电力系统分析第二章-新
《电力系统分析》第2章习题答案
第二章 思考题及习题答案2-1 架空线路的参数有哪些?这几个参数分别由什么物理原因而产生?答:架空线路的参数有电阻、电抗、电导和电纳。
电阻反映线路通过电流时产生的有功功率损失效应;电抗反映载流导线周围产生的磁场效应;电导反映电晕现象产生的有功功率损失效应;电纳反映载流导线周围产生的电场效应。
2-2 分裂导线的作用是什么?如何计算分裂导线的等值半径?答:分裂导线可使每相导线的等效半径增大,并使导线周围的电磁场发生很大变化,因此可减小电晕损耗和线路电抗。
分裂半径计算公式为ni ni eq d r r 12=∏=2-3 电力线路一般以什么样的等值电路来表示?答:短线路一般采用一字型等值电路,中等长度线路采用π型等值电路,长线路采用修正值表示的简化π型等值电路。
2-4 双绕组和三绕组变压器一般以什么样的等值电路表示?变压器的导纳支路与电力线路的导纳支路有何不同?答:双绕组和三绕组变压器通常采用Γ型等值电路,即将励磁支路前移到电源侧。
变压器的导纳支路为感性,电力线路的导纳支路为容性。
2-5 发电机的等值电路有几种形式?它们等效吗?答:发电机的等值电路有两种表示形式,一种是用电压源表示,另一种是以电流源表示,这两种等值电路是等效的。
2-6 电力系统负荷有几种表示方式?答:电力系统负荷可用恒定的复功率表示,有时也可用阻抗或导纳表示。
2-7 多级电压电网的等值网络是如何建立的?参数折算时变压器变比如何确定?答:在制定多电压等级电力网的等值电路时,必须将不同电压级的元件参数归算到同一电压级。
采用有名制时,先确定基本级,再将不同电压级的元件参数的有名值归算到基本级。
采用标幺制时,元件标幺值的计算有精确计算和近似计算两种方法。
精确计算时,归算中各变压器的变比取变压器的实际额定变比;近似计算时,取变压器两侧平均额定电压之比。
2-8 有一条110kV 的双回架空线路,长度为100km ,导线型号为LGJ-150,计算外径为16.72mm ,水平等距离排列,线间距离为4m ,试计算线路参数并作出其π型等效电路。
电力系统分析第二章
2-2 架空输电线的等值电路
电力线路的数学模型是以电阻、电抗、电纳和电导来表 示线路的等值电路。 分两种情况讨论: 1) 一般线路的等值电路 一般线路:中等及中等以下长度线路,对架空线 为300km;对电缆为100km。 2)长线路的等值电路 长线路:长度超过300km的架空线和超过100km的电 缆。
I
2
T
YI I
y 20
k k k (k 1) k (k 1)YT ZT ZT ZT
2
(1 k)YT
k (k 1)YT
1)
电力网络中应用等值变压器模型的计算步骤:
有名制、线路参数都未经归算,变压器参数则归在低 压侧。
有名制、线路参数和变压器参数都已按选定的变比归 算到高压侧。 标幺制、线路和变压器参数都已按选定的基准电压折 算为标幺值。
三、三相电力线路结构参数和数学模型
输电线路各主要参数(电阻、电抗、电纳、电导 等)的计算方法及等效电路的意义
*.电力网络数学模型
1、标幺值
1)标幺值=有名值(实际值)/基准值; 2)在标幺制下,线量(如线电流、线电压等) 与相量(如相电流、相电压等)相等,三相与单 相的计算公式相同
3)对于不同系统采用标幺值计算时,首先要 折算到同一基准下。
S B 3U B I B U B 3I B ZB Z B 1 / YB
Z B U / SB
2 B
YB S B / U
2 B
I B S B / 3U B
功率的基准值=100MVA
电压的基准值=参数和变量归算的额 定电压
三. 不同基准值的标幺值间的换算
V X (有名值) =X (N)* SN
电力系统分析第二章习题
习题2-1 正三角形排列的架空输电线,若无架空地线。
设对于三相平衡正序电流,输电线每相等值电抗为1x ,试定性比较:(1)对于三相平衡负序电流,输电线的每相等值电抗比1x 大还是小?(2)三根输电线通入三个完全相同的电流,以大地为地线,此时的输电线每相等值电抗比1x 大还是小?(3)若有架空地线,则此时对于三相平衡正序电流,输电线的每相等值电抗比1x 大还是小?(4)三根输电线通入三个完全相同的电流,在有架空地线与无架空地线(以大地为地线)两种情况下,哪一种情况的输电线每相等值电抗大?简要说明理由。
2-2 双回110kV 架空线路、水平排列,线路长100km 。
导线型号为LGJ-150,线间距离为4m 。
