电力系统分析清华张宏斌稳态2.docx
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电力系统分析清华张宏斌稳态2
电力系统如何接线?
电力系统额定电压如何确定?
如何反映负荷的变化?
标么值的概念及计算?
1.电力系统的接线方式、额定电压
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：
两种类型（图示）
电气接线：
元件间电气联接关系地理接线：
发电厂、变电所间相对地理位置及其联接路径接线方式（图示）
开式（放射式、干线式、链式）、有无备用
闭式（环式、两端供电）
1.2电力系统额定电压
（1）为什么要确定额定电压?
（2）如何确定额定电压?
发电机•线路•变压器（升压、降压）
线路额定电压=电力设备额定电压=网络额定电压
发电机额定电压=105%线路额定电压降压变压器额定电压：
一次侧额定电压=线路额定电压
二次侧额定电压=110%（或105%）线路额定电压升压变压器额定电压：
一次侧额定电压=发电机额定电压
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）
额定电压
额定电压
一次
二次
3
3.15
3及3.15
3.15及3.3
6
6.3
6及6.3
6.3及6.6
10
10.5
10及10.5
10.5及11
35
35
38.5
110
110
121
220
220
242
330
330
363
500
500
550
2.功率、复功率（自学）
功率：
有功功率、无功功率、视在功率复功率：
单相复功率、三相复功率为什么用功率？
功率与电压、电流的关系？
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
发电负荷：
发电机发出的电功率LG厂用电：
维持发电厂运行自身所需的功率LP火电厂5~8%水电厂0.1~1%核电厂4~5%
供电负荷：
发电厂供出的功率LU=LG-LP
网络损耗（网损）：
电能传输、分配中消耗的功率LN约为：
（5~10%）负荷综合用电负荷：
各用户功率之和（电力系统负荷）LDLD=LU-LN
Lp
Lg<”Ln
Lu<,
Ld
3.2负荷曲线：
描述一段时间内负荷随时间变化的曲线按负荷类型分：
有功负荷曲线
无功负荷曲线
按时间分：
日负荷曲线（周、旬…）
月负荷曲线
年最大负荷曲线一时序负荷曲线年持续负荷曲线一累计负荷曲线
按对象分：
发电厂负荷曲线
变电所负荷曲线
线路负荷曲线
用户负荷曲线
日负荷曲线：
24小时内负荷随时间的变化，分有功和无功特征量：
（图示）
最大负荷Pmax、最小负荷Pmin
24
卄P「0Pddt
平均负何a24
高峰负荷（峰）、基本负荷（谷）、中间负荷（腰）
用途：
制定日调度计划
24
计算日耗电量A0Pddt千瓦小时（度）
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
年最大负荷曲线
反映逐月的系统最大负荷的变化
用途：
安排检修、扩建、新建年持续负荷曲线
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
用途：
编制发电计划、计算可靠性、系统规划
8760
全年所耗电能：
'A-。
pydt
8760
ZAJ0Pydt
年最大负荷利用小时数Tmax二-厂二（小时），全年所耗电
maxmax
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
有名值：
有具体物理单位表示的量值。
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）特点
无量纲
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
常见电量的标么值:
Ib
Ub
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，须遵循规律单相电路：
四个模量：
Up、Ip、Sp、Z
相应四个基值：
Upb、IpB、SpB、ZB
UP
--n1
二IpZ
UPB=IPBZB
SP=
IpUp
如选Spb=IpbUpb（约束条件）
UP*
-Ip**
则
SP*二
Ip*LJp*
结论：
1如基值满足约束条件，则标么值间的关系与有名值的相同。
2由约束条件可知，四个基值中自由度为2,即任意选定两个
3
基值后，其他基值由约束条件确定。
一般可任意选：
Spb、
贝寸：
Sp*=Up*Ip*（与有名值一致）三相电路：
对于Y形接法
四个模量:
Z（每相阻抗）
Ul（线电压），Il（线电流），S3（三相视在功率），
Ul二\3IlZ二J3Up
S3二\3UlIl=3UPlp二3Sp
；Ulb=13IlbZb=a/3Upb
如选：
S3b=\3UlbIlb=3UpbIpb=3Spb（约束条件）
UIL*Z*二Up*
贝U：
.S3*=UL*IL*二UP*lp*二SP*
结论：
1如基值满足约束条件，则有：
线电压标么值=相电压标么值（无'3倍的关系）
线电流标么值=相电流标么值（无'3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_
2四个基值中，自由度为2,—般选S3B,Ulb，贝U：
3对称三相电路中，每相阻抗仍为Z*=R*+jx*
4
三相复功率：
S3二P3jQ3，如令：
S3B二P3B=Q3B
*
贝y：
S厂Sp*=Up*Ip*，即：
利用相电压、相电流标么值计算得岀的功率标么值，既代表单相，也代表三相。
⑤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
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。
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「Ube，相应阻抗标么值Z*n
几种常见的换算
原标么值以额定值为基值，那Sbi=Sn、Ubi=Un，相应阻抗标
Z=Z山_SB_么值为Z*n，则对于新基值Sb、Ub的标么值Z*BZ*NSnUB
Sb若新基值Ub=Un，则BNSn
对于电抗器，常给岀额定电流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：
（1）习题集1-2、7-1、7-2（电压为线电压）。
（2）补充题：
已知发电机Sgn=31.25MVA,UGN=6.3kV,X^0.125,E厂1.05电抗器UrN=6kV,IrN=200A,Xr=5%，求：
等值电路
E”X”Xr
总阻抗及发电机超暂态电势Ed的有名值（相电势）。
（a）用有名值计算；（b）用标么值计算。
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