1、2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算11.1.1 电力系统u电力系统的电力系统的组成及分类组成及分类 发电厂发电厂发电厂发电厂电力系统电力系统电力系统电力系统电力网电力网电力网电力网动力系统动力系统动力系统动力系统2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算2u总装机容量总装机容量定义：系统中实际安装的发电机组额定定义：系统中实际安装的发电机组额定有功功率有功功率的总和。的总和。常常以以千千瓦瓦(1kW=103W)、兆兆瓦瓦(1MW=106W)、吉吉瓦瓦(1GW=109W)、太太瓦瓦(1TW=1012W)为为单单位位。我我国国工工程程
2、上上习习惯惯以以万万千瓦千瓦为单位为单位(1万千瓦万千瓦=10MW)。u年发电量年发电量定义：系统中所有发电机组全年实际发出定义：系统中所有发电机组全年实际发出电能电能之和。之和。常常以以千千瓦瓦时时(kWh)、兆兆瓦瓦时时(MWh)、吉吉瓦瓦时时(GWh)、太太瓦瓦时时(TWh)为单位。我国工程上习惯以为单位。我国工程上习惯以亿度亿度为单位。为单位。掌握三个概念2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算3u电压等级电压等级安全电压：通常安全电压：通常36V以下，例如以下，例如36V、24V、12V、6V；低压：低压：1kV及以下，主要是及以下，主要是220V和和3
3、80V；中压：中压：1kV以上、以上、20kV及以下及以下;高压：高压：20kV以上、以上、330kV以下以下;超高压超高压：330kV及以上、及以上、1000kV以下以下;特高压特高压：1000kV交流交流、800kV直流以上直流以上;目目前前我我国国常常用用的的电电压压等等级级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，750kV、1000kV。掌握三个概念配电电压配电电压输电电压输电电压2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算41.3 电力网u输电线路输电线路按结构分为：按结构分为：架空线路架空线路和和电
4、缆线路电缆线路按传输形式分为：按传输形式分为：直流输电线路直流输电线路和和交流输电线路交流输电线路2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算51.3 电力网架空线路2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算6u综合用电负荷分类综合用电负荷分类从从用用电电设设备备：异异步步电电动动机机、同同步步电电动动机机、电电热热炉炉、整整流流设设备、照明负荷等。备、照明负荷等。从从用用户户性性质质：工工业业负负荷荷、农农业业负负荷荷、交交通通运运输输业业负负荷荷和和人人民生活用电负荷。民生活用电负荷。从从用用户户等等级级：一一级级负负荷荷(党党政政军军
5、机机关关、医医院院、大大型型企企业业等等)，二二级级负负荷荷(学学校校、机机关关企企事事业业单单位位等等)和和三三级级负负荷荷(城城郊郊结结合部、非重要分散居民区等合部、非重要分散居民区等)。1.4.1 电力系统的负荷2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算7u额定频率额定频率工频工频50Hz，中国台湾、美国、日本、韩国等为，中国台湾、美国、日本、韩国等为60Hz。u电压等级电压等级目目前前我我国国常常用用的的电电压压等等级级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV，750kV、1000kV。配电电压配电电压
6、输电电压输电电压1.5 额定电压和额定频率1、电气设备电气设备；2、发电机发电机；3、变压器变压器。它们的额定电压和额定频率如何确定？它们的额定电压和额定频率如何确定？2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算81.5 额定电压和额定频率u1、电气设备、电气设备电气设备都是按照指定的电压和频率来设计制造的。电气设备都是按照指定的电压和频率来设计制造的。电电气气设设备备的的额额定定电电压压和和频频率率等等于于输输电电（配配电电）线线路路的的额额定定电压和频率电压和频率。220kV220kV220kV2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算
7、91.5 额定电压和额定频率u2、发电机、发电机考考虑虑到到电电力力线线路路电电压压损损耗耗，发发电电机机的的额额定定电电压压比比电电力力线线路路的额定电压的额定电压高高5%。6.3kV6kV6kV6kV2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算101.5 额定电压和额定频率u3、变压器、变压器规规定定：接接受受功功率率一一侧侧的的绕绕组组为为一一次次绕绕组组，输输出出功功率率一一侧侧的的绕组为绕组为二次绕组二次绕组。情情况况1：一一次次侧侧连连接接发发电电机机，一一次次侧侧等等于于发发电电机机额额定定电电压压，二次侧比电力线路额定电压二次侧比电力线路额定电压高高1