(1)计算每公里线路的阻抗及电纳; (2)画出线路全长的等值电路并标上参数;(3)线路对地所产生的容性无功功率是多少(按额定电压计算)?2-3 某架空输电线,额定电压是220kV ,长为180km ,导线为LGJ-400,水平排列,线间距离为7m ,导线完全换位。
求该线路的参数R 、X 及B ,并作出等值电路图。
若以100MV A 、 220kV 为基准,求R 、X 、B 的标么值。
2-4 某6kV 电缆输电线路,长4km ,每公里长电缆的电路参数为 2.1r =Ω,0.1x =Ω,616010b −−=×Ω,计算此线路的参数。
若电缆输送电流为80A ,(1)计算线路电容的充电功率(按额定电压计算)与输送容量之比; (2)计算电抗与电阻之比, (3)画出等值电路。
2-5 一回500kV 架空输电线,长500km ,每相由三根各相距40cm 的LGJJ -400导线组成,三相导线水平排列(如图),相互间距12m ,按下列三种要求计算此架空线的电路参数,并画出相应的等值电路。
(1)不考虑分布参数特性; (2)近似考虑分布参数特性; (3)精确考虑分布参数特性。
题图2-52-6 某变压器额定容量为31.5MV A ,变比为110/38.5kV ,200kW S P Δ=,%10.5%S U =,86kW O P Δ=,% 2.7%O I =,试求变压器参数并画出等值电路。
电力系统稳态分析第二章习题(最新整理)
第二章一、填空题1、手算潮流时,将变电所母线上所联线路对地电纳中无功功率的一半也并入到等值负荷功率中,这一功率称为运算负荷。
相同天气条件下,某一架空线路单根导线,采取水平架设和三角形架设,两种架设的线间距相同,那么容易起电晕的是:水平架设;三相导线排列水平,则进行整体循环换位后三相电抗相等。
三绕组变压器中的高、中、低压绕组,升压变压器的中压绕组最靠近铁芯;高压绕组最在最外侧。
双绕组变压器的分接头在高压侧。
降压变压器的低压绕组最靠近铁芯。
升压变压器的中压绕组最靠近铁芯;降压变压器的低压绕组最靠近铁芯。
2、同一型号的架空三相输电线,相间距离增大,其线路对地电容增大。
和架空输电线相比,同截面电缆的电抗减小。
同一型号的架空三相输电线,相间距离增大,其线路对地电容增大。
和架空输电线相比,同截面电缆的电抗减小。
架空线路中,LGJQ表现为何种导线轻型钢芯铝绞线。
架空线路换位是为了减少参数的不平衡。
线路换位分为:滚式换位和换位杆塔换位。
线路换位的目的是为了消除线路参数的不平衡;换位后的三相线路参数均相等。
3、交流输电线路采用导线分裂技术的目的是减少电抗和减少线路电晕。
分裂导线每根导线分成若干根,相互之间保持一定距离400-500 mm,减小了电晕,线路电抗减小,于此同时电容将增大。
分裂导线每根导线分成若干根,相互之间保持一定距离400-500 mm,减小了电晕,线路电抗减小,于此同时电容将增大。
4、已知架空线路模型中,、,用其中已知量表示标么值 S P 、B B P S 及=*P B PS 。
导纳支路的阻抗,它是呈 容性 性。
三相功率的标幺值和单相功率的标幺值 相等 ,三相功率是单相功率的 3 倍。
复功率中,负荷以超前功率因素运行时所吸收的无功功率为 负 u i S U I UI ϕϕ∙*==∠-:负荷以滞后功率因素运行时所吸收的无功功率为 正 。
发电机以滞后功率因素运行时所发出的无功功率为正,发电机以超前功率因素运行时所发出的无功功率为 负 。
电力系统暂态分析(第二章)
& & & E Q U |0| jI |0| x q
由于Eq|0|
& jI d|0| ( xd xq ) 、
& 均在q轴方向,所以EQ|0|也必在q轴方
向,据此即可确定q轴方向。
d轴和q轴方向的确定
E 3、不计阻尼绕组时初始值 I 和 Eq|0| 、 | | 0
(1)交轴方向 短路前 短路后
& & & Eq|0| U q|0| jI d |0| xd
& & 0 U d |0| jI q|0| xq
(2)隐极机 电压平衡方程
& & & Eq|0| U |0| jI |0| xd
(3)空载电动势的确定 对于隐极机可以从正常运行时的电压和电流以及相角 & & & & U | I 求出 Eq|0| ;对于凸极机需要知道I d |0、|0| 、d |0、q |0才能求出 Eq|0| , | q U | 即需要知道+d、+q轴的方向,为确定+q轴的方向引进 & 虚构电势 EQ|0| 。
电压方程: 2 同步电机的电压方程、磁链方程
ra
rf
Z
rD
Z
rQ
Z
ua
--
uf
u f r f i f f 定子侧: 0 rD i D D 转子侧: 直轴阻尼绕组: 0 rQ iQ Q 交轴阻尼绕组:
a ia r u a
