电力系统各元件的数学模型课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章电力系统各元件的数学模型,1,、发电机的数学模型,2,、变压器的参数和数学模型,3,、电力线路的参数和数学模型,4,、电抗器和负荷的数学模型,5,、电力网的数学模型,第二章电力系统各元件的数学模型1、发电机的数学模型,2.1,发电机的数学模型,一、数学模型,电阻：小，忽略,电抗：,等值电路,jX,G,E,G,机端,P+jQ,机端,P,U,机端,2.1 发电机的数学模型一、数学模型电阻：小，忽略电抗：等,唯一的注入功率元件,调负荷,原动机转速（汽门、导水翼）,调电压,励磁,二、同步发电机的允许运行范围,E,qn,X,d,I,N,U,N,I,N,U,N,E,qn,jI,N,X,d,2.1,发电机的数学模型,唯一的注入功率元件调负荷原动机转速（汽门、导水翼）二、同,受限条件,定子绕组：,I,N,为限,S,园弧,转子绕组：励磁电流为限,F,园弧,原动机出力：额定有功功率,BC,直线,其它约束：静稳、进相导致漏磁引起温升,T,弧,定子绕组不超过额定电流,励磁绕组不超过额定电流,受原动机出力限制,进相运行时受定子端部发热限制,留稳定储备,2.1,发电机的数学模型,受限条件定子绕组：IN为限S园弧定子绕组不超过额定,电力线路,1,、导线,架空线：导线、避雷器、杆塔、绝缘子、金具,电缆线：导线、绝缘层、保护层,要求：导电好、机械强度大、抗腐蚀能力强,铝,L,常用，机械强度不够，钢芯铝线,材料,钢,G,导电性差，做避雷线,铜,T,最好，但贵,铝合金,HL,2.3,电力线路的参数和数学模型,一,.,线路的结构,电力线路1、导线架空线：导线、避雷器、杆塔、绝缘子、金具电缆,结构,多股线绞合,J,排列：,1,、,6,、,12,、,18,普通型：,LGJ,铝,/,钢 比,5.66.0,加强型：,LGJJ,铝,/,钢 比,4.34.4,轻 型：,LGJQ,铝,/,钢 比,8.08.1,LGJ-400/50,数字表示截面积,扩径导线,K,扩大直径，不增加截面积,LGJK-300,相当于,LGJQ-400,和普通钢芯相区别，支撑层,6,股,分裂导线,每相分成若干根，相互之间保持一,定距离,400-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大,2.3,电力线路的参数和数学模型,结构多股线绞合J排列：1、6、12、18普通型：LGJ,电力系统各元件的数学模型课件,四分裂导线,四分裂导线,结构,木塔,已不用,2.,杆塔,钢筋混凝土塔,单杆、,型杆,铁塔,用于跨越，超高压输电、耐张、转角、换位。独根钢管,城市供电,作用分,直线杆塔,线路走向直线处，只承受导线自重,耐张杆塔,承受对导线的拉紧力,转向杆塔,用于线路转弯处,换位杆塔,减少三相参数的不平衡,跨越杆塔,跨越宽度大时，塔高：,100200,米,终端杆塔,只承受一侧的耐张力，导线首末端,2.3,电力线路的参数和数学模型,结构木塔已不用2.杆塔钢筋混凝土塔单杆、型杆铁塔用,2.3,电力线路的参数和数学模型,2.3 电力线路的参数和数学模型,2.3,电力线路的参数和数学模型,2.3 电力线路的参数和数学模型,2.3,电力线路的参数和数学模型,2.3 电力线路的参数和数学模型,2.3,电力线路的参数和数学模型,2.3 电力线路的参数和数学模型,2.3,电力线路的参数和数学模型,2.3 电力线路的参数和数学模型,A,B,C,2.3,电力线路的参数和数学模型,ABC2.3 电力线路的参数和数学模型,2.3,电力线路的参数和数学模型,2.3 