8、0%。10.5kV10kV110kV10.5kV121kV2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算111.5 额定电压和额定频率u3、变压器、变压器规规定定：接接受受功功率率一一侧侧的的绕绕组组为为一一次次绕绕组组，输输出出功功率率一一侧侧的的绕组为绕组为二次绕组二次绕组。情情况况2：两两侧侧连连接接电电力力线线路路，一一次次侧侧等等于于电电力力线线路路额额定定电电压压，二次，二次侧侧比比电电力力线线路路额额定定电压电压高高10%或或5%(特殊情况特殊情况)35kV11kVV Vs s%7.5%7.5%或者直接或者直接/短距离与用户连接时短距离与用户连接时10.5
9、kV(特殊情况特殊情况)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算121.5 额定电压和额定频率名称名称额定电压额定电压电力线路（电网）电力线路（电网）UN电气设备电气设备UN发电机发电机1.05UN变压器变压器一次侧一次侧UN或或1.05UN（接发电机）（接发电机）二次侧二次侧1.1UN或或1.05UN（特殊情况）（特殊情况）小结：额定电压的规定小结：额定电压的规定 2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算131.5 额定电压和额定频率例例1-1 如如图图所所示示，图图中中标标明明的的电电压压为为电电力力线线路路额额定定电压电压，试确
10、定发电机和变压器的额定电压。，试确定发电机和变压器的额定电压。10.5kV/242kV10.5kV110kV/11kV220kV/121kV35kV/3.15kV220kV/121kV/38.5kV2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算141.5 额定电压和额定频率变变压压器器高高（中中）压压侧侧通通常常设设计计有有多多个个分分接接头头，与与额额定定电压对应电压对应分接分接头头称称为为主抽主抽头头 主抽头，主抽头，242kV+2.5%，248kV+5%，254kV-5%，230kV-2.5%，236kV 主抽头，主抽头，220kV+2.5%，225.5kV+5%
11、，231kV-5%，209kV-2.5%，214.5kV10.5kV11kV升压变升压变降压变降压变10.5kV/24222.5%22022.5%/11kV额定变比额定变比和和工作变比（实际变比）工作变比（实际变比）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算151.6.1 电力系统接线图电力系统接线图电气接线图、电气接线图、地理接线图地理接线图1.6.2 电力系统的接线方式电力系统的接线方式无备用接线、有备用接线无备用接线、有备用接线1.6.3 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式中性点中性点不接地、经消弧线圈接地和直接接地等不接地、经消弧线圈接地和直接接地
12、等1.6 电力系统的接线方式2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算16u优缺点及应用场合优缺点及应用场合不不接接地地：单单相相短短路路时时仍仍可可运运行行一一段段时时间间，供供电电可可靠靠性性高高，但绝缘要求应按线电压设计但绝缘要求应按线电压设计3-10kV配电网配电网经经消消弧弧线线圈圈接接地地：为为了了避避免免断断续续电电弧弧，当当10kV电电网网接接地地电电流流大大于于30A，35kV电电网网接接地地电电流流大大于于10A，宜宜用用消消弧弧线线圈圈接地接地20-60kV电网电网直直接接接接地地：330kV与与500kV超超高高压压电电网网；110kV与与2
13、20kV电电网网(个别雷灾严重地区和某些大城市才采用消弧线圈个别雷灾严重地区和某些大城市才采用消弧线圈)。经小电阻或阻抗接地经小电阻或阻抗接地：城网电缆线路，：城网电缆线路，目前研究热点目前研究热点。1.6.3 电力系统中性点运行方式绝缘成本绝缘成本2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算17u单位长度单位长度输电线路输电线路(单位：单位：km)电阻电阻r：反映线路的热效应：反映线路的热效应（有功损耗）（有功损耗）电抗电抗x=L：反映载流导线周围的：反映载流导线周围的磁场效应磁场效应电导电导g：反映：反映泄露损耗和电晕损耗（泄露损耗和电晕损耗（g=0）电纳电纳b=
14、C：反映带电导线周围的：反映带电导线周围的电场效应电场效应2.2 输电线路的等值电路和参数计算注：注：1：小写：小写r、x、g、b表示单位长度线路的表示单位长度线路的等值参数；等值参数；2：电缆线路参数计：电缆线路参数计算较为复杂，可从手算较为复杂，可从手册查找，重点讨论的册查找，重点讨论的是是架空线路架空线路。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算18u分裂导线电抗分裂导线电抗超高压超高压(2、3、4)、特高压、特高压(6、8、10或或12)2.2 输电线路的等值电路和参数计算 一般单根导线时：一般单根导线时：0.40/km分裂根数为分裂根数为2根时：根时：0