发电机空载情况下突然三相短路定性分析
对于任何无源回路有:
超导体情况下: d 0、 常数
dt
非超导体情况下
电力系统稳态分析(第二章)1
第二节 电力线路的结构
结构
多股线绞合—J 扩径导线—K
排列:1、6、12、18 普通型:LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型:LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型:LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积
扩大直径,不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400 和普通钢芯相区别,支撑层6股
SB 3 UB IB UB 3 IB ZB
1
ZB YB
3) 五个量中任选两个,其余三个派生,一般取SB,UB, SB—总功率或某发、变额定功率, UB—基本级电压
4) U* I* Z*线电压和相电压标幺值相同 S* U* I*三相功率和单相功率标幺值相同
第一节 标么值
3、电力系统的标幺值等值电路的制定
特征:无铜损、铁损、漏抗、激磁电流
RT jXT
2、实际变压器
-jBT GT
通过短路和开路试 验求RT、XT、BT、 GT
第四节 电力变压器的参数与等值电路
3、短路试验求RT、XT
条件:一侧短路,另一侧加电压使短路绕组电流达到额定值
短路损耗:
第三节 电力线路的参数与等值电路
3、电纳
物理意义:导线通交流电,产生电场容感
对数关系:变化不大,一般 2.85Х10-6 S /km Dm与r的意义与电抗表达式一致 分裂导线:增大了等效半径,电纳增大,用req替代r计算
第三节 电力线路的参数与等值电路
4、电导
物理意义
绝缘子表面泄露——很小,忽略
保护金具:护线条、预绞线、防震锤、阻尼线 绝缘保护:悬重锤
第三节 电力线路的参数与等值电路
一.单位长度电力线路的参数
1、电阻 r1=ρ/ s
电力系统分析第二章
独根钢管—城市供电
直线杆塔—线路走向直线处,只承受导线自重 作 耐张杆塔—承受对导线的拉紧力 用 转角杆塔—用于线路转弯处 分 换位杆塔—减少三相参数的不平衡
终端杆塔—只承受一侧的耐张力,导线首末端 跨越杆塔—跨越宽度大时,塔高:100—200米
2)分裂导线每相单位长度的电纳。
b1
2
fC1
7.58 lg Dm
106
req
式中,req为分裂导线的等值半径。
(4)电导。
电力线路的电导主要是由沿绝缘子的泄漏现象和 导线的电晕现象所决定的。
导线的电晕现象是导线在强电场作 用下,周围空气的电离现象。电晕现象 将消耗有功功率。
正常运行 时泄漏损 失可以忽
三、电力线路的等值电路
由于正常运行的电力系统三相是对称的,三相参数 完全相同,三相电压、电流的有效值相同,所以可用单 相等值电路代表三相。因此,对电力线路只作单相等值 电路即可。严格地说,电力线路的参数是均匀分布的, 但对于中等长度以下的电力线路可按集中参数来考虑。 这样,使其等值电路可大为简化,但对于长线路则要考 虑分布参数的特性。
导体周围的空气之所以会电离,是由于
略。
导线表面的电场强度超过了某一临界值,
以致空气原有的离子具有了足够的动能
撞击其他不带电分子使其离子化
Ecr 21.4m1m2
(2-28)
Ecr —电晕起始电场强度,kV; m1—导线表面的光滑系数,对表面完好的多股导线,m1 =0.83~0.966, 当股数在 20 股以上时, m1 均大于 0.9,可取 m1 =1; m2 —反映天气状况的气象系数,对于干燥晴朗的天气,取 m2 =l; —空气的相对密度,如当 b=7600Pa, t =20°C 时, =1;
电力系统稳态分析-第二章
上式中,A1和A2为积分常数,由边界条件确定;γ为线路
的传播常数;Zc为线路的波阻抗。 γ和Zc都是只与线路参数和
频率有关的物理量。
◆关于传播系数和波阻抗
传播系数: z1 y1 j
波阻抗: Z c
z1 Rc jX c Z c e j c y1
对于高压线路g1=0 :
电力系统稳态分析
主讲 周任军
电力系统稳态分析
第二章 电力系统元件的数学模型
第一节 输电线路的参数计算
主讲
周任军
一、 系统等值模型的基本概念
1、电力系统分析和计算的一般过程
首先将待求物理系统进行分析简化,抽象出等效电路
(物理模型); 然后确定其数学模型,也就是说把待求物理问题变成数 学问题; 最后用各种数学方法进行求解,并对结果进行分析。
导体 绝缘层 保护层
三、架空输电线路的参数
