3第三章输网运行分析.ppt

第三章 输电网运行分析 主要内容 电能质量分析 电网各元件的参数和等值电路 电网的等值电路 输电网的潮流分析 系统频率分析 第一节 电能质量分析 衡量电能质量的指标主要是电压、频率、波形、电压波动与闪变和三相不平衡度等。 1、电压 电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接影响。 各类负荷电压特性如图所示。 在电力系统正常运行时，供电电压必须规定在允许的变化范围之内。这也就是电压的质量指标。我国目前所规定的用户处的允许电压变化范围如表所示。 2、频率 电力系统在稳定运行情况下，频率值决定于所有机组的转速，而转速则主要决定于发电机组的转矩平衡。每一个电力系统都有一个额定频率，即所有发电机组都对应一个额定转速。系统运行频率与系统额定频率之差称为频率偏移。频率偏移是衡量电能质量的一项重要指标。 我国电力系统采用的额定频率为50Hz，为保证频率的质量，其允许偏移值如表所示。 3、波形 电力系统电能质量要求供电电压（或电流）的波形应为正弦波，这就首先要求发电机发出符合标准的正弦波电压。其次，在电能输送、分配和使用过程中不应使波形产生畸变。假如系统中的变压器发生铁芯过度饱和时，或变压器中无三角形接法的绕组时，都可能导致波形的畸变。此外，随着电力系统负荷复杂化的发展趋势，三相负荷不平衡、可控硅控制的非线性负荷等情况都将造成电网电压（或电流）波形的畸变。 衡量电力系统电压（或电流）波形畸变的技术指标，是正弦波形的畸变率。各次谐波有效值平方的和的平方根与其基波有效值的百分比，称为正弦波形畸变率，电压正弦波形的畸变率可由下式计算 。 4、电压波动与闪变 供电电压在两个相邻的、持续1s以上的电压方均根值和之间的差值，称为电压变动。通常多以额定电压的百分数来表示电压变动的相对百分值 。 电压波动为一系列电压变动或连续的电压偏差。电压波动值为电压方均根值的两个极值之差，常以其额定电压的百分数表示其相对百分值 。 闪变是人对照度波动的主观视感。闪变的主要决定因素有： 1、供电电压波动的幅值、频率和波形； 2、照明装置，以对白炽灯的照度波动影响最大，而且与白炽灯的瓦数和额定电压等有关； 3、人对闪变的主观视感。 5、三相不平衡度 若三相电压（或电流）大小相等，相位依次（A、B、C）领先120?，称为三相平衡（或对称），否则为不平衡（或不对称）。 不平衡的三相系统可以将电压（或电源）用对称分量法分解为正序、负序、零序分量 。把负序分量与正序分量有效值之比称为不平衡度（或不对称度）。 电力系统中三相不平衡主要是由负荷不平衡，系统三相阻抗不对称以及消弧线圈的不正确调谐所引起的。可以采用下列方法解决： （1）将不对称负荷分散接到不同的供电点，以减小集中连接造成不平衡度超标问题； （2）使不对称负荷合理分配到各相，尽量使其平衡化（换相连接）； （3）将不对称负荷连接到更高电压级上供电，以使连接点的短路容量足够大； （4）采用平衡装置。 第二节 电网各元件的参数和等值电路 一、电力线路的参数和等值电路 二、电抗器的参数和等值电路 三、变压器的参数和等值电路 四、发电机、负荷的参数和等值电路 一、电力线路的参数和等值电路 （一）电力线路的参数 电力线路的电气参数包括导线的电阻、电导，以及由交变电磁场而引起的电感和电容四个参数。线路的电感以电抗的形式计算，而线路的电容则以电纳的形式计算。电力线路是均匀分布参数的电路，也就是说，它的电阻、电抗、电导和电纳都是沿线路长度均匀分布的。 1、线路的电阻 当电流通过导体时所受到的阻力，称为该导体的电阻。直流电路中导体的电阻可按下式计算： 2、线路的电抗 三相导线对称排列或虽不对称排列但经循环换位时，每相导线单位长度的电抗由电工原理已知，可按下式计算： 对于分裂导线线路的电抗，应按如下考虑：分裂导线的采用，改变了导线周围的磁场分布，等效地增大了导线半径，从而减小了每相导线的电抗。 若将每相导线分裂成 n根，则决定每相导线电抗的将不是每根导线的半径 r，而是等效半径req。如图所示： 于是每相具有n根分裂导线的单位电抗为： 3、线路的电导 线路的电导主要是由沿绝缘子的泄漏电流和电晕现象决定的。线路的电导主要取决于电晕现象。电晕现象，就是指导线周围空气的电离现象。 电晕是要消耗有功功率、消耗电能的。空气放电时产生的脉冲电磁波对无线电和高频通信产生干扰，电晕还会使导线表面发生腐蚀，从而降低导线的使用寿命。因此，电线路应考虑避免发生电晕现象。 电晕现象的发生，主要决定于导线表面的电场强度。在导线表面开始产生电晕的电场强度，称为电晕起始电场强度。使导线表面达到电晕起始电场强度的电压，称为电