電力系統(tǒng)分析0 緒論

1、額 定 電 壓 等 級(jí) 變 壓 器 線 電 壓 用 電 設(shè) 備 額 定 線 電 壓 交 流 發(fā) 電 機(jī) 線 電 壓 一 次 繞 組 二 次 繞 組 3 6 10 35 110 220 330 500 3.15 6.3 10.5 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 35 110 220 330 500 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 38.5 121 242 345 及 363 525 及 550 3bE cE bI N aI aI aE cI iuUIjQPIUSsr/1)20(120trrt41105 .0lg6 .42rmrDfx311 /c

2、abcabmmrrDDDDcmmmDHzfcmmmrkmx），或幾何均距（）交流電頻率（數(shù)，對(duì)銅、鋁，導(dǎo)線材料的相對(duì)導(dǎo)磁系）或?qū)Ь€的半徑（）導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗（0157. 0lg1445. 01rDxmrrrDxm779. 0,lg1455. 01km/40. 0根導(dǎo)線間的距離：某根導(dǎo)線與其余1)(0157. 0lg1445. 011312)1(113121ndddrddddrrnrDxnnnmnneqeqmrmrDx0157.0lg1445.01 10lg0241.061rDCm(S/km) 10lg58.761rDbmkmS/1085. 26(S/km) 10lg58.761eqmrDb空

3、氣介電常數(shù)其中：rDrUrQEmrln2大氣壓力空氣的相對(duì)密度氣象系數(shù)粗糙系數(shù)其中：，bmmtbmmEcr 273002996.0 4.212121crrEE 為單位為相電壓的有效值，以 KVUrDrmmrDrEUcrmmcrcrlg3 .49ln21521025241)()/( )(mccrccDrfkkVUkmkWUUkP線路實(shí)際運(yùn)行電壓）（kmSUPgg/ 10321ndrnkrDrUnkrQkEmeqmmmrsin121ln2lbBlgGlxXlrR1111 Z Y/2 Y/2 /sinhsinh1cosh21sinh1111稱線路傳播特性稱線路特性阻抗其中：yzryzZrlrlrlZ

4、YrlZZccc12161312112112111311lbxklxbrbxklbxkbxr krR+jkxX jkbB/2 jkbB/2 11/CLZc 1000 )3(332222222222NNkTNNkTTNNkTNNTNNTNCuSUPRSUPRRUSPRUSRUSRIP經(jīng)過(guò)單位換算： 1003%NTNkUXIUNNkkNNTSUUUIUX100%100%32 1003%NTNkUXIUNNkkNNTSUUUIUX100%100%32201000NTUPG20100%NNTUSIB)(21)(21)(21)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1k

5、kkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP2233222222111000 ,1000 ,1000NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR)32(2)32()32()21(2)21()21(4)2/(4)2/(kNNkkkNNkkPIIPPPIIPPmax.kP%)100(%)50(22max.%)100(22000TTNNkTRRSUPR%)%(21%)%(21%)%(21%)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUUNNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX100% ,100% ,100%2

6、332222113)32()32(3)31()31(23)32()32(23)31()31(%,%,SSUUSSUUSSPPSSPPNkkNkkNkkNkkBBBBBBBBYZZIUIUS/133BBBBBBBBBUSIUSYSUZ3/22 Z1 U1 k:1 ZT U2 Z2 I1 U1/k I2 Z1 YT/k Z2 YT(1-k)/k2 YT(k-1)/k kkYkZkykkYkZkykYkZyyZUkZUIkZUkZUIkIIZIUkUTTTTTTTTTTT11111/,/202102112212221121221根據(jù)雙端口原理： 1S 1 2 2S Z 1U 1YS Y/2 Y/2

7、2YS 2U 2222222*22 2121 2yyyQjPjBUGUUUYS222222222jQPQjPjQPSSSyyyZZzQjPXUUPjRUUPjXRUUPZUSS222 22 2222 22 2222 22 2222112221jQPQjPjQPSSSZZZ1121211*1121212yyyQjPjBUGUUUYS111111111jQPQjPjQPSSSyyYUjUUURQXPjUXQRPUjXRUjQPUZUSUU222222222222*2221 2221UUUUUUUtg2122212UUUUU111221211111111112,UUUtgUUUUURQXPUUXQR