15、.33/km分裂根数为分裂根数为3根时：根时：0.30/km分裂根数为分裂根数为4根时：根时：0.28/km2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算19u中等距离中等距离输电线路输电线路(100km300km)2.2 输电线路的等值电路和参数计算型等值电路型等值电路任意长度等值电路任意长度等值电路必须掌握必须掌握2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算20u双绕组变压器双绕组变压器的等值电路的等值电路电阻电阻RT、电抗、电抗XT、电导、电导GT、电纳、电纳BT型等值电路型等值电路表示表示铜耗铜耗表示表示铁耗铁耗2.4.1 变压器的等值
16、电路漏磁损耗漏磁损耗励磁损耗励磁损耗2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算21电电气量气量基本基本单单位位工程工程单单位位电压电压VVkV电电流流IAkA视视在功率在功率SVAMVA有功功率有功功率PWkW无功功率无功功率Qvarkvar阻抗阻抗Z导纳导纳YSS电气量的单位电气量的单位 2.4.2 双绕组变压器的参数计算2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算22u双绕组变压器双绕组变压器的参数计算的参数计算型等值电路型等值电路2.4.2 双绕组变压器的参数计算短路损耗：短路损耗：PS(kW)短路电压：短路电压：VS%空载损耗：空载
17、损耗：P0(kW)空载电流：空载电流：I0%额定容量：额定容量：SN(MVA)额定线电压：额定线电压：VN(kV)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算23一一台台SFL1-20000/110型型向向10kV网网络络供供电电的的降降压压变变压压器器，铭铭牌牌试试验验参参数数：PS=135kW，VS%=10.5，P0=22kW，I0%=0.8,求归算到高压侧参数并画出求归算到高压侧参数并画出等值电路。等值电路。2.4.2 双绕组变压器的参数计算2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算24u标幺值的概念标幺值的概念例例如如发发电电机机额
18、额定定端端电电压压有有名名值值为为VG=10.5kV，如如果果基基准准值值选定为选定为VB=10.5kV，则其标幺值为，则其标幺值为如果端电压标幺值如果端电压标幺值VG*=1.1，说明此时，说明此时标幺值标幺值无量纲无量纲2.6.2 电力系统的标幺值2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算253.1 潮流计算的一般概念什么是潮流？是潮流？为什么为什么要计算潮流要计算潮流？如何如何计算潮流？计算潮流？电电力力系系统统中中，功功率率的的流流动动称称为为潮潮流流（Power Flow,Load Flow），电电压压和和功功率率的的分分布布（各各节节点点电电压压、各各支支
19、路路功功率率）称称为为潮潮流流分分布布。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算263.1 潮流计算的一般概念什么是潮流？是潮流？为什么为什么要计算潮流要计算潮流？如何如何计算潮流？计算潮流？潮流计算是电力系统潮流计算是电力系统三大计算（潮流、短三大计算（潮流、短路、稳定计算）路、稳定计算）之一，是电力系统之一，是电力系统最基本、最最基本、最重要的计算重要的计算，在电力系统规划和运行中具有重，在电力系统规划和运行中具有重要作用。要作用。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算273.1 潮流计算的一般概念什么是潮流？是潮流？为什么为什
20、么要计算潮流要计算潮流？如何如何计算潮流？计算潮流？手算手算和和机算机算两大类方法。手算只能计算简两大类方法。手算只能计算简单网络，但有助于加深对单网络，但有助于加深对物理概念和物理现象物理概念和物理现象的理解；机算可以计算大规模复杂系统，速度的理解；机算可以计算大规模复杂系统，速度快、精度高。快、精度高。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算283.2.1 网络元件的电压降落u电压降落电压降落条件条件1：已知末端电压：已知末端电压 ，求首端电压，求首端电压条件条件2：已知首端电压：已知首端电压 ，求末端电压，求末端电压网络元件的等值电路网络元件的等值电路 20
21、24/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算29 现实条件：已知现实条件：已知首端电压首端电压 和和末端功率末端功率 ，求，求末端电压末端电压 3.2.1 网络元件的电压降落u条件条件1和和条件条件2对比对比 网络元件的等值电路网络元件的等值电路 2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算303.2.1 网络元件的电压降落u现实条件现实条件：已知首端电压和末端功率，求末端电压已知首端电压和末端功率，求末端电压 网络元件的等值电路网络元件的等值电路 关键：由末端功率推导首端功率关键：由末端功率推导首端功率(如何计算如何计算元件元件的功率损耗的功率
