电力系统稳态分析

由天下分享时间：2025/1/9 5:09:30 加入收藏我要投稿点赞

第一部分电力系统稳态分析

第一章电力系统的基本概念

一、基本要求

掌握电力系统的组成和生产过程、电力系统运行的特点和基本要求；了解电力系统负荷的构成；掌握电力系统结线方式、电力系统的电压等级。二、重点内容

1、电力系统运行的特点

电能具有易于转换、输送，便于实现自动化控制的优点；电能传输速度非常快；电能

在电网中不能大量储存，只能转化成其它能量达到储存的目的（如蓄电池）。 2、电力系统运行的基本要求是：可靠、优质、经济。 3、电力系统结线方式

电力系统结线方式分为无备用和有备用结线两类。无备用结线包括单回路放射式、干线式和链式网络，有备用结线包括双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络。

4、电力系统的电压等级

国家标准规定的标准电压等级主要有：3kV 、6kV 、10kV 、35kV 、110kV 、220kV 、330kV 、500kV、750kV …… 。

第二章电力网络各元件的参数和等值电路

一、

基本要求

掌握电力线路的结构；掌握电力线路的电阻、电抗、电导和电纳，电力线路的方程及

等值电路；掌握变压器的参数及等值电路，电力网络的等值电路；掌握标幺值的计算。掌握电力系统各元件参数标幺值的计算和电力系统故障分析的标幺值等值电路；二、

重点内容

1、电力线路的参数和等值电路（1）电阻 R??S?L …………………………………（2-1）

式中 ρ—— 导线材料的电阻率；S—— 导线的额定截面积；L—— 导线长度。（2）电抗

X?x1?L …………………………………（2-2）

Dm?0.0157 ………………………………（2-r x1?0.1445lg3）

式中 x1—— 导线单位长度电抗； Dm—— 几何均距；r—— 导线半径。（3）电纳 B?b1?L …………………………………（2-4）

b1?（2-5）

式中 b1—— 导线单位长度电纳。

（4）电导 G ≈ 0 …………………………………（2-6）中等长度电力线路采用П形等值电路，如图2-1所示。

7.58?10?6 ……………………………Dlgmr~S1?U1jBL2RL?jXL~S2?U2jBL2图2-1 电力线路的等值电路

2、双绕组变压器的参数和等值电路

2PkUN(1) 电阻 RT? ……………………………（2-7） 21000SN式中 Pk—— 变压器的短路损耗（kW）； SN—— 变压器额定容量（MVA）；

UN—— 变压器额定电压（kV）。

2Uk00UN(2) 电抗 XT? ……………………………（2-8）

100SN式中 Uk %—— 变压器的短路电压百分数。 (3) 电导 GT?P0 ……………………………（2-9） 21000UN式中 P0—— 变压器的空载损耗（kW）。 (4) 电纳 BT?I000SN ……………………………（2-10） 2100UN式中 I0 %—— 变压器的空载电流百分数。

变压器的等值电路有两种，即Γ形等值电路和Т型等值电路。在电力系统计算中，通常用Γ形等值电路，如图2-2所示。

RTjXT?U1?Ig?I0?U2GT?jBT?Ib图2-2 双绕组变压器等值电路

3、三绕组变压器的参数和等值电路

计算三绕组变压器参数的方法与计算双绕组变压器时没有本质区别，但由于三绕组变压

器各绕组的容量比有不同组合，各绕组在铁芯上的排列也有不同方式，计算时需注意。三个绕组的容量比相同（100/100/100）时，三绕组变压器的参数计算和等值电路如下所示；三个绕组的容量比不同（100/100/50、100/50/100）时，制造厂提供的短路损耗需要归算，计算方法参看例2-3。

（1）电阻

先根据绕组间的短路损耗Pk ( 1-2 )、Pk ( 1-3 )、Pk ( 2-3 )求解各绕组的短路损耗

1Pk?1?2??Pk?1?3??Pk?2?3?2 P?1Pk2k?1?2??Pk?2?3??Pk?1?3?21Pk3?Pk?1?3??Pk?2?3??Pk?1?2?2Pk1??????????? …………………（2-11） ?????然后计算各绕组电阻

2Pk1UNRT1?21000SN2PUk2N R?T221000SN2Pk3UNRT3?21000SN????????? …………………………（2-12）

（2）电抗

先由各绕组之间的短路电压百分数Uk (1-2)%、Uk (1-3)%、Uk (2-3)% 求解各绕组的短路电压百分数

1??Uk?1?2?%?Uk?1?3?%?Uk?2?3?%??2?1? …………………（2-13） U%??Uk2k?1?2?%?Uk?2?3?%?Uk?1?3?%??2?1?Uk3%??Uk?1?3?%?Uk?2?3?%?Uk?1?2?%??2?Uk1%?然后求各绕组的电抗

2Uk1%UNXT1?100SN2 X?Uk2%UNT2100SN2Uk3%UNXT3?100SN???? ………………………（2-14） ??????（3）电导、电纳

三绕组变压器导纳的计算与双绕组变压器相同。

三绕组变压器的等值电路如图2-3所示。

R21R1jX1jX22R3jX33GT?jBT图2-3 三绕组变压器等值电路

4、自耦变压器的参数和等值电路

计算自耦变压器的参数的方法与计算三绕组变压器时相同。自耦变压器三个绕组的容量比不同时，制造厂提供的短路损耗、短路电压百分数都需要归算。 5、电力系统各元件参数标幺值的计算（近似计算）（1）发电机 X*(B)?X*(N)?SB ……………………………… SN式中 X*(N)—— 发电机额定值为基准值的电抗标幺值；SB—— 基准容量；

SN —— 发电机额定容量。

（2）变压器 X*(B)?UK%SB? ……………………………… 100SN式中 UK%——变压器短路电压百分数。（3）电力线路

架空线路 X*(B)?0.4?L? 电缆线路

SB ……………………… 2UBSB ………………… 2UB

X*(B)?0.08?L?式中 L—— 电力线路长度； UB—— 基准电压。（4）电抗器 X*(B)?XR%UNS??B ……………………… 21003INUB式中 XR%—— 电抗器电抗百分数； IB、UB—— 基准电流、电压；

IN、UN—— 电抗器额定电流、电压。

例2-1: 电力网络接线如图所示，计算网络参数并画出网络等值电路。

220kVLGJ-400100km35kVSFPL2?31.5MVA220/38.5kV

解：（1）计算线路参数（220kV电压等级）

根据导线型号LGJ—400 ，Dm=6m查表得出线路每公里长度r1、x1、b1，则

RL?0.078?100?7.8? ； XL?0.396?100?39.6? ；

BL?2.91?10?6?100?2.91?10?4s ；