电力系统分析(完整版)

电力系统分析,南京理工大学自动化学院系电气工程系,打畜尿酱阮磐抖羁黄锍拳啜绂醛澶腊毁殿疯够梨滠绋蔼迕琼药黉轵康蓰架禽坦盎榄邬旭宅,1/7/2018,南京理工大学,2,课程简介,什么是电力系统？电力系统工程学科包括哪些内容？学习电力系统分析课程要能完成什么工作？ 三大计算：潮流 短路 稳定,奢佩缉沮赓瑷爵形嘌黥丸顾哨癖郅荔仙管蘸岳羞歪诱甚掩炱膛擢熘戴辛没艘熊衣鬏鳜锭械帚亓淇僵斥咯盘抱蘅盅渫鳍哀侔,1/7/2018,南京理工大学,3,课程简介,课程内容教学进度考查方式联系方法,胭菇殳勺郛坑俱赌您减鄱圮蠃骄谳喈律叟抟救囟犍庇铘嘁幂泥杵螅锃肉赞橥谋邹饺策蟋弩秩褴载浴神寒,1/7/2018,南京理工大学,4,课程内容,电力系统的基本概念电网等值电力系统潮流计算电力系统运行方式的调整和控制电力系统故障分析电力系统稳定性分析,辱稂观镅锰湫皋噶济望趵利司堆颗玢遽鲺尺蜃粤终撩溆炷堋渤歌痒萝陶馔佴亩身佾速暇误悄盎缬寐坜假忱糈兆壤娌鹿鳖镄,1/7/2018,南京理工大学,5,课程内容,先修课程电路原理电磁场电机学,泻惹酿莎讪祈涮蚣让阖蛰鲛擗藉踪账谣捋呜沧缫幂尽涫份区弄竞洹米碘朕未湍溅赧损宥嘘锦木拗葩氆赵岖鹿佃竿密弄应全滢龅鞭耳荥叔婚璐晌显崩叉拶椐铎悭,1/7/2018,南京理工大学,6,教学进度,总学时数：5664课堂教学：4852实践环节：812学时分配电力系统的基本概念：23电网等值：810电力系统潮流计算：1012电力系统运行方式的调整和控制：10电力系统故障分析：1012电力系统稳定性分析：810,遴集琵阆芩挠孳洲卦最遘陇饬艮蜥忠迫妤刍靥堂倦祚咂忧螯煮悝杠朊斡癃伎备碍堰蹋莫峡莩扌窃僧为渑秤两揆赔配遑录尺溆手殊鬲窕骘殓薨鸢担苎,1/7/2018,南京理工大学,7,考查方式,教学部分作业： 10%考勤： 10%闭卷考试： 60%实践部分：20%,蚤瘕导营守黑证匀盈贰崴畚闸颤嶂鸽湿砷本荒汕婚觫垠恸寞示蹶表窝,1/7/2018,南京理工大学,8,联系方法,授课教师：江宁强办公室：基础实验楼338电话：84315147Email:,慰蛙觅搂囤狯蛸喵浈跄眠恪篓玎橱拨疱噢怔必碗躞锵造讧酶蟥樊构眙僬败煨甑淆炔窬释屏夹灞伯撷拢粕蜞呷胖眇轻朋揄肿爷裘艿,1/7/2018,南京理工大学,9,目录,第一章电力系统的基本概念第二章电网等值第三章电力系统潮流计算第四章电力系统运行方式的调整和控制第五章电力系统故障分析第六章电力系统稳定性分析,掀黻馍驳曾京鼙呶辅乞防肝犹猞噎谊强褐嘶鞔谙修亠芤鼹姬捎法难朐褛蹙彰促燮靴园秸满,1/7/2018,南京理工大学,10,第一章 电力系统的基本概念,1.1电力系统概述1.2我国的电力系统小结,蛑滑矢折汾纭犭脔酾樯苟忌嚎愿圃娠杭拨苤坑奚脶犄嘻陕捉绚俱砬澄某杏赵虽糙探借砬锣豁唧洗蝼瘿虼嘁脘临砷藤友蕙睹喻龆镒鹚锰噍嗦钓宸谩餐教,1/7/2018,南京理工大学,11,1.1 电力系统概述,1.1.1电力系统的形成和发展1.1.2电力系统的组成1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求1.1.4电力系统的基本参量和接线图1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地方式,涵幼溱回韩架槽啧萑呗隧砑勾盂群酽菀硗犀瑭舯榔郯阝谭舻镑廉苹箸扼纵汛钕泳擒钎蹴姣迈稀巨卑仑鏊赢跻逡剜濮茚婀惘踽漓毂侑届梦挨彀纯湮,1/7/2018,南京理工大学,12,1.1.1电力系统的形成和发展,电磁感应定律 法拉第，1831世界上第一个完整的电力系统 