chap电力系统稳态分析实用PPT课件

1、（2）多股绞线扭绞，导线实长要增加）多股绞线扭绞，导线实长要增加23%；（3）制造中，导线实际截面积比标称小，故上式运）制造中，导线实际截面积比标称小，故上式运用时，不用材料标准电阻率而用稍增大了的；用时，不用材料标准电阻率而用稍增大了的；（2）分裂导线）分裂导线六六分分裂裂导导线线四四分分裂裂导导线线间间隔隔棒棒输电线路输送功率过程中，除了电流在线路电阻内产生输电线路输送功率过程中，除了电流在线路电阻内产生有功功率损耗外，在周围绝缘介质中还产生功率损耗。后有功功率损耗外，在周围绝缘介质中还产生功率损耗。后者即与输电线电导有关，也称为者即与输电线电导有关，也称为泄漏电导泄漏电导，主要与沿绝缘，

2、主要与沿绝缘子串及金具泄漏损耗以及电晕损耗有关。前者损耗很小，子串及金具泄漏损耗以及电晕损耗有关。前者损耗很小，可忽略，后者起决定作用。可忽略，后者起决定作用。电晕现象：电晕现象：架空线路带高压情况下，当导线表面电场强架空线路带高压情况下，当导线表面电场强度超过空气击穿强度时，导体附近空气游离而产生局部放度超过空气击穿强度时，导体附近空气游离而产生局部放电现象，发出咝咝声，并产生臭氧，夜间可见紫色光晕。电现象，发出咝咝声，并产生臭氧，夜间可见紫色光晕。 短距离：短距离：5080km，35kV以下，电容不考虑，电阻、电以下，电容不考虑，电阻、电感表示的集中参数电路。感表示的集中参数电路。 中距离

3、：中距离：50km以上，不超过以上，不超过200300km，110220kV，集中参数，电导忽略。集中参数，电导忽略。 长距离：长距离：300km以上超高压，分布参数。以上超高压，分布参数。型等值电路（用得多）型等值电路（用得多）T T型等值电路型等值电路 双绕组双绕组T：近似等值电路常将励磁支路前移到电源侧。：近似等值电路常将励磁支路前移到电源侧。三绕组三绕组T：励磁支路前移的星形等值电路。：励磁支路前移的星形等值电路。所有参数均折算到某侧。所有参数均折算到某侧。双绕组双绕组T T等值电路等值电路 三绕组三绕组T T等值电路等值电路：反映有功损耗（反映有功损耗（铜耗铜耗）。）。：一、二次绕组

4、一、二次绕组漏抗漏抗。反映涡流损耗（反映涡流损耗（铁耗铁耗）。）。：代表代表励磁励磁功率。功率。1 1电电 阻阻将一侧绕组短接，在将一侧绕组短接，在另一侧绕组加电压，使短路绕组另一侧绕组加电压，使短路绕组的电流达到的电流达到额定值额定值。短路损耗约。短路损耗约等于变压器通过额定电流时原、等于变压器通过额定电流时原、副方绕组电阻的总损耗（副方绕组电阻的总损耗（铜耗铜耗）。）。2 2电电 抗抗3 3电电 导导TRTjXTGTjB+-U相相将一侧绕组开路，在将一侧绕组开路，在另一侧绕组加另一侧绕组加额定电压额定电压。空载电流非常小，绕组中的铜耗也空载电流非常小，绕组中的铜耗也很小，变压器很小，变压器

5、铁耗铁耗约为空载损耗。约为空载损耗。4 4电电 纳纳TRTjXTGTjB+-U相相I0Ib5 5变变 比比定定 义义：变压器两侧绕组的空载：变压器两侧绕组的空载线电压线电压之比。之比。1 1电阻电阻R RT1T1、 R RT2T2、 R RT3T3 上述公式用于三个绕组额定容量均相同的情况。各绕上述公式用于三个绕组额定容量均相同的情况。各绕组额定容量相等的三绕组变压器不可能三个绕组同时满载组额定容量相等的三绕组变压器不可能三个绕组同时满载运行。根据电力系统运行的实际需要，三个绕组额定容量运行。根据电力系统运行的实际需要，三个绕组额定容量可造得不等。我国目前生产的变压器三绕组容量比，按高、可造得

6、不等。我国目前生产的变压器三绕组容量比，按高、中、低压绕组顺序主要有中、低压绕组顺序主要有100/100/100、100/100/50、100/50/100三种。变压器三种。变压器铭牌上额定容量是指容量最大的铭牌上额定容量是指容量最大的一个绕组的容量，也就是高压绕组容量。一个绕组的容量，也就是高压绕组容量。 公式中的公式中的Pk1、 Pk2、 Pk3是指绕组流过与变压器是指绕组流过与变压器额定容量额定容量SN相对应的额定电流时所产生的损耗。做短路试相对应的额定电流时所产生的损耗。做短路试验时，三个绕组容量不相等的变压器将验时，三个绕组容量不相等的变压器将受到较小容量绕组受到较小容量绕组额定电流

