电力系统分析主讲:何莉萍电力系统分析第一章-新课件参考书：参考书： 1 1、何仰赞等、何仰赞等. .电力系统分析（上电力系统分析（上/ /下），华中科技大学出版社下），华中科技大学出版社 2 2、夏道止、夏道止. .电力系统分析，中国电力出版社电力系统分析，中国电力出版社 3 3、韩祯祥主编、韩祯祥主编. . 电力系统分析，浙江大学出版社电力系统分析，浙江大学出版社 4 4、陈珩、陈珩. .电力系统稳态分析，水利电力出版社电力系统稳态分析，水利电力出版社 5 5、李光琦、李光琦. .电力系统暂态分析，水利电力出版电力系统暂态分析，水利电力出版 6 6、单渊达主编、单渊达主编. .电能系统基础，机械工业出版社电能系统基础，机械工业出版社目的：目的：掌握电力系统分析计算的原理和方法。掌握电力系统分析计算的原理和方法。本课程涉及的主要学科知识：本课程涉及的主要学科知识：高等数学、电路理论，电机学理论，基础物理，控制理论等。高等数学、电路理论，电机学理论，基础物理，控制理论等。 电力系统分析 电力系统分析第一章-新课件电力系统分析第一章 电力系统的基本概念电力系统分析第一章-新课件第一章 电力系统的基本概念1.5 1.5 电力系统元件的参数和等值电力系统元件的参数和等值电路电路1.6 1.6 标幺值标幺值1.3 1.3 电力系统的接线和额定电压电力系统的接线和额定电压等级等级1.2 1.2 电力系统的负荷和负荷电力系统的负荷和负荷曲线曲线1.1 1.1 电力系统概电力系统概述述1.4 1.4 电力线路的结构电力线路的结构电力系统分析第一章-新课件1.1 电力系统概述一、电力工业概述一、电力工业概述1 1、电力工业的重要性 首先，电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，首先，电力工业是国民经济发展中最重要的基础能源产业，是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是是国民经济的第一基础产业，是关系国计民生的基础产业，是世界各国经济发展战略中的优先发展重点；世界各国经济发展战略中的优先发展重点； 其次，电力是一种安全、卫生和可持续的能源，电力工其次，电力是一种安全、卫生和可持续的能源，电力工业能够为社会经济的发展提供持久和卫生的动力和能量。业能够为社会经济的发展提供持久和卫生的动力和能量。2 2、电力工业的发展： 目前，我国电力工业格局主要包括两大电网和五大发电目前，我国电力工业格局主要包括两大电网和五大发电 集团，全国总发电装机容量已突破集团，全国总发电装机容量已突破9 9亿千瓦；亿千瓦；20202020年末，预计年末，预计达到达到1616亿千瓦。亿千瓦。电力系统分析第一章-新课件山山 东东河河 北北 安安 徽徽浙浙 江江上上 海海江江 苏苏黑黑 龙龙 江江广广 东东湖北湖北陕西陕西福福 建建广广 西西江江 西西河南河南湖湖 南南四四 川川内内 蒙蒙 古古海南海南西西 藏藏宁夏宁夏甘甘 肃肃青青 海海新新 疆疆天天 津津吉吉 林林辽辽 宁宁贵贵 州州北北 京京云云 南南重重 庆庆山山 西西南南 方方 电电 网网 公公 司司国国 家家 电电 网网 公公 司司1.1 电力系统概述电力系统分析第一章-新课件山山 东东河河 北北 安安 徽徽浙浙 江江上上 海海江江 苏苏黑黑 龙龙 江江广广 东东湖北湖北陕西陕西福福 建建广广 西西江江 西西河南河南湖湖 南南四四 川川内内 蒙蒙 古古海南海南西西 藏藏宁夏宁夏甘甘 肃肃青青 海海新新 疆疆天天 津津吉吉 林林辽辽 宁宁贵贵 州州北北 京京云云 南南重重 庆庆山山 西西南南 方方 电电 网网 公公 司司国国 家家 电电 网网 公公 司司东东北北电电网网华华北北电电网网华华东东电电网网华华中中电电网网西西北北电电网网国国 家家 电电 网网公公 司司 代代 管管华能集团公司华能集团公司大唐集团公司大唐集团公司华电集团公司华电集团公司国电集团公司国电集团公司电力投资集团公司电力投资集团公司1.1 电力系统概述电力系统分析第一章-新课件1.1 电力系统概述自自19961996年起，我国发电装机容量一直位居世界第二位。美国能年起，我国发电装机容量一直位居世界第二位。美国能源部信息管理局发布的国际能源展望源部信息管理局发布的国际能源展望20062006预测，到预测，到20202020年年中国发电总装机容量将超越美国跃居世界第一。中国发电总装机容量将超越美国跃居世界第一。 我我国国2 20 01 10 0年年底底发发电电总总装装机机容容量量( (包包括括火火电电、核核电电、水水电电、风风电电) )已已达达9 9. .6 62 2亿亿千千瓦瓦，到到2 20 01 12 2年年1 10 0月月，装装机机总总量量将将突突破破1 10 0亿亿千千瓦瓦。 1 10 0亿亿千千瓦瓦的的发发电电装装机机总总容容量量是是日日本本全全国国发发电电装装机机总总容容量量的的3 3. .3 3倍倍，是是欧欧盟盟所所有有国国家家发发电电装装机机总总容容量量的的1 1. .2 25 5倍倍，与与美美国国基基本本持持平平略略微微超超出出，这这当当然然是是个个了了不不起起的的成成就就，从从1 19 99 95 5年年的的2 2. .1 18 8亿亿千千瓦，在十几年的时间就增长到瓦，在十几年的时间就增长到1010亿千瓦，增长了亿千瓦，增长了4.64.6倍。