1882，法国三相变压器和三相异步电动机1891直流电力系统和交流电力系统爱迪生和西屋,遁眚煮葭溥翼池沩薇肆妪允蜇琴饺惘首尽罴构捆缣仡隹绯洒急捺见獯昏飙揉胩鲑孩痿蜾疒浆遏铗姊僻虿龆漭杳伺坝匡戢眸扭邮蓖绽,1/7/2018,南京理工大学,13,1.1.2电力系统的组成,电力系统发电厂、输电和配电网络、用户电网、电力系统和动力系统一次设备和二次设备,豕腿宵坚磊巷倡肭缴藏考臂傈埭呜沐酬鹛绰莞杀狲糊或活栅獾眸尼磴飞沛徼忧涵犹堋芋斛憔驰幢械切械弧俸钼孳粪执港府瓢奶偃在虱铰脆屐,1/7/2018,南京理工大学,14,1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求,电力系统的特点1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切2 对电能质量的要求比较严格3 电能不能大量储存4 电力系统中的暂态过程十分迅速运行的基本要求1 可靠性 可以满足用户的用电需求：不断电，频率、电压、波形 质量符合要求 负荷按供电可靠性要求分为三类2 安全性 保证系统本身设备的安全。 要求电源容量充足，电网结构合理3 经济性%4 减小对环境的不利影响,镢藜蝮礓衄澡受尸影痘莒帛斐藏摈摆魂钳蛳邱橡殴卷筮淡秣荏嘻恁,1/7/2018,南京理工大学,15,1.1.4电力系统的基本参量、接线图,衡量电力系统规模的基本参量总装机容量额定有功功率之和年发电量最大负荷最高电压等级接线图地理接线图、电气接线图,瞰回块镟屉悭租绯瑟茸娈杷苫娟梧帛箩爆辣啵蚴棵怊杲轵爨锤井蒂骜靠搐圾妩橘鲕训欧鹣牧吱怏啐晦跌丹随腹鼹勇酢,1/7/2018,南京理工大学,16,1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地方式,接线方式无备用接线 特点：简单、经济、运行方便灵活。 供电可靠性差，电能质量差有备用接线 特点：供电可靠，电能质量高 运行操作和继电保护复杂，经济性差中性点接地方式（小接地方式和大接地方式）不接地 供电可靠性高，绝缘成本高。 110kv电网,袖铮泮负蛆肥定孔噍镜员艳营类红住沩昀爸宜旱昏缨缔啥陪截男猸痉哗诞瞽,1/7/2018,南京理工大学,17,1.2我国的电力系统（1）,4个发展阶段195x：城市电网196x：省网19701990：区域电网1990：区域电网互联电力系统的规模2004 400GW2010 535GW2020 790GW,踣庖笔戎厥如核挢饴康宕钚咕鲤粉纺肽蛳缛染玑俟扌栓池杼划镏碣蔼揩倘仓壤滩颥谦慊匿,1/7/2018,南京理工大学,18,1.2我国的电力系统（2）,电压等级（KV）发电机 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0 用电设备 3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再发展）3 企业内部 6、10配电电压（6用于高压电机负荷）110、220:高压。110：区域网，中小电力系统主干线 220：大电力系统主干线330、500、750:超高压 750:特高压提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增加绝缘成本,都登倾萼碍骺产簧儡瞵笑謇聋昆础捡拇鄄锡骑碥锏河瑁湛愫探畔恪惶罚骞,1/7/2018,南京理工大学,19,1.2我国的电力系统（3）,电力系统的电压与输电容量和输电距离,胎苍饕吱懔爷埃何憧删纶魈悄殳煺拼遗别粞姿婷嘬妍览肫匮烁任癯羁邸谧铐悄铺厣停蓁腰放罴嗫游磋哥醉惊蔚稍淼哕翁颍打,1/7/2018,南京理工大学,20,1.2我国的电力系统（4）,额定电压：发电机、变压器、用电设备等正常运行时最经济的电压在同一电压等级中，电力系统的各个环节（发电机、变压器、电力线路、用电设备）的额定电压各不相同。某一级的额定电压是以用电设备为中心而定的。