7、的限制额定电流的限制。用上式计算时必须对工厂提供的短路试。用上式计算时必须对工厂提供的短路试验的数据进行验的数据进行折算折算。（折算方法略）。（折算方法略）2 2电抗电抗X XT1T1、 X XT2T2、 X XT3T33 3求求G GT T、 B BT T只有一个励磁支路，因此计算是一致的（空载试验）。只有一个励磁支路，因此计算是一致的（空载试验）。 电力系统潮流计算是为了弄清楚在给定的某种运行条件和电力系统潮流计算是为了弄清楚在给定的某种运行条件和系统接线下，系统各部分的运行状态系统接线下，系统各部分的运行状态。如各母线上的电压。如各母线上的电压（幅值和相角），各元件中通过的功率大小以及功

8、率损耗等。（幅值和相角），各元件中通过的功率大小以及功率损耗等。 传统的解析法靠手算传统的解析法靠手算 采用了一些物理模拟装置采用了一些物理模拟装置 应用应用大型电子计算机进行潮流计算。大型电子计算机进行潮流计算。 开式网络开式网络：只能从一个方向取得电能的网络。：只能从一个方向取得电能的网络。 闭式网络闭式网络：每一负荷至少可以从两个方向取得电能的网络。：每一负荷至少可以从两个方向取得电能的网络。 放射式 干线式 树 状 单电源环网 双电源环网 两端供电网络1. 1. 输电线的电压和功率分布计算输电线的电压和功率分布计算 例如例如给出首端给出首端（发电（发电厂）送出的功率及其母线电厂）送出的

9、功率及其母线电压，压，求取末端求取末端实际送给用户实际送给用户的功率及降压变电所低压侧的功率及降压变电所低压侧母线电压。母线电压。 或者或者已知末端已知末端负荷功负荷功率及降压变电所低压侧母线率及降压变电所低压侧母线电压的条件下，电压的条件下，求取首端求取首端电电压和功率。压和功率。注注 意意 ：（1）所有计算必须取自）所有计算必须取自同一点同一点的电压、功率值。的电压、功率值。（2）公式中的功率为）公式中的功率为三相功率三相功率，电压为，电压为线电压线电压，阻，阻抗为抗为一相一相值。值。（3）实际计算中，有时要计算电压降落，但节点电）实际计算中，有时要计算电压降落，但节点电压又不知道时，可以

10、用压又不知道时，可以用额定电压额定电压代替。代替。给出：首端首端（发电厂）的母线电压（发电厂）的母线电压 末端末端用户吸收的功率用户吸收的功率求取：首端首端电厂送出功率电厂送出功率 末端末端用户实际电压用户实际电压思路：先假定某未知电压，然后按思路：先假定某未知电压，然后按“同一点同一点”方法方法推算，直到误差在允许范围内。推算，直到误差在允许范围内。2. 2. 变压器的电压和功率分布计算变压器的电压和功率分布计算 激磁支路：激磁支路：不变损耗不变损耗由网络电压由网络电压有关，与负荷无关。有关，与负荷无关。 阻抗支路：阻抗支路：可变损耗可变损耗与负荷有关，与负荷有关，与输电线路计算方法类似。与

11、输电线路计算方法类似。 35kV以下一般不计激磁功率。以下一般不计激磁功率。阻抗支路中功率损耗（可变损耗）可由短路试验数据测得：NkNKTTTSSUjSSPQjPS22222100(%)TTTNNkTNNkTXIjRISSUUXSUPR22323223310100(%)10， 电压是衡量电能质量的重要指标，额定电压是衡量电能质量的重要指标，额定电压运行下才最经济、有效、安全。电压运行下才最经济、有效、安全。在额定电压附近，电压与无功功率关系在额定电压附近，电压与无功功率关系比电压与有功功率关系密切得多，表现为比电压与有功功率关系密切得多，表现为无功功率对电压有较大变化率，所以分析无功功率对电压

12、有较大变化率，所以分析系统运行电压水平应从系统无功入手。系统运行电压水平应从系统无功入手。QP/PQU综合负荷的电压静态特性综合负荷的电压静态特性1. 1. 无功电源无功电源 发电机是电力系统发电机是电力系统唯一唯一的有功功率电源，的有功功率电源，同时也是最基本的无功功率电源同时也是最基本的无功功率电源。 发电机的额定容量通常是指额定有功功率，发电机的额定容量通常是指额定有功功率，如；如；10万万kW、60万万kW机组等。给定的额定参机组等。给定的额定参数还有额定电压、额定功率因数等。数还有额定电压、额定功率因数等。 发电机的运行总受一定条件，发电机的运行总受一定条件，如绕组温升、励磁绕组温升

