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银川能源学院课程设计课程名称：电力系统分析设计题目：电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计学院：电力学院专业：电气工程及其自动化班级：电气1301班姓名：刘玥学号：1310240032成绩：______________________________指导教师：李莉、李静日期：2015年12月7号—2015年12月18号摘要在电力系统计算中习惯采用标幺制，一个物理量的标幺值是指该物理量的实际值与所选基准值的比值。
在组成电力系统的等值电路时，各元件的参数应按全网统一选定的基准值进行标幺值的换算。
如发电机,变压器,电抗器等的阻抗参数,是以自身的额定容量和额定电压为基准值得标幺值换算为统一基准值下的标幺值。
在这个设计中，先把各元件参数的标幺值计算出来，再通过制订各序网络。
关键词：标幺值等值电路各序网络摘要 (2)<<电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计>> (4)一：基础资料 (4)1.1发电机的参数和等值电路 (4)1.2电力线路的参数和等值电路 (5)1.2.1电力线路单位长度的参数 (5)2.1电力系统的等值网络 (6)2.1.1用有名值表示的等值网络 (6)2.1.2用标幺值表示的等值网络 (7)二：设计任务 (10)结论 (14)总结与体会 (15)致谢 (16)参考文献 (17)课程设计成绩的考核 (18)1001002*0⨯=⨯=US x x xNN GG G sU xx NNG G 2100∙=)(X I U E E G G j G G G∙∙∙∙+=电力系统分析课程设计<<电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计>>一：基础资料1.1发电机的参数和等值电路一般情况下，发电机厂家提供参数为：，，，及电抗百分值，由此，可确定发电机的电抗。
按百分值定义有)(X I U E E G G j G G G ∙∙∙∙+=因此求出电抗以后，就可求电势， 并绘制等值电路图，如图2-1所示。
电力系统分析标幺值电力系统通常使用标幺值进行分析。
标幺值是以一定基准值为参考，将实际值除以基准值得到的比例值。
在电力系统分析中使用标幺值可以统一不同电压等级的设备参数，使得各个参数具有可比性和可通用性。
接下来，将从电压、电流、功率及电阻等几个方面对电力系统分析中的标幺值进行详细介绍。
首先，针对电压方面的标幺值分析，通常使用额定电压作为基准值，即将实际电压除以额定电压得到的标幺电压值。
标幺电压可以用来表示电网的电压稳定性、电力负荷情况以及设备的工作状态等。
例如，标幺电压值高于1表示电压偏高，可能导致电网设备受损甚至闪跳；而标幺电压值低于1则表示电压偏低，可能导致用户设备无法正常工作。
其次，针对电流方面的标幺值分析，通常使用额定电流作为基准值，即将实际电流除以额定电流得到的标幺电流值。
标幺电流可以用来衡量电力负荷的大小以及设备的负载情况。
例如，当标幺电流值超过1时，表示电流负荷过大，可能引起电网设备的过载；而标幺电流值较小，则表示负荷较轻，电网运行情况良好。
另外，功率方面的标幺值也是电力系统分析中的重要指标。
在交流电路分析中，通常使用额定功率作为基准值，即将实际功率除以额定功率得到的标幺功率值。
标幺功率可以用来描述设备的工作效率以及电力传输的损耗情况。
例如，当标幺功率值接近1时，表示设备的功率利用率较高，工作效率较好；而标幺功率值较小，则表示存在较大的功率损耗。
最后，还有一种常见的标幺值是电阻的标幺值。
电阻的标幺值通常使用额定电阻作为基准值，即将实际电阻除以额定电阻得到的标幺电阻值。
标幺电阻可以用来描述电路的阻抗情况以及电路中的功率损耗。
例如，在潮流计算中，可以使用标幺电阻代替实际电阻，从而简化计算过程。
总之，标幺值在电力系统分析中发挥着重要作用，可以帮助工程师更好地理解电力系统的运行情况，从而优化电网设备的运行和管理。