倍。 电力系统分析第一章-新课件沂蒙站沂蒙站临沂站临沂站十里泉电厂十里泉电厂郯城站郯城站苍山站苍山站云蒙站云蒙站沂水站沂水站九莲站九莲站沈泉站沈泉站临沂电厂临沂电厂费县电厂费县电厂梅埠站梅埠站相公站相公站阳都站阳都站500kV500kV枣庄站枣庄站500kV500kV日照站日照站日照日照莒州站莒州站日照电厂日照电厂钟罗站钟罗站柳青站柳青站温水站温水站临临沂沂电电网网地地理理接接线线图图江泉热电江泉热电宝泉站宝泉站常林站常林站1.1 电力系统概述电力系统分析第一章-新课件1.1 电力系统概述二、电力系统概述二、电力系统概述电力系统分析第一章-新课件1.1 电力系统概述电力系统分析第一章-新课件动力系统（广义电力系统）：动力系统（广义电力系统）：动力部分与电力系统组 成的整体。 1 1、电力系统的组成：、电力系统的组成：1.1 电力系统概述电力网：电力网：电力系统中输送与分配电能的部分，主要由 输电网和配电网组成。 电力系统：电力系统：生产、输送、分配与消费电能的系统。 包括：发电机、电力网（变压器、电力线 路）和用电设备组成。电力系统分析第一章-新课件1.1 电力系统概述2 2、电力系统的运行特点与基本要求：、电力系统的运行特点与基本要求：电能不能大量的存贮电能不能大量的存贮电力系统的暂态过程非常短促电力系统的暂态过程非常短促与各行业和人民生活密切相关与各行业和人民生活密切相关电力系统的运行特点电力系统的运行特点 提供充足的电能提供充足的电能保证安全可靠的供电保证安全可靠的供电保证良好的电能质量保证良好的电能质量良好的经济性良好的经济性环保问题环保问题 系统运行基本要求系统运行基本要求电力系统分析第一章-新课件3 3、本课程主要学习内容：、本课程主要学习内容：稳稳 态态 分分 析析稳稳 态态 分分 析析电力系统元件模型及参数计算电力系统元件模型及参数计算电力网的电压和功率分布电力网的电压和功率分布电力系统的电压和频率调整电力系统的电压和频率调整故故 障障 分分 析析故故 障障 分分 析析电力系统的三相短路故障电力系统的三相短路故障电力系统的不对称故障电力系统的不对称故障稳稳定定性性分分析析稳稳定定性性分分析析电力系统的机电特性电力系统的机电特性电力系统的暂态稳定、静态稳定电力系统的暂态稳定、静态稳定1.1 电力系统概述电力系统分析第一章-新课件1.2 电力系统的负荷和负荷曲线一、电力系统的负荷：一、电力系统的负荷： 负荷：负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。 也称电力系统的综合用电负荷，是所有用户的负荷总加。也称电力系统的综合用电负荷，是所有用户的负荷总加。负荷分类：负荷分类：按负荷性质分类：工业、农业、交通运输业、商业、生活等；按负荷性质分类：工业、农业、交通运输业、商业、生活等；按供电可靠性分类：一级负荷、二级负荷和三级负荷。按供电可靠性分类：一级负荷、二级负荷和三级负荷。 电力系统的供电负荷：电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗。综合用电负荷加上电力网的功率损耗。 电力系统的发电负荷：电力系统的发电负荷：供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功率。率。 电力系统分析第一章-新课件1.2 电力系统的负荷和负荷曲线定义：用曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律。定义：用曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律。分类：日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线。分类：日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线。 二、负荷曲线：二、负荷曲线： 日负荷曲线：描述负荷一天日负荷曲线：描述负荷一天2424小时内所需功率的变化情况；小时内所需功率的变化情况； 是供调度部门制定各个发电厂发电计划的依据。 日平均负荷：日平均负荷：一天的总耗电量：一天的总耗电量：电力系统分析第一章-新课件(a(a）钢铁工业负荷；钢铁工业负荷；(b) (b) 食品工业负荷；食品工业负荷；(c) (c) 农村加工负荷；农村加工负荷；(d) (d) 市政生活负荷。市政生活负荷。 日负荷曲线举例：日负荷曲线举例：1.2 电力系统的负荷和负荷曲线电力系统分析第一章-新课件1.2 电力系统的负荷和负荷曲线 年最大负荷曲线：描述一年内每月（或每日）最大有功功率年最大负荷曲线：描述一年内每月（或每日）最大有功功率 负荷变化的情况；负荷变化的情况；可供调度、计划部门有计划安排全年机组 检修、扩建或新建发电厂。 