13、、原动如绕组温升、励磁绕组温升、原动机功率等的约束。这些约束条件决机功率等的约束。这些约束条件决定了发电机组发出的有功、无功功定了发电机组发出的有功、无功功率有一定的限额。率有一定的限额。隐极机运行出力图隐极机运行出力图（E、P一定时，开口向下抛物线）一定时，开口向下抛物线） 专门用来生产无功功率的一种同步电机。专门用来生产无功功率的一种同步电机。在过励磁、欠励磁不同情况下，可分别发出或在过励磁、欠励磁不同情况下，可分别发出或吸收感性无功功率。吸收感性无功功率。改变励磁可以平滑调节无功输出，单机容量也改变励磁可以平滑调节无功输出，单机容量也可以做得较大。可以做得较大。所提供无功随端电压下降而增

14、加，有利于电压所提供无功随端电压下降而增加，有利于电压调整。调整。可以直接装设在用户附近就进供应无功功率，可以直接装设在用户附近就进供应无功功率，从而降低输送过程中损耗。从而降低输送过程中损耗。有功功率损耗较大，维护较复杂，运行噪音大。有功功率损耗较大，维护较复杂，运行噪音大。 20世纪世纪60年代发展起来的新型可控的静止无功年代发展起来的新型可控的静止无功补偿装置补偿装置。利用晶闸管所组成的电力电子开关来分别控制利用晶闸管所组成的电力电子开关来分别控制电容器组与电抗器的投切，典型结构：电容器组与电抗器的投切，典型结构：TCR晶闸管控制电抗器型；晶闸管控制电抗器型；TSC晶闸管投切电容晶闸管投

15、切电容器型器型。快速跟踪负荷变动，改变无功大小和方向快速跟踪负荷变动，改变无功大小和方向可发出容性无功或感性无功可发出容性无功或感性无功。电力电子器件的使用对电力系统产生谐波电力电子器件的使用对电力系统产生谐波。 只能发无功功率，相当于无功电源只能发无功功率，相当于无功电源。容量可大可小，灵活性大，有功损耗小，适合容量可大可小，灵活性大，有功损耗小，适合分散安装在负荷中心。分散安装在负荷中心。所提供的无功功率与端电压平方成正比：所提供的无功功率与端电压平方成正比：Q=U2C，则电压下降时，所提供的无功会减少，则电压下降时，所提供的无功会减少，与调相机的调节效应相反。与调相机的调节效应相反。2.

16、 2. 无功负荷和无功损耗无功负荷和无功损耗 主要指以滞后的功率因数运行的用电设备所主要指以滞后的功率因数运行的用电设备所吸收的感性无功功率，其中主要是吸收的感性无功功率，其中主要是异步电动机异步电动机。 额定电压附近，电动机取用无功随电压额定电压附近，电动机取用无功随电压增减增减而而增减增减。 当电压明显低于额定值时，电动机取用当电压明显低于额定值时，电动机取用无功主要有漏抗中无功损耗决定，此时随无功主要有漏抗中无功损耗决定，此时随电压电压降低降低，曲线反而有，曲线反而有上升上升性质。性质。变压器变压器 励磁励磁支路无功损耗，常称为支路无功损耗，常称为不变损耗不变损耗。 变压器变压器漏抗漏抗

17、对应的无功损耗，与负荷电流平对应的无功损耗，与负荷电流平方成正比，称为方成正比，称为可变损耗可变损耗。输电线路输电线路 线路线路电抗电抗产生，与线路电流平方成正比。产生，与线路电流平方成正比。 线路线路电纳电纳产生，其无功功率是容性的，又称产生，其无功功率是容性的，又称为充电功率，可看作是无功电源。为充电功率，可看作是无功电源。 线路传输功率较大时，电抗中消耗无功线路传输功率较大时，电抗中消耗无功 电容发出的无功，线路等电容发出的无功，线路等值为值为消耗消耗无功；传输功率较小时、运行电压水平较高时，则电容发出的无功；传输功率较小时、运行电压水平较高时，则电容发出的无功无功 电抗消耗的无功，线路

18、等值为无功电抗消耗的无功，线路等值为无功电源电源。 系统的系统的无功功率平衡无功功率平衡，就是在运行的，就是在运行的每一时刻每一时刻，系统中各无功电源所发出的总的无功功率要与系统的系统中各无功电源所发出的总的无功功率要与系统的无功负荷及无功损耗相平衡。无功负荷及无功损耗相平衡。 同时，为了运行可靠及适应系统的发展，还要同时，为了运行可靠及适应系统的发展，还要求有一定的无功备用容量。求有一定的无功备用容量。所有无功电源所有无功电源所有无功负荷所有无功负荷所有无功损耗所有无功损耗无功备用，一般为系统总无功负荷的无功备用，一般为系统总无功负荷的810%810%总无功电源总无功电源总无功负荷总无功负荷+ +损耗损耗1122UaUaUaQ0U1：系统等值无功电源的无功电压静：系统等值无功电源的无功电压静态特性态特性2：系统等值负荷和网络无功损耗的：系统等值负荷和网络无功损耗的无功电压静态特性无功电压静态特性：1与与2决定的无功功率平衡点决定的无功功率平衡点 U