8、PUUjUUU100%21NUUU電壓損耗100%100%21NNNNUUUUUU末端電壓偏移始端電壓偏移100%20220UUU電壓調(diào)整maxmax/PWT876087608760/maxmaxmaxmaxmaxTPTPPW年負(fù)荷率）（年負(fù)荷損耗率max8760/PWzmaxmax/PWz8760max（年負(fù)荷損耗率）PWzmaxmaxPWz%100%12PP輸電效率%100%100%11zzzWWWWW線損率 S1 S1 S2=S2 ZT U1 SyT YT U2 ZTZTTTTTTZTQjPXUQPjRUQPjXRUQPZUSS 222222222222222222222YTYTTTTT

9、TYTQjPUjBUGUjBGUUYS2121211*1YTZTSSSS21222222,URQXPUUXQRPUTTTTTT22102210222 222222 22100%,1000) 1(100%,1000NNYTNYTNNKZTNNKZTUUSIQUUPPSUSUUQSUSUPP還可對(duì)應(yīng)下標(biāo)為100%,1000100%,1000100%,100000221221222222NYTYTNNKZTNKZTNNKZTNKZTSIQPPSSSUQSSPPSSSUQSSPPjXRUQPjXRUSQjPSZZZ22222jBGUQjPSYYY2TTYYYjBGUQjPS2UQRPXjUQXPRUj

10、UdU0)()(323121312IIIZIIZIZaaa的功率，為流經(jīng)阻抗1231*23*12*331*231*23*3*2*312*23*12)(0)()(ZZZZSZSZZSSSSZSSZSZaaaa的功率，為流經(jīng)阻抗3131*23*12*221*321*23*)(ZZZZSZSZZSb Sa Sb 1 2 3 1 Z12 Z23 Z31 S2 S3 *)(ZZSSmZZSSmmbmma的其余各節(jié)點(diǎn)為除所流出功率節(jié)點(diǎn)外 Sa Sc Sb U1 2 3 U4 1 Z12 Z23 Z34 4 S2 S3 UdUU41UdIIIZIIZIZaaa)()(323421312UdUSSSZSSZS

11、ZNaaa)()(3*2*312*23*1234*23*12*34*23*12*334*234*23*)(ZZZUdUZZZSZSZZSNa34*23*12*34*23*12*221*321*32*)(ZZZUdUZZZSZSZZSNb稱為循環(huán)功率,34*23*12*ZZZUdUSNcimilmmimiilmmilmmiilmmiiYYEEZZEEYYZZ111111或等值電源電勢(shì)：等值電源支路導(dǎo)納：等值電源支路阻抗：求解修正方程式，求出變量的修正向量；求出節(jié)點(diǎn)電壓的新值；如有PV節(jié)點(diǎn)，則檢查該類節(jié)點(diǎn)的無(wú)功功率是否越限；檢查是否收斂，如不收斂，則以各節(jié)點(diǎn)電壓的新值作為初值自第3步重新開始下一次

12、迭代，否則轉(zhuǎn)入下一步。計(jì)算支路功率分布，PV節(jié)點(diǎn)無(wú)功功率和平衡節(jié)點(diǎn)注入功率，最后輸出結(jié)果，并結(jié)束。gxggxhtsxf)( 0)( . .)(minGiiiPff iGiiGiiiaPaPaf0122 GSiiGiiGiitiaPaPaFf0122cosmindPdWPWdPdFPF/ /或PWPF/ /或0sincos1ijijijijnjjiLiGiBGUUPP011PPPniLiniGi011niLiniGiPPmaxminmaxminmaxminiiiGiGiGiGiGiGiUUUQQQPPP 210122cosminiiGiiGiitaPaPaFf02121iLiiGiPPmax22