机组维修新建或扩建机组的容量电力系统分析第一章-新课件1.2 电力系统的负荷和负荷曲线 年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小 时数顺序排列绘制而成；时数顺序排列绘制而成；可供编制电力系统发电计划和进行 可靠性计算用。 t1PPmaxP1P2P3tt3t28760全年耗电量：全年耗电量：最大负荷利用小时数：最大负荷利用小时数：最大负荷利用小时数Tmax ：即用最大负荷消耗一年的电能所 需的时间。 电力系统分析第一章-新课件1.2 电力系统的负荷和负荷曲线最最大大负负荷荷利利用用小小时时数数 Tmax 可可用用于于估估算算常常用电力用户的全年用用电力用户的全年用电量。电量。 表1-1 各类用户的年最大负荷利用小时数负负 荷荷 类类 型型Tmax/h户内照明户内照明及生活用电及生活用电20003000一班制企业用电一班制企业用电15002200二班制企业用电二班制企业用电30004500三班制企业用电三班制企业用电60007000农灌用电农灌用电10001500三、负荷特性三、负荷特性负荷功率随电压或频率变化的特性。负荷功率随电压或频率变化的特性。 电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级一、电力系统的接线一、电力系统的接线1 1、电力系统接线图：电气接线图和地理接线图、电力系统接线图：电气接线图和地理接线图 电气接线图电气接线图 反映系统主要元件之间的电气连接关系。电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级 地理接线图地理接线图反映发电厂、变电所的相对地理位置和电力线路路径。 电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级2 2、电力系统接线方式及其特点：、电力系统接线方式及其特点： 无备用接线方式：无备用接线方式：单回路放射式、干式、链式网络 放射式放射式 干线式干线式 链式链式优点：简单、经济、运行方便；缺点：供电可靠性差。电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级 有备用接线方式：有备用接线方式：双回路放射式、干式、链式网络；环式和 两端供电网。 放射式放射式 干线式干线式 链式链式 环式环式 两端供电网络两端供电网络优点：供电可靠性高、电压质量高；缺点：不经济、运行调度复杂。适用范围：电压等级较高或重要的负荷。 接线方式选择依据：运行的可靠性、经济性、灵活性和操接线方式选择依据：运行的可靠性、经济性、灵活性和操接线方式选择依据：运行的可靠性、经济性、灵活性和操接线方式选择依据：运行的可靠性、经济性、灵活性和操 作的安全性。作的安全性。作的安全性。作的安全性。 电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级1 1、电力系统电压等级：、电力系统电压等级：二、电力系统的电压等级二、电力系统的电压等级 目前，我国电力系统（电网）额定电压等级主要有：目前，我国电力系统（电网）额定电压等级主要有：3kV， 6kV，10kV， 35kV，110kV，220kV，500kV，750kV。 说明：说明： 在一个电力系统内，电压等级差一般为在一个电力系统内，电压等级差一般为2 23 3倍；倍； 在一个国家内，宜选用一种电压系列。在一个国家内，宜选用一种电压系列。 在同一电压等级中，电力系统的各个环节（发电在同一电压等级中，电力系统的各个环节（发电 机、变压器、电力线路、用电设备）的额定电压机、变压器、电力线路、用电设备）的额定电压 各不相同。各不相同。额定电压：额定电压：用来代表电力网或电气设备运行电压特性的数值。用来代表电力网或电气设备运行电压特性的数值。电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级2 2、电力元件额定电压等级选择原则：、电力元件额定电压等级选择原则： 某一级的额定电压是以系统的额定电压（用电设备额定电压）某一级的额定电压是以系统的额定电压（用电设备额定电压） 为中心而定的。为中心而定的。线路：线路：线路：线路：等于系统的额定电压（用电设备额定电压）。等于系统的额定电压（用电设备额定电压）。 发电机：发电机：发电机：发电机：规定比系统的额定电压高规定比系统的额定电压高5%5%。 变压器：变压器：变压器：变压器：一次侧：一次侧：相当于用电设备，其额定电压与系统相相当于用电设备，其额定电压与系统相 同；与发电机直接相连时，则与发电机相同。同；与发电机直接相连时，则与发电机相同。 二次侧：二次侧：相当于电源，其额定电压应比系统高相当于电源，其额定电压应比系统高5%5%， 考虑变压器内部的电压损耗（考虑变压器内部的电压损耗（5%5%），实际应定为），实际应定为 比线路高比线路高10%10%。 注意：二次侧直接与用电设备相连时，即线路不长，则注意：二次侧直接与用电设备相连时，即线路不长，则 其二次侧额定电压比系统高其二次侧额定电压比系统高5%5%。