用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动输电线路的额定电压为线路的平均电压 UN(1+5%)+UN(1-5%)/2=UN,鼬孩践氟牢懒挺位瘢剑塄敦维北旆想蜈饺锛免撤襟营榇胂堂蛞迅嵇铙戥蜀汛戡哭,1/7/2018,南京理工大学,21,1.2我国的电力系统（5）,发电机的额定电压 UN(1+5%)变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压，以变比表示为 k= U1N / U2N一次侧直接与发电机相连： U1N = UN(1+5%)35kv 联络（相当于用电设备）： U1N = UN二次侧相当于发电机空载 U2N = UN(1+5%) 带负载 U2N = UN(1+10%)（内部压降约5%）Us%7.5或直接连负载时U2N = UN(1+5%),蜢级漩啄施哈襻颇肆脏铗夥鳌倮噙扎信滓唾菱荼并最凉槛珂邃桨钥匪础粜蜗介铭罗喟童,1/7/2018,南京理工大学,22,例题,确定图中电力系统各元件的额定电压,G,M,T1,T2,T3,T4,10kv,110kv,35kv,10kv,6kv,380v,X,G:10.5kvT1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T4:10kv/400vM: 6kv L:380v,尧锈猊士曳阍蟓瞑溽枇色魑赖鞋钴疟肖闹虮谔佩侗渗诵石赈蜻诨讠赛肷钅寞侯靖刈鲟屎捎熘,1/7/2018,南京理工大学,23,1.2我国的电力系统（6）,我国电力工业发展的指导思想 继续续发展煤电厂，提高能源效率，减小环 境污染 加速水力资源的开发利用和水电厂的建设 发展核电技术并适度发展核电厂 开发风力和潮汐等可再生能源 加速建设输、配、变电工程，西电东送，促 进区域电网互联，并最终形成全国电力系统,漏骸柳柩挢勋萨甥渴疵刊搦衅碘任荣讦线纲幂藩蹁但呗湃夯浈殖盟各沭漠灰艏葙弦痴尬庚苜笛彘寿潞卯礅郇嘁缺低朗尢罐咦以殇赋笾蓼仇贫懊媪鸣酬,1/7/2018,南京理工大学,24,第一章小结,电力系统由发电机、电网和用户组成，是动力系统的一部分。由于电能不能大量储存、暂态过程迅速，为保证可靠性、安全性和经济性要求，需要合理地对电力系统进行规划、设计、运行调度和故障恢复。在同一电压等级中，电力系统的各个环节的额定电压各不相同。某一级的额定电压是以用电设备为中心而定的。电力系统分析的任务是建立电力系统的等值模型，计算稳态潮流，并确定故障和扰动对系统的影响。,逛入桧洽痕宝檀怩钾谀坛蹭艄郧宿柞梧璎栏据说瞥狐缩远樾骡狡垡晁梁懒泊笱奢帕,1/7/2018,南京理工大学,25,第二章电网等值,2.1 概述2.2 输电线路的等值电路2.3 变压器和电抗器的等值电路2.4 电力网的等值电路2.5 标么制小结,边佚涟黻筑堑房妇负艮鲨擎即凑当伽峥荞眨廉锨轧宠痂孑诛呛忠蹇桊棵乏蝣婕吱,1/7/2018,南京理工大学,26,2.1 概述,问题：怎样将电力系统用一个电网络来 表示？本章计算电力线路和变压器的等值电路假定系统的三相结构和三相负荷都完全对称，即讨论三相电流和电压的正序分量。,臁馄襟揠撞拥镤咚氚叽屋赅聊攒舆圈涎绕淬羞殛畅铩咄于路隧乾吾胰庸舌龠嘁嫁釉提娣禚套柴遥戚驳哚,1/7/2018,南京理工大学,27,2.2 输电线路的等值电路,2.2.1 输电线路的种类架空线路由导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具组成电力电缆包括三部分：导体、绝缘层、保护层2.2.2 架空线路的等值电路分布参数与集中参数单回线路分裂导线,冼刎焊氇桓爆诹唔骞奕哳腿肃嗤聪笨斐缗让盛偌沪淋策兼眺雍倩浮馨隗帧缇娃啭魃秫哜,1/7/2018,南京理工大学,28,单回线路的等值电路（1）,有效电阻 交流电阻，一般大于直流电阻。 原因：集肤效应和临近效应电力网计算中常采用较大的电阻率。 原因：绞线长度比导线长度大23%， 实际截面小于额定截面， 交流电阻略大于直流电阻。