22、损耗)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算313.2.1 网络元件的电压降落u电压损耗和电压偏移电压损耗和电压偏移电压损耗示意图电压损耗示意图 反映供电电压质量反映供电电压质量2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算323.2.2 网络元件的功率损耗u输电线路输电线路的功率损耗的功率损耗输电线路的等值电路输电线路的等值电路 通常用通常用额定电压额定电压VN代替代替V1、V2 2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算333.2.2 网络元件的功率损耗u变压器变压器的功率损耗的功率损耗变压器的等值电路变压
23、器的等值电路 通常用通常用额定电压额定电压VN代替代替V1、V2 2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算343.3.2 同级电压开式电力网的潮流计算u潮流计算步骤：潮流计算步骤：第一步：做出等值电路并计算参数第一步：做出等值电路并计算参数第二步：第二步：利用额定电压利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率，从后往前逐次计算前级功率第第三三步步：根根据据首首端端电电压压和和求求得得的的前前级级功功率率，从从前前往往后后逐逐次次计算后级电压计算后级电压为为了了提提高高精精度度，可可以以利利用用第第一一轮轮求求得得的的电电压压，从从后后往往前前再再次逐次次逐次计算前级功
24、率，然后计算前级功率，然后2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算35第一步：做出等值电路并计算参数第一步：做出等值电路并计算参数开式电力网及其等值电路开式电力网及其等值电路3.3.2 同级电压开式电力网的潮流计算2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算363.3.2 同级电压开式电力网的潮流计算第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算373.3.2 同级电压开式电力网的潮流计算第三步：根据首端电压，从前往后逐次计
25、算后级电压第三步：根据首端电压，从前往后逐次计算后级电压2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算38u最大电压损耗的计算最大电压损耗的计算电力网等值电路电力网等值电路3.3.2 同级电压开式电力网的潮流计算具有分支线的开式网络具有分支线的开式网络 2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算39例例3-1 额额定定电电压压为为110kV双双回回输输电电线线路路,长长度度为为80km,采采用用LGJ-150导导线线，其其单单位位长长度度参参数数为为：r1=0.21/km,x1=0.416/km,b1=2.7410-6S/km。变变电电所所中
26、中装装有有两两台台三三相相110kV/11kV的的变变压压器器,每每台台的的容容量量为为15MVA,其其参参数数为为：P0=40.5kW,PS=128kW,VS%=10.5,I0%=3.5。负负荷荷功功率率：SLDb=30+j12MVA,SLDc=20+j15MVA,母母线线A的的实实际际运运行行电电压压为为117kV。当当变压变压器取主抽器取主抽头时头时，求母，求母线线c的的电压电压。3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）双回输电线路接线图双回输电线路接线图2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算40第一步：作出等值电路并计算参数第一步：作出等值电路并计算参数
27、3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算41第一步：作出等值电路并计算参数第一步：作出等值电路并计算参数3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算42第一步：作出等值电路并计算参数第一步：作出等值电路并计算参数3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算43第一步：作出等值电路并计算参数第一步：作出等值电路并计算参数3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分
28、析计算电力系统三相短路的分析计算44第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算45第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算46第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电
29、力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算47第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算48电压损耗及电压偏移：电压损耗及电压偏移：3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算49例例3-2 10kV配配电电网网，已已知知各各节节点点负负荷荷功功率率及及线线路路参参数数，试试求求电压电压和功率分布。和功率分布。10kV配电网配电网结构图结构图3.3.4 配电网的潮
