电力系统分析要点与习题

【实例简介】
电力系统考试参考资料，上面有大量习题，配合课本复习能够提高很多
第一章力系等值电路 第一章电力系统的等值电路 内容要点 豆力系统运行状悆的分桥矿究,主要有两种方法。一种是物理模拟方法,即通过实测或 等斂模拟系统的实验来荙行分析硏究。另一种是数学模拟方法、其主要步骤为:①矬立描述 电力系统各种运行状念的数学模型(即数学方程);②用数学方法和计算工具求解所建立的 学模型,求得在各种状态下的运行参数;③对求得的结果进行捡证分析。随着计算机技术 的发展,用数学模拟的方法进行电力系统分析研究,已越来越精确和全面。本课程主要介绍 的是采用数学模擻的方法来分析和研究电力系统 不论是根据电路理论的基卞关系来推算电力系统的运行参数(通常指的“算”方祛), 还是使用计算机来进行电力系统的分析计算,电力系统各元件反其连接方式,都必须用“等 值电路”来表示。因此,在进行电力系统分柝研究,首先要研究电力系统各元件的电气参 数和等值电路,以及塾个岂刀系统的等值电路。 本章内容主要针对电力系统稳态(正常运行状态)时的等值电路〔序参数及其等值电路 将在后述)。电力系统在正常运行状态(稳态)时,可以认为二相是对称的。因此;在分析 计算时只需要采月一框等值电路。 在进行电力系统各元件参数计算时、认为系统的频率保持恒定,即不计参数的频率特 一、翰电线路的參数及等值电路 ],单位长度的线路参数 (1)电阻 息/km) 式中p—导线电阻率,g,mm2/km; S——导线载流部分截面积,cm2 (2)电抗 X1=01445-+0.0157(akm), 分裂导线 Dn0.0157 五1=0.1451 式中n一二相导线重心几何均距,m r——一导线半径 r,—等效半径,m,F=yF”- 电丿系统分要点与习悬 (3)电纳 5 (4)电导 ZK P (S/kmh 试中△P一三相线路单位长度电晕损耗; K U/线路行电 丁程计算中常忽路电导,即g1=0 图1-1鸫咆线路等值电路 2.输电线路参数及等值电路 各种电压等级的输电线路,可以采用集中参 数表示的π型等值电路,如图1-1所示 (r1+jx:)=R+正x(金 Y=(gI )t=G+J B(S Kz、Ky称为阻抗、导纳修让系数。在工程计算中,可以根据输电线路的电压等级和长 度,选取不同的修正系数。 1)750km以上架空线(通常30以上电压等级)或30km以上的电缆线路 K,=独yz: zY·shyZ (2300-750m的架空线(通常20y以上电压等级)或100-300km的电缆线路。 图1-1中,K2z=K+/x;ky7三 +ⅰK B 52°此时取 K.= K 1 K=0 12 (3)一般35~20kv的架空线,或1km以卜的电缆线路 K (4)35kV以下的架空线,可以近似略去导纳支路 z 变压器参数及等值电路 (1)双绕组变压器。 第一享电六系统的等直电鸢 3f,|1 图1-2双绕组变压器等值电路 }劢磁攴路以早纳丧示、h)饷磁×路以功率友不 L)归算到一个电压等级的等值电路,如图1-2所小 ΔP·.U%·U t= R + jxt 100 (9) 1.5} L000 △Po gt-B 3 1000·1 式中单位为:U-kV, SNMVA,△P4和△P-kW 2)多电压等级(保留原电压等级}的等值电路,如图1-3所示。E为理想变压器变 z Y 图1-3以绕組变压器多电玉级衣示等值电路 用接人埋想压器表示的多电乐级等值电路:(b:用阻抗表示的多电压綴变压器等值电路 (2}三绕组变压器: )归算到一个电店等级的等值电路,如图1-4所示。 △P Zn RT: +jrr )(=1,2,3)(1-7 i00 AP T 1X. U 其中 ΔP [△P-2+△P 3-1) △Pk(3)+△Pk(2.3 ∶12} 图1-4三绕组变压器等值电路 电力系疣分析要点与习题 %=2[k1=2:%+{取1%-E2-31 (% + -(;n% Uk3-1%+C2% 化 注总:当三绕纯变正器容量比不同时 芰进行睿量换算 △P(1-2=△Pk:2) 2 △Pk231=△Fk23x min sy, s 图L-5三绕组变压器用理想变压器 {3-1 k3- 表示的多电压等级的等值电路 2)多电压等级的等值电路,如囹1-5、 图]-6所示(A12,K1为理想变压器变比) 三、发电机、负荷的等值电路及参数 1.