第七章_电力系统各元件的序阻抗和等值电路
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线路额定电压= 电力设备额定电压= 电力网络额定电压发电机额定电压= 105%线路额定电压一次侧额定电压= 线路额定电压= 发电机额定电压 二次侧额定电压= 110%(或105%)线路额定电压 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算 架空输电线路参数)]20(1[20-+=t r r c t t α电阻值 )1-l2ln (2每单位长度的互感m /的单位为均距,为圆柱形导线的自几何re )1l 2ln (2时,每单位长度的自感当041-s s0DM H L D D L r l πμπμ==-=〉〉r)9.0~77.0(对于钢芯铝线r )771.0~724.0(线对于非铁磁材料的多股r779.0re线对于非铁磁材料的单股26.12水平排列距三相导线间的互几何均ln 2i 分裂导线一相等值电感s s 413eq 3312312eq seq 0aaa =========-D D D DD DD D D D D D D D L S πμψ43s 164s sb 32s 93s sb s 42s sb ssb d 09.1)d 2dd (时4分裂根数为d )dd (时3分裂根数为d)d (时2分裂根数为时1分裂跟数为D D D D D D D D D D D =======LN f 2x ⋅=π相的等值电抗额定频率下输电线路每km D DD D x sbeqsb eq /lg 1445.0ln0628.0Ω==km/g 每相等值电压k rrlg m m 3.49公式电晕临界相电压的经验2g21cr S V P V DV L ∆=⋅=δ332eq 6eqeq6eqrd 094.1四分裂rd 三分裂r 二分裂导线km/10r lg0241.0分裂导线电容km/10rlg0241.0输电线路每相等值电容rd F D C F D C =⨯=⨯=--km /10r lg 58.7f 2b 纳单位长度的一相等值电在额定频率下,线路每6eqeqN S D C -⨯=⋅=π 架空输电线的等值电路 cj C C c cx x x x x c c x c c x c x c e Z X R C j g L j r Z L j r C j g x ch I x sh Z V I x sh Z I x ch V V e e x ch e e x sh e I Z V Z e I Z V Z I e I Z V e I Z V V jx r L j r z jb g C j g y θγγγγγγγγωωαβωωγγγγγγγωωc 0000c 0000002222222220000000000j y z j y z )(21)(21)(21)(21)(21)(21=+==++=+==++=⎪⎭⎪⎬⎫+=+=+=-=⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫--+=-++=+=+=+=+=----波阻抗(特性阻抗)))((传播常数 输电线的集中参数等值电路型电路∏精确值简化:修正值:T 型电路双绕组变压器的参数计算sh(x+jy)=shxcosy+jchxsiny ch(x+jy)=chxcosy+jshsinyY,y和D,d 接法Y,d 接法三绕组变压器的参数计算(1)三个绕组额定容量相同时(2)容量不等且1为高压绕组,厂家只提供一个最大短路损耗各绕组短路电压电抗其他参数与双绕组相同变压器的Π型等效电路不同基准值的标幺值间的换算)(1)(12*)(11NTNTNTT SVXX I=)(21*1I=BBTT VSXX各级平均额定电压3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 37, 115, 230, 345, 525(kv)第3章同步发电机的基本方程同步发电机的原始方程dtdiLdtddtduLiFiFFRRLaaa=Φ===Φ==ΦΦ==ωψωψψλωλλ磁链气隙磁通磁势磁阻磁导:::1::阻抗电抗器)(2*)(I=BBGNG VSXX⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡fDQ abc RR RS SR SSfDQ abc QQ QDQf Qc Qab Qa DQ DD Df Dc Db Da fQ fD ff fc fb fa cQ cD cf cc cb cabQ bD bf bc bb ba aQ aD af ac abaa Q D f c b a i i L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L L ψψψψψψψψ 电感系数)(21)](21[)120(2cos 2cos 22202020aq ad a aq ad s a bb aa w l w l l l L l l L λλλλλαασ-=++=-+=+= 数定子各相绕组的自感系)(21)](41[)]150(2cos [)]90(2cos [)]30(2cos [2220202020aq ad aq ad m ac ca cb bc ba ab w m w m m m L L m m L L m m L L λλλλλααασ-=++=++-==-+-==++-== 定子绕组间的互感系数)(2======+=QD DQ Qf fQ Df fD ad f f L L L L L L w l 常数数和互感系数转子上各绕组的自感系λλσ⎪⎭⎪⎬⎫+==-====⎪⎭⎪⎬⎫+==-====⎪⎭⎪⎬⎫+==-======)120sin()120sin(sin )120cos()120cos(cos )120cos()120cos(cos / ααααααααλωωαψaQ Qc cQ aQ Qb bQ aQ Qa aQ aD Dc cD aD Db bD aD Da aD af fc cf af fb bf adf af af f af af fa m L L m L L m L L m L L m L L m L L m L L m L L m m i