电力线路的参数和数学模型,3.,绝缘子和金具,绝缘子,要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀,材料：瓷质与玻璃质元件,类型：针式（,35KV,以下），悬式（,35KV,以上）,片树：,35KV,，,110KV,，,220KV,，,330KV,，,500KV,3 7 13 19 24,金具,作用：连接导线和绝缘子,线夹：悬重、耐张,导线接续：接续、联结,保护金具：护线条、预绞线、防震锤、阻尼线,绝缘保护：悬重锤,2.3,电力线路的参数和数学模型,3.绝缘子和金具绝缘子要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀材料,一、多电压等级网络中参数和变量的归算（有名值）,电力线、变压器等值电路级联成电力网等值电路,注意：多级电压网存在一个不同电压级之间的归算问题,变压器的参数与,U,N,有关，归算到哪一侧，值不同,变压器的负载阻抗归算到某一侧时，和变比平方有关,要级联等值电路，须将不同电压级下的阻抗、导纳、电压、电流归算到同一级,基本级（取电网最高电压）,归算,2.5,电力系统的等值电路,一、多电压等级网络中参数和变量的归算（有名值）电力线、变压器,K,的取值,分子是向着基本级一侧的电压,K,的计算,分母是向着待归算一侧的电压,手算,实际变比,计算机,先取线路额定电压比值，然而再修正,T,3,500/121,T,4,242/525,T,2,110/38.5,220KV,500KV,110KV,35KV,10KV,T,1,35/11,2.5,电力系统的等值电路,如需将,10KV,侧的参数和变量归算至,500KV,侧，则变压器,T-1,、,T-2,、,T-3,、的变比,k,1,、,k,2,、,k,3,应分别取,35/11,、,110/38.5,、,500/121,K的取值分子是向着基本级一侧的电压K的计算分母是向着待归算一,例题：电力网接线如图所示，图中各元件的技术数据见表,1,、表,2,，试作出归算到,110KV,侧和,6KV,侧的电网等值电路,T,1,T,2,k,2,10KV,110KV,6KV,k,1,L,1,L,2,表,1:,表,2:,2.5,电力系统的等值电路,例题：电力网接线如图所示，图中各元件的技术数据见表1、表2，,解,:,变压器的电阻、导纳，线路的电导都略去不计,归算到,110KV,侧,变压器,T,1,的电抗：,变压器,T,2,的电抗：,线路,L,1,的电阻、电抗和电纳为：,2.5,电力系统的等值电路,解:变压器的电阻、导纳，线路的电导都略去不计归算到110K,线路,L,2,的电阻、电抗为：,j48.8,jx,T1,R,L1,jX,L1,17,j38,j48.8,jx,T1,R,L2,jX,L2,17,j38,jB,L1,/2,j1.575,10,-4,jB,L1,/2,j1.575,10,-4,2.5,电力系统的等值电路,线路L2的电阻、电抗为：j48.8 jxT1RL1jXL1,j0.1757,jx,T1,R,L1,jX,L1,0.0612,j0.1368,j0.228,jx,T1,R,L2,jX,L2,0.525,j1.915,jB,L1,/2,jJ4.376,10,-2,jB,L1,/2,j4.376,10,-2,归算到,6KV,侧,2.5,电力系统的等值电路,j0.1757jxT1RL1jXL10.0612j0.1,二、标幺值（标么值）,1,、定义：标幺值,=,有名值（欧、西、千伏、千安、兆伏安）,基准值（与对应有名值的量刚相同）,标幺值,没有单位的相对值参数,三相与单相公式一致,结果清晰,易于判断结果对否,简化计算,无量刚，概念不清,2.5,电力系