13、min2max11min1max22min2max11min1max22min2max11min1,UUUUUUQQQQQQPPPPPPGGGGGGGGGGGG21212211*LLGGGGPPPPPFPFC拉格朗日乘子212121222111,00LLGGGGGGGGPPPPPPfdPPdFdPPdF21GNNGGNNGGGGPfKfPfPKHzMwfPK/ *100100% 0 000NNGNNGNGNNGNNGfffPffPPffPffPf100%1*GK%*GK%*GKLNNLLNNLLLLPfKfPfPKHzMwfPK/ *5 . 1*LKSLGLLGLKKKfPfKKP/00LGS

14、KKKSLGGLLGGLKKKfPPfKKPP000000GLPP0fSLGGLKKKfPP00GPfKGfKLPtPfKfKKPPPSDGGt A B tP DBDAPP,ftPfKPPPfKPPPBGBtDBAGAtDADBDAPP, BAABBABAGADABGBDBAtBABABABAGBDBGADAKKPKPKKKPPKPPKPKKPPKKPPPPf( )( )( )GCLDLQtQtQ tPjQGV1:1k2:1kbV1k2kRjXk 高壓側(cè)額定電壓低壓側(cè)額定電壓1122P()()GGbRQXV kV kVVVkkfGIV94P =112.7kv2VcjQk 高壓側(cè)電壓低壓側(cè)電壓2

15、min22mintNVVVV2tNVkV22 max2max2 max()cccVVQVkXk2max1maxmax20 6 15 12011011092.5TVVVkv 2min1min10 68 120110110100.7TVVVkv 2min22 min100.711 105.510.5tNcVVVkvV104.59.511k 22 max2max2 max2()10.592.5(10.5) 9.56.03var1209.5ccNcVVQVkXkM2 max1maxmax20 6(156) 12011099.1110ccTVVVkv 2 max2 max1199.110.43104.5

16、ccVVkkv2 min2 min2min11100.7104.510.6ccVVkVkkv11PjQ1V111PRQ XVV1111()ccPRQ XXVV11ccQ XVVV11()ccVVVXQ 3K 2K 1K11K 1222TtTttdtiT222 )(1TtTtnptptdtiiTK(3)X*kIk=1/ X*kX1kX2kXnkE1 E2EnIk=E1/ X1k+ E2/ X2k+ En/ Xnkkk0.2sI*XC0s0.1sXC-計(jì)算電抗應(yīng)用計(jì)算曲線求任意時(shí)刻短路電流周期分量的步驟:作統(tǒng)一標(biāo)幺值等值電路保留各電源點(diǎn),化簡(jiǎn)網(wǎng)絡(luò),求得各電源點(diǎn)對(duì)短路點(diǎn)的轉(zhuǎn)移電抗求計(jì)算電抗: XCi

17、= Xik *SNi /Sd查曲線或查表求某時(shí)刻t的短路電流周期分量標(biāo)幺值（無(wú)限大容量系統(tǒng) Ip k=1/ X k ）轉(zhuǎn)化為有名值1bI1cI1aI+0aI0bI0cIbIcIaI2aI2cI2bI1111122aaaacbaIII111cbaIII=021aaaaIIII0212aaabIIaIaI0221aaacIIaIaI1111122aaaa111113122aaaaT-1=111cbaIII=111113122aaaacbaIII(a) (b)Y0/Y0/YiIIIM0 jx0(c) Y0/ Y0 x0iIIIM0 jx0iIIIM0 j外電路必須再提供一個(gè)接地點(diǎn)，否則與Y0/Y同i

18、jijijIIIjki三繞組變壓器中，總有一個(gè)繞組接成三角可不計(jì)MPx0iIII kj(f) Y0/ /IIIjkiiIIIM0 jx0 x0iIII kjIIIjki由單相變壓器組成的三相變壓器，三相四柱式或三相五柱式變壓器，Mp很大，可不計(jì)三相三柱式變壓器，應(yīng)考慮M0影響，應(yīng)計(jì)入M0當(dāng)變壓器中性點(diǎn)接經(jīng)電抗接地時(shí)的零序等值電路：，ijiIII3MP j3nij3nIII將的n3倍的數(shù)值與該側(cè)漏抗串聯(lián)即可。例如：IIIjkiikIIII3nIIj3.輸電線路的零序阻抗(1)2=1 =0.4/km (2)當(dāng)三相通過(guò)零序電流時(shí)，零序磁通相互為加強(qiáng)的01 無(wú)架空地線的單回線路：0=3.51無(wú)架空地線