通过分析电压、电流、功率及电阻等方面的标幺值，可以及时发现问题并采取相应措施，保障电力系统的安全运行。
电力系统计算中标幺值的应用标幺值是指用特定的基准值对原始数据进行归一化处理后得到的值。
基准值可以是任意确定的，通常是对应于系统稳态工作状态下的典型值。
下面将介绍一些电力系统计算中标幺值的具体应用。
1.电压和电流标幺值：在电力系统中，电压和电流的标幺值通常用来表示相应的相对大小和相位差。
通过将电压和电流除以相应的基准值，可以将系统中不同位置和时刻的电压和电流直接进行比较。
这对于分析系统中存在的电压偏差、电流不平衡和相位差等问题非常有帮助。
2.功率标幺值：功率标幺值是指将实际功率除以相应的基准功率得到的值。
功率标幺值常常用于计算电力系统中的功率流、功率损耗和系统效率等参数。
通过对功率进行归一化处理，可以消除不同位置和时刻的功率变化和单位的差异，便于系统的分析和比较。
3.阻抗和导纳标幺值：阻抗和导纳标幺值用来表示电力系统中的电气元件的阻抗和导纳大小，以及它们之间的关系。
通过将阻抗和导纳除以相应的基准值，可以消除单位的差异，方便计算和分析电力系统中的等效电路、传输线路和仿真模型等。
4.短路电流标幺值：短路电流标幺值用来表示电力系统中发生短路故障时的电流大小和相对波动情况。
通过将短路电流除以相应的基准值，可以比较不同故障点和故障时刻的电流大小，方便对电力系统中的短路保护和设备容量进行评估和设计。
5.功率因数标幺值：功率因数标幺值用来表示电力系统中的功率因数大小和功率因数校正情况。
通过将功率因数与基准值进行比较，可以评估系统中的无功补偿需求，指导无功补偿设备的选择和运行，并改善系统的功率因数和电能质量。
总之，电力系统计算中标幺值的应用广泛，涵盖了电压、电流、功率、阻抗、导纳、短路电流和功率因数等各个方面。
标幺值的使用可以简化计算和分析过程，提高计算效率，减少误差，并便于数据比较和系统优化，对于电力系统的规划、运行和管理具有重要意义。
电力系统短路电流计算及标幺值算法一、短路电流计算方法短路电流计算是电力系统设计和运行中的重要工作之一，它可以用来确定电力系统设备的选型和保护装置的设置。
一般而言，短路电流计算有三种主要的方法：解析法、计算机法和试验法。
1.解析法：解析法是利用电路的解析模型，通过简化的计算方法来估算短路电流。
该方法适用于简化的电路模型，如单相等效模型或对称分量法。
其中，单相等效模型是将三相系统简化为单相系统进行计算，对于简单的配电系统较为实用。
而对称分量法则是将三相系统分解为正序、负序和零序三部分进行计算，适用于较为复杂的计算。
2.计算机法：计算机法是运用电力系统仿真软件进行短路电流计算，其中最常用的软件包括PSS/E、ETAP、PowerWorld等。
该方法可以更加精确地模拟电力系统的实际运行情况，适用于复杂的大型电力系统。
通过输入系统的拓扑结构和参数，软件可以自动计算得到短路电流及其分布情况。
3.试验法：试验法是通过实际的短路试验来测量电力系统的短路电流。
该方法需要选取适当的试验装置和测试方法，并进行数据处理来得到准确的短路电流数值。
试验法适用于对系统的实测与验证，尤其对于重要设备或复杂系统来说更具可靠性。
标幺值是将物理量除以其基准值得到的比值，它可以用来统一比较和分析不同系统中的电流、电压等参数。
在电力系统中，短路电流的标幺值常用于比较不同设备和不同系统的短路能力。
短路电流的标幺值计算方法一般有以下几种：1.基准短路电流法：基准短路电流法是将电力系统的短路电流与一个基准电流进行比较，得到标幺值。
基准短路电流可以是短路电流中最大值，也可以是系统额定电流、设备额定电流等。
该方法适用于对系统整体的短路能力进行评估。
2.额定电流法：额定电流法是将短路电流与设备或系统的额定电流进行比较，得到标幺值。
该方法适用于对设备的短路能力进行评估，如断路器、开关等。
3.等值电路法：等值电路法是通过将电力系统简化为等效电路进行计算，然后将计算得到的电流与基准电流进行比较，得到标幺值。
