电力系统分析稳暂态_精品文档.ppt
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电力系统分析11第一章第一章电力系统的基本概念电力系统的基本概念一基本概念一基本概念二电力系统的结线方式二电力系统的结线方式三电压等级及适用范围三电压等级及适用范围四电力系统中性点的运行方式四电力系统中性点的运行方式22一基本概念电力系统是由发电厂、输电线、配电系统及负荷组成的。
是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。
电力网络是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。
总装机容量指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。
33一基本概念年发电量指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。
最大负荷指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。
44一基本概念额定频率按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。
最高电压等级是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。
55按对供电可靠性的要求将负荷分为三级一级负荷：
对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。
二级负荷：
对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。
三级负荷：
所有不属于一、二级的负荷。
66二电力系统的结线方式包括单回路放射式、干线式和链式网络包括单回路放射式、干线式和链式网络优点：
简单、经济、运行方便优点：
简单、经济、运行方便无备用结线无备用结线缺点：
供电可靠性差缺点：
供电可靠性差适用范围：
二级负荷适用范围：
二级负荷包括双回路放射式、干线式和链式网络包括双回路放射式、干线式和链式网络优点：
供电可靠性和电压质量高优点：
供电可靠性和电压质量高有备用结线有备用结线缺点：
不经济缺点：
不经济适用范围：
电压等级较高或重要的负荷适用范围：
电压等级较高或重要的负荷77三电压等级及适用范围88三电压等级及适用范围说明：
1.1.用电设备的容许电压偏移一般为5%；2.2.沿线路的电压降落一般为10%；3.3.在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5%。
99三电压等级及适用范围电力网络中电压分布采取的措施：
1.1.取取用用电电设设备备的的额额定定电电压压为为线线路路额额定定电电压压，使使所有设备能在接近它们的额定电压下运行；所有设备能在接近它们的额定电压下运行；2.2.取线路始端电压为额定电压的取线路始端电压为额定电压的105%105%；3.3.取取发发电电机机的的额额定定电电压压为为线线路路额额定定电电压压的的105%105%；4.4.变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源，变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源，取一次侧额定电压等于用电设备额定电压；取一次侧额定电压等于用电设备额定电压；二次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路二次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路额定电压额定电压。
1010变压器的电压等级升压变压器（例如35/121，10.5/242）一次侧（低压侧）接电源，相当于用电设备，一次侧（低压侧）接电源，相当于用电设备，一次侧额定电压等于一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；用电设备的额定电压；直接和发电机相联的变压器直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压一次侧额定电压等于等于发电机的额定电压；发电机的额定电压；二次侧（高压侧）接线路始端，向负荷供电，二次侧（高压侧）接线路始端，向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高相当于发电机，应比线路的额定电压高5%5%，加上变压器内耗，加上变压器内耗5%5%，所以二次侧额定电，所以二次侧额定电压等于压等于用电设备的额定电压用电设备的额定电压110%110%。
1111变压器的电压等级降压变压器（110/38.5，220/38.5）一次侧（高压侧）接线路末端，相当于用电一次侧（高压侧）接线路末端，相当于用电设备，一次侧额定电压等于设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定用电设备的额定电压；电压；二次侧（低压侧）向负荷供电，相当于发电二次侧（低压侧）向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高机，应比线路的额定电压高5%5%，加上变压，加上变压器内耗器内耗5%5%，所以二次侧额定电压等于，所以二次侧额定电压等于用电用电设备的额定电压设备的额定电压110%110%。
1212四电力系统中性点的运行方式特点：
供电可靠性低，比较经济；特点：
供电可靠性低，比较经济；直接接地直接接地故障时：
如发生接地故障，则构成故障时：
如发生接地故障，则构成短路回路，接地相电流很大；短路回路，接地相电流很大；适用范围：
适用范围：
110KV110KV以上系统。
以上系统。
特点：
供电可靠性高，绝缘费用高；特点：
供电可靠性高，绝缘费用高；故障时：
如发生接地故障，不必切故障时：
如发生接地故障，不必切不接地不接地除接地相，但非接地相对除接地相，但非接地相对地电压为地电压为相电压相电压适用范围：
适用范围：
60KV60KV以下系统以下系统1313四电力系统中性点的运行方式1.1.中性点经消弧线圈接地（电抗线圈）中性点经消弧线圈接地（电抗线圈）中性点不接地方式中性点不接地方式2.2.中性点经非线性电阻接地中性点经非线性电阻接地过补偿（总电流为感性）过补偿（总电流为感性）欠补偿（总电流为容性）欠补偿（总电流为容性）1414第二章电力系统各元件的特性和数学模型一一电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部分的特性和数学模型分的特性和数学模型1.1.发电机组发电机组2.2.变压器变压器3.3.电力线路电力线路4.4.负荷负荷二二电力网络的数学模型电力网络的数学模型1515复功率的符号说明：