统的等值电路,二、标幺值（标么值）1、定义：标幺值=有名值（欧、西、千伏、,若选电压、电流、功率和阻抗的基准值为,U,B,，,I,B,，,S,B,，,Z,B,，相应的标幺值如下：,2.5,电力系统的等值电路,若选电压、电流、功率和阻抗的基准值为UB，IB，SB，ZB，,2,、基准值的选取,基准值的单位与对应有名值的单位相同,各种量的基准值之间应符合电路的基本关系,五个量中任选两个，其余三个派生，一般取,S,B,，,U,B,，,S,B,总功率或某发、变额定功率，,U,B,基本级电压,2.5,电力系统的等值电路,2、基准值的选取基准值的单位与对应有名值的单位相同各种量的基,3,不同基准值的标幺值间的换算,把标幺阻抗还原成有名值：,新基准值下的标幺值：,电抗器的换算公式：,2.5,电力系统的等值电路,3 不同基准值的标幺值间的换算2.5 电力系统的等值电路,4,、电力系统的标幺值等值电路的制定,多电压等级系统仍存在归算问题，有两种求法,归算有名值,指定基本级，将其它级有名值归算到基本级,指定一套基本级下的基准值,用标幺值定义求,归算基准值（就地归算）,将基准值归算到各电压级，形成相应基值,在基本级下指定一套基准值,各电压级参数除以本级下的基值,2.5,电力系统的等值电路,4、电力系统的标幺值等值电路的制定多电压等级系统仍存在归算问,三、端部条件完全等值的变压器模型,目标：端部条件与实际电路中的值相等（不需归算）的等值电路,1,、双绕组（注意与,2-54,图的区别）,理想变压器,1:k,R,T,jX,T,-jB,T,G,T,1:k,1,2,1,2,推导目的：等值电路中端部条件（，）（，）不变变压器参数受变比影响,2.5,电力系统的等值电路,三、端部条件完全等值的变压器模型目标：端部条件与实际电路中的,推导过程：从,1-1,，,2-2,之间等值，将导纳支路拿出去,y,12,y,10,y,20,如果双端口网络用,型表示（且,Y,T,=1/Z,T,）,Z,T,1:k,1,2,1,2,1:k,Z,T,推导过程：从1-1，2-2之间等值，将导纳支路拿出去y1,2.5,电力系统的等值电路,等值电路支路以阻抗表示,Z,T,k:1,1,2,1,2,试推导：,2.5 电力系统的等值电路等值电路支路以阻抗表示ZTk:1,2,、三绕组变压器的等值模型,（注意与书上,2,56,图的区别）,三绕组可用二绕组方法推出,2、三绕组变压器的等值模型三绕组可用二绕组方法推出,3,、应用：,有名制、线路参数都未经归算，变压器参数则归在低压侧。,有名制、线路参数和变压器参数都已按选定的变比归算到高压侧。,标幺制、线路和变压器参数都已按选定的基准电压折算为标幺值。,2.5,电力系统的等值电路,3、应用：2.5 电力系统的等值电路,电力系统各元件的数学模型课件,一些常用概念,实际变比,k,k=U,I,/U,II,U,I,、,U,II,:,分别为与变压器高、低压绕组实际匝数相对应的电压。,标准变比,k,N,有名制：归算参数时所取的变比,标幺制：归算参数时所取各基准电压之比,非标准变比,k,*,k,*,=k/k,N,U,IIN,U,I,/U,II,U,IN,2.5,电力系统的等值电路,一些常用概念实际变比 k2.5 电力系统的等值电路,四、电力系统的等值电路制订,1,、决定是用有名值，还是用标幺值,2,、变压器的归算问题,容量不相同时,电压等级归算,采用,型和,T,型,采用,型,不归算,3,、适当简化处理,变压器,导纳支路以具有定值的功率损耗代替,线路,电导忽略,100km,以内架空线电纳忽略,100300km,以定值的无功损耗代替,2.5,电力系统的等值电路,四、电力系统的等值电路制订1、决定是用有名值，还是用标幺值2,