电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级典型例题：典型例题：确定各设备额定电压确定各设备额定电压作业作业作业作业1 1 1 1：确定各设备的额定电压：确定各设备的额定电压：确定各设备的额定电压：确定各设备的额定电压10.5kV10.5kV 121kV38.5kV110kV11kV35kV电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级三、电力系统中性点接地方式：三、电力系统中性点接地方式：1 1、中性点直接接地方式：、中性点直接接地方式：特点：特点：供电可靠性差，但较经济。供电可靠性差，但较经济。适用范围：适用范围：110kV以上系统。以上系统。发生接地故障时：发生接地故障时：非故非故障相对地电压不变，接障相对地电压不变，接地相短路电流很大。地相短路电流很大。电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级2 2、中性点不接地方式：、中性点不接地方式： 发生接地故障时：发生接地故障时：不必切除故障相，非故障相电压变为 倍相电压。特点：特点：供电可靠性高，但绝缘费用高。适用范围：适用范围：60kV以下系统。电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级总结：系统中一相接地的特点比较总结：系统中一相接地的特点比较中性点直接接地方式： 电流：故障相电流和流入故障点的电流很大 中性点电压：故障相和中性点电压为零 非故障相电压：对地电压仍为相电压 线电压：与故障相相关的线电压降低为相电压中性点不接地方式： 电流：接地点的电容电流是正常运行时一相对地 电容电流的3倍中性点电压：中性点电压升高为相电压非故障相电压：对地电压升高为线电压线电压：三相之间的线电压保持与正常时相同电力系统分析第一章-新课件1.3 电力系统的接线和额定电压等级3 3、中性点经消弧线圈接地：、中性点经消弧线圈接地： 特点：特点：接地消弧线圈可以形成一个与容性接地电流大小相接地消弧线圈可以形成一个与容性接地电流大小相近的感性电流，减少接地点电流，提高供电可靠性。近的感性电流，减少接地点电流，提高供电可靠性。 适用范围：适用范围：36kV电力网（接地电流电力网（接地电流30A）；）；10kV电力电力网（接地电流网（接地电流20A）；）；3560kV电力网（接地电流电力网（接地电流10A）。）。 电力系统分析第一章-新课件1.4 电力线路的结构电力线路按结构分为架空线路和电缆线路。电力线路按结构分为架空线路和电缆线路。1 1、架空线路组成包括五部分：、架空线路组成包括五部分： 导线导线 避雷线避雷线 杆塔杆塔 绝缘子绝缘子 金具金具电力系统分析第一章-新课件1.4 电力线路的结构针式绝缘子：针式绝缘子：10kV及以下线路 绝缘子：针式、悬式、棒式绝缘子：针式、悬式、棒式 电力系统分析第一章-新课件1.4 电力线路的结构悬式绝缘子：悬式绝缘子：主要用于35kV及以上系统，根据电压等级的高低组成数目不同的绝缘子链。电力系统分析第一章-新课件1.4 电力线路的结构棒式绝缘子：棒式绝缘子：起到绝缘和横担的作用，应用于1035kV农网。电力系统分析第一章-新课件1.4 电力线路的结构 杆塔按材料分为：木杆、钢筋混凝土杆、铁塔杆塔按材料分为：木杆、钢筋混凝土杆、铁塔 电力系统分析第一章-新课件1.4 电力线路的结构2 2、电缆线路包括三部分： 导体导体 绝缘层绝缘层 保护层保护层电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路 说明：说明：说明：说明： 各元件参数是电力系统稳态分析所用参数（正序各元件参数是电力系统稳态分析所用参数（正序各元件参数是电力系统稳态分析所用参数（正序各元件参数是电力系统稳态分析所用参数（正序 参数）；参数）；参数）；参数）； 三相系统是对称的，其等值电路一般采三相系统是对称的，其等值电路一般采三相系统是对称的，其等值电路一般采三相系统是对称的，其等值电路一般采 用单相等值电路。用单相等值电路。用单相等值电路。用单相等值电路。 一、电力系统元件的参数和等值电路一、电力系统元件的参数和等值电路电力线路的数学模型是以电力线路的数学模型是以电阻、电抗、电纳和电导电阻、电抗、电纳和电导 四个参四个参数表示的等值电路，常用的是数表示的等值电路，常用的是型型 等效电路。等效电路。1 1、电力线路的参数（集中分布参数）和等值电路：、电力线路的参数（集中分布参数）和等值电路：单位长度的各参数计算：单位长度的各参数计算： a. a. 单位长度的电阻：单位长度的电阻：精确计算时进行温度修正精确计算时进行温度修正: : 电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路b.b.单位长度的电抗：单位长度的电抗： 三相导线排列对称三相导线排列对称( (正三角形正三角形) )或三相导线排列不对称，进行或三相导线排列不对称，进行 整体循环换位后整体循环换位后三相电抗相等三相电抗相等。 