30、流计算（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算50第一步：作出等值电路并计算参数第一步：作出等值电路并计算参数3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）等值电路等值电路2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算51第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算52第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率3.3.3 两级电压的开
31、式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算53第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率第二步：利用额定电压，从后往前逐次计算前级功率3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算54第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算55第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压3.3
32、.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算56第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压第三步：利用已知功率，从前往后逐次计算后级电压3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算57电压损耗及电压偏移：电压损耗及电压偏移：3.3.3 两级电压的开式电力网（习题）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算58u额定频率额定频率工频工频50Hz：220V 中国、中国、俄罗斯、泰国、巴基斯坦等俄罗斯、泰国、巴基斯坦等 230V法国、德国、西班
33、牙、荷兰、意大利、印度、新加坡等法国、德国、西班牙、荷兰、意大利、印度、新加坡等 240V 英国、澳大利亚、马来西亚等英国、澳大利亚、马来西亚等工频工频60Hz：110V/220V 中国台湾中国台湾、巴西、巴拿马等、巴西、巴拿马等 120V 美国、加拿大、委内瑞拉等美国、加拿大、委内瑞拉等 220V 韩国韩国问题的提出正常运行条件下频率偏差限值为正常运行条件下频率偏差限值为0.2Hz，当系统容，当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到量较小时，偏差限值可以放宽到0.5Hz。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算594.1.2 电力系统频率与有功平衡的关系u频率改变的
34、根源频率改变的根源有功功率不平衡有功功率不平衡2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算604.1.4 有功功率平衡及备用容量u备用容量备用容量按性质分类按性质分类负荷备用负荷备用 (2%-5%)PM事故备用事故备用 (5%-10%)PM检修备用检修备用 (4%-5%)PM国民经济备用国民经济备用 (3%-5%)PM只有拥有适当只有拥有适当备用容量备用容量，讨论有功分配和频率调整才有意义，讨论有功分配和频率调整才有意义2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算614.1.4 有功功率平衡及备用容量u备用容量备用容量按状态分类按状态分类热备
35、用热备用(不易过大）不易过大）负荷备用、事故备用负荷备用、事故备用冷备用冷备用 检修备用检修备用、国民经济备用国民经济备用只有拥有适当只有拥有适当备用容量备用容量，讨论有功分配和频率调整才有意义，讨论有功分配和频率调整才有意义2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算62公式（采用有名值时）2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算63例例4-4 设系统中各类发电机组的台数、容量和它们的调差系数分别为设系统中各类发电机组的台数、容量和它们的调差系数分别为 水轮机组水轮机组 G1 100MW5台台=500MW，%=2.5 G2 75MW5台
36、台=375MW，%=2.75 汽轮机组汽轮机组 G3 100MW6台台=600MW，%=3.5 G4 50MW20台台=1000MW，%=4.0 较小容量汽轮机合计较小容量汽轮机合计 G5 1000MW，%=4.0 系系统统额额定定频频率率为为50Hz，总总负负荷荷为为3000MW，负负荷荷响响应应系系数数KD*=1.5。试试计计算算以以下下情情况况下下，系系统统总总负负荷荷增增加加到到3300MW时时，系系统统频频率率变变化化情情况况和和各各机机组组增增加加的的功功率率。(1)全全部部机机组组参加一次调频；参加一次调频；(2)仅水轮机组参加一次调频。仅水轮机组参加一次调频。4.3.2 频率的