1、参数类型
(1)电阻r0 :反映线路通过电流时产生的有功功率损耗效应, 实际上就是导体对电流的阻碍作用。 (2)电感L0 :反映载流导体的磁场效应,实际上就是电流磁场 在导线中所产生的感应电动式对电流的阻碍作用。 (3)电导g0 :线路带电时绝缘介质中产生的泄漏电流及导体 附近空气游离而产生有功功率损耗。 (4)电容C0 :带电导体周围的电场效应,实际上就是导线与大地 和导线之间的电容。 输电线路的以上四个参数沿线路均匀分布。
方程
ZY U 1 2 1 ZY I 1 Y ( 1) 4
U 2 ZY 1 I 2 2 Z
一、长线路的分布参数等值电路
1、分布参数等值电路
微元段等值电路
I1
I dI
电力系统分析第2章
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
4、开路试验求GT、BT
条件:一侧开路,另一侧加额定电压
空载损耗:
GT
P0 V2
N
103
(S)
空载电流百分比 I0%
有功分量Ig 无功分量Ib
I0
Ib
VN
3
BT
I0% I IN 010 0 I01 I% 0 IN 0Ib
%
I S 0 BT 100
2) 三相不对称布置时 将采取换位技术,使得三相电感一致。
1
D12 D31
2
D23
3
A
C
B
A
C
B
B
位置1
C
位置2
A
位置3
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
2) 三相不对称布置时 将采取换位技术,使得三相电感一致。
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
分别列写三段中a相磁链的表达式,并求平均,可得
短路试验求RT、XT
条件:令一个绕组开路,一个绕组短路,而在余下的一个 绕组施加电压,依此得的数据(两两短路试验)
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
1、由短路损耗求RT 1) 对于第Ⅰ类(100/100/100)
RT1 jXT1
-jBT GT I N
IN
P I R I R P P
3 2 3 2
Vs%-短路电压百分数
VS%
3INZT1003INXT100
VN
VN
△P0-空载损耗
P0VN2GT
I0%-空载电流百分数
I0%VN 3Y IT N100 VN 3B IN T100
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
电力系统暂态分析-第2章 同步发电机突然三相短路分析
电力系统暂态分析
2.1 同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形及其分析
更清楚的空载情况下短路波形
6
电力系统暂态分析
2.1 同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形及其分析
空载短路电流波形分析
按无限大电源供电回路介绍的波形分析方法分析定子三相短路电流,可 知三相短路电流中均有直流分量,下图左边为三相短路电流包络线的均分 线,即短路电流中的直流分量,三相直流分量大小不等,但均按相同的指 数规律衰减,最终衰减至零,如右下图所示。
4
电力系统暂态分析
2.1 同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形及其分析
发电机空载情况下短路波形
右图为一台同步 发电机在转子励磁 绕组有励磁、定子 回路开路的运行的 情况下,定子绕组 端突然三相短路后 实测的电流波形图, 其中图(a)为三相 定子电流,即短路 电流,图(b)为 励磁回路电流。
隙中按正旋分布; 5、定子及转子具有光滑的表面,即认为定子及转子的槽和通风沟不影
响定子及转子的电感系数。
10
电力系统暂态分析
2.2 同步发电机空载下三相短路后物理内部过程及短路电流分析
三、短路后各绕组的磁链及电流分量
1、定子绕组磁链和短路电流分量 (1)、励磁主磁通交链定子三相绕组的磁链
励磁绕组电压
变换) 2.6自动调节励磁装置对短路电流的影响
1
电力系统暂态分析
2.1 同步发电机在空载情况下定子突然三相短路后的电流波形及其分析
一、同步发电机的结构与运行情况描述
同步发电机的结构
阻尼绕组:
发电机阻尼绕组主 要是防止发电机在负载 突然变化时对发电机绕 组的冲击。发电机在负 载变化时,其绕组内的 电压电流会形成一个震 荡的过程。阻尼条就是 对该震荡过程增加阻力, 形成阻尼震荡,从而形 成一定的缓冲作用。