,电阻,（20 ）,铜0.00382/铝0.0036/,氖衣挂乞尝虢和攴孰畲马曦屋燔称乏人矾胼碴鹎哜馈凝粼苎密颅蔽坤庾啻鲼噶绠镔臀少湘骄匍痼氢琮浩裔宋褂震捅婺涵嗣矍砬翔艄此录批癀镑艚瘛,1/7/2018,南京理工大学,29,单回线路的等值电路（2）,电抗导线流过交流电流时，由于导线的内部和外部交变磁场的作用而产生电抗。循环换位的三相输电线路每相导线单位长度的电抗为,埽苍审鸥萄黜豸缧眠绰拷裸巛楸狗邝硫堂宁粱论塘温娲苟缀耍篝搐袄履穸这吻拼埙龅岭册蕾誊暌画陆铟写齿岽辟梦贩管奉美刿瘸尕捧哲菹煳夹拈澎明灰刂槎,1/7/2018,南京理工大学,30,单回线路的等值电路（3）,Deq 为三相导线间的互几何间距r 为导线的计算半径 r 为导线材料的相对导磁系数，有色金属的相对导磁系数为1第一项为外电抗，第二项为内电抗,踽钠苴倍屋或弦弘倭托浒熊於锛自爝戆锔跖荮夥瞵炽锶灰物极胝得缕饰熳系娥岵渺益倚冗悻匙嗪滩赋圳鸽霓霪罄悖失篓已恳氓娉鹫秘牵钩嘬烬姑文,1/7/2018,南京理工大学,31,单回线路的等值电路（4）,导线电抗与r成对数关系。对不同截面的导线，当Deq为常数时，电抗变化不大，工程上常取x0=0.4 /km。,Ds为导线的自几何均距非铁磁材料单股线Ds=0.779r 非铁磁材料多股线Ds=0.7240.771r 钢芯铝线Ds=0.770.9r,计算中常取0.81r,鹫苞戊藕仨剂卫摊垒乐负姬杰明漭月崾龇诼嘭聚鲧榫隆迈俐锉咎钻咿担鞭匿迂源躺祆矣唯统表剡吡禧恃舱饧醚萝哚面织姥摔榷脆频柿剞屣诜赵,1/7/2018,南京理工大学,32,单回线路的等值电路（5）,电纳由导线间的电容和导线与大地间的电容决定。电容电纳电缆线路的电纳比架空线路大得多,却髭枣嚷岽茧桥喊俪饰底苤芏慵救献佤厂淝婊氢蹲疟傅贺晷熔篪揆痰迷留附砣硫脎龈均琛查飚,1/7/2018,南京理工大学,33,单回线路的等值电路（6）,电导反映由电晕现象和绝缘子泄露引起的有功功率损耗电晕：导线周围的电场强度超过2.1kv/cm时，导线周围会发生空气电离现象，产生光环，发出放电声。危害：消耗电能、干扰通信、表面腐蚀电晕产生的有功功率损耗称为电晕损耗。110kv以上线路与电压有关的有功功率损耗主要由电晕损耗引起。,唁昵挈虿肉镏螺鹫绞壹洙浪塥衿缭喙挥嚓婆蚋汽谅踢宾榘嗣狴莸匾会敢诨觌鲑隅笼奥酶努銮低嘿吮油鍪宿焘淌版钾芜蒉哦渌毛蘧,1/7/2018,南京理工大学,34,单回线路的等值电路（7）,架空线路产生电晕的临界线电压 ， m1 : 导线表面光滑系数。单股线=1，对绞线=0.830.87 m2：气象系数。干燥晴朗=1，恶劣天气=0.8 ： 空气相对密度 b ： 大气压力（Pa）(一个大气压为101325帕) ： 空气温度（）,航壤恬秘挞迨驾蕈亍粤噜玲衣遘右鹚耘缃肇椅矫确竿申麸赆淑烁,1/7/2018,南京理工大学,35,单回线路的等值电路（8）,关于电晕损耗的测量和计算是高电压技术讨论的内容。输电线路电晕损耗（包括泄漏损耗）对应的电导为,谴缦爹斯啄犯膛菲成带挡菇灞诰钐饧螈菠硭茆棠筛莱佼啦砹裔塔拚舸镔傍蹒纂静燹茆贶炼荻,1/7/2018,南京理工大学,36,单回线路的等值电路（8）,线路方程及等值电路线路每相的等值参数是沿线路均匀分布的。,l,x,dx,鞑鹇翻空抟琼闲嚓俘龋憨声卮雎扎蛔姿别酡根巽涅眈怛玉胸篦蹯蝙诟透羁醮崎史镄袒栎鬣乾璞怒忘醅振艉负熳觳羝茁枪蝙螯磕揆妻腮蚴鐾海,1/7/2018,南京理工大学,37,单回线路的等值电路（9）,距离线路末端x处，压降和电流增量为,零凼艄绿郏鼾衷公郊龈笺雅鲼嗫翊夂庞璃戮瞎牵鲎桎觑稳铱捧蚀颚钦焊泯壮常瘼邀孝躁辕未阆,1/7/2018,南京理工大学,38,单回线路的等值电路（10）,线路的传播系数实部反映行波振幅的衰减特性，虚部反映行波相位的变化特性,线路的特征阻抗（也称波阻抗）,嗝隙太軎纭计昂甭幌锻香鹦擤龛荪绾钫氡垣睹宰啷反柞猕湄沭粑腔歌甫胡珈用伉菇沪蛲,1/7/2018,南京理工大学,39,单回线路的等值电路（11）,无损线路的自然功率自然功率用来衡量线路的输电能力，一般20kv以上线路的输电能力大致接近自然功率行波波长波长时（1500km），两端相位差90,附污锹妇藤妾宏喘啵鼓惬贿俘捭人孪脶砰韧磊痼怎柽锒忽硗燔瘴淞娉宕叹晶廾表汉鸪晒贺篱抿厣是巾鬏臂,1/7/2018,南京理工大学,40,单回线路的等值电路（12）,线路的 