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第4章 输电系统分析基础,重庆大学版电力系统(第2版)课件.ppt

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第4章 输电系统分析基础,重庆大学版电力系统(第2版)课件

* 式中 S——通过变压器阻抗的负荷视在功率。 变压器励磁支路(导纳)中的功率损耗即前面所述的空载损耗,其表达式为 变压器的总功率损耗为两部分之和,即: 即 * 若有n台同容量同型号的变压器并联运行,其总功率损耗表达式为: ③输电效率。 输电网络中所有负荷的有功功率之和PD占电源供给网络总有功功率PS的百分比,称输电网络的输电效率。 * 2)电能损耗 ①电能损耗和网损率。 在输电系统运行过程中,负荷每时每刻都在变化,按照某一个电流(功率)值计算的有功功率损耗是针对该运行状态而言的瞬时值。 相对于有功功率损耗,输电线路和变压器的电能损耗也有两部分。 在给定时间(日、月、季或年)内,系统中所有发电厂的总发电量扣除总厂用电量即为供给网络的电量,称“供电量”,以WS示之。在同时间段内,输电网络电能损耗占供电量的百分比,称输电网络的“网损率”,即 式中 WD——同一时段内的负荷用电量。 * ②电能损耗的计算。 用I(t)表示通过线路或变压器绕组中一相的电流,则一年内其电阻中消耗电量为: 这是年电能损耗的精确计算式,但不实用。通常是根据它所表述的概念衍生的一些方法来估算电能损耗,如最大负荷损耗时间法。 设通过线路或变压器的功率一直为负荷最大值Smax,经过τ时间后,该元件电阻所消耗的电能等于全年实际的电能损耗,即 * 正常运行时可近似忽略电压的变化,则 τ称最大负荷损耗时间。从而,年电能损耗 式中 ΔPmax——最大负荷时的功率损耗。 输电线路的年电能损耗表达式即为式(4.100)。对于变压器还须计及铁芯中损耗的电能,故 式中 ΔP0——铁芯有功功率损耗;   t——变压器一年中的实际投运时间。 * *      (2)电压降落 衡量系统中各节点(母线)电压质量的标准是节点实际电压与额定电压的差值对额定电压的百分值,称“电压偏移”。造成电压偏移的原因是网络中的“电压损耗”,即网络中任意两点之间电压数值的差值,常以对网络额定电压的百分值来表示。在图4.45中 电压降落  电压损耗  电压偏移  由等值电路有: * 图4.45 串联阻抗支路 * 从而得到电压降落纵、横分量分别为: 如果以U1为参考轴,同样可得: * 一般表达式为: 式中 P,Q——三相有功、无功功率,MW,Mvar; R,X——一相等值电阻、电抗,Ω; U——与功率同端的线电压,简化计算时可取网络额定电压UN,kV。 在已知阻抗支路一端电压时,根据式(4.102)或式(4.103)就可计算另一端电压: 或 * 从而得到支路上的电压损耗∧U=U1-U2,及端点的电压偏移 或 由于输电系统正常运行时的δ角很小,特别在110 kV及以下的网络计算中,故可以不计电压降落横分量,即 或 这时,电压损耗近似等于电压降落的纵分量。 * 110 kV及以上的高电压输电网络具有各元件的电抗远大于其电阻的特点。若用P,Q表示传输的负荷功率,用δ12表示两端电压相角差,由图4.45(b)可以写出 又 当计及RX时,上两式可简化得: 即 * 从而 可见,输电线路传输的有功功率和线路两端电压相角差有关;而传输的无功功率主要与两端电压数值差有关。 * 小 结 本章针对研究输电系统问题必须首先建立的数学模型展开了两方面及两层次的讨论。一是输电系统中各元件的数学模型及其基本运行特性;再是由输电线路和变压器构成的输电网络的数学模型及其基本运行特性。 发电机组的数学模型可分别用同步参数和暂态参数表示。 变压器的数学模型分两种:手算时采用Γ型等值电路,计算机计算时用Π型等值电路。 输电线路的数学模型均用Π形等值电路表示。但由于一般(长)线路和长线路,两者的参数具有不同的性质从而有不同的计算方法。 电力负荷的模型通常以给定的有功功率和无功功率表示,或以其端电压和功率计算的阻抗表示。当需要考虑负荷的静态特性时,采用静态特性模型。 * 输电网络数学模型的建立,视采用的变压器模型分两种情况。 当变压器模型采用Γ型等值电路时,必须进行电压级的归算。这又分有名制和标幺制两种类型。 当变压器模型采用等值变压器模型(Π型等值电路模型)时,不再有电压级的归算,只是对不同情况理想变压器的变比取值不同。 输电网络在运行过程中,总要产生功率损耗、电能损耗和电压降落。 * 图4.36 我国某统调电网2002年年负荷曲线 * 图4.37 工业城市综合负荷静态特性 * (2)负荷的电压、频率特性 在接入系统负荷大小不变的情况下,负荷吸取的功率随端电压(频率)变化而变化的特性称负荷的静态电压(频率)特性。 应用数字仿真研究电力系统问题

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