分裂导线输电线路等值电抗：分裂导线输电线路等值电抗： 其中：电力系统分析第一章-新课件 分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等效地增加了导线半径，从而减少了导线电抗。1.5 电力系统元件的参数和等值电路电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路c. c. 单位长度的电纳：单位长度的电纳：d. d. 单位长度的电导：单位长度的电导： 电晕临界电压：电晕临界电压：电晕临界电压：电晕临界电压： 总结：总结： 1 1）电阻和电抗是串联参数，电导和电纳是并联参数；）电阻和电抗是串联参数，电导和电纳是并联参数； 2 2）实际上，在设计线路时，已检验了所选导线的半径是）实际上，在设计线路时，已检验了所选导线的半径是 否能满足晴朗天气不发生电晕的要求，一般情况下认否能满足晴朗天气不发生电晕的要求，一般情况下认 为为 ；电抗、电纳参数一般变化不大，近似计算时；电抗、电纳参数一般变化不大，近似计算时 取：取： ， 。g=0电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路线路的电抗：线路的电抗： 解：解：线路的电阻：线路的电阻：例题例题1-1：某：某380kv输电线线路，导线水平排列并经整循换位，输电线线路，导线水平排列并经整循换位， 相间距离为相间距离为8m，求单位长度的电阻、电抗和电纳：，求单位长度的电阻、电抗和电纳： （1）导线为）导线为LGJQ-600型，计算直径为型，计算直径为33.2mm。线路的电纳：线路的电纳：几何均距几何均距DmDm和半径和半径r r单单位要一致位要一致电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路（2）导线为）导线为LGJ-2300型，每根导线的计算直径为型，每根导线的计算直径为25.2mm，分，分 裂间距为裂间距为 400mm。线路的电抗：线路的电抗：线路的电阻：线路的电阻：线路的电纳：线路的电纳：解：解：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路电力线路的等值电路：电力线路的等值电路： 短输电线路：短输电线路：长度长度100km（或很短的电缆线），电导和电纳（或很短的电缆线），电导和电纳 忽略不计。忽略不计。线路阻抗：线路阻抗：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路(a)形等值电路形等值电路 (b)T形等值电路形等值电路 分析计算时电力线路常用的是分析计算时电力线路常用的是型等值电路。型等值电路。 其中l 为线路长度；该计算为集中分布参数集中分布参数 计算方法。中等长度的输电线路：中等长度的输电线路：架空线：架空线：100km300km（电缆：（电缆：300km（电缆：（电缆： 100km），需要），需要 考虑分布参数特性。考虑分布参数特性。精精确确分分布布参参数数近 似 分 布 参 数近 似 分 布 参 数电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路作业作业2： 一条一条220kV输电线，长输电线，长180km，导线为，导线为LGJ-400型，计算直径型，计算直径2.8cm，水平排列并经整循换位，相间距离为，水平排列并经整循换位，相间距离为7m；求该线路参；求该线路参数数R，X，B，并画出等值电路图。，并画出等值电路图。 电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路2 2、变压器的参数和等值电路：、变压器的参数和等值电路： 变压器的试验数据：变压器的试验数据：短路损耗短路损耗Ps，短路电压百分比，短路电压百分比Us%；空载损耗空载损耗P0，空载电流百分比，空载电流百分比I 0%。a. a.电阻电阻电阻电阻R RT T：变压器的短路损耗变压器的短路损耗Ps近似等于变压器的电阻产生的近似等于变压器的电阻产生的 b. 额定总铜耗；额定总铜耗； 双绕组变压器（常用的是双绕组变压器（常用的是 型等值电路）型等值电路）电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路b.电抗电抗XT：短路压降短路压降Us几乎全部降落在电抗上；几乎全部降落在电抗上；c.电导电导GT：变压器电导对应的是变压器的铁耗，近似等于变压变压器电导对应的是变压器的铁耗，近似等于变压d. 器的空载损耗器的空载损耗P0；d.电纳电纳BT：在变压器中，流经电纳的电流和空载电流在数值上在变压器中，流经电纳的电流和空载电流在数值上e. 接近相等。接近相等。 