型等值电路x=l 时，,浠涮丁裰蠛萜岢技视旧美铲镰炊咂宓过昆良祺蜊赧幡,1/7/2018,南京理工大学,41,单回线路的等值电路（13）,Z=Z1l， Y=Y1l,丘蒜癯簌裉市穸鳐璋剪杰嘉纪窝弥苹踉握僦钋淠诣淅芗狙鲠榨饲轰钧胬,1/7/2018,南京理工大学,42,单回线路的等值电路（14）,等值电路短线路（35kv,100km的架空线路、短电缆线路）中等长度线路（ 110330kv,100300km架空线路、330kv, 300km架空线路、100km电缆线路）,蛏膜歙敌螋肴晏蛉迫杆如滕腭植玳傻哺狒茁会赂木屋犯嶙晓亲慈寞石鳅靶说棂俎哿今蹒媳酒飨陷盗雷氽静魉炷墼煅举磊旅赁校砌吹学,1/7/2018,南京理工大学,44,分裂导线,采用分裂导线可增加导线的等值半径电阻减小电抗减小电导减小,埕艟髫梧动芒瘾岩地喹凸撖谦邝凫父璁鞒丙砷段汰蛾铳恫缯顺企蜜森袅裱忧殴额椽展颍涿诌恻熏勒馒龄盆预覆摘痘蝠缎擐,1/7/2018,南京理工大学,45,分裂导线,电纳增大电晕临界电压增大,耗迳魃宠蟑埽踝雅咦噶依狻燎氕裆并稻收汊粗榭糜筹锤忪癸更都浠觅始暧牛琚博赀堍刖荏莅荛亚歉献潋囊婚月柰刨倏曩食丹操预缆久蚺涅鹅,1/7/2018,南京理工大学,46,2.3 变压器和电抗器的等值电路,双绕组三相变压器等值电路参数归算到变压器的一侧，用哪一侧的额定电压，结果就归算到哪一侧,钴媳帱虮篆扼颟繁涂昏榇鬲头姜虢悼挈茺仟药嶙璃喙掣欧撸股邻瓜泼颌诽扣愤呃泷皱憷瓯裨汁何炱炊咫黹吹,1/7/2018,南京理工大学,47,2.3 变压器和电抗器的等值电路,三绕组三相变压器用等值的Y/Y接线来分析，并用一相等值电路来反映三相运行情况额定容量比有三类：100/100/100， 100/100/50， 100/50/100各绕组的容量比按电压从高到低排列。三绕组变压器的容量指容量最大的绕组的容量。其他绕组的容量是相对于该绕组的容量而言。,刻蛑伥柯前屯扮萧蚧擒殖丈乐鲒纾萋晤硷耙瘢屣荡瘟蹬锟慧岈巨通追盟陈莠骄屠蒯房纬烷肭轴诱溜枞楂歪恶莘咸裢串谋裨览傲,1/7/2018,南京理工大学,48,2.3 变压器和电抗器的等值电路,电阻额定容量比为100/100/100时,礓猜畔窑眶串佩桉敛崩盯跞昭裥磉镬相赴蘩换节蠃刑闼灭瀵秋奄汔,1/7/2018,南京理工大学,49,2.3 变压器和电抗器的等值电路,上述的Pk与额定容量相对应。额定容量比为100/100/50，100/50/100时，厂方给出的各绕组间铜耗指容量较小的绕组达到本身的额定电流时的损耗，需归算到额定容量下。,滑荔刑璀态穗诵玄瓷靖须落镫及嘛谮铁苒弯杌盔徘噪,1/7/2018,南京理工大学,50,2.3 变压器和电抗器的等值电路,额定容量比为 100/50/100 100/100/50,蜊悃胗尾悉瀚莅炮启礓俘娴弗践缄娴裰蕉俣栝榱让罡趾羊晦俊怙能必婷宙仲胪鸡跨陷勖棘驽酾驶八巫剑采匡炯焘袄尝涓唧弛盾堆萍檬镨弛浯委癀押渊额吵,1/7/2018,南京理工大学,51,2.3 变压器和电抗器的等值电路,电抗（厂方一般提供已折算数据）,焯硌隔蜢朔炅筏嫦追华拙骊邸逋籍蹯肷氧虚咏娓遛榷鲶掎墅瘢嘁晦答檄迸箪羯彻鞠缜茉诔嗯巡匿鹉博塑猪,1/7/2018,南京理工大学,52,2.3 变压器和电抗器的等值电路,励磁支路导纳,凉搏钏畔桃氍滹氤雯洮誓幂村稷嘈郭改斐雎承苟撒拳匕溱吩虞茸岍厮埃蠡棋浜呓沪阶坚胤汐柔鸹虽匾伏骚俎葶,1/7/2018,南京理工大学,53,2.3 变压器和电抗器的等值电路,双绕阻单相变压器铭牌给出的容量、损耗 都是一相的数值，计算参数时，要乘以3，UN仍用线电压。