用标幺制计算对称三相电力系统的方法（ ,西安 李 谦）目录 一．用标幺制计算电路的方法概述 二．变压器的标幺值等效电路 1. 单相变压器的标幺值等效电路 2. 三相变压器的标幺值等效电路三．用标幺值计算等效电路的方法1. 计算电路各参数基准值的公式 2．用标幺值计算等效电路的公式四. 用标幺值计算三相变压器电路的方法1．三相对称变压器电路的计算步骤2．Y-Y 形三相对称变压器电路的计算方法3. 三相变压器在在电路中产生的相位移4. Y-Δ形三相对称变压器电路的计算方法五．用标幺制计算三相电力系统的一般方法参考文献一．用标幺制计算电路的方法概述在文献4中，作者曾专门介绍过三相电路的计算问题，在那里，我们是把变压器当作电源看待的，计算的是负载的电流或它消耗的功率等，对于变压器本身的参数，并没有涉及。
但是，当计算电力系统时，对变压器的阻抗、相位移等参数就必须考虑在内，一并进行计算，也就是把变压器当负载对待。
本文就是探讨这个问题的。
不过，在这里，我们只介绍处于对称三相电路中的双绕组三相变压器的计算问题。
计算这类电路时，一般都是归结为单相电路进行计算。
所以，比较简单。
至于不对称的三相电路如何计算、三绕组的变压器如何计算，将另作介绍。
因为变压器的电压是多级的，用一般方法计算就比较困难，因此，用标幺制计算就比较方便。
所谓标幺制就是把普通电气量（如电流、电压、阻抗等）转换为无量纲的量（标幺值），再根据电路原理，对这些无量纲的量进行计算，最后把计算结果再换算为有量纲的量，以求出答案。
标幺值的计算公式是）（基准值实际值标幺值11-⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯= 怎样用标幺制计算电路，也有几种不同的方法。
本文是为学习文献1的大学生们写的辅导材料，所以，本文介绍的是文献1介绍的计算方法。
这种方法在国内有时被称为使变压器变比标幺值为1的方法。
这种方法的特点，就是通过计算规则，把变压器的变比标幺值转换为1，这将使计算过程大为简化。
能源学院课程设计课程名称：电力系统分析设计题目：电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计学院：电力学院专业：电气工程及其自动化班级：电气1301班姓名：玥学号：1310240032成绩：______________________________指导教师：莉、静日期：2015年12月7号—2015年12月18号摘要在电力系统计算中习惯采用标幺制，一个物理量的标幺值是指该物理量的实际值与所选基准值的比值。
在组成电力系统的等值电路时，各元件的参数应按全网统一选定的基准值进行标幺值的换算。
如发电机,变压器,电抗器等的阻抗参数,是以自身的额定容量和额定电压为基准值得标幺值换算为统一基准值下的标幺值。
在这个设计中，先把各元件参数的标幺值计算出来，再通过制订各序网络。
关键词：标幺值等值电路各序网络摘要 (2)<<电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计>> (3)一：基础资料 (3)1.1发电机的参数和等值电路 (3)1.2电力线路的参数和等值电路 (3)1.2.1电力线路单位长度的参数 (3)2.1电力系统的等值网络 (3)2.1.1用有名值表示的等值网络 (3)2.1.2用标幺值表示的等值网络 (3)二：设计任务 (3)结论 (3)总结与体会 (3)致 (3)参考文献 (3)课程设计成绩的考核 (3)1001002*00⨯=⨯=US x x xNN GG GsU xx NNG G 200100•=)(X I U E E G G j G G G••••+=电力系统分析课程设计<<电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计>>一：基础资料1.1发电机的参数和等值电路一般情况下，发电机厂家提供参数为：s N ，p N ，ϕNcos ，U N及电抗百分值00x G ，由此，可确定发电机的电抗。
按百分值定义有)(X I U E E G G j G G G ••••+=因此求出电抗以后，就可求电势， 并绘制等值电路图，如图2-1所示。
)]20(1[201-+=t rr α0157.0lg1445.01+=rDx eqnrDx eq0157.0lg1445.01+=658.7-1.2电力线路的参数和等值电路电力线路等值电路的参数有电阻、电抗、电导和电纳。