电力系统分析第二章
电力系统分析第二章(电网的正序参数和等值电路)总结电力系统正常运行时,系统的三相结构和三相负荷完全对称,系统各处电流和电压都对称,并且只含正序分量的正弦量。
系统不对称运行或发生不对称故障时,电压和电流除包含正序分量外,还可能出现负序和零序分量。
静止元件的负序分量参数和等值电路与正序分量完全相同 取负荷滞后功率因数运行时,所吸收的无功功率为正,感性无功 负荷超前功率因数运行时,所吸收的无功功率为负,容性无功 发电机滞后功率因数运行时,所发出的无功功率为正,感性无功 发电机超前功率因数运行时,所发出的无功功率为负,容性无功第一节:电力线路的数学模型一.电力线路的物理现象及电气参数用电阻R 来反映电力线路的发热效应,用电抗X 反映线路的磁场效应,用电纳B 来反映线路的电场效应,用电导G 来反映线路的电晕现象和泄漏现象。
(1)线路的电阻:考虑温度的影响则:(2)线路的电抗:.各相导线有自感,导线之间有互感。
用一相等值电路分析.三相导线间距离不等时,各相电感互不相等。
为使线路阻抗对称,每隔一段距离将三相导线进行换位最常用的电抗计算公式进一步可得到 ()()QP sin cos S U I 3θθU I 3I U3S i u *j j ~+=+=∠=-∠==ϕϕϕ [])20(120-+=t r r t αSr ρ=141105.0lg6.42-⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=r m r D f x μπ)导线单位长度的电抗(km x /1Ω-)或导线的半径(cm mm r - 1=-r r μμ数,对铜、铝,导线材料的相对导磁系)交流电频率(Hz f -3cabc ab m m D D D D cm mm D =-),或几何均距(0157.0lg 1445.01+=rDx m还可以进一步改写为:在近似计算中,可以取架空线路的电抗为0.40Ω/km分裂导线线路的电抗:分裂导线的采用改变了导线周围的磁场分布,等效地增加了导线半径,减小了导线表面的电场强度,避免正常运行时发生电晕。
电力系统分析第二章
据。
《电力系统分析》
2013年7月26日星期五
主要内容 1 电力线路和变压器运行状况的计算和分析 2 简单电力网的潮流分析 3 复杂电力网络的潮流计算 4 电力网络潮流的调整控制
《电力系统分析》
2013年7月26日星期五
第一节
电力线路和变压器运行状况的计算和分析
(I a I 23 ) I 2
(I b I 23 ) I 3
《电力系统分析》
2013年7月26日星期五
现已知 U1 , U 2 , I 2 , I 3
可解得
( Z 23 Z34 ) 2 Z34 3 du I I Ia Z12 Z 23 Z34
末 N
末
N
《电力系统分析》
2013年7月26日星期五
二. 运算负荷与运算功率 1. 变电所的运算负荷
L
Z
1 T
U1 1
2
简化等值 电路
L
S P2
S1
Z
S0
T
2
U2
S2
S1
《电力系统分析》
2013年7月26日星期五
变电所等值负荷: 变电所运算负荷:
其中
S1 S2 ST
B
T
SD
D
jBL/2 《电力系统分析》
jBL/2 S 0
2013年7月26日星期五
开式网络电压、功率的关系:
非线性迭代解
(1) 已知同一点的电压、功率: 递推计算
已知始端电压和功率 U A S A
已知末端电压和功率 U D S D
《电力系统分析》
电力系统分析第2章何仰赞
2
Vs3 %
Vs(31) % Vs(23) % Vs(12) % 2
Xi
VSi % 100
VN2 SN
103
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
例:一台220/121/10.5,120MVA,容量比为100/100/50的三 相变压器, I0%=0.9, △P0=123.1kW, 短路损耗和短路电 压见百分数见下表,试计算变压器的导纳,各绕组的阻抗
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
例:系统接线如图,变压器T2空载,元件参数如下。 发电机G:SN 30MVA, XG 0.22, EG 1.08, UN 10.5kV; 变压器T1:SN 31.5MVA,Ud% 10.5, kT 10.5/121kV; 变压器T2:SN 31.5MVA,Ud% 10.5, kT 110/10.5kV; 线路L:l=200km,每回线路单位长度电抗x=0.4Ω/km。