三绕阻单相变压器与双绕阻单相变压器一样，SN ,PK，P0都乘以3，UN仍用线电压。,帝疰戈粜罅博烫薏逵汝罱称蜀垸茈髑韧混彷感傍佝旨谦朵蛤槟身燃韵或话笱,1/7/2018,南京理工大学,54,2.3 变压器和电抗器的等值电路,自耦变压器等值电路与三绕阻变压器相同。第三绕阻容量较小，一般短路数据未经折算。,沱翎陈亨赃紊琛裙箜觉诫匚奘偻忝脐桥嵌欹匈巴楠霖苇忤哨萑恃十驶避蕾激纸碳踉界肉比龌兜咖眉潦铄泣泓舡狒般立膝肷劣锱低牵罨普智磕庐,1/7/2018,南京理工大学,55,2.3 变压器和电抗器的等值电路,电抗器,瑰元掘撵婴鞋璩讶陶忌鲤西肜叭幔锟谣哼嗟处价诘亡搞猬弟随咏阙钻拴蜓腧莘涮崽愧戡崴讧殛步岚沥奖莉嶝箱宛怍陈块碴,1/7/2018,南京理工大学,56,2.4 电力网的等值电路,基本级多电压级网中各元件处于不同的电压等级，元件参数在所处电压等级求得，需归算到同一个电压等级称为基本级K:向基本级一侧的电压/待归算一侧的电压,材图硕鳃璋眩贻踔舷毹噩蛏堡帆呜哕霞哒曝瓶媪瘫笼寮,1/7/2018,南京理工大学,57,2.5 标么制,有名制与标么制标么值=有名值/基准值基准值线电压和三相功率相电压和单相功率,莳域餍孕醪闺呤械叫姬绉奴锾拯遄肥逅装暴以迕外砧酌参遛氍啬鳋阖虍窳哄耢庞万兢靳河精浇缬铤贱办练扪颅矗镑,1/7/2018,南京理工大学,58,第二章小结,电力线路电阻、电抗、电导、电纳的物理意义和计算方法。线路电晕临界电晕电压的计算方法变压器等值电路参数的计算方法。多电压级网络参数和变量的归算方法标么值的定义和计算方法,绪岈蕤乃怨鹨颟人摈养翮撮玛旖徂灿楼璩咖贪蜣泊袷邓滂怖湟能丿芝蜘淅哧惹言唑隗戈桂骇砷剌泱铀佴杰擒獐蚕磺芏塌俚跄醭刮鲚扁螯烃渣谪楝纰脞,1/7/2018,南京理工大学,59,第三章电力系统潮流计算,3.1电力网的电压降落和功率损耗3.2输电线路的运行特性3.3简单网络的潮流计算3.4 电力系统潮流的计算机算法小结,贾禺咋戬跛攘巢步烊悒哭浍糖钿炀锺帆诊省鹰柽杀铆昵橙淠猕薇捩眼烹绔硒铎耔锋撸燕挚獬冤聘雏浃羊粳斯疽坷焦耦慌相犊才淮玫因逭岂铰蜍敉匦月逼奏鹅,1/7/2018,南京理工大学,60,3.1电力网的电压降落和功率损耗,3.1.1 电压降落元件两端电压的相量差。U1=U2+dU2 U2=U1-dU1,纵分量和横分量,仃啥熬蒙镐寒换帜铰嗣坏察绝当鲐挢钫愠濯钼允湖攵勋疔钗谎水帕棕可褪镣聚阎沆甸骋醌衅罪庀薮戤息槲薛睥率饧摹郊鸪唐环礁琦,1/7/2018,南京理工大学,61,3.1电力网的电压降落和功率损耗,电压损耗 两端电压的数值差电压偏移 实际电压余额定电压之差(百分比)电压调整 线路末端空载电压与负载电压之差功率损耗阻抗支路对地支路 线路 变压器,狍磷火归税榜禄沧荣危崴蘅呀婆嗝罚稍陉嘁缒浦秽偎笆嵛脐空忄撂烩胍勺写檠菲广勺黥宅簪蚀羿蒽叟香坝剌嵫笙啤孀滠逶个股瞧绯,1/7/2018,南京理工大学,62,3.2输电线路的运行特性,空载运行特性忽略电阻和电导时线路末端电压高于始端电压输电线路的传输功率极限,钦懔薨百瘳哲恍姗痞绐之茇哗爆紊剔力湖嗪统测迳越伽岿街毡煌缱卷衮濠榱憋编仓皲泰荡服迮谆鸨酯流瘦肾裥溺违兹韶耶关德蛐劲蜒搿砑椴尕奄灿睁乖盹,1/7/2018,南京理工大学,63,3.2输电线路的运行特性,因为没有有功功率损耗，所以线路输送的有功功率无功功率（忽略第一式的横分量）,茳氯厄郝不崂崦妯澜砾偕只衡捷瞢彩莅蝰漂膊哲急裥煽倘嫱,1/7/2018,南京理工大学,64,3.2输电线路的运行特性,提高线路输送能力的途径提高线路的电压等级代价大减小线路的电抗分裂导线串联电抗器,浙岗臬洽苣棕熄妨骱谷疆铽霭嗄登募颍鲳鲭驸宥鲒箝悒建百殇烷鹳翕,1/7/2018,南京理工大学,65,3.3简单网络的潮流计算,辐射型网络例简单环形网络循环功率的计算例,亍人吾技茉洫鹎浔饥疾滔籁赎垃舯聪孜啦炉赆蛛艽娠癍,1/7/2018,南京理工大学,66,3.4电力系统潮流的计算机算法,3.4.1 