电力系统分析标幺值.ppt

第五节 电力系统的等值电路一、多一、多电压等等级网网络中参数和中参数和变量的量的归算（有名算（有名值））电力力线、、变压器等器等值电路路级联成成电力网等力网等值电路路注意：多注意：多级电压网存在一个不同网存在一个不同电压级之之间的的归算算问题1)变压器的参数与器的参数与UN有关，有关，归算到哪一算到哪一侧，，值不同不同2)变压器的器的负载阻抗阻抗归算到某一算到某一侧时，和，和变比平方有关比平方有关3)要要级联等等值电路，路，须将不同将不同电压级下的阻抗、下的阻抗、导纳、、电压、、电流流归算到同一算到同一级—基本基本级（取（取电网最高网最高电压））4)归算算例：将Z’归算到右边，求Z第五节 电力系统的等值电路例例题：：电力网接力网接线如如图所示，所示，图中各元件的技中各元件的技术数据数据见表表1、、表表2，，试作出作出归算到算到110KV侧和和6KV侧的的电网等网等值电路路T1T2 k210KV110KV6KVk1L1L2符号符号额定容量定容量（（MVA）额定定电压（（KV）Uk%∆Pk(KW)I0%∆P0(KW)T131.510.5/12110.5190332T220110/6.610.51352.822符号符号导线型号型号长度度（（KmKm））电压(KV)(KV)电阻阻(Ω/km)(Ω/km)电抗抗(Ω/km)(Ω/km)电纳(S/km)(S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.15✕10-6L2LGJ-300560.1050.383表表1:表表2:解解: 变压器的器的电阻、阻、导纳，，线路的路的电导都略去不都略去不计1)1)归算到算到110KV侧变压器器T1的的电抗：抗：变压器器T2的的电抗：抗：线路路L1的的电阻、阻、电抗和抗和电纳为：：T1T2 k210KV110KV6KVk1L1L2线路路L2的的电阻、阻、电抗抗为：：j48.8 ΩjxT1RL1jXL117Ωj38Ωj48.8 ΩjxT1RL2jXL217Ωj38ΩjBL1/2j1.575Х10-4jBL1/2j1.575Х10-4T1T2 k210KV110KV6KVk1L1L2j0.1757ΩjxT1RL1jXL10.0612Ωj0.1368Ωj0.228ΩjxT1RL2jXL20.525Ωj1.915ΩjBL1/2jJ4.376Х10-2jBL1/2j4.376Х10-22)2)归算到算到6KV侧公式T1T2 k210KV110KV6KVk1L1L2二、二、标幺幺值（（标么么值））1、定、定义：：标幺幺值=有名有名值（欧、西、千伏、千安、兆伏安）（欧、西、千伏、千安、兆伏安）基准基准值（与（与对应有名有名值的量的量刚相同）相同）标幺幺值—没有没有单位的相位的相对值参数参数三相与三相与单相公式一致相公式一致结果清晰果清晰易于判断易于判断结果果对否否简化化计算算无量无量纲，概念不清，概念不清2、基准、基准值的的选取取1)基准基准值的的单位与位与对应有名有名值的的单位相同位相同2)各种量的基准各种量的基准值之之间应符合符合电路的基本关系路的基本关系3)五个量中任五个量中任选两个，其余三个派生，一般取两个，其余三个派生，一般取SB，，UB，， SB—总功率或某功率或某发、、变额定功率，定功率， UB—基本基本级电压4) •标幺值： •基准值的选取三相电路中基准值的选取和约束条件•如果选取的基准值满足 •通常取　　、　　为基准•将上式变成标么值表示： •在标幺制中三相电路的关系式类似于单相电路 •三、不同基准值改变时标幺值的换算 •１、换算关系 •在　　、　　、　　、　　下 •已知　　、　、　、　•求：在　　、　　、　　、　　下•标么值　　、　　、　　、 给出元件的出元件的额定定标幺幺值，，须换算算为统一基准一基准值下的下的标幺幺值Ø发电机：机：Ø变压器：器：Ø电抗器：抗器：Ø输电线路：路：2、、电力系力系统各元件各元件标幺幺值的的计算算统一基准：一基准：Sd，，Ud(i) 不同不同电压等等级的的电力系力系统标幺幺值统一基准一基准选择原原则是：是：整个系整个系统选择统一的容量基准：一的容量基准：不同的不同的电压等等级选择不同的不同的电压基准基准:标幺值重点例：将Z’归算到右边，求Z额定电压kV0.22 0.3836103560110220330平均额定电压kV0.230.43.156.310.53763115230345任何一个用任何一个用标幺幺值表示的量，表示的量，经变压器器变换后数后数值不不变。