在同一种材料的导线上，其单位长度的参数是相同的，随导线长度的不同，有不同的电阻、电抗、电导和电纳。
1.2.1电力线路单位长度的参数电力线路每一相导线单位长度参数的计算公式如下。
(1) 电阻： （Ω/km) (2)电抗：（Ω/km)采用分裂导线时，使导线周围的电场和磁场分布发生了变化，等效地增大了导线半径，从而减小了导线电抗。
此时，电抗为（Ω/km)式中D eq ——三相导线的几何间距；r ——分裂导线的半径；n ——每相导线的分裂根数。
Vpg Lg21∆=V Lk k k nK ⋅⋅⋅⋅⋅⋅=21YKY '21=UK U '=IKI '1=（3）电纳：（S/km ）（4）电导：（S/Km ）式中为线电压（KV ）2.1电力系统的等值网络 在有变压器的电路中，当变压器采用г形等值电路时，必须把不同电压等级的参数和变量全部归算至同一电压等级（基本级），才能得到网络各元件之间只有电联系，没有磁联系的等值网络，从而应用电路定律进行分析计算。
这就是多电压级网络中进行参数和变量归算的根本意义所在。
2.1.1用有名值表示的等值网络首先将各元件的参数归算至基本级，然后再把各元件的等值电路联结起来，成为电力系统的等值网络如设待归算级参数为Z'，Y'，U'，I'，归算至基本级的参数为Z ，Y ，U ，I 。
为：Z KZ '2=二者的基本关系对多电压等级：待归算级侧的额定电压基本级侧的额定电压=k ,,,,S ZI U B B B B YZ BB 1=Z U UBB B3=I U SBB B3=SU Z BB B2=USYBB B2=USIBBB3=其中变压器变比的方向是由基本级到待归算级，即有：2.1.2用标幺值表示的等值网络 在标幺值计算中，五个电气量U ，I ，Z ，Y ，S 的基准值分别 为它们之间符合电路关系式，即有一般选S B ,U B 为基准值,其它三个基准值(I B ,Z B ,Y B )可由电路关系式延伸而出,即建立多电压级网络的等值网络时，首先选好基本级，确定基本级上的基准值参数，然后把各元件的有名值参数归算为以基本级上的基准值为基准的标么值，即可联网。
如图所示,在基本级上基准值U S B B 。
⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧====→I U Y K K I K U Y '''2'211Z Z K 高）归算（低⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=======****S U I I U U S U Y Y U S Z Z B B B BB2B B 2B B B 3I I U Y Y Z Z取标幺⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧====→I I U U Y K Y K Z BB BB BB BB K K ''2'2'1)(Z 低高归算⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=======****S U I I I I U U U S U Y Y Y Y U S Z Z Z Z B 'B ''B ''B 'BB ''B'BB ''B '3 '' 22取标幺归算的途径有两个：（1）先将网络中各待归算级元件的阻抗、导纳以及电压、电流的有名值参数归算到基本级上，然后再除以基本上与之相对应的基准值，得到标么值参数。
即先有名值归算，后取标么值。
归算过程中用到的公式：⑵ 先将基本级上的基准值电压、电流、阻抗、导纳归算到各待归算级，然后再被待归算级上相应的电压、电流、阻抗、导纳分别去除，得到标么值参数。
即先基准值归算，后取标么值。
归算过程中用到的公式：S U Z NNZ 20*=US Z NN Z 20=*S S UU XX NBBN GG••=*'100%22S U UX BN K••=*%22以上两种归算途径，得到的标么值参数是相同的。
