電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算-有名值-標(biāo)么值剖析課件

多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的值等值電路多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)幺值等值電路2.3多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的等值電路2020年9月28日1電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算2020年9月28日2電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算如何歸算發(fā)電機(jī)雙繞組變壓器多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)接線圖輸電線路2020年9月28日3電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算如何歸算網(wǎng)絡(luò)等值電路多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)接線圖有名值歸算2020年9月28日4電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算一、多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)中參數(shù)和變量的歸算（有名值）電力線、變壓器等值電路級(jí)聯(lián)成電力網(wǎng)等值電路注意：多級(jí)電壓網(wǎng)存在一個(gè)不同電壓級(jí)之間的歸算問題變壓器的參數(shù)與UN有關(guān)，歸算到哪一側(cè)，值不同變壓器的負(fù)載阻抗歸算到某一側(cè)時(shí)，和變比平方有關(guān)要級(jí)聯(lián)等值電路，須將不同電壓級(jí)下的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流歸算到同一級(jí)—基本級(jí)歸算2020年9月28日5例：將Z’歸算到右邊，求Z2020年9月28日6例題：電力網(wǎng)接線如圖所示，圖中各元件的技術(shù)數(shù)據(jù)見表1、表2，試作出歸算到110KV側(cè)和6KV側(cè)的電網(wǎng)等值電路T1T2k210KV110KV6KVk1L1L2符號(hào)額定容量（MVA）額定電壓（KV）Uk%?Pk(KW)I0%?P0(KW)T131.510.5/12110.5190332T220110/6.610.51352.822符號(hào)導(dǎo)線型號(hào)長度（Km）電壓(KV)電阻(Ω/km)電抗(Ω/km)電納(S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.15?10-6L2LGJ-300560.1050.383表1:表2:2020年9月28日7解:變壓器的電阻、導(dǎo)納，線路的電導(dǎo)都略去不計(jì)歸算到110KV側(cè)變壓器T1的電抗：變壓器T2的電抗：線路L1的電阻、電抗和電納為：T1T2k210KV110KV6KVk1L1L22020年9月28日8線路L2的電阻、電抗為：j48.8ΩjxT1RL1jXL117Ωj38Ωj48.8ΩjxT1RL2jXL217Ωj38ΩjBL1/2j1.575Х10-4jBL1/2j1.575Х10-4T1T2k210KV110KV6KVk1L1L22020年9月28日9j0.1757ΩjxT1RL1jXL10.0612Ωj0.1368Ωj0.228ΩjxT1RL2jXL20.525Ωj1.915ΩjBL1/2jJ4.376Х10-2jBL1/2j4.376Х10-2歸算到6KV側(cè)T1T2k210KV110KV6KVk1L1L22020年9月28日102020年9月28日11電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算2020年9月28日12電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算2020年9月28日13電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算2.2.1有名值的電壓級(jí)歸算一、選基本級(jí)二、確定電壓比三、參數(shù)歸算2020年9月28日14選基本級(jí)基本級(jí)的確定取決于研究的問題所涉及的電壓等級(jí)。例如，在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計(jì)算時(shí)，一般以最高電壓等級(jí)為基本級(jí)；在進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，以短路點(diǎn)所在的電壓等級(jí)為基本級(jí)2020年9月28日15確定電壓比變壓器的電壓比分為兩種，即實(shí)際額定電壓比和平均額定電壓比。實(shí)際額定電壓比是指變壓器兩側(cè)的額定電壓之比；平均額定電壓比是指變壓器兩側(cè)母線的平均額定電壓之比。變壓器的電壓比是基本級(jí)側(cè)的電壓比上待歸算級(jí)側(cè)的電壓。2020年9月28日16參數(shù)歸算(1)準(zhǔn)確歸算法：變壓器的實(shí)際額定電壓比(2)近似歸算法：用變壓器平均額定電壓比為額定電壓UN/kV3610351102203305007501000平均額定電壓Uav/kV3.156.310.537115230345525787.510502020年9月28日17實(shí)際額定電壓比平均額定電壓比2020年9月28日18標(biāo)幺值的概念例如發(fā)電機(jī)額定端電壓有名值為VG=10.5kV，如果基準(zhǔn)值選定為VB=10.5kV，則其標(biāo)幺值為如果端電壓標(biāo)幺值VG*=1.1，說明此時(shí)標(biāo)幺值無量綱2.3.2電力系統(tǒng)的標(biāo)幺值2020年9月28日19電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算基準(zhǔn)值的選擇全系統(tǒng)只能有一套基準(zhǔn)值，且個(gè)數(shù)不宜太多一般取額定值為基準(zhǔn)值，使標(biāo)幺值維持在1附近必須滿足電路的基本關(guān)系單相三相2020年9月28日20電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算基準(zhǔn)值的選擇如果選擇基準(zhǔn)值為VB、IB、SB、ZB時(shí)單相三相2020年9月28日21電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算基準(zhǔn)值的選擇兩個(gè)有名值必須是相同電壓等級(jí)的基準(zhǔn)值的單位應(yīng)與有名值的單位相同基準(zhǔn)值之間符合電路的基本關(guān)系，化成等效星形電路。導(dǎo)納，阻抗為單相的；電壓，電流為線電壓，線電流；功率為三相功率。2020年9月28日22電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算一般選取VB、SB為基準(zhǔn)值，IB、ZB間接獲取2020年9月28日23電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算功率基準(zhǔn)值SB一般選擇系統(tǒng)中某一發(fā)電廠的總?cè)萘炕蛳到y(tǒng)總?cè)萘?，也可選擇某發(fā)電機(jī)或變壓器的額定容量，而較多地選定為100，1000MVA等整數(shù)；電壓基準(zhǔn)值UB一般選擇基本級(jí)的額定電壓或各電壓級(jí)的平均額定電壓。2020年9月28日24標(biāo)幺值的求取發(fā)電機(jī)參數(shù)：SG(N)=30MVA,VG(N)=10.5kV,XG(N)%=26,如果基準(zhǔn)值VB=10kV、SB=100MVA，求發(fā)電機(jī)電抗在VB、SB下的標(biāo)幺值。2020年9月28日25電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算發(fā)電機(jī)不同基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值換算2020年9月28日262020年9月28日27標(biāo)幺值的特點(diǎn)線電壓和相電壓的標(biāo)么值相等；三相功率和單相功率的標(biāo)么值相等；必須滿足電路的基本關(guān)系一定程度上簡化計(jì)算工作；計(jì)算結(jié)果清晰，易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性和參數(shù)等；系統(tǒng)參數(shù)無論按高壓側(cè)還是低壓側(cè)折算結(jié)果相同標(biāo)準(zhǔn)變比下的變壓器模型中理想變壓器不再需要缺點(diǎn)：無量綱，物理概念不清楚。

