电力系统Chap重庆大学电气学院赵渊

1、会计学1电力系统电力系统Chap重庆大学电气学院赵渊重庆大学电气学院赵渊2IUS，ujUeUijIeIjQPjSjUIUIeUIeIeUeIUSjjjjiuiusincossincos)(l S：视在功率 S=UIl P：有功功率l Q：无功功率l ：功率因数角cosUIP sinUIQ 3发电机：以滞后功率因发电机：以滞后功率因数运行时发出的无功功数运行时发出的无功功率为正（滞相运行）率为正（滞相运行） ，以超前功率因数运行时以超前功率因数运行时发出的无功功率为负（发出的无功功率为负（进相运行）进相运行）负荷：以滞后功率因数负荷：以滞后功率因数运行时吸取的无功功率运行时吸取的无功功率为正（感

2、性负荷），以为正（感性负荷），以超前功率因数运行时吸超前功率因数运行时吸取的无功功率为负（容取的无功功率为负（容性负荷）性负荷）LILILILI45dqx I jUE：功率角l Eq：空载电势l U：机端电压l Xd：纵轴电抗6 QQPP ，cossin sincossincoscossindqdqqdqdIxEIxEUEIxEUIxdqxUEUIPsincos由此，ddqdqxUxUExUUEUIQ22coscossin7dqxUEPsinUExUQqdcos8dNxU9bN101112UUjQPSmaxminmaxminQQQPPP，maxminQQQ1314等，1111/11/YY151

3、6低压绕组与高、中压绕组紧密联系，有利于功率从低压侧向高、中压侧传送有利于功率从高压侧向中压侧传送17注意注意：自耦变的中性点必自耦变的中性点必须接地，因此须用在两侧电须接地，因此须用在两侧电网都是直接接地的场合。网都是直接接地的场合。 当高压侧发生单相接地故障时，如果自耦变压器的中性点没有接地，当高压侧发生单相接地故障时，如果自耦变压器的中性点没有接地，会出现中性点电位偏移，使非接地相的电压升高，甚至达到或超过线电压会出现中性点电位偏移，使非接地相的电压升高，甚至达到或超过线电压，由于高中，由于高中绕组之间具有电的联系，会绕组之间具有电的联系，会使中压侧线圈过电压。使中压侧线圈过电压。 18

4、1920二次绕组归算到一次侧的电压二次绕组归算到一次侧的电流212223将变压器低压侧三相短接，将变压器低压侧三相短接，在高压侧施加电压，使低压在高压侧施加电压，使低压侧的电流达到额定值侧的电流达到额定值I2N 测得的三相变压器的总的有测得的三相变压器的总的有功损耗称为短路损耗功损耗称为短路损耗Pk 高压侧所加的线电压称为短高压侧所加的线电压称为短路电压路电压Uk ，通常表示为额定，通常表示为额定电压的百分数，称为短路电电压的百分数，称为短路电压百分数压百分数 Uk%24将变压器一侧（如高压侧）将变压器一侧（如高压侧）三相开路，在低压侧施加额三相开路，在低压侧施加额定电压定电压 测得的三相变压

5、器的总的有测得的三相变压器的总的有功损耗称为空载损耗功损耗称为空载损耗P0 低压侧测得的电流称为空载低压侧测得的电流称为空载电流电流I0 ，通常表示额定电流，通常表示额定电流的百分数，称为空载电流百的百分数，称为空载电流百分数分数 I0 %2526272829NNkBkTSUUZUX100%100%22210001000NNkBNkTSUPZSPR20010001000NBNTUPYSPG200100%100%NNBTUSIYIB3031归算到归算到2侧侧k:112实际变压器实际变压器21k:11理想变压器理想变压器21k:12理想变压器理想变压器归算到归算到1侧侧3233342111(1 2

6、)(3 1)(2 3)122222(2 3)(1 2)(3 1)222333(3 1)(2 3)(1 2)321 , 2100010001 , 2100010001 , 210001000kkNkkkkTBNNkkNkkkkTBNNkkNkkkkTBNNPP UPPPPRZSSPP UPPPPRZSSPP UPPPPRZSS353637， 22maxmax(100)22(/2)10002000kNkNTNNPUPURSS)100()50(2TTRR381212NNIIJSS11222NNNNUIUI21211122222NNNNIUSlkSIUl22112rlrl22 2221 11122/r