电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路 注意：注意：注意：注意： 电纳电纳电纳电纳 B BT T 是电感铁芯决定的感性电纳，在等值电路中是电感铁芯决定的感性电纳，在等值电路中以负号以负号以负号以负号 出现出现出现出现； 公式中各量的单位分别是：公式中各量的单位分别是：U UN NkVkV；S SN NMVAMVA；P PkWkW； UN 为额定线电压，视需要选用一次侧或二次侧电压额定值，为额定线电压，视需要选用一次侧或二次侧电压额定值， 即即为归算到相应侧的参数为归算到相应侧的参数为归算到相应侧的参数为归算到相应侧的参数。 例例1-2：有一台：有一台SFL1-31500/110 型向型向 10kv 网络供电的降压变压网络供电的降压变压器，器，试计算归算到高压侧的变压器参数。试计算归算到高压侧的变压器参数。铭牌给出的试验数据铭牌给出的试验数据为为：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路解：由型号知：解：由型号知： ；各参数如下：各参数如下： 作业作业3：计算上述变压器归算到低压侧：计算上述变压器归算到低压侧 10kV 的参数，并画出的参数，并画出 等值电路。等值电路。 电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路三绕组变压器参数和等值电路：三绕组变压器参数和等值电路： 三绕组变压器导纳GT-jBT的计算方法与双绕组变压器相同： 所不同的是关于阻抗 RTijXTi 的计算：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路 三个绕组容量相同，三个绕组容量相同，相应的短路损耗相应的短路损耗 Psi 和压降和压降 Usi%不需进不需进 行归算，直接按下述公式求解即可：行归算，直接按下述公式求解即可： （a） （b） 三个绕组容量不相同，三个绕组容量不相同，首先需要进行容量的归算，再代入上首先需要进行容量的归算，再代入上 述式（述式（a）和（）和（b）求取对应的短路损耗）求取对应的短路损耗 Psi 和压降和压降 Usi%。 容量不相同，即容量不相同，即SN / S2N / S3N=100/50/100或或100/100/50。归算。归算 公式如下：公式如下：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路 补充例题补充例题 ：三相三绕组降压变压器的型号为三相三绕组降压变压器的型号为SFPSL-120000/220，额定容量为额定容量为120/120/60MVA，额定电压为：，额定电压为：220/121/11kV,求变压器归算到求变压器归算到220kV侧的参数，并作出等值电路。侧的参数，并作出等值电路。 未归算未归算已归算已归算电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路解：解：1 1）求各绕组的电阻：）求各绕组的电阻：同理可得：同理可得：电阻计算如下：电阻计算如下：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路2 2）求各绕组电抗：）求各绕组电抗：电抗计算：电抗计算：变压器阻抗参数：变压器阻抗参数：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路3 3）求导纳：）求导纳：等值电路：等值电路：等值电路：等值电路：电力系统分析第一章-新课件作业作业4：有一容量比为有一容量比为100/100/50，额定电压为，额定电压为220/38.5/11kV，额定容，额定容量为量为90MVA的三绕组变压器，试验数据如下。试求归算至高的三绕组变压器，试验数据如下。试求归算至高压侧的变压器参数。压侧的变压器参数。1.5 电力系统元件的参数和等值电路电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路3、电抗器、电抗器R、电容器、电容器C和发电机和发电机G的参数：的参数：；4、负荷参数：恒功率参数：、负荷参数：恒功率参数： 恒阻抗参数：恒阻抗参数：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路1 1）发发电电机机、负负荷荷采采用用恒恒功功率率等等效效，变变压压器器采采用用 型型等等效效电电路路， 电力线路采用电力线路采用型等效电路；型等效电路；2 2）各元件参数需归算到同一电压等级（基本级）；归算如下：）各元件参数需归算到同一电压等级（基本级）；归算如下：二、电力网络的等值电路二、电力网络的等值电路 分别为归算前各电压等级的参数和归算后的同一电压等级的参数；k为各变压器变比。其中：和电力系统分析第一章-新课件例如：例如：取取10kV10kV为归算基本级，则为归算基本级，则110kV110kV级线路级线路L-2L-2阻抗、电压、电流归算阻抗、电压、电流归算如下：如下：1.5 电力系统元件的参数和等值电路电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路例例题题1-4：某某电电力力系系统统如如图图所所示示：各各元元件件技技术术指指标标已已标标示示，T-2、T-3参参数数相相同同， L-1、L-2参参数数相相同同，变变压压器器忽忽略略电电阻阻和和导导纳纳。