37、二次调整(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算644.3.2 频率的二次调整(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算654.3.2 频率的二次调整(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算66习题4-7：某某电电力力系系统统有有4台台额额定定功功率率为为100MW的的发发电电机机，每每台台发发电电机机的的调调速速器器的的调调差差系系数数%=4，额额定定频频率率为为50Hz，系系统统总总负负荷荷PD=320MW，负负荷荷的的频频率率调调节节效效应应系系数数KD=0。在在额额定定频频率
38、率运运行行时时，若若系系统统增增加加负负荷荷60MW，试试计计算算下下列列两两种种情情况况下下系系统统频频率率的的变变化化值值。（1）4台台机机组组原原来来平平均均承承担担负负荷荷。（2）原原来来3台台机机组组满满载载，1台台带带20MW负负荷荷。说说明两种情况下频率变化不同的原因。明两种情况下频率变化不同的原因。4-8：系系统统条条件件仍仍如如题题4-7，但但负负荷荷的的调调节节效效应应系系数数KD=20MW/Hz，试试作作上上题题同同样样的的计计算算，并并比比较较分分析析计计算算结结果。果。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算67例例4-8 某某火火电电厂
39、厂三三台台机机组组并并联联运运行行，各各机机组组的的燃燃料料消消耗耗特特性及功率约束条件如下：性及功率约束条件如下：F1=4+0.3PG1+0.0007P2G1 t/h，100MWPG1 200MW F2=3+0.32PG2+0.0004P2G2 t/h，120MWPG1 250MW F3=3.5+0.3PG3+0.00045P2G3 t/h，150MWPG1 300MW 试试确确定定当当总总负负荷荷分分别别为为400MW、700MW和和600MW时时，发发电电厂厂间间功功率率的的经经济济分分配配（不不计计网网损损的的影影响响），且且计计算算总总负荷为负荷为600MW时经济分配比平均分担节约多
40、少煤？时经济分配比平均分担节约多少煤？4.5.4 多个发电厂间的负荷经济分配(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算684.5.4 多个发电厂间的负荷经济分配(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算694.5.4 多个发电厂间的负荷经济分配(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算705.1.2 电力系统允许的电压偏移无功补偿无功补偿无功损耗无功损耗无功损耗无功损耗感性无功损耗感性无功损耗导致电压跌落。导致电压跌落。无功补偿无功补偿依赖无功电源依赖无功电源发出感性无功可以提高发出感性
41、无功可以提高系统电压，吸收感性无功可以降低系统电压。系统电压，吸收感性无功可以降低系统电压。u概念梳理概念梳理2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算71u无功损耗无功损耗负荷负荷的无功损耗的无功损耗输电线路输电线路的无功损耗的无功损耗变压器变压器的无功损耗的无功损耗5.2.1 无功负荷和无功功率损耗如何如何应对负应对负荷、荷、输输电线电线路以及路以及变压变压器器的的无功无功损损耗？耗？无功无功电电源的源的无功无功补偿补偿2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算725.2.2 无功功率电源无功电源无功电源同步发电机同步发电机同步调相机
42、同步调相机静电电容器静电电容器静止无功补偿器静止无功补偿器无功补偿装置无功补偿装置静止无功发生器静止无功发生器2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算73u在实际运行或规划设计中在实际运行或规划设计中由由于于缺缺乏乏必必要要数数据据而而无无法法确确定定中中枢枢点点电电压压控控制制范范围围时时，依依据据电电力力网网中中负负荷荷分分布布远远近近及及负负荷荷变变化化程程度度，对对中中枢枢点点电电压压调整方式提出调整方式提出原则性要求原则性要求，以确定一个大致范围，以确定一个大致范围：5.3.3 中枢点电压调整的方式调压方式调压方式逆调压逆调压常调压常调压顺调压顺调压20
43、24/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算745.4.1 电压调整的基本原理调节发电机励磁电流以改变调节发电机励磁电流以改变发电机端电压发电机端电压VG；改变变压器的改变变压器的变比变比k1、k2；改变功率分布改变功率分布P+jQ(主要是主要是Q)，减小电压损耗，减小电压损耗V；改变网络参数改变网络参数R+jX(主要是主要是X)，减小电压损耗，减小电压损耗V。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算755.4.3 改变变压器变比调压u1.降压变压器分接头的选择降压变压器分接头的选择2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路