7、 ll lkrlll22(50%)2 21 1(100%)2/2/TTRr lrlkRk2(50%)(50%)(100%)2TTTRk RR394041201000NTUPG 20100%NNTUSIB 424344454647钢芯钢芯支撑层（铝线支撑层（铝线6股）股）内层（铝线内层（铝线18股）股）外层（铝线外层（铝线24股）股）484950515253545556575859Sr160相邻导线流过高频电流时，由相邻导线流过高频电流时，由于磁电作用使电流偏向一边的于磁电作用使电流偏向一边的特性，称为特性，称为“邻近效应邻近效应”。 当交变电流通过导体时当交变电流通过导体时，电流将集中在导体表

8、，电流将集中在导体表面流通，这种现象称为面流通，这种现象称为“集肤效应集肤效应”。 61)/(0157. 0lg1445. 01kmurDxrm6210.1445lg0.0157mrDxur636465gP21UPgg66)/(10lg58. 761kmSrDbm)/(10lg58. 761kmSrDbeqm67分裂导线的电纳分裂导线的电纳 采用分裂导线由于改变了导线周围的电场分采用分裂导线由于改变了导线周围的电场分布，等效地增大了导线半径，从而增大了每相导布，等效地增大了导线半径，从而增大了每相导线的电纳。式中线的电纳。式中req 为分裂导线的等值半径。当每为分裂导线的等值半径。当每相分裂根

9、数分别为相分裂根数分别为2、3、4根时，每公里电纳约分根时，每公里电纳约分别为别为3.410-6、3.810-6、4.110-6 S/km。 eqr)/(10lg58. 761kmSrDbeqm686970， jXRZ0YlxXl rR11，其中，7121211IIUZIU2211101IUZIU727374jXRZjBGYlrR1lxX1lgG1lbB110g 751112UYII2222UYII21II211UIZU2211121412IUZYZYYZZYIU762112UBQc2222UBQc221NcccBUQQQ线路线路充电功率充电功率77781dz x1dy x1U 2U 1I 2

10、I I I dI U dU U dxxl2/1/211d IU y dx 1dUId I z dx1d IUydx 1dUI zdx 略去二阶无限小量略去二阶无限小量第三节 电力线路的参数和数学模型791d IU ydx 1dUI zdx 21112d IdUyz y Idxdx 21112d Ud Izz y Udxdx 2222coshsinhsinhcoshccUUxI ZxUIxIxZ 11czZy 11jz y线路特征阻抗线路特征阻抗线路传播系数线路传播系数衰减系数衰减系数相位系数相位系数分布参数电路方程在已知末端电压分布参数电路方程在已知末端电压U2和电流和电流I2时的解时的解第三

11、节 电力线路的参数和数学模型802211coshsinhsinhcoshIUlZllZlIUcc11yzZc11yz811212121142Z YZUUZ YZ YIIY 2211coshsinhsinhcoshIUlZllZlIUcc82sinh2 cosh11sinhcZYcZZlK ZlYK YZl2 cosh1sinhsinhYZllKKlll其中，为修正系数11Zz lYy l，11yz8316112ZYZZZYYY 84111111CLCjLjyzZcjCLjCjLjyz111111cNnnZUPS285862222221212cossin sincoscccj xj xj lj

12、lxjZxUUUZ IxjxIIZUU eII eUU eII e由，计及，得：，全线电压有效值相等，电流有效值相等全线电压有效值相等，电流有效值相等 全线任意一点的电压和电流同相，即功率因数全线任意一点的电压和电流同相，即功率因数1 1 线路上各点电压相位不同，任意两点电压之间的相差线路上各点电压相位不同，任意两点电压之间的相差正比于两点之间的距离正比于两点之间的距离。 8788222222/21222(1)cossin sincossin1sin1ccj xj lj lcjxjZxUUxjxIIZkUUkU ejxUkkUU el U ekUZ IeU由，计及-2j lU eU1U2U89

