电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计

1银川能源学院课程设计课程名称：电力系统分析设计题目：电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计学院：电力学院专业：电气工程及其自动化班级：电气1301班姓名：刘玥学号：1310240032成绩：______________________________指导教师：李莉、李静日期：2015年12月7号—2015年12月18号2摘要在电力系统计算中习惯采用标幺制，一个物理量的标幺值是指该物理量的实际值与所选基准值的比值。在组成电力系统的等值电路时，各元件的参数应按全网统一选定的基准值进行标幺值的换算。如发电机,变压器,电抗器等的阻抗参数,是以自身的额定容量和额定电压为基准值得标幺值换算为统一基准值下的标幺值。。在这个设计中，先把各元件参数的标幺值计算出来，再通过制订各序网络。关键词：标幺值等值电路各序网络3摘要.................................................................................................2电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计...................4一：基础资料............................................................................41.1发电机的参数和等值电路.............................................41.2电力线路的参数和等值电路.........................................51.2.1电力线路单位长度的参数.....................................52.1电力系统的等值网络.....................................................62.1.1用有名值表示的等值网络.....................................62.1.2用标幺值表示的等值网络.....................................7二：设计任务..........................................................................10结论...............................................................................................14总结与体会....................................................................................15致谢...............................................................................................16参考文献.......................................................................................17课程设计成绩的考核....................................................................1841001002*00USxxxNNGGGsUxxNNGG200100)(XIUEEGGjGGG电力系统分析课程设计电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计一：基础资料1.1发电机的参数和等值电路一般情况下，发电机厂家提供参数为：，，，及电抗百分值，由此，可确定发电机的电抗。按百分值定义有)(XIUEEGGjGGG因此求出电抗以后，就可求电势，并绘制等值电路图，如图2-1所示。sNpNNcosUN00xG5)]20(1[201trr0157.0lg1445.01rDxeqnrDxeq0157.0lg1445.011061lg58.7rDbeqeq1.2电力线路的参数和等值电路电力线路等值电路的参数有电阻、电抗、电导和电纳。在同一种材料的导线上，其单位长度的参数是相同的，随导线长度的不同，有不同的电阻、电抗、电导和电纳。1.2.1电力线路单位长度的参数电力线路每一相导线单位长度参数的计算公式如下。(1)电阻：（Ω/km)(2)电抗：（Ω/km)采用分裂导线时，使导线周围的电场和磁场分布发生了变化，等效地增大了导线半径，从而减小了导线电抗。此时，电抗为（Ω/km)式中Deq——三相导线的几何间距；——分裂导线的半径；n——每相导线的分裂根数。r6VpgLg21VLkkknK21YKY'21UKU'IKI'1（3）电纳：（S/km）（4）电导：（S/Km）式中为线电压（KV）2.1电力系统的等值网络在有变压器的电路中，当变压器采用г形等值电路时，必须把不同电压等级的参数和变量全部归算至同一电压等级（基本级），才能得到网络各元件之间只有电联系，没有磁联系的等值网络，从而应用电路定律进行分析计算。这就是多电压级网络中进行参数和变量归算的根本意义所在。2.1.1用有名值表示的等值网络首先将各元件的参数归算至基本级，然后再把各元件的等值电路联结起来，成为电力系统的等值网络如设待归算级参数为Z'，Y'，U'，I'，归算至基本级的参数为Z，Y，U，I。