19、的雙回線路：雙回架空線路間，零序磁通是相互加強(qiáng)的0 （2） 0 （1）， 0=5.51有架空地線的單回線路：零序磁通有去磁作用0=（2-3）1 。有架空地線的雙回線路：0=（3-4.7）1 。4.綜合負(fù)荷它主要反映異步電動(dòng)機(jī)的特性，1 =1.2.2= +T +L ,(異步電動(dòng)機(jī)或?yàn)?或?yàn)閅，一般不接成Y0 4-7各序網(wǎng)的建立一、應(yīng)用對(duì)稱分量法分析不對(duì)稱短路bacUa1Ua2Ua3Ia1Ia2Ia3正、負(fù)、零序網(wǎng)利用戴維南定理，可得： )2()2()2(zIUfafa)1()1(0)1(zIUUfaffa)0()0()0(zIUfafa0faU)1(z)1(faI)1(faU)2(z)2(faI

20、)2(faU)0(z)0(faI)0(faU故障點(diǎn)的序電壓方程 ：方程中有短路點(diǎn)各序電流及各序電壓，共六個(gè)未知量，方程的求解還需要三個(gè)方程。可由故障類型的邊界條件而得。例如：?jiǎn)蜗嘟拥毓收希吔鐥l件：0.cbaIIU轉(zhuǎn)化為序分量邊界條件： 0)0()2()1 (aaaaUUUU0)0()2()1 (2aaabIIaIaI0)0()2(2) 1 (aaacIIaIaI)0()2()1(2aaaIIaIa)0()2(2)1(aaaIIaIa(a2-a) = (a2-a) =)1(aI)2(aI)1(aI)2(aI0)0()1()1(2aaaIIaIa)0()2()1(aaaIII序分量邊界條件為：0

21、)0()2()1(aaaUUU)0()2() 1 (aaaIII求解六個(gè)方程，可解短路上的各序電流、電壓，最后合成可得故障點(diǎn)上的各相電流電壓。二、正序網(wǎng)絡(luò)：與三相短路的等值線路相同，中性點(diǎn)接地阻抗和空載線路不計(jì)入。三、負(fù)序網(wǎng)：與正序網(wǎng)基本相同。不同之處：發(fā)電機(jī)等旋轉(zhuǎn)元件用負(fù)序電抗代替正序電抗；將電源點(diǎn)接地。四、零序網(wǎng)：從短路點(diǎn)開始尋找零序電流通路，流得通的地方畫下來(lái)，流不通的地方去掉。例：G2G1G3T1T2T3L1L2L3Xn22139567811151281413正序網(wǎng)：131235679 11 1281410E1E2E3負(fù)序網(wǎng)：零序網(wǎng)：131235679 11 1281410E1E2E3

22、131235679 11 1214E183X15z(1)z(2)f(2)z(0)n(0)f(0)Ua1Ua2Ua0復(fù)合序網(wǎng)然后：由序網(wǎng)可以得序電壓，最后合成可得故障點(diǎn)的三相電壓。0.cbaIIU0)0()2()1 (aaaUUU)0()2()1(aaaIII)0()2()1(0)1(zzzUIaa二、兩相短路由序電壓方程得：最后合成可以得到故障點(diǎn)三相電壓三、兩相短路接地00aI21aaII21aaUU0aIcbIIcbUU)2()2()1(0)1(afaIzzUIn(1)n(2)f(2)f(1)z(2)z(1)0fU3cbII1aI可求得：.120000aabcbcaaaIIIIUUUUU.11120/EaEEEEIj xxx.021