13、909192日最大负荷日最大负荷Pmax：有功日负荷有功日负荷曲线的最大值（峰值）曲线的最大值（峰值）日最小负荷日最小负荷Pmin ：有功日负荷有功日负荷曲线的最小值（谷值）曲线的最小值（谷值）峰谷差峰谷差： Pmax-Pmin日平均负荷日平均负荷Pav：日负荷率日负荷率：24)(240dttpPavmaxPPav93几个行业的有功日负荷曲线几个行业的有功日负荷曲线钢铁钢铁食品食品农村加工农村加工市政、商业和生活市政、商业和生活94负荷全年所消耗的电能：负荷全年所消耗的电能：87600)( dttpW最大负荷利用小时数：最大负荷利用小时数：max87600max)(PdttpT9596,dtd

14、fdtdUfUtFPp,dtdfdtdUfUtQQpfUPP,fUQQ,979899100有名值（ 、S、kV、kA、MVA等）标么值=基准值（与相应有名值单位相同）101102相同）基准值（单位与有名值）实际有名值（任意单位标么值103133BBBBBBBBBBBBSUIUI ZYZSSUU * * *UZ IUSU IS104BBBUSI3BBBSUZ22BBBUSY 105106221000NNkTSUPR电阻：NNkTSUUX100%2电抗：201000NTUPG电导：20100%NNTUSIB电纳： UN= U1N还是还是U2N？10721k:12理想变压器理想变压器理想变压器理想变

15、压器10821k:11理想变压器理想变压器109Z1T、 Y1T12k:130基本级110等价等价等价条件：等价条件：2/IIIIYYk 2IIIIZZ k 33UU k 33/IIk 111 . .23212321kkkYYkkkZZ，. .321321kkkIIkkkUU，(2-68,69)(2-70,71)112)(压向着待归算级一侧的电向着基本级一侧的电压k1131T 2T 3T 1l 4l 2l 3l 220kV110kV35kV10kV123654789基准级基准级13.8/242kV220/121/38.5kV110/10.5kV114115116例如：例如：117118理想变压

16、器理想变压器实际变压器实际变压器低压侧高压侧高压侧低压侧119归算到归算到II侧侧k:1120等价的充要条件：等值前和等值后，变压器两侧的电压、电流的物理关系不变121212121UYUkYZUkUITTTkU1212211UkYUkYIkITT21221UUYkYkYkYIITTTT12212211011YUUYUI20212212YUYUUI2120121212121021UUYYYYYYII12321221UUYkYkYkYIITTTT2120121212121021UUYYYYYYII 1 1 2021012TTTYkkYYkkYkYY，124以导纳表示以导纳表示以阻抗表示以阻抗表示1

17、25126，*12kYYT，TYkkkY*101TYkkY120，kYYT211012121121212022YYYIUYYYIU127讨论：讨论： 如何利用等值变压器模型建立网络的等值电路？如何利用等值变压器模型建立网络的等值电路？ 如何确定理想变压器的变比？如何确定理想变压器的变比？ 如何确定变压器、线路的参数？如何确定变压器、线路的参数？IIIk:1ZT ，Ym128222IIII%1000100kkTTTNNPUZRjXjUSUSYm22II0II0%1000100NmTTPISYGjUUjB理想变压器变比理想变压器变比k = =变压器实际变比变压器实际变比 高压侧低压侧激磁支路放在远

18、激磁支路放在远离理想变压器的离理想变压器的一侧一侧129IIIkN:1ZT ，YmIZTZkN:1mYIIZ22IINIINT20022IINIIN%1001000%1000100kkNNNmPUUUZjSSPISYjUUIZIIZ22TT2IIII1NmmNNkYYkZZkZZ问题：问题：若变压器实际变比若变压器实际变比kkN ，应如何利用，应如何利用已归算的参数已归算的参数建立等值电路？建立等值电路？低压侧高压侧130问题：问题：k*?IIIk:1ZT ，YmIZIIZIZTZkN:1mYIIZk*:1高压侧高压侧低压侧低压侧k kN131IZIIZZTYmk*:1kN:1IZIIZZTY