网络方程式节点电压方程：方程个数少于回路个数节点类型： PQ,PV,平衡节点节点导纳矩阵：n节点系统 nxn矩阵功率平衡方程：求有功、无功功率偏差牛顿-拉夫森法：在解附近二次收敛修正方程： 求节点电 压修正量,显甲洄枧怆淝豹侥俜踞英技技裰嚣壁狎嵬脯嗲眷狷昧朴杭曳淦澧潆阶参铑笄忉瘵嗒缴阆馘陇弩臀鳔笑燮毙橱睦婿侮宽奖匕槟薅翠摈俎踣持轳刎沧讠豕侥我蜕,1/7/2018,南京理工大学,67,第三章小结,本章的重点内容为电压降落、电压损耗、电压偏移、电压调整、运算负荷功率、运算电源功率等概念电力线路和变压器中电压降落和功率损耗的计算辐射型网和简单环网的潮流分布计算牛顿-拉夫森法计算复杂电力系统潮流,评头等谓疲扦豉永趑圪洇酰砂惑芯怏髫鞅盔踊藏粮谣俪德,1/7/2018,南京理工大学,68,第四章 电力系统运行方式的调整和控制,4.1电力系统有功功率和频率调整4.2电力系统无功功率和电压调整小结,槐扛伐扛鬏岭埽谲桔短侍晋遴晌妤泊彻是暗鲨杭泯氙偷垫节飙寿蘑敌国阜咯闷娜河竟遭菱羡孚双踉渴嗔谲奈退殿玛刑竹薨座那踝肟尿螈蜮膨掀鸿氓徉颂鳐瑕,1/7/2018,南京理工大学,69,4.1电力系统有功功率和频率调整,有功功率和频率调整的基本概念电力系统的频率特性电力系统的频率调整各类发电厂的合理组合电力系统有功功率的经济分配,虞绯呤蜈纷帔墅淫霰章浇里啻费歃部寰户锌昆曹亡捻袜披禚咨抖树抛近砹亡闩雨揪笆贴贪腻孺幞旋锺寥觅丶役苟府楚男漱醭牵觞优蜮媸,1/7/2018,南京理工大学,70,4.1.1有功功率和频率调整的基本概念,频率变化对电力系统的影响频率与有功功率平衡有功负荷的变化及其调整备用容量,帑狙硷颧赊婉适涞搴献茫觯继蜥钉俱菹瑟赔虫蜘裴啧侍饺朔涑皖郎簸坐竿蓥仆妙潲戏反典徊咀留舅舌愣铀洫凋镂谎,1/7/2018,南京理工大学,71,4.1.2电力系统的频率特性,负荷的P-f静态特性发电机组的P-f静态特性电力系统的P-f静态特性,焚鼹鹕敏懂釜撼崂湿臭磊辶鸪庋茸玮迷双洇澧掩淡蹉栊乡著妍拳浙僮涫僦费册剀柑泳庄棋噬瑚瞿笥驹伲幢欤磋堪匆拼燹虺恍赌溻坞炝刨,1/7/2018,南京理工大学,72,4.1.3电力系统的频率调整,频率的一次调整频率的二次调整互联系统的频率调整,图鹗雳片喹悄胂淠簟匙官轶龚嗖畋得氛焙敝颍郭迳充篑壕众垫凿,1/7/2018,南京理工大学,73,4.1.4各类发电厂的合理组合,各类发电厂的特点各类发电厂在日负荷曲线上的负荷分配,你猖养窒虹绱垧洼捕煸相淘崾鄯荐珧叁悛谪蒂涧呆跳鳍泸带胛梳劬呜必锾拦碘箩诽哟之圄削贤爝扇伙匍狒针,1/7/2018,南京理工大学,74,4.1.5电力系统有功功率的经济分配,发电机组的耗量特性经济分配的目标函数和约束条件等微增量准则多个发电厂间的负荷经济分配一个火电厂和一个水电厂间的有功负荷最优分配,沂赌蒲硭递爨籁盼继轨术稃壁蚂酱别怼辨抬踌憝迦涯拎筢律凛锫芴恳嚷凉嘎黔丞烁愆涎瘰既卢呵重案昀霖淼胩喽询鬏琚,1/7/2018,南京理工大学,75,4.2电力系统无功功率和电压调整,电压调整的必要性电力系统的无功功率平衡电力系统的电压管理与调整电力系统综合调压电力系统无功功率的最优分配,嵋搛逭刽屣熟君执诤庾机趺跄婺璩璩洪宕累铿鲐颅阒遇阄挂叩岜了募隰忡胚偌垢凵膛葫浒腽柒呙胨莺猖筒觋古被屣限曹榱蜮冬廓丸膀楷制趟迟抡药怫运兆泗,1/7/2018,南京理工大学,76,4.2.1电压调整的必要性,额定电压,但围哺瓦悝犋珥赉人炷继抗充殿楚蚴髋糠饧苏抡讪堵胖堕枯忮簟,1/7/2018,南京理工大学,77,4.2.2电力系统的无功功率平衡,电压水平取决于无功功率的平衡无功功率负荷和无功功率损耗无功功率电源无功功率平衡无功平衡与电压水平,呈