2.5电力网络的数学模型

E*
=
11 10.5
=
1.05
电压电流基准值分别为：
U B1
=
k1U B2
=
10.5 121
121= 10.5(kV)
U B2 = 121kV
U B3
Leabharlann Baidu
=
UB2 k2
=
121
1 110
= 7.26(kV)
6.6
I B1 =
SB = 3U B1
100 = 5.5(kA) 3 10.5
IB2 =
SB = 3U B2
100 = 0.484 (kA) 3 121
X (B)*
=
X (有名值)
SB
U
2 B
=
X (N)*
U
2 N
SN
SB
U
2 B
三、电力系统标幺值等值电路的制定
1.准确计算法（途径1）
指定一个基本级，确定其基准电压和基准功率 将所有元件参数的有名值都归算到基本级，再化成标幺值
jX G G
jX T1
Ⅰ kT1:1
Z L Ⅱ
jX T2 Z R
kT2:1
基准电流在基准阻抗上的电压降应为基准电压
2.选择基准值的具体方法
选定三相功率和线电压的基准值S B 和U B ，算出其它三个
IB =
SB 3U B
ZB
=
U
2 B
SB
YB
=
SB
U
2 B
59
（三） 不同基准值的标幺值间的换算
• 把标幺值转换成有名值
X (有名值)
=
X
(
N
)*
U
2 N
SN
再转换统一基值的标幺值
发电机 变压器T1 输电线路 变压器T2 电抗器
X1*
=
0.26
100 30
=
0.87
X
2*
=
0.105
100 31.5
=
0.33
100 X3* = 0.480 1152 = 0.24
X
4*
=
0.105
100 15
=
0.7
X 5*
=
0.05
6 0.3
9.2 6.3
= 1.46
电缆线路 电源电动势
100 X 6* = 0.08 2.5 6.32 = 0.504
SB
X（N）*是以额定值为基准的标幺值，XL为有名值
64
例题2 计算图示输电系统的等值电路的参数标幺值
Ⅰ T 1
Ⅱ
T 2
Ⅲ
30MVA 31.5MVA 80km 15MVA 6kV 2.5km
10.5kV
10.5 121
x = 0.4 km
110 6.6
0.3kA
x = 0.08 km
X = 0.26
IB3 =
SB = 3U B3
100 = 7.95(kA) 3 7.26
11
各元件的电抗标幺值分别求得如下：
发电机
X1*
=
0.26
100 30
=
0.87
变压器T1 输电线路 变压器T2
X
2*
=
0.105
100 31.5
=
0.33
100 X3* = 0.480 1212 = 0.22
110 2 100 X 4* = 0.105 15 1212 = 0.58
Z L = Z L (k1k2 k3 ) 2
对于功率，不存在归算的问题。
二、标幺制
（一）标幺制的概念
定义：标幺值=有名值/基准值（与有名值同单位） 不同基值，标幺值不同 运行电压10.3kV, 选基值UB=10kV, U*=1.03 UB=10.5kV, U*=10.3/10.5=0.98
（二）基准值选择
（二）多级电压网络的等值电路
将在不同电压下的阻抗、导纳、电流、电压等有名值 归算至同一电压等级——基本级。
R = R (k1k2 L)2 Z = Z (k1k2 L)2 U = U (k1k2 L)
G = G /(k1k2 L)2 B = B /(k1k2 L)2 I = I /(k1k2 L)
R、Z 、G、B、U 、I 归算前的值 R、Z、G、B、U、I 归算至基本级的值
k一般取变压器两侧额定电压比
k =靠近基本级侧的U N/靠近待归算级侧的U N
56
不同电压级参数归算
220kV T1 242 / 500
T2 500kV
T3
110kV
35kV
500 / 121
110 / 38.5
如指定220kV为基本级，在进行35kV侧线路参数归算 时，共需经三个变压器T3、T2、T1所对应的变比为k3 =110/38.5，k2= 500/121， k1=242/500。
电网额定电压(kV) 平均额定电压(kV)
3 6 10 35 110 220 330 500 3.15 6.3 10.5 37 115 230 345 525
常用元件的标幺值近似计算公式：
U
2 N
发电机、变压器
X* = X (N)*
SN
U
2 av
=
X (N )*
SB SN
线路
SB
X* = XL
U
2 av
仍取SB=100MVA，各段电压电流基准值分别为：
U B1 = 10.5(kV) U B2 = 115 (kV)
100
I B1 =
= 5.5(kA) 3 10.5
100
IB2 =
= 0.5(kA) 3 115
U B3 = 6.3(kV)
100
IB3 =
= 9.2(kA) 3 6.3
13
各元件电抗标幺值求得如下：
电抗器 电缆线路
X 5*
=
0.05
6 0.3
7.95 7.26
=
1.09
X 6*
=
0.08
2.5
100 7.262
= 0.38
电源电势
E*
=
11 10.5
= 1.05
12
（2）近似计算法
E* = 1.05 1 0.87
2 0.33
3 0.24
4 0.7
5
6
1.46 0.504
（c）近似计算等值电路
x(%) = 5
E = 11kV Us (%) = 10.5 U s (%) = 10.5
（a）接线图
10
解：（１）准确计算法
1
2
3
4
5
6
E* = 1.05 0.87 0.33 0.22 0.58 1.09
0.38
（b）准确计算等值电路
选第Ⅱ为基本段，并取UB2=121kV，SB=100MVA，则
Ⅲ
Z C
选定第Ⅰ段为基本级
jX G
jX T1
ZL
=
K
T21Z
/ L
jX T1
=
jK
2 T1
X
/ T
1
ZR
=
KT21KT22
Z
/ R
ZC
=
KT21KT22
Z
/ C
2.近似计算法
准确计算按变压器实际变比计算 近似计算取各变压器变比为各电压级的平均额定电压之比 取各电压级的平均额定电压作为基值
平均额定电压值Uav
1.选择要求 1) 基准值的单位与有名值单位相同 2)基准值之间符合电路(三相电路接成Y型接法)的基本关系
SB = 3U B I B U B = 3I BZ B
Z B = 1 / YB
U B 、I B线电压、线电流基准值 S B三相功率基准值 Z B 、Y B是每相阻抗、导纳的基准值
电流电压为基准值时,功率也应该为基准值
第二章 电力系统各元件的特性参数 和等值电路
2-5 电力网络数学模型
一、有名制
阻抗、导纳、电流、电压、功率等用有量纲 的值表示，这种运算形式称为有名制。
（一）单一电压等级网络的等值电路 对只有一个电压等级的网络，只需计算出各 元件的参数，做出每个元件的等值电路，再按网 络的拓扑结构将它们连接起来就可以得到电力系 统的等值电路。