取取滞后功率因数滞后功率因数为正，感性无功为正，感性无功负荷负荷运行时，所运行时，所吸取吸取的无功功率的无功功率超前功率因数超前功率因数为负，容性无功为负，容性无功滞后功率因数滞后功率因数为正，感性无功为正，感性无功发电机发电机运行时，所运行时，所发出发出的无功功率的无功功率超前功率因数超前功率因数为负，容性无功为负，容性无功1616第一节电力线路的参数和数学模型电力线路结构简述电力线路按结构可分为电力线路按结构可分为架空线架空线：
导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等：
导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等电电缆缆：
导线、绝缘层、保护层等：
导线、绝缘层、保护层等1.1.架空线路的导线和避雷线架空线路的导线和避雷线导导线线：
主要由铝、钢、铜等材料制成：
主要由铝、钢、铜等材料制成避雷线避雷线：
一般用钢线：
一般用钢线17171.架空线路的导线和避雷线vv认识架空线路的标号认识架空线路的标号/钢线部分额定截面积钢线部分额定截面积主要载流部分额定截面积主要载流部分额定截面积JJ表示加强型，表示加强型，QQ表示轻型表示轻型JJ表示多股线表示多股线表示材料，其中：
表示材料，其中：
LL表示铝、表示铝、GG表示钢、表示钢、TT表示铜表示铜、HLHL表示表示铝合金铝合金例如：
例如：
LGJ400/50LGJ400/50表示载流额定截面积为表示载流额定截面积为400400、钢线额、钢线额定截面积为定截面积为5050的普通钢芯铝线。
的普通钢芯铝线。
1818vv为为增加架空线路的性能而采取的措施增加架空线路的性能而采取的措施目的：
减少电晕损耗或线路电抗。
目的：
减少电晕损耗或线路电抗。
多股线多股线其安排的规律为：
中心一股芯线，由内到外，第一其安排的规律为：
中心一股芯线，由内到外，第一层为层为66股，第二层为股，第二层为1212股，第三层为股，第三层为1818股，以此类推股，以此类推扩径导线扩径导线人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。
不人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。
不同之处在于支撑层仅有同之处在于支撑层仅有66股，起支撑作用。
股，起支撑作用。
分裂导线分裂导线又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持一定的距离。
但会增加线路电容。
持一定的距离。
但会增加线路电容。
191922.架空线路的绝缘子架空线路的绝缘子架空线路使用的绝缘子分为架空线路使用的绝缘子分为针式：
针式：
35KV35KV以下线路以下线路悬式：
悬式：
35KV35KV及以上线路及以上线路通常可根据绝缘子串上绝缘子的片数来判断线路电压通常可根据绝缘子串上绝缘子的片数来判断线路电压等级，一般一个绝缘子承担等级，一般一个绝缘子承担11万万VV左右的电压。
左右的电压。
33.架空线路的换位问题架空线路的换位问题目的在于减少三相参数不平衡目的在于减少三相参数不平衡整换位循环整换位循环：
指一定长度内有两次换位而三相导线：
指一定长度内有两次换位而三相导线都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。
都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。
滚式换位滚式换位换位方式换位方式换位杆塔换位换位杆塔换位2020电力线路的阻抗1.1.有色金属导线架空线路的电阻有色金属导线架空线路的电阻有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线每相单位长度的电阻：
每相单位长度的电阻：
其中：
其中：
铝的电阻率为铝的电阻率为31.531.5铜的电阻率为铜的电阻率为18.818.8考虑温度的影响则：
考虑温度的影响则：
21212.有色金属导线三相架空线路的电抗有色金属导线三相架空线路的电抗最最常用的电抗计算公式：
常用的电抗计算公式：
其中：
其中：
2222进一步可得到：
进一步可得到：
还可以进一步改写为：
还可以进一步改写为：
在近似计算中，可以取架空线路的电抗为在近似计算中，可以取架空线路的电抗为23233.3.分裂导线三相架空线路的电抗分裂导线三相架空线路的电抗分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等效地增分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等效地增加了导线半径，从而减少了导线电抗。
加了导线半径，从而减少了导线电抗。
可以证明：
可以证明：
242444.钢导线三相架空线路的电抗钢导线三相架空线路的电抗钢导线与铝、铜导线的主要差别在于钢导线导磁。
钢导线与铝、铜导线的主要差别在于钢导线导磁。
55.电缆线路的阻抗电缆线路的阻抗电缆线路的结构和尺寸都已经系列化，这些参数可事电缆线路的结构和尺寸都已经系列化，这些参数可事先测得并由制造厂家提供。
一般，电缆线路的电阻略大先测得并由制造厂家提供。
一般，电缆线路的电阻略大于相同截面积的架空线路，而电抗则小得多。
于相同截面积的架空线路，而电抗则小得多。
2525电力线路的导纳1.1.三相架空线路的电纳三相架空线路的电纳其电容值为：
其电容值为：
最常用的电纳计算公式：
最常用的电纳计算公式：
架空线路的电纳变化不大，一般为架空线路的电纳变化不大，一般为26262.2.分裂导线线路的电纳分裂导线线路的电纳3.3.架空线路的电导架空线路的电导线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕绝缘子串的泄漏：
通常很小绝缘子串的泄漏：
通常很小电晕：
强电场作用下导线周围空气的电离现象电晕：
强电场作用下导线周围空气的电离现象导线周围空气电离的原因导线周围空气电离的原因：
是由于导线表面的电场：
是由于导线表面的电场强度超过了某一临界值，以致空气中原有的离子具备了强度超过了某一临界值，以致空气中原有的离子具备了足够的动能，使其他不带电分子离子化，导致空气部分足够的动能，使其他不带电分子离子化，导致空气部分导电。
导电。
2727确定由于电晕产生的电导，其步骤如下：
确定由于电晕产生的电导，其步骤如下：
1.1.确定导线表面的电场强度确定导线表面的电场强度2.2.电晕起始电场强度电晕起始电场强度28283.3.，得得电晕起始电压或临界电压电晕起始电压或临界电压4.4.每相电晕损耗功率每相电晕损耗功率5.5.求线路的电导求线路的电导29296.6.对于分裂导线在第一步时做些改变对于分裂导线在第一步时做些改变实际上，在设计线路时，已检验了所选导线实际
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