变压器的器的变比比为各各侧电网的网的电压基准基准值之比，之比，变压器的器的变比比标幺幺值为Ø电力系力系统电抗的抗的标幺幺值为当当电力系力系统的短路容量未知的短路容量未知时，，变电所高所高压馈线出口出口处的断路器的断流容量可看作是的断路器的断流容量可看作是电力系力系统的极限短路容量的极限短路容量高高压电网三相短路网三相短路电流的流的计算算多级电压网络的等值电路多级电压网络的等值电路2、各元件参数标么值的计算、各元件参数标么值的计算选取统一功率基准：选取统一功率基准：•SB=100MVA or SB= 1000MVA；；选择各级基准电压：选择各级基准电压：•基本级的基准电压等于该电压等级的额定电压基本级的基准电压等于该电压等级的额定电压或平均额定电压；或平均额定电压；•能消除标么值等值电路中的理想变压器能消除标么值等值电路中的理想变压器 (k*=1)•根据基本级的基准电压和基准电压比选取基准根据基本级的基准电压和基准电压比选取基准电压基准电压比的选择方法基准电压比的选择方法1、取相邻、取相邻(电压等级电压等级)的的基准电压之比基准电压之比等于变等于变压器的实际变比压器的实际变比(kB=kT), 选基本级：选基本级：UB=UN 优点：优点：则所有则所有变压器变比标幺值变压器变比标幺值k*=1。

省去省去理想变压器，简化等值电路理想变压器，简化等值电路 缺点：缺点：对于电磁环网，可能出现基准电压无对于电磁环网，可能出现基准电压无法确定；对于多级网络使基准电压与额定电法确定；对于多级网络使基准电压与额定电压相差甚远因此实际电力系统不采用压相差甚远因此实际电力系统不采用基准电压比的选择方法基准电压比的选择方法2、取相邻、取相邻(电压等级电压等级)的的基准电压之比基准电压之比等于各电压等于各电压级的额定电压或额定平均电压之比级的额定电压或额定平均电压之比 基本级：基本级：UB=UN（（UNav）） 优点：基准电压明确，以直观判断所得电压的高优点：基准电压明确，以直观判断所得电压的高低，不会出现基准电压难确定的问题低，不会出现基准电压难确定的问题 缺点：缺点：变压器变比标幺值变压器变比标幺值k*≠ ≠1(非标准变比）非标准变比） 基本级与其它各级的电压标么值的关系：基本级与其它各级的电压标么值的关系： 基准电压比的选择方法基准电压比的选择方法•工程计算中常采取以下近似计算：工程计算中常采取以下近似计算：•取统一取统一SB，并为每一电压等级规定，并为每一电压等级规定 UBi＝＝1.05UNi （（UB1，，U B2，，U B3））•认为变压器的额定变比等于相邻认为变压器的额定变比等于相邻(电压等级电压等级)基准电压之基准电压之比比 k*=1额定电压kV0.22 0.3836103560110220330平均额定电压kV0.230.43.156.310.53763115230345基准电压比的选择方法基准电压比的选择方法3、仍取相邻、仍取相邻(电压等级电压等级)的基准电压等于的基准电压等于平均额定平均额定电压电压，并同时认为系统中所有的额定电压就等于，并同时认为系统中所有的额定电压就等于其平均额定电压。

其平均额定电压 基本级：基本级：UB=UNav 优点：简化等值电路，基准电压易于确定优点：简化等值电路，基准电压易于确定 缺点：精度低缺点：精度低用于电力系统故障计算等精度要求不高的场合用于电力系统故障计算等精度要求不高的场合 例题例题设发电机端电压为10.5kV,负荷用恒定阻抗表示，并联导纳和变压器的电阻不计计算简单电力系统负荷端电压解：1、有名制￿￿￿￿2、基准电压为T实际变比￿￿￿￿3、基准电压为T平均电压￿4、基准电压为平均额定电压，并忽略标幺变比KT* 电力系统的等值电路制订步骤电力系统的等值电路制订步骤1 1、决定是用有名值，还是用标幺值、决定是用有名值，还是用标幺值2 2、变压器的归算问题、变压器的归算问题容量不相同时容量不相同时电压等级归算电压等级归算采用采用ΓΓ型和型和T T型型采用采用ππ型型—不归算不归算3 3、适当简化处理、适当简化处理变压器变压器—导纳支路以具有定值的功率导纳支路以具有定值的功率损耗代替损耗代替线路线路电导忽略电导忽略100km100km以内架空线电纳忽略以内架空线电纳忽略100100—300km300km以定值的无功损以定值的无功损耗代替耗代替2、三、三绕组变压器器的等的等值模型模型三三绕组可用二可用二绕组方法推出方法推出思考：思考：1、三、三绕组变压器的参数器的参数计算与二算与二绕组变压器的参数器的参数计算有算有什么不同？什么不同？2、三、三绕组变压器的型号器的型号为SFPSL-120000/220，容量比，容量比为100/100/50，，额定定电压 220/121/11 kv，，ΔP0=135kw；； I0%=0.663；； ΔPs(1-2)=600kw；； ΔP’s(1-3)=182.5kw; ΔP’s(2-3)=132.5kw；；US(1-2)%=14.85 ；；US(1-3)%=28.25；； US(2-3)%=7.96，，试求求归算到算到220 kv侧的参数及等的参数及等值电路路3、如下、如下图所示的所示的输电系系统，，线路路L1：：x1=10Ω；；线路路L2：：x2=1Ω；；变压器器T1：：SN=10MVA，，US%=10.5，，k=110/11kv，忽略，忽略电阻和接地阻和接地导纳，，试求求①①以以110kv电压为基本基本级时的有名的有名值等等值电路；路；②②以以Sj=100MVA，，Uj= 110kv为基准基准值的的标幺幺值等等值电路路T1 k1L1L2。