试分别作出归算到试分别作出归算到110kV和和10kV侧该系统的等值电路。侧该系统的等值电路。 电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路解：解：1）归算到）归算到110kV侧侧变压器变压器T-1： 变压器变压器T-2、T-3： 电抗器电抗器R： 发电机发电机G：线路线路L-1、L-2：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路2）归算到）归算到10kV侧侧 发电机发电机G：变压器变压器T-1： 变压器变压器T-2、T-3： 电抗器电抗器R：线路线路L-1、L-2：电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路等值电路：等值电路：把对应归算等级把对应归算等级110kV（或（或10kV）各元件参数标注在图中。）各元件参数标注在图中。电力系统分析第一章-新课件1.5 电力系统元件的参数和等值电路作业作业5 5：简单电力系统接线如下图所示，有关参数标于图中，试求此系简单电力系统接线如下图所示，有关参数标于图中，试求此系统的等值电路（参数均以有名值表示）。统的等值电路（参数均以有名值表示）。电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值一、标幺值一、标幺值 注意：注意：注意：注意：1 1 1 1）标幺值没有量纲；）标幺值没有量纲；）标幺值没有量纲；）标幺值没有量纲； 2 2 2 2）所选基准值不同，标幺值不同。）所选基准值不同，标幺值不同。）所选基准值不同，标幺值不同。）所选基准值不同，标幺值不同。 1 1、标幺值的基本概念：、标幺值的基本概念：若选电压、电若选电压、电流、功率和阻流、功率和阻抗的基准值为抗的基准值为VB，IB，SB，ZB，则相应的，则相应的标幺值为：标幺值为： 电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值2 2、基准值的选择：、基准值的选择： 基准值的选取原则：基准值的选取原则： 全系统只选一套；全系统只选一套； 一般选额定值；一般选额定值； 满足电路的基本关系。满足电路的基本关系。1）除了要求和有名值同单位外，原则上可以是任意值。）除了要求和有名值同单位外，原则上可以是任意值。2）考虑采用标幺值计算的目的：）考虑采用标幺值计算的目的：a）简化计算）简化计算; b）便于对）便于对 结果进行分析比较。结果进行分析比较。电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值1 1）单相电路中基准值选择：）单相电路中基准值选择： 结论结论：只要基准值的选择满足只要基准值的选择满足基本电学关系，则在标幺制基本电学关系，则在标幺制 中，电路中各物理中，电路中各物理量之间的关系与有名值相同量之间的关系与有名值相同，有，有 关公式可以直接应用。关公式可以直接应用。 电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值2 2）三相电路中基准值选择：）三相电路中基准值选择： 结论：结论： a. a. 在标幺制中，三相电路计算公式与单相电路计算公式在标幺制中，三相电路计算公式与单相电路计算公式完全相同，线电压与相电压的标幺值相同，三相功率与单相完全相同，线电压与相电压的标幺值相同，三相功率与单相功率的标幺值相同。功率的标幺值相同。 b. b. 对称三相电路完全可以按单相电路的标幺值进行计算，对称三相电路完全可以按单相电路的标幺值进行计算，但各物理量的基准值是不同的。但各物理量的基准值是不同的。 电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值3 3）三相电路的习惯做法：）三相电路的习惯做法：只选只选只选只选U UB B 和和和和 S SB B，由此计算，由此计算ZB、YB和和 IB。有名值换算成标幺值：有名值换算成标幺值：有名值换算成标幺值：有名值换算成标幺值：标幺值结果换算成有名值：标幺值结果换算成有名值：标幺值结果换算成有名值：标幺值结果换算成有名值：电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值二、基准值改变时标幺值的换算二、基准值改变时标幺值的换算（2 2）新基准值下的标幺值：）新基准值下的标幺值：（1 1）把标幺阻抗还原成有名值：）把标幺阻抗还原成有名值：例如：发电机、变压器、电抗器的换算公式：例如：发电机、变压器、电抗器的换算公式：电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值三、多电压等级网络中各参数标幺值计算及其等值电路三、多电压等级网络中各参数标幺值计算及其等值电路1将网络中各元件参数及电压、电流的将网络中各元件参数及电压、电流的有名值（实际值）先归有名值（实际值）先归有名值（实际值）先归有名值（实际值）先归 算算算算到到选选定定的的基基本本级级（ UB和和SB），然然后后再再除除以以与与基基本本级级（ UB 和和SB）相对应的参数基准值）相对应的参数基准值ZB、YB和和 IB。