电力系统分析清华张宏斌稳态2

1、l 电力系统如何接线?l 电力系统额定电压如何确定?l 如何反映负荷的变化?l 标么值的概念及计算?1. 电力系统的接线方式、额定电压Ø 单线图（插入图解，P1图1-1简单电力系统的三相电路图、P3图1-3单线图、P1图1-2直流输电示意图、P3图1-4较复杂系统单线图）1.1 电力系统的接线：Ø 两种类型（图示）ü 电气接线：元件间电气联接关系ü 地理接线：发电厂、变电所间相对地理位置及其联接路径Ø 接线方式（图示）ü 开式(放射式、干线式、链式)、有无备用ü 闭式(环式、两端供电)1.2 电力系统额定电压（1） 为什么要

2、确定额定电压?（2） 如何确定额定电压?Ø 发电机·线路·变压器(升压、降压)ü 线路额定电压 = 电力设备额定电压 = 网络额定电压ü 发电机额定电压 = 105%线路额定电压ü 降压变压器额定电压：² 一次侧额定电压 = 线路额定电压² 二次侧额定电压 = 110%（或105%）线路额定电压ü 升压变压器额定电压：² 一次侧额定电压 = 发电机额定电压² 二次侧额定电压 = 110%线路额定电压 额定电压等级线路(电网)额定电压电力设备(kV)发电机(kV)变压器电压(kV)额定电

3、压额定电压一次二次33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11353538.51101101212202202423303303635005005502. 功率、复功率(自学)Ø 功率：有功功率、无功功率、视在功率Ø 复功率：单相复功率、三相复功率Ø 为什么用功率?Ø 功率与电压、电流的关系?Ø 功率守恒Ø 非线性问题3. 电力系统的负荷和负荷曲线3.1 电力系统的负荷Ø 发电负荷：发电机发出的电功率LGü 厂用电：维持发电厂运行自身所需的功率LP&

4、#178; 火电厂 58%² 水电厂 0.11%² 核电厂 45%Ø 供电负荷：发电厂供出的功率LU=LG-LPü 网络损耗(网损)：电能传输、分配中消耗的功率LN 约为：(510%)负荷Ø 综合用电负荷：各用户功率之和(电力系统负荷)LD LD=LU-LN LPLG LN LU LD3.2 负荷曲线：描述一段时间内负荷随时间变化的曲线Ø 按负荷类型分：ü 有功负荷曲线ü 无功负荷曲线Ø 按时间分：ü 日负荷曲线(周、旬)ü 月负荷曲线ü 年最大负荷曲线时序负荷曲线ü

5、; 年持续负荷曲线累计负荷曲线Ø 按对象分：ü 发电厂负荷曲线ü 变电所负荷曲线ü 线路负荷曲线ü 用户负荷曲线Ø 日负荷曲线：24小时内负荷随时间的变化，分有功和无功ü 特征量：（图示）² 最大负荷Pmax、最小负荷Pmin² 平均负荷² 高峰负荷(峰)、基本负荷(谷)、中间负荷(腰)ü 用途：² 制定日调度计划² 计算日耗电量 千瓦小时(度)ü 日无功负荷曲线特点：较有功曲线平坦 原因：励磁功率不随有功变，随电压变，而电压变化不大Ø 年最大负

6、荷曲线ü 反映逐月的系统最大负荷的变化ü 用途：安排检修、扩建、新建Ø 年持续负荷曲线ü 系统全年负荷按其大小及累计持续运行的时间顺序排列而作的曲线ü 用途：编制发电计划、计算可靠性、系统规划ü 全年所耗电能：ü 年最大负荷利用小时数(小时)，全年所耗电能，若按最大功率使用所能持续的时间4. 标么(幺)值（参考电力系统故障分析）4.1 定义Ø 有名值：有具体物理单位表示的量值。Ø 标么值：用无具体物理单位(无量纲)表示的相对值。 实际有名值(单位)/选定的基准值(与有名值同单位)Ø 特点

7、2; 无量纲ü 不唯一：随基准值变化而变化。给出某标么值时,须同时指明对应的基准值Ø 常见电量的标么值：4.2 标么值的基值(基准值)理论上可以任选，但为了便于简化计算，须遵循规律。Ø 单相电路：ü 四个模量：ü 相应四个基值：如选 (约束条件)则ü 结论： 如基值满足约束条件，则标么值间的关系与有名值的相同。 由约束条件可知，四个基值中自由度为2，即任意选定两个基值后，其他基值由约束条件确定。一般可任意选：SPB、UPB，则，。 复阻抗如令RB = XB=ZB 则：(与有名值一致) 则：(与有名值一致) 复功率，如令 则：(与有名值

8、一致)则：(与有名值一致)Ø 三相电路：ü 对于Y形接法² 四个模量： UL(线电压)，IL(线电流)，S3(三相视在功率)，Z(每相阻抗)² 相应四个基值：ULB、 ILB、S3B、ZB(UPB、IPB、SB、ZB) 如选：(约束条件) 则：² 结论： 如基值满足约束条件，则有： 线电压标么值 = 相电压标么值 (无倍的关系) 线电流标么值 = 相电流标么值 (无倍的关系) 对称三相功率标么值 = 一相功率标么值 (无3倍关系) 对称三相电路标么值公式与单相形式一致 四个基值中，自由度为2，一般选S3B，ULB，则： 对称三相电路中，每相阻抗

9、仍为Z* = R* + jx* 三相复功率：，如令： 则： 则：，即：利用相电压、相电流标么值计算得出的功率标么值，既代表单相，也代表三相。 有多个元件组成的电路中，如统一选择基值，则可按标么值直接进行计算；如基值不统一，则不能直接按标么值计算。“统一”的含义：无变压器电路中同一基值；有变压器电路中是要遵循一定规律。4.3 基值变化对标么值的影响Ø 背景：同一电路中，基值应统一，但实际产品的已知标么值往往以各自的额定植为基准，并不统一。Ø 换算原则(有名值不变原则)：同一元件按不同的基值进行标么值换算，换算前后的有名值应保持不变。 设：原基值为SBI，UBI，相应阻抗标么值Z*I 新基值为SB，UB，相应阻抗标么值Z*则：Ø 几种常见的换算ü 原标么值以额定值为基值，那SBI=SN、UBI=UN , 相应阻抗标么值为Z*N，则对于新基值SB、UB的标么值ü 若新基值UB=UN，则ü 对于电抗器，常给出额定电流IN、额定电压UN(线电压)下的标么值Z*N，则新基值UB、SB下的标么值：作业