b 7.58 106 lg D jj r
(S/km)
2. 分裂导线每相的单位长度电纳
b 7.58 106 lg D jj req
(S/km)
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
五、架空线路的等值电路 1、一般线路 1)短线路(一字型)
R+jX
2)中等长度线路
R+jX
jB
jB
2
2
R jX 2
R jX 2
第二章 系统元件的等值电路和参数计算
§2-2变压器的等值电路和参数计算
一、变压器的额定值
SN ——在额定条件下使用时,输出能力的保证值, 对三相变压器而言指三相的总容量。
UN ——变压器空载时,分接头上的电压保证值。 IN ——额定容量除以各侧绕组的额定电压所计算
电力系统分析第二章
(a)等边三角形排列 a)等边三角形排列
(b)水平排列 b)水平排列
2.分裂导线的单位长度电抗 2.分裂导线的单位长度电抗 在330kV以上的电压等级架空线中,为 330kV以上的电压等级架空线中,为 避免发生电晕,常将每相导线用同规格的、 相互间隔一定距离的数根导线架设,并每隔 一定距离用金属间隔棒支撑数根导线,组成 分裂导线架空线路。普通分裂导线的分裂根 数一般不超过4,每根导线称为次导线或子 导线,布置在正多边形 的边长
电力系统分析
王东梅
第二章 电力系统的计算基础
2.1 架空输电线路的参数及其等效电路 电力线路包含架空线和电缆线路两大类, 主要参数为电阻、感抗、电导、容纳。 电缆线路与架空线在结构上是截然不同的, 电缆的三相导线间的距离很近,绝缘介质 不是空气,绝缘层外有铝包或铅包,最外
层还有钢铠。这样电缆的参数计算较复杂, 一般都是从手册中查,不必计算。所以,我 们只介绍架空线的计算。 2.1.1 架空线路的参数计算 一、概述 电阻:反映线路有功功率损失; 电感:反映载流导线产生磁场效应;
故铜和铝做材料的单导线计算式为
x0 = 0.1445 lg D jj r + 0.0157 ( / km )
当三相导线间的距离分别为D 当三相导线间的距离分别为 DAB 、 DBC 、 DCA,Djj的计算公式为 CA,
Djj = 3 DABDBCDCA
当三相导线为等边三角形排列时,几何均距 Djj=D,若是水平排列,则几何均距Djj=1.26D =D,若是水平排列,则几何均距D
2
/ km ;
S 为导线的标称截面积,单位为
mm
2
;
若线路温度为20C 若线路温度为20C ,导线长度是L(km),则 导线长度是L(km),则 每相导线的电阻为
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•★ 一般情况下,功率分点总是该网络的最低电压点; •★ 当有功分点和无功分点不一致时,常常在无功分点解开网络 。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
• 3)网络的分解和潮流计算• :设节点3为无功功率分点,则
•设全网都为额定电压UN,从无功分点3开始,以
为
•推算始端,分别向1和1′方向推算:一去过程计算功率分布;
•阻抗Z12中功率损耗 •节点1的电压 •导纳支路Y10功率损耗:
•结果:电源处母线电压为 •输入功率为
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•3、已知不同节点的电压和功率时,循环往返推算潮流分布:
•1)若已知
,记为
•,假设节点4电压为 ;
•2)根据
,按照将电压和功率由已知节点向未知节点
• 逐段交替递推的方法,可得
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•
•第二步:用回路电流法求解等值简单环网
•循环功率SC
同理
•与回路电压为0 的环网相比,不同 在于循环功率SC •的出现。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•3、闭式网络的分解及潮流分布计算(以简单单一环网为例): • 1)基本思路
• a. 求得网络功率分布后,确定其功率分点以及流向功率分点的
•
的比值,常以百分数表示:
• 线损率或网损率:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•
线路上损耗的电能与线路始端输入的电能的比值。
•二、变压器中电能损耗:
• 包括电阻中的铜耗和电导中铁耗两部分。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•一、简单开式网络潮流分布计算:
•1、基本步骤: •① 由已知电气接线 • 图作出等值电路; •② 简化等值电路; •③ 用逐段推算法从 • 一端向另一端逐 • 个元件地确定电 • 压和功率传输。
一返过程利用功率分布结果计算电压分布。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•补充例题:如图所示:已知闭式网参数如下:
,
•
;负荷参数:
,
•
;试求闭式网络潮流分布及B点电压。
•(A、B、C分别表示三个节点,忽略电压降落横分量)
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•解:将简单环网等效成等值两端供电网络: •1、初步功率计算:
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•解:根据已知条件求得110kV等值电路:
•
Z12=ZL ,Z23=ZT ,Y10= Y20 = jBL /2
•
•节点3侧实际电压归算到110kV侧:
•设
,
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•阻抗Z23中功率损耗
•节点2的电压 •导纳支路Y20功率损耗
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
• ① 以 为基准,即
•• •
•相量图
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
• ② 以 为基准,即
•相量图
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•★ 电压降落统一表达式:
•特别注意:计算电压降落时,必须用同一端的电压与功率。
•☆ 说明1:在采用有名制进行计算时,借用单相电路进行三相计
;
•3)需进行往返反复推算,直至满足精度要求。示意如下:
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•每一次往或返 •推算时,推算 •始端均采用已 •知节点电压或 •功率; •即:
☆ 说明1:该计算已属迭代范畴。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
☆ 说明2:在实际工程应用中,往往认为一次往返计算便可得足 • 够精度结果的潮流分布,即:
• 功率;b. 在功率分点(网络最低电压点)将环网解开,将环形
• 网络看成两个射形开式网络;由功率分点开始,分别从其两侧
• 逐段向电源端推算电压降落和功率损耗•。讨论:当有功分
点和无功分点不一
•2)功率分点
致时,将在哪一个
•网络中某些节点的功率是由两侧向其流分动点的解;开网分络为?有功分点
和无功分点,分别用“▲”和“△”表示。
•变压器,已知始端电压为108kV,输入功率为20+j15MVA,其
•归算到110kV侧参为:
•
。试求变压器末端电压和功率。
•解:设
,
•首先计算导纳支路功率损耗:
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•阻抗中功率损耗:
•变压器末端输出功率: •变压器末端电压:
•, •末端实际电压: •因此,变压器末端电压和输出功率:
• 算,即 为节点1、2的线电压相量, 为支路12两侧
• 的三相复功率。
•☆ 说明2:单位:阻抗―Ω;电压―kV;
•
功率―MVA、MW、Mvar。
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•计算公式的简化: •① 110kV以下系统横分量δU可略去不计,则: • ② 高压输电线路的特性 X>>R,可令R 0,则:
电力系统分析第二章-新
2020年7月21日星期二
•第二章 简单电力系统的分析和计 算
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损 耗
•2.2 电能损耗
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•2.4 网络变 换
•2.5 电力线路导线截面积的选 择
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•电力系统稳态分析的目的:确定系统各处电压和电 力网的功率分布,即潮流分布。