L L 的互感系数定子绕组和转子绕组间坐标变换)(31i 0c b a i i i ++=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++--=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+-===--1)120sin()120cos(1)120sin()120cos(1sin cos 32212121)120sin()120sin(sin )120cos()120cos(cos 321010 ααααααααααααP P i P i Pi i dq abc abc dq同步电机的基本方程⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+=++-=++-=+=++-=⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+=+=+==-+-=-+=Q Q q ad Q D D f ad d ad D D ad f f d ad f Qaq q q q d ad f ad d d d Q Q D f f D f f f f q d q q d q d d i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i x i r i r i r i r ri ri ψψψψψψψψυψυψψυψψυ 00--000qq d d q I jx V I jx E V.d ...q.-=-=dd Q dq d q Q I x E V I x x j E E ......j )(-=--=第4章 电力网络的数学模型节点导纳矩阵ikik jiji ii n n nn n n n n y Y y y Y I I I V V V Y Y Y Y Y Y Y Y Y -=+=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∑互导纳:自导纳:02121212222111211......... kz Y Y zk z k k kz Y z kz k kz Y qp pq qq pp 111111122-===-+==-+=第七章 电力系统各元件的序阻抗和等值电路 不对称三相量的分解+第八章I120=SI abc,S=1/3[1 a a2;1 a2 a;1 1 1] 1+a+a2=0,a=e i120°,a2=e j240°边界条件序阻抗不对称短路计算正序负序零序边界条件(1)a相短路短路点故障相电流及非故障相的对地电压(2)b相和c相不接地短路短路点故障相电流、短路点各相对地电压(3)b相和c相短路接地短路点故障相电流、短路点非故障相对地电压(4)三相短路不接地:V fa=V fb=V fc , I fa=I fb=I fc接地:V fa=V fb=V fc=0正序等效原则—短路电流正序分量算式短路电流绝对值a相断线0,0..fa.=∆=∆=fcfb VVIb相和c相断线0,0.fc.fb.=∆==faVII发电机负序电抗的计算公式同步电机负序和零序电抗的典型值变压器零序等值电路与外电路的联接近似计算输电线路每一回路每单位长度的一相等值零序电抗第9章 电力系统的负荷负荷曲线计算⎰⎰⎰=======8760maxmax maxmaxmin max24240124124PdtP P W T P P P P k Pdt W P PdtW avm d av d 最大负荷利用小时数最小负荷系数负荷率日平均负荷一日的总耗电量α第10章 电力传输的基本概念 网络元件的电压降落1112121121''11''12222222212''''22''''22222''''*2''22222221)()()()(sin cos 2sin cos 2sin cos )(V V V arctgV V V V V R Q X P V V X Q R P V V V V arctgV V V V V R Q X P V V X Q R P V I jV I V jQ P I V S RI XI V XI RI V V V I jX R V V ∆-=+∆-=⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-=+=∆∆+=+∆+=⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫-=+=∆+=+==⎭⎬⎫-=+=∆+∆=+=-δδδδδδδδϕϕϕϕδϕϕδ电压损耗和电压偏移100%21⨯-==-=∆NNV V V AGV V V )电压偏移(网络元件和功率损耗或2B BV 21-Q 无功功率损耗=∆线路首末端功率%100),()(1220⨯=+=∆P P V jB G S T T 输电效率励磁损耗 输电线路的功率特性—两端口网络,功率圆沿无损长线的电压分布功率极限与功率因数的关系、临界电压第11章 电力系统潮流计算开式网络的电压和功率分布计算 运算负荷的计算221'11'11'11'12''2'22222''22''22'3''233''3'33322''32''33''3)()(/)(,/)(),(,),(,Ab Ab A b AAb A Ab L NL c L NL d V V V V V R Q X P V V X Q R P V S S S jX R V Q P S S S S S S S jX R V Q P S S S δδ+∆-=-=+=∆∆+=++=∆+=∆+=++=∆=电压和功率分布的计算 辐射状电网:ε<--++-=∆+=++=∆+=+++++∈∑|}max{|)()()()()1(2)1()(')('2)1()(')(')1()1()()('')('2)(2)(''2)('')()(')()(''k ik i k i ijk ij ij k ij k i ijk ij ij k ij k ik jk ij k ij k ij ij ij k j k ijk ij k ijN m k jmk j k ij V V V r Q x P V x Q r P V VS S S jx r V Q P SS S S j 