茇电机 发电机筝值电路如图l-7(b)所 I:812 E6=b;+!c·2c(1-9 2.负荷 ZInK 負荷等值电路,稳杰计算时常用恒 定功率或怕定阻抗表示,刻图1-8所 K (Ky 图1-6三绕组变压器用阻抗表示的多电压等级等值电路 jOL L=c2 PL +j.Q=Rr+j (1-B0) 〔b 图1-7发电机等值电路 图1-8负荷的等值咆略 (a)原始电路:(b)等值路 a以怛定功率表示;(以恒定阻抗表了 匹、电力系统的等值电路 电力系统是出发电机、变压器、输电线路、负荷等元件连接而成的,并具有多个电压等 第一音电方系统的等申路 级:仼电力系统分忻计算中,通常可以用两类笄值电路丧小:一类是对应于一个电压等级的 笭值电路(“手算”时常采用);另一类是对应于多个电压等级的等值路(“计算杪计算 时常米用 1.对極于一个电压等級前等值定路 将电力系统各元件的等值电路按其接线的形式连接起采.即得到该系统的等值电路。其 参数有两神表示形式:有名值表示和标幺值表示 (1)有名值示的等值电路:首先确定一个基本压级(等值电路对应的电级),而 将所有元件的参数均归算到对应于该电压级(归算时,变压器的变比取基本级与待归算级 电压之比)。 z=Z×(K2·K2…K F=Y K1 DEUx(K 1 k KI K, K (2)标幺值表示的等值电路 标幺值=实际有名值(任意单位 葚准值(与有名值同单位)° 计算用标幺值表示的电力系统等值电路中的参数,可以有两种途径。 ])将各元件参数的有名值先归算到基本级,再除以对应基本级的基准值。其特点是: 有统一的基准值,但众多参数的归算较繁。另外,计算得到各支路电流、各芍点电压的标么 值后,还必须归回原电压等级。 2)在确定了基本级的基准值之后,按变压器的实际变比归算,求出对应于各电压级的 基准值,然后再将未经归算的各元件有名值参数除以自身电压级的基准值。其特点是:各电 压级的基准值不同,但参数不必归算。计算结果化成有名值时只要将标幺值秉以自身电压级 的基准值即可。 2.对应于多个电压等级的等值路 此种笭值电路在将各元件等值屯路连接起来时,只需将变压器等值电路采用多电压级的 等值电路表示(即r型等值电路)即可。此时,所有电压等级的参数均不必进行归算。 3.近似计算时电力系统等值电路的简化 电力系统稳态计算时,不论是采用有名值制还是标么制,在各元件参数计算或电压级的 归算中,均是采用各元件的额定电压和变压器的颏定变比,由此得到的等值电路称为精确计 算的等值电路。 在电力系统的故障计算时,为了简化计算,在满足程对精度要求的前提下,允许对各 元件的参数计算和等值电路作某些简化,即所谓的“近似”计算。近拟计算主要指的是:① 在元件参数的计算和归算(所有变压器的变比)以及标幺制的基准值选取等,所有用到的电 压均可采用对应电压等级的平均额定电压来进行计算。②忽略不计各元件阻抗参数中的电 电屴系统分祈要点与习题 阻,以及对地的导纳支路 例题分析 例1-1】有一长度为10km的Ioⅴ输电线路,导线型号为LJ-185,导线水平排 列,相间距离为4m,求线路参数及输电线路的等值电路。 解线路单位长度电阻为 185 0t7(9 由手奇得LCJ-185的计算直径为19m,三相导线的几何均距为 Dn=√DD1=Da=v2x4032=040(m) 线路单位长度电抗为 504 x1=0.418+0.0157=014A90.5×1.9+0.0157:0.49(/km 线路单位长度电纳为 758×1067.58 5040 2.78×10-6(S/km) lg le, 0.5X19 不计电导参数,全线路的集中参数为 2=(71+jx)=100(0.]7×.409)=17+09(2) Y=b1【=278×10-6×100=边78×10-6( 该线路等值电路的修正系数应取为:Kz=1、ky=1,则等值电路如图1-9所示 j4(2 U+ 12×278×10S 2×278×10s) 图1-9线路等值电路 【例1-2]有一台SF-200010型降压变压器向10kV网络供电。