2020年9月28日28電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算三、多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)幺值等值電路？變壓器兩側(cè)屬兩個(gè)電壓等級(jí),該如何處理？三種方法:兩種精確計(jì)算；一種近似計(jì)算前提：忽略電阻和勵(lì)磁支路(旨在便于理論分析）2020年9月28日291.逐級(jí)歸算法(精確)(1)按變比將Z、Y、U、I折合到同一電壓等級(jí)途徑一：各元件阻抗歸算到基本級(jí)再標(biāo)幺2020年9月28日30(2)選擇統(tǒng)一的SB、UB，計(jì)算各Z、Y、U、I的標(biāo)幺值(4)反算有名值，2側(cè)的計(jì)算結(jié)果折合回去。(3)分析標(biāo)幺值電路電壓等級(jí)多，很麻煩，一般不用這種方法2020年9月28日31Z、Y、U、I：歸算到基本級(jí)的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流的有名值ZB、YB、UB、IB、SB：與基本級(jí)相對(duì)應(yīng)的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率的基準(zhǔn)值2020年9月28日321.逐級(jí)歸算法(精確)(1)按變比求得歸算到其他各級(jí)的Z、Y、U、I基準(zhǔn)值途徑二：求歸算至各級(jí)下的電壓基準(zhǔn)值，分別標(biāo)幺(2)未經(jīng)歸算的各Z、Y、U、I的有名值除以由基本級(jí)歸算到這些量所在電壓級(jí)的Z、Y、U、I基準(zhǔn)值(4)反算有名值(3)分析標(biāo)幺值電路2020年9月28日33Z’、Y’、U’、I’：未經(jīng)歸算的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流的有名值Z’B、Y’B、U’B、I’B、S’B：由基本級(jí)歸算到Z’、Y’、U’、I’所在電壓級(jí)的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率的基準(zhǔn)值2020年9月28日34上面兩種方法殊途同歸，所得各量的標(biāo)幺制毫無差別。2020年9月28日352.各級(jí)選電壓法(精確、常用)(2)容量基值統(tǒng)一為SB，兩側(cè)各選電壓基準(zhǔn)值UB1

、UB2(1)將XT歸算到1側(cè)，X1、

X2各為1、2側(cè)總電抗2020年9月28日36(3)消去磁耦合？2020年9月28日37將標(biāo)幺制下的非標(biāo)準(zhǔn)變比去掉？2020年9月28日38(4)反算有名值2020年9月28日393.近似計(jì)算法(2)近似認(rèn)為各元件的額定電壓均為系統(tǒng)平均標(biāo)稱電壓Uav，即UN＝Uav

此時(shí)均為標(biāo)準(zhǔn)變比，變壓器變比的標(biāo)幺值等于1，計(jì)算簡化(1)電壓基準(zhǔn)值取系統(tǒng)平均標(biāo)稱電壓Uav＝1.05UNs2020年9月28日40試計(jì)算圖中輸電系統(tǒng)各元件電抗的標(biāo)幺值。發(fā)電機(jī)G：SG(N)=30MVA,VG(N)=10.5kV,XG(N)%=26；變壓器T-1：ST1(N)=31.5MVA,VS%=10.5,kT1=10.5/121；變壓器T-2：ST2(N)=15MVA,VS%=10.5,kT2=110/6.6；電抗器R：VR(N)=6kV,IR(N)=0.3kA,XR%=5；架空線路L：L=80km,xL=0.4Ω/km；電纜線路C：L=2.5km,xC=0.08Ω/km；網(wǎng)絡(luò)接線圖2020年9月28日41電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算第一步：計(jì)算各元件電抗有名值;含理想變壓器有名值等值電路2020年9月28日42電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算第二步：選擇基準(zhǔn)值;有名值等值電路2020年9月28日43電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算第三步：計(jì)算在基準(zhǔn)值下的元件電抗標(biāo)幺值;標(biāo)幺值等值電路2020年9月28日44電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算近似計(jì)算法—采用平均額定電壓各級(jí)平均額定電壓規(guī)定為：3.15、6.3、10.5、15.75、37、115、230、345、525kV（電抗器除外）2020年9月28日45電力系統(tǒng)元件模型及參數(shù)計(jì)算第一步：利用平均額定電壓計(jì)算各元件電抗有名值（電抗器除外）;有名值等值電路2020年9月28日46電力系統(tǒng)元件模型及