负荷不接在馈电干线节点接发电厂简单闭式网络的功率分布计算带两负荷(1、2)的两端供电网络(a 、b )cirLD b b a N b a b a a a b cirLD a b a N b a b a b b a b a b a b a a a b b a b a b a b b a S S Z Z Z V V V Z Z Z S Z Z S Z S S S Z Z Z V V V Z Z Z S Z S Z Z S Z Z Z V V Z Z Z I Z Z I Z I Z Z Z V V Z Z Z I Z I Z Z I -=++--++++=+=++-+++++=++--++++=++-+++++=,22*12*1***2*12*1*212*1*11*2,12*12*1***2*12*1*22*12*12*1212121212121112212121212212121)()()()()(,)(均一网络(各段线路R/X 值相等)(1) 供电点电压相等(2) 各段单位长度阻抗值都相等闭式电力网中的电压损耗含变压器的简单环网功率分布212122121''')1()('T T H N cir A A A A Z Z V E S k k k V k k V V V E **∙*∙∙∙∙∙+∆=-=-=-=∆循环功率环网中的潮流控制牛顿拉夫逊法)(')(,,0)()()()()1()0()0(k k k k x f x f x x x x x f -=∆=+令误差解的近似值已知节点电压用直角坐标表示)()()()(:导纳矩阵,1111j ij nj j ij i j ij nj j ij i is i is i j ij nj j ij i j ij nj j ij i is i is i ijij ij i i i e B f G e f B e G f Q Q Q Q e B f G f f B e G e P P P P PQ jB G Y jf e V ++--=-=∆+---=-=∆+=+=∑∑∑∑====雅克比矩阵⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂∆∂∂∆∂∂∆∂∂∆∂=⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=------j i jij i j iij n n n n n n f Q e Q f P e P J J J J J J J J J J J ,..................1,12,11,11,222211,11211第12章 电力系统的无功功率平衡和电压调整 电力系统的无功功率平衡漏抗中的损耗励磁损耗变压器的无功损耗T LT N N S N T T T LT Q Q Q VV S S V S I X V SB V Q Q Q ∆∆+≈+=∆+∆=0220220)(100%100%)(BV V X V Q P Q Q B L 22221212121+-+=∆+∆输电线路的无功总损耗无功功率平衡Q GC —电源 Q LD —无功负荷 Q L —无功损耗 Q res —备用 无功电源=发电机无功功率+无功补偿设备功率 无功损耗+变压器+线路电抗+线路电纳中枢点的调压方式降压变压器分接头的选择2/)(/)(/)(min 1max 11min 22min min 1min 1max 22max max 1max 12211t t av t N T t N T t NTt V V V V V V V V V V V V V V V V V V +=∆-=∆-=∆-=⋅ 升压变压器分接头的选择N Tt V V V V V 2211∆+=利用无功功率补偿调压)k k '2c 2c 2V V X VQ C -=(补偿容量补偿设备为静电电容器第13章 电力系统的有功功率平衡和频率调整 电力系统的频率特性DNND N DN D D D P f K f f P P K a a a f a f a f a a P =∆∆==+++++++=//1......*2103*32*2*10*频率特性—标幺值表示的功率52~5004.0~02.07.16~2506.0~04.0111//*****1212=======∆∆-===∆∆-=∆∆-=---=*G G GNNG GN NG GG N GNGN N K K P f K P f K fP K f PP P f f P fP P f f ,水轮发电机组:,汽轮发电机组:特性系数)单位调节功率(功率静)静态调差系数(调差率δδδδδδδδ系统功率-频率静特性系数电力系统的频率调整****1***1**1*11111i GiN Gi NGiNi Gi Gi ni i GiNGN G GNni GiNGi G ni NGiN Gi n i Gi G ni G Gi ni Gi G Gi Gi fP P f P ff f K P P P K P P KK f P K K K fK f K P P fK P δδδδδ∆-=∆⨯∆-=∆-=∆-=∆=====∆-=∆-=∆=∆∆-=∆∑∑∑∑∑∑======频率一次调整KP P f f K f K K P P f K f K P P GD D G G D D G G D ∆-∆-=∆∆-=∆+-=∆-∆∆-∆-∆=∆000)(频率二次调整第14章 电力系统的经济运行 电力网中的能量损耗3222320322max 876023max 322max 8760032210103103101010%100------⨯+=⨯=⨯=∆=⨯∆=⨯=⨯=∆⨯=⎰⎰⎰RT VQ P RT I dt R I A S dtS P R VS dt R V S A eqeq eqt τττ供电量电力网损耗电量电力网损耗率火电厂间有功功率负荷的经济分配(P\Q\V 不应超限)第十五章 电力系统运行稳定性的基本概念 功角特性σsin e∑=d q X VE P简单电力系统具有静态稳定的判据0,0e e >>∆∆σσd dPP 第十六章 电力系统的电磁功率特性 隐极机X d =Xq发电机电势E q 点的功率发电机输送到系统的功率凸极机网络接线参数对功率特性的影响 (1) 串联电阻(2) 并联电阻(3) 并联电抗1212q ,sin X V E P P X V E P q Eqm V q E ===σ。