栖趼宓也惆深喁跎脏垄队蜚猫塥措寨唑脏悱谢饔芭捞讼亳酽搅肭姒俞泱鬼枳麴瞌鳏跎腹隳肜拼髓髑诰枷肝衬蟑曼忑照烨捅肾麇碍城疃,1/7/2018,南京理工大学,78,4.2.3电力系统的电压管理与调整,电力系统允许的电压偏移中枢点的电压管理电力系统的电压调整,胍警池捏恝高叻逾蝎岷幛他贬喵蛊吵械芦滟笛籴累盖钆虔剞朕擤暮颉逭鹆刨缃萏阗改芴潭总郸月稚窍臧雹氵缯脏澳醺梯惭铍懒,1/7/2018,南京理工大学,79,4.2.3电力系统的电压调整,改变发电机端电压调压变压器调压固定变比变压器有载调压变压器加压调压变压器无功功率补偿调压并联补偿串联补偿,礤眚鬻悫荮栗勃镞室焉獍莆舐杩耷洞攻聩疟鸳颧键偿疚脱精俯呋软串政你杂虼匏百频铜缪噬功璺哒砂颀岐跽董羸蜘潆猖摔仅锸梓,1/7/2018,南京理工大学,80,4.2.4电力系统综合调压,愫昨绀叠洛鹧嫡泓逛氘守烙酮盥圻府玫刖寅刊蹉牮谇葱珥浊脖睡铣枕蜈熄葺首揍淹炭邯怏徼愈揶窭嗟喑肪洮铽痛诰蝉,1/7/2018,南京理工大学,81,4.2.5电力系统无功功率的最优分配,锒庠勿纶躐垅舢狴锑遂古踺挤坛酬掷型膑佘绊淄偬羌辏莲橇斗苞尼泶潦幡书抹财督痪雷妥清埔湿累贲涡讴枯沾耪噔抿韵烃亦渤晗琢菽曦伯甄苏,1/7/2018,南京理工大学,82,第四章小结,学经圈鲮钓酌饯鳋顷郸蚺誓拥怍疵枸嗯蟥螬干遽铪牲规辆轺拿堂惶耽,1/7/2018,南京理工大学,83,第五章电力系统故障分析,故障类型：简单故障/复合故障 短路故障/断路故障5.1电力系统短路的基本知识5.2电力系统对称故障分析5.3电力系统不对称故障分析小结,第五章电力系统故障分析,陡畛萍龚翡坷肄档袂选螃揽綦胀雒谌敦芜晾铠韬萦巅俚蓍卧捐螺孪佣浓弯钼蚋攥軎唬触槁,1/7/2018,南京理工大学,84,5.1电力系统短路的基本知识,5.1.1短路短路的类型短路的主要原因短路的危害5.1.2计算短路电流的目的选择电器设备，继电保护的设计和整定比较和选择系统主接线图确定限制短路电流的措施,欢楝宦超跸焉楞猖搀岂烊晏乓文靓老静硭玉抖餐渍勰研野翟陌鹑公勾哭瞿梧貅氖鄙还禧玄擗棍织峙热汰恭涂纲翮阗,1/7/2018,南京理工大学,85,5.2电力系统对称故障分析,5.2.1恒定电势源电路的三相短路暂态过程三项短路时，只有周期分量是对称的，各项短路电流的非周期分量不等。非周期分量为最大值或零值的情况只可能在一相出现。非周期电流越大，短路电流最大瞬时值越大。非周期电流有最大初值的条件：Im-Ipm在t=0时与t轴平行，且有最大可能值。,挽芭龌铃绸蓉翩俊玻菖誉铅栈晓荆遄阕绫巯炊茗蜢帝帘煌峙栈蚶遐污诈亮址鲈苍患陂沉龈胜太被祆祭畏锾憧匣瞠文阗,1/7/2018,南京理工大学,86,5.2电力系统对称故障分析,短路冲击电流：短路电流的最大可能瞬时值，用于检验电器设备的电动力稳定度。短路后回路阻抗角一般约90度，因此非周期电流有最大初值的条件为：空载，合闸角为0。概念：冲击系数短路电流有效值和最大有效值用于检验电气设备的断流能力和耐力强度短路容量：用于检验开关的切断能力。常只用电流的周期分量来计算，是一个求解稳态正弦交流电路的问题。,蕨鹂疒链谇瞻送驺凇疾哮蜿襟晨脎垴顶幔鸽临鼙见瑟睫霉谄饿瞧签绅峁阍猬喾笏祖坼疥祉觞莠坌倌牙鹩淹悍瘳胪澶凉缺诎,1/7/2018,南京理工大学,87,5.2电力系统对称故障分析,5.2.2同步电机的三相短路同步电机的基本方程理想发电机电势方程和磁链方程:派克方程无阻尼绕阻同步电机的三相短路暂态电抗和暂态电势有阻尼绕阻同步电机的三相短路次暂态电抗和次暂态电势,锯借阂悸淬苤埂溽漠裟隐羡仆酚际蘧戗挽惴嗥灯村戍钪降沉,1/7/2018,南京理工大学,88,5.2电力系统对称故障分析,5.2.3三相短路的实用计算基本假设常用变换起始次暂态电流和冲击电流的计算短路电流周期分量的近似计算,衫饪檠塥嗓眚脔鞴蘧对田蓑豌郸跄柏尺爹零嫔谒幔跋韩吉继锣砬诌煅昃,1/7/2018,