（3）基准值改变后标幺值换算如前所述，已知发电机的X G % ，变压器的U K % ，电抗器的X r % ，而百分值除以100为标幺值，这个标幺值是以元件本身的额定参数为基准的标幺值，则应把它换算到以选择的基本级上的基准值为基准的标幺值。
设已知Z 0*（以元件本身的额定值为基准值的标幺值阻抗）求Z n *（以选定的基本级上参数为基准的标幺值阻抗）由还原 然而所以，发电机：II UU X X rNB BrN rR ''100%••=*变压器：电抗器：这里U B '，I B '是考虑变比后，由基本级的基准值归算至待归算级的电压，电流。
电力系统的等值网络，即是将电力系统各元件的参数归算到同一电压等级后的等值电路联结起来。
二：设计任务如图2-3所示的电力系统，试用精确计算法和近似计算法计算各元件的标幺值电抗。
kAUS I B BB 484.012131003)2()2(=⨯==kAUS I B B B 95.726.731003)3()3(=⨯==87.03010026.01=⨯==*SS X X GB G解：1.精确计算（途径：先基准值归算，后取标幺值。
）选第I 段为基本段，并取KVUB 5.10)1(=，MVASB100=，其他两段的基准电压分别为各段的基准电流为：各元件的标幺值电抗： 发电机：KV KU UB B 1211215.1015.1011)1()2(===KVKK U UB B 26.76.61101215.1015.10121)1()3(=•==kAUS IB B B 5.55.1031003)1()1(=⨯==33.05.31100105.0100%2=⨯=•=*S S U X T B k 22.0100804.012122)2(03=⨯⨯==*USX X B B l58.010015105.0100%121110222)2(24=⨯⨯=••=*US SU U X B BNN k 09.126.795.73.0605.0100%)3()3(5=⨯⨯=••=*UIIU XX B B YNrN r38.01005.208.026.722)3(06=⨯⨯==*US X X B B lkVU B 5.101=kAI B 5.55.1031001=⨯=kAI B 5.011531002=⨯=kVUB 1152=kAI B 2.93.631003=⨯=kVUB 3.63=变压器T1：输电线路:变压器T2：电抗器：电缆线： 2：近似计算各段基准电压和基准电流分别为：各元件的标幺值电抗值同精确计算的各元件的标幺值3近似计算时电力系统的标幺制等效电路如图所示等效电路S B 结论电力系统计算中习惯采用标幺制，一个物理量的标幺值为其有名值和基准值之比。
通常选定容量基准和准U B，就可以求出各元件参数基本级的电压基的标幺值。
近似计算时往往略去电阻和导纳，并认为系统中所有的额定电压就等于其平均额定电压从而化简等效电路。
总结与体会通过这次的课程设计，使我学会了很多东西，包括书本上的理论知识及书本上学不到的知识。
具体的收获与体会如下：一、一：通过课程设计，使我加深了对所学理论知识的理解与巩固，并能将课本上的纯理论应用到实践中，进一步加深了对知识的认识。
同时，也有助于对其他知识的理解。
现在，我不但对图解法和解析法有了更深入的理解，而且熟练了应用图解法对机构进行运动分析以及力分析。
二、二：培养了我耐心、仔细、谨慎的工作态度。
这次课程设计的容最多的是绘画机构简图。
在绘图过程中，对比例尺的选定以及合理的布图都要有细致的规划，这是最考验一个人的耐心与严谨态度的过程，只有这样才能使绘制的机构简图更准确、更美观。
三、课程设计就是简单的毕业设计，通过这次课设。
给予我们实践的机会使我积累了一定的经验，为以后的学习打下了基础，也为毕业设计铺平了道路。
四、最后，我对我们小组的成员同学表示衷心的感，因为我们是是靠互帮互助才能完成课程设计的，我想其他同学也跟我有一样感受，同时也要诚挚地感指导教室宜老师在课程设计过程中给予帮助和指导。
致课程设计得以完成，要感的人实在太多了，首先感莉教授，因为课程设计是在老师的悉心指导下完成的。
老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，将使我终身受益。
再多华丽的言语也显苍白。
在此，谨向莉老师致以诚挚的意和崇高的敬意。