44、的分析计算765.4.3 改变变压器变比调压u1.降压变压器分接头的选择降压变压器分接头的选择找出相应接头并验证找出相应接头并验证降压变顺调压降压变顺调压2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算77例例5-2 某某变变电电所所由由阻阻抗抗为为4.32+j10.5的的35kV线线路路供供电电。变变电电所所负负荷荷集集中中在在变变压压器器10kV母母线线B点点。最最大大负负荷荷8+j5MVA，最最小小负负荷荷4+j3MVA，线线路路送送端端母母线线A的的电电压压在在最最大大负负荷荷与与最最小小负负荷荷时时均均为为36kV，要要求求变变电电所所10kV母母线线上上的的电
45、电压压在在最最小小负负荷荷与与最最大大负负荷荷时时电电压压偏偏移移不不超超过过5%，试试选选择择变变压压器器分分接接头头。变变压压器器阻阻抗抗折折算算到到高高压压侧侧为为0.69+j7.84，变变比比为为3522.5%/10.5。等值电路图等值电路图 5.4.3 改变变压器变比调压(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算785.4.3 改变变压器变比调压(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算795.4.3 改变变压器变比调压(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算805.4.3
46、改变变压器变比调压u2.升压变压器分接头的选择升压变压器分接头的选择2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算815.4.3 改变变压器变比调压u2.升压变压器分接头的选择升压变压器分接头的选择找出相应接头并验证找出相应接头并验证发电机逆调压发电机逆调压2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算82例例5-3 一一升升压压变变压压器器，其其归归算算到到高高压压侧侧的的参参数数、负负荷荷、分分接接头头范范围围如如图图所所示示，最最大大负负荷荷时时高高压压母母线线电电压压为为120kV，最最小小负负荷荷时时高高压压母母线线电电压压为为114k
47、V，发发电电机机电电压压调调节节范范围围为为66.6kV，试选择变压器分接头。，试选择变压器分接头。等值电路图等值电路图 5.4.3 改变变压器变比调压(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算835.4.3 改变变压器变比调压(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算845.4.3 改变变压器变比调压(习题)2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算85习题6-1 为什么要进行派克变换？其实质是什么？为什么要进行派克变换？其实质是什么？6-2 同同步步发发电电机机稳稳态态运运行行时时的的电电势
48、势方方程程、等等值值电电路路及相量图的形式如何？及相量图的形式如何？6-4 算一算，加深对算一算，加深对Park变换的理解。变换的理解。6-6 画画一一画画，算算一一算算，加加深深对对等等值值电电路路及及相相量量图图的的理解理解2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算86u电力系统在运行中常常会发生故障电力系统在运行中常常会发生故障简单故障简单故障、复杂故障、复杂故障短路故障短路故障、断线故障、断线故障问题的提出ZZZZZZ发电机用电设备2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算877.1.1 短路的类型83%f(1)单单相接地短路相接
49、地短路8%f(1,1)两相接地短路两相接地短路5%f(2)两相短路两相短路4%f(3)三相短路三相短路发发生概率生概率代表符号代表符号示意示意图图短路种短路种类类 三相短路故障三相短路故障发生的概率小，但后果最为严重，对系发生的概率小，但后果最为严重，对系统的安全稳定运行影响最大。统的安全稳定运行影响最大。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算887.1.4 计算短路电流的目的u在在发发电电厂厂、变变电电所所及及整整个个电电力力系系统统的的设设计计、运行中均以运行中均以短路计算结果短路计算结果作为依据。作为依据。选选择择电电气气设设备备（断断路路器器、互互感感器
50、器、母母线线、电电缆缆等等）的依据的依据继电保护继电保护的配置和整定的基础。的配置和整定的基础。比比较较和和选选择择发发电电厂厂和和电电力力系系统统电电气气主主接接线线方方案案的的依据。依据。2024/3/19电力系统三相短路的分析计算电力系统三相短路的分析计算89小结u恒定电势源电路三相短路电流表达式恒定电势源电路三相短路电流表达式1kim2短路发生在发电机母线短路发生在发电机母线时：时：kim=1.9（最（最严严重）重）短路发生在发电厂高压短路发生在发电厂高压母线侧时：母线侧时：kim=1.85短路发生在其它地方时：短路发生在其它地方时：kim=1.82024/3/19电力系统三相短路的分
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