为：二者的基本关系对多电压等级：ZKZ'27待归算级侧的额定电压基本级侧的额定电压k,,,,SZIUBBBBYZBB1ZUUBBB3IUSBBB3SUZBBB2USYBBB2USIBBB3其中变压器变比的方向是由基本级到待归算级，即有：2.1.2用标幺值表示的等值网络在标幺值计算中，五个电气量U，I，Z，Y，S的基准值分别为它们之间符合电路关系式，即有一般选,为基准值,其它三个基准值(,,)可由电路关系式延伸而出,即建立多电压级网络的等值网络时，首先选好基本级，确定基本级上的基准值参数，然后把各元件的有名值参数归算为以基本级上的基准值为基准的标么值，即可联网。如图所示,在基本级上基准值。SBUBIBZBYBUSBB8IUYKKIKUY'''2'211ZZK高）归算（低SUIIUUSUYYUSZZBBBBB2BB2BBB3IIUYYZZ取标幺IIUUYKYKZBBBBBBBBKK''2'2'1)(Z低高归算SUIIIIUUUSUYYYYUSZZZZB'B''B''B'BB''B'BB''B'3''22取标幺归算的途径有两个：（1）先将网络中各待归算级元件的阻抗、导纳以及电压、电流的有名值参数归算到基本级上，然后再除以基本上与之相对应的基准值，得到标么值参数。即先有名值归算，后取标么值。归算过程中用到的公式：⑵先将基本级上的基准值电压、电流、阻抗、导纳归算到各待归算级，然后再被待归算级上相应的电压、电流、阻抗、导纳分别去除，得到标么值参数。即先基准值归算，后取标么值。归算过程中用到的公式：9SUZNNZ20USZNNZ20SSUUXXNBBNGG'100%22SSUUUXNBBNKT'100%22以上两种归算途径，得到的标么值参数是相同的。（3）基准值改变后标幺值换算如前所述，已知发电机的XG%，变压器的%，电抗器的%，而百分值除以100为标幺值，这个标幺值是以元件本身的额定参数为基准的标幺值，则应把它换算到以选择的基本级上的基准值为基准的标幺值。设已知（以元件本身的额定值为基准值的标幺值阻抗）求（以选定的基本级上参数为基准的标幺值阻抗）由还原然而所以，发电机：UKXrZ0Zn10IIUUXXrNBBrNrR''100%变压器：电抗器：这里，是考虑变比后，由基本级的基准值归算至待归算级的电压，电流。电力系统的等值网络，即是将电力系统各元件的参数归算到同一电压等级后的等值电路联结起来。二：设计任务如图2-3所示的电力系统，试用精确计算法和近似计算法计算各元件的标幺值电抗。UB'IB'11kAUSIBBB484.012131003)2()2(kAUSIBBB95.726.731003)3()3(87.03010026.01SSXXGBG解：1.精确计算（途径：先基准值归算，后取标幺值。）选第I段为基本段，并取，，其他两段的基准电压分别为各段的基准电流为：各元件的标幺值电抗：发电机：KVUB5.10)1(MVASB100KVKUUBB1211215.1015.1011)1()2(KVKKUUBB26.76.61101215.1015.10121)1()3(kAUSIBBB5.55.1031003)1()1(1233.05.31100105.0100%2SSUXTBk22.0100804.012122)2(03USXXBBl58.010015105.0100%121110222)2(24USSUUXBBNNk09.126.795.73.0605.0100%)3()3(5UIIUXXBBYNrNr38.01005.208.026.722)3(06USXXBBlkVUB5.101kAIB5.55.1031001kAIB5.011531002kVUB1152kAIB2.93.631003kVUB3.63变压器T1：输电线路:变压器T2：电抗器：电缆线：2：近似计算各段基准电压和基准电流分别为：各元件的标幺值电抗值同精确计算的各元件的标幺值133近似计算时电力系统的标幺制等效电路如图所示等效电路14SB结论电力系统计算中习惯采用标幺制，一个物理量的标幺值为其有名值和基准值之比。通常选定容量基准基准，就可以求出各元件参数和基本级的电压的标幺值。近似计算时往往略去电阻和导纳，并认为系统中所有的额定电压就等于其平均额定电压从而化简等效电路。UB15总结与体会16致谢课程设计得以完成，要感谢的人实在太多了，首先感谢李莉教授，因为课程设计是在老师的悉心指导下完成的。老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，将使我终身受益。再多华丽的言语也显苍白。在此，谨向李莉老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。17参考文献1.于文源，杨绮雯合编.电力系统分析.北京：中国电力出版社，19962.南京工学院编.电力系统（第一版）.北京：电力工业出版社，19803.西安交通大学主编.电力系统工程基础（第一版）.北京：电力工业出版社，19844.于文源主编.电力系统分析（第一版）.长沙：湖南师范大学出版社，19925.韩祯祥，吴国炎，等.电力系统分析.杭州：浙江大学出版社，19936.韩祯祥，电力系统分析[M].杭州：浙江大学出版社，20037.张炜.电力系统分析[M].北京：中国水利水电出版社，19998.夏道止.电力系统分析.北京：中国电力出版社，200418课程设计成绩的考核学期第五学期姓名刘玥专业电气工程及其自动化班级电气1301班课程名称电力系统分析设计题目电力系统各元件标幺值的应用及简化电路设计评分评定指标分值得分知识创新性20理论正确性20内容难易性15结合实际性10知识掌握程度15书写规范性10工作量10总成绩100