• 潮流计算是电力系统稳态分析的主要方法,其实 质是求解表述电力网络变量关系的非线性方程。
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•一、网络元件中的电压降落
•1.电压降落:串联阻抗元件首末两端电压的相量差 。
•为电压降落纵分量 ; • 为电压降落横分量。
• 潮流计算主要是确定电压与功率的分布,因此用功率代替 • 电流 可得:
•量),试求:① 若要求C点电压为12kV,试计算A点电压和输
•入功率(计算过程只写计算公式,注意标清楚各量的下标)。
• ② 若 A 点实际电压为115kV,求B、C两点实际电压( 要求有
•计算结果)。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
••一1、、基闭本式步网骤络:潮流分布计算:
•① 计算运算负荷和运算功率,得到仅有串联阻抗的简化等
•由
•和
•计算U2
•由
•和
•计算U3
•U3实际电压为 •线路首端输入功率为 •变压器末端实际电压为
•作业题:
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•有一回电压等级为110kV的输电线路:
;
•末端接一台变比为110/11/kV的降压变压器,其归算到110kV侧
•的参数为:
。
•如图所示:(A、B、C分别表示三个节点,忽略电压降落横分
•线路阻抗功率损耗:
•线路首端电压: •线路首端功率:
•,
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
• 4、变压器的功率损耗计算: • 正向计算:已知 • 反向计算:已知 •正反向计算原理完全相同,逐步 •递推即可,只是推算方向不同。
•以正向计算为例:
;设
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•例题2-2:一台型号为SFL1-31500/110 ,变比为110/11kV的降压
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•三、运算负荷和运算功率:关于变电所和发电厂的简化计算
•G
•(b)发电厂
•(a) 变电所
•2.2 电能损耗
•一、线路中电能损耗:
•最大负荷损耗时间τmax:全年电能损耗∆W除以最大负
•荷时的功率损耗∆Pmax,即:
。
•
•2.2 电能损耗
•输电效率:指线路末端输出有功功率与线路始端输入有功功率
• 2、其他电压质量指标:
•电压损耗:两点间电压模值之差,常用百分数表示;
•电压偏移:线路始、末端电压与线路额定电压数值之差,常
用
•
百分数表示。
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•
•二、网络元件中的功率损耗
•1、串联阻抗支路功率损耗的计算:
• ① 以 为基准,即 • ② 以 为基准,即
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
变比为110/11kV,2台并联后归算到110kV侧参数为:
,
•
;若线路首端实际运
行电压为121kV,
。试计算
线路始端输入功率和变压器末端电压(忽略电压降落横分量)。
•2.3 电力网络的潮流分布计算
解:输电线路的等值电阻、电抗和电纳分别为:
•
•等值电路• :
•一去过程:设
•,已知
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•潮流计算分析以简化等值电路(c)为例进行分析:
• •已知同一节点的电压和功率时,逐段推算潮流分布; • • 已知不同节点的电压和功率时,循环往返推算潮流分布;
•2.3 电力网络的潮流分布计算
•2、已知同一节点的电压和功率时,逐段推算潮流分布:
• ① 已知
;设
•★ 求得潮流分布结果后 ,根据需要将各个节点电 压归算至原电压等级。
•例题2-1:一条220kV的架空输电线路,长度为210km,单位长
度的线路参数为:
;
线路末端负荷为100MW,
,末端电压为209kV。试
•求线路首端的电压和功率。
•解:由题意,首先求线路参数并作等效图如图所示:
•线路末端已知: 则
•2.1 网络元件中的电压降落和功率损耗
•设 •首先计算线路末端功率:
值电路;② 假设全网为额定电压且不考虑各元件损耗,计算
初步功率分布;③ 按初步功率公布结果在功率分点处将闭式
网络分解为两个开式网络,分别按开式网络潮流计算方法(