网网 络络 中中 各各元元件件参参数数先先不不进进行行归归算算各各元元件件参参数数先先不不进进行行归归算算 ，按按照照其其所所处处的的电电压压等等级级直直接接计计算算其其有有名名值值（实实际际值值）；然然后后用用未未经经归归算算的的参参数数有有名名值值（实实际际值值）除除以以对对应应电电压压等等级级的的基基准准值值即即可可得得其其标标幺幺值值。 2.先先由由选选定定的的基基本本级级（ UB和和SB）归归算算其其他他电电压压等等级级基基准准值值归归算算其其他他电电压压等等级级基基准准值值 UBI、3. UBII、UBIII；利利用用 SB 和和UBI、UBII、UBIII计计算算参参数数基基准准值值 ZBI、4. ZBII、ZBIII； YBI,YBII,YBIII以及以及IBI、 IBII、IBIII；电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值例题例题15：某电力系统如图所示：各元件技术指标在图中已经标示，变压某电力系统如图所示：各元件技术指标在图中已经标示，变压器忽略了电阻和导纳。试用两种方法准确计算器忽略了电阻和导纳。试用两种方法准确计算以以100MVA为基为基准功率、准功率、110kV 为基准电压为基准电压时，该电力系统中各元件参数的标时，该电力系统中各元件参数的标幺值，并画出标幺值等值电路。幺值，并画出标幺值等值电路。电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值解：方法一：解：方法一：全部参数归算到全部参数归算到110kV侧（例题侧（例题14） 选选发电机发电机G：变压器变压器T-1：变压器变压器T-2、T-3：电抗器电抗器R：电力系统分析第一章-新课件方法二：选定方法二：选定110kV线路为基本级，分别归算线路为基本级，分别归算10kV级和级和6kV级电级电 压基准值：压基准值：1.6 标幺值线路线路L-1、L-2：发电机发电机G：变压器变压器T-1：电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值电抗器电抗器R： 线路线路L-1、L-2：变压器变压器T-2、T-3：结论：两种方法下，只要基本级（结论：两种方法下，只要基本级（结论：两种方法下，只要基本级（结论：两种方法下，只要基本级（U UB B和和和和 S SB B）选择相同，则标幺）选择相同，则标幺）选择相同，则标幺）选择相同，则标幺值结果是相同的；基本级选择不同，所得标幺值结果也不相同。值结果是相同的；基本级选择不同，所得标幺值结果也不相同。值结果是相同的；基本级选择不同，所得标幺值结果也不相同。值结果是相同的；基本级选择不同，所得标幺值结果也不相同。 电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值例题例题1-5 标幺值表示的等值电路：标幺值表示的等值电路：电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值3 3、近似计算法：选取、近似计算法：选取UBUav，即电压基准值为平均额定电压。，即电压基准值为平均额定电压。近似计算方法可以简化计算公式和工作量，但其精度是不能保近似计算方法可以简化计算公式和工作量，但其精度是不能保近似计算方法可以简化计算公式和工作量，但其精度是不能保近似计算方法可以简化计算公式和工作量，但其精度是不能保证的，只有在一定情况下可以应用（如短路故障分析计算）。证的，只有在一定情况下可以应用（如短路故障分析计算）。证的，只有在一定情况下可以应用（如短路故障分析计算）。证的，只有在一定情况下可以应用（如短路故障分析计算）。 发电机、变压器的电抗标幺值不需按电压进行归算：电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值例题例题16：某电力系统如图所示：各元件技术指标在图中已经：某电力系统如图所示：各元件技术指标在图中已经标示。试用近似计算法计算以标示。试用近似计算法计算以100MVA为基准功率、以平均额为基准功率、以平均额定电压为基准电压时，该电力系统中各元件参数的标幺值。定电压为基准电压时，该电力系统中各元件参数的标幺值。电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值 解：选解：选发电机发电机G：变压器变压器T-1：变压器变压器T-2、T-3：电抗器电抗器R： 线路线路L-1、L-2：电力系统分析第一章-新课件1.6 标幺值作业作业6 6：系统接线图如下所示，有关参数已经标在图上，试准确：系统接线图如下所示，有关参数已经标在图上，试准确 计算以计算以100MVA为基准功率、为基准功率、110kV为基准电压时，该为基准电压时，该 电力系统中各元件参数的标幺值。电力系统中各元件参数的标幺值。电力系统分析第一章-新课件