清楚 2 6 2电力系统的标幺值 2020 4 9 84 两种计算方法精确计算法近似计算法前提 忽略电阻和励磁支路 旨在便于理论分析 2 6 3多电压等级网络的标幺值等值电路 多电压级网络接线图 2020 4 9 85 精确计算法 2 6 3多电压等级网络的标幺值等值电路 多电压级网络接线图 有名值等值电路 2020 4 9 86 精确计算法 2 6 3多电压等级网络的标幺值等值电路 含理想变压器有名值等值电路 标幺值等值电路 2020 4 9 87 精确计算法 2 6 3多电压等级网络的标幺值等值电路 含理想变压器标幺值等值电路 2020 4 9 88 精确计算法 2 6 3多电压等级网络的标幺值等值电路 不含理想变压器标幺值等值电路 2020 4 9 89 试计算图中输电系统各元件电抗的标幺值 发电机G SG N 30MVA VG N 10 5kV XG N 26 变压器T 1 ST1 N 31 5MVA VS 10 5 kT1 10 5 121 变压器T 2 ST2 N 15MVA VS 10 5 kT2 110 6 6 电抗器R VR N 6kV IR N 0 3kA XR 5 架空线路L L 80km xL 0 4 km 电缆线路C L 2 5km xC