铭牌上给出的试 验数据为:△P=135kW,4‰=10.5,ΔP0=2kW,L%=0.8,K=0/1,试求归算到高 压侧的变压器参数,并作等值电路。 解归算到高压侧的变压器等值电路如 图1-10所 示。参数为 Yr=GT-i&r n、△P·135×10=4.08() r0·S100×202 4k%·CN10.5x1102 t lu0·Sn 10x20 图1-10变压播等值电路 第一章电力系统的等值电路 △Pb 22 82x106(S) 100·l100×1 ·SN0.8x20 BT 13,2×10-6(S) 100·100×10 【例L-3]有一条长度为4km的30k架空输电线路,导线水平排列,相间距离 8m,每相采用2×IGJQ-300分裂导线:分裂间距为400m,试求线路参数及等值电路。 解线路单位长度电阻为 n==2×30=0.03(km) 由手册查得UGQ-30导线的计算直径为235m,分裂导线三相几何均距为 Dn=√DDnD=2×80=10090(m 每相导线的等值半径为 X 1=y"。×40=685{m) 线路单位长度电护为 第=O145nDn0.0151=0.1451090.051:0.31(/km) 68.562 线路单位长度的电纳为 738×10-67538×10 D 10079 1g 68.56 不计电导,全线路集中参数为 R=r1!=0053×400=21.2() x=xb=9.31×400÷124(a) B=b1b=3.5×106×400=14×104(s) 该线路等值电路的惨正系数应取为 Kr=1-7x1b1=1 4002 031x3.5x10-6=0.942 K,=1-“6{x4、b1=1- 6X(0.31×35×如0-60.0532×3.5x10-6 .3 =0972 4002 【+Ax 12 ×0.31x3.5x106=1.0145 则 KR+jk=0.942x212+0.972×124=19,9+j20.5() kbB 2 1045×14×10-4=门,1x104(S 申系绗外析要点与三趣 因此本例题的输电线路可以用如阁 194?1p12÷(L 1-11所示等值电路衣示 j?1x.0“3) 例1-4]如图1-12(a)所示 13013)双绕组变器,铭牌上绐出的试验数据 为:△P=13kW,4%=10.5,△P 图1-11等值屯路 22kW,%=0.8,K=110/11,S= 20ⅤA3试作:◇变压器阻zr归算到高压侧时的π秒等值电路;②变压器阻抗Zr归算到 柢压侧时的π型等值电路 212 ziu「|z2 图1-12变压器π型等值电路 解(1)作图1-12(a)变压器的等值电路如图1-12(l)所示。可以计算得到 h心P·珞,B%·。4.08+j352(2) △Po % 00·6-100· 182-13.2)×10b(S) Z=/K=(408+的3.52)10=0408+5352(g mc=br/(1-K)=(408+3.52)/(1-10)=-0.45-]订,06( z=Zy[K(K-1)j=(4.08+352)1x(10-1=0.045+706() (2)作图1-12(a)变压器等值电路如图1-12o)所示,可以计算得到 Zr=2r/K2=0.0408+.6352() KZ'T=KX ZT/K= Z K=0.408+ j6.352(0 Kz x2 x z/K I-K 1-K zr/(1-E)=-0.45-j7.06(g2) KIT KX ZTK k LK(K-1)=0.045+706(0) 可见(I)和(2)的计算结果完全相同。 【例1-5】三相变压器型号为SFSL-2m,变比为1038.5/10.5,容量比为100 0050。△Pmx=18kW,ΔP=52.6kW,l %=10.5、出3)%=175 【实例截图】
【核心代码】