19、mk:1Nkkk*IIIk:1ZT ，YmIZIIZ高压侧低压侧132IZIIZZTYmk*:1kN:1IZTZkN:1mYIIZk*:1133归算变比实际变比Nkkk*kN：标准变比：标准变比k*：非标准变比：非标准变比IZTZkN:1IIZk*:1IIIk:1ZT ，YmIZIIZmY134I*I2IBBSZZU2IIII*IIBBUSZZ2IIT*2II BBTmmBBSUZZYYSUIIIk:1ZT ，YmIZIIZk*:1*IZ*IIZ*TZ*mY*BkkkIBBIIBUkU135k:1IZIIZTZmY1Uk*:1*IZ*IIZ*TZ*mY2U*1U*2U21kUU *2*1II2

20、*2I1*1UkUUUUUUUBBBBBkkUUUUUUkII2I1*2*1*kB：标准变比：标准变比UIB /UIIBk*：非标准变比：非标准变比136132高压侧中压侧低压侧137311UUk 322UUk 23% (1,2,3)1000100kikiTiNNNUPUZjiSS1321U2U1I2I1U2U1I2I高压侧中压侧低压侧Ym激磁支路放在中激磁支路放在中间虚拟节点间虚拟节点Ym138Ym) 3 , 2 , 1( 1iZYTiTi0230%1000100NmNNPYSUISj132139140TaTb10kV220kV110kV10kV123456L1L2P4+ jQ4P6+ jQ

21、61411421111111 lbBljxrZLL，222%100010010001010.50kakakakaTaNaNaNaNaTaPUPUZjjSSSSU 2220000%1000100101000510.0aaNaaaNamTaaNaNaPISPISYjUjSS 1222222 lbBljxrZLL，143，212TbNbSS，3223minTbTbNbSSS331TbNbSS，1221212kkPP，2322323kkPP，3123131kkPP231312121kkkkPPPP132312221kkkkPPPP122331321kkkkPPPP%21%2313121kkkkUUUU

22、%21%1323122kkkkUUUU%21%1223133kkkkUUUU144223%1000100100010011(12 3)TbkikikikiTbiNbNbNbNbPUPUZjjSSUiSS ， ，0000223%1000100100100110TbbbNabbNamNbNbPISPISYjSUjS 1451LZTaZ1TbZ2TbZ1:ka3TbZmbYmaY2LZ21LBj21LBj22LBj22LBjk13:11:k230低压侧实际抽头电压高压侧实际抽头电压aaaTTk 低压侧实际抽头电压高压侧实际抽头电压bbTTk13低压侧实际抽头电压中压侧实际抽头电压bbTTk23123

23、456标么制标么制146maY1LZ3TbZmbY2LZ21LBj21LBj22LBj22LBjTaaZkTaaaYkk1TaaaYkk21113131TbYkk1213131TbYkk113TbZk223TbZk2223231TbYkk223231TbYkk标么制标么制1471LZTaZ2TbZ1:ka3TbZmbYmaY2LZ21LBj21LBj22LBj22LBjk13:11:k231TbZ1456232213TaTaakZkZ2132mamaakYYk111231LLZkZ1 1123LLBkB0标么制标么制148)220 110 10( 1 2，xZYSUZxBxBBxBxB)220

24、 110 10( *，xYYYZZZxBxixixBxixi149*1LZ*TaZ*1TbZ*2TbZ1:ka*3TbZ*mbY*maY*2LZ2*1LBj2*1LBj2*2LBj2*2LBjk13*:11:k23*01235610/220*aaBaakkkk10/220131313*13kkkkB10/110232323*23kkkkB有名制有名制150*maY*1LZ*3TbZ*mbY*2LZ2*1LBj2*1LBj2*2LBj2*2LBj*TaaZk*1TaaaYkk*2*1TaaaYkk*1*13*131TbYkk*12*13*131TbYkk*1*13TbZk*2*23TbZk*22*23*231TbYkk*2*23*231TbYkk有名制有名制151*1LZ*TaZ*2TbZ1:ka*3TbZ*mbY*maY*2LZ2*1LBj2*1LBj2*2LBj2*2LBjk13*:11:k23*1TbZ1456232*132*kkZZaTaTa2*2*13*amamakkYY2*13*1*11kZZLL2*13*1