新能源2

1电气设备额定参数------用以表明电气设备在一定条件下的长期工作最佳运行状态的特征量的值叫做额定参数。主要有额定电压、额定电流等。额定电压-----电气设备的额定电压是按长期正常工作时具有最大经济效果所规定的电压。为使电气设备实现标准化和系列化生产，国家规定了标准电压系列。额定电流-----电气设备的额定电流是指周围介质在额定环境温度时，其绝缘和载流导体及其连接的长期发热温度不超过极限值所允许长期通过的最大电流值。（我国基准环境温度的规定40℃）1.3电网额定电压和标幺值电气设备额定参数21．电力线路（或电网）的额定电压电力线路（或电网）的额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的。它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。1.3电网额定电压和标幺值额定电压国家标准33．发电机的额定电压发电机的额定电压高于同级线路额定电压的5%理由：由于电力线路允许的电压损耗为±5%，因此为了维护线路首端与末端平均电压的额定值，线路首端（电源端）电压应比线路额定电压高5%，而发电机是接在线路首端的，所为了补偿线路上的电压损耗，如图所示，发电机的额定电压高于同级线路额定电压的5%。1.3电网额定电压和标幺值额定电压国家标准2．用电设备的额定电压规定与同级电力线路的额定电压相同理由：由于用电设备运行时，电力线路上要有负荷电流流过，因而在电力线路上引起电压损耗，造成电力线路上各点电压略有不同，如图虚线所示。但成批生产的用电设备，其额定电压不可能按使用地点的实际电压来制造，而只能按电力线路的额定电压来制造。用电设备和发电机的额定电压44．电力变压器的额定电压（1）电力变压器一次绕组的额定电压有两种情况：1）当电力变压器直接与发电机相连，如图中的变压器T1，一次绕组的额定电压应与发电机额定电压相同，即高于同级线路额定电压5%。电力变压器一、二次额定电压说明图2）当变压器不与发电机相连，而是连接在线路上，如图中的变压器T2，则可将变压器看作是线路上的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与线路额定电压相同。1.3电网额定电压和标幺值额定电压国家标准5（2）变压器二次绕组的额定电压变压器二次绕组的额定电压，是指变压器一次绕组接上额定电压而二次绕组开路时的电压，即空载电压。而变压器在满载运行时，二次绕组内约有5%的阻抗电压降。因此分两种情况讨论：1）变压器二次侧供电线路很长（例如较大容量的高压线路），如图中的变压器T1，变压器二次绕组额定电压要比线路额定电压高10%。原因：一方面要考虑补偿变压器二次绕组本身5%的阻抗电压降，另一方面还要考虑变压器满载时输出的二次电压要满足线路首端应高于线路额定电压的5%，以补偿线路上的电压损耗。1.3电网额定电压和标幺值额定电压国家标准电力变压器一、二次额定电压说明图62）变压器二次侧供电线路不长（例如为低压线路或直接供电给高、低压用电设备的线路），如图中变压器T2，变压器二次绕组的额定电压，只需高于其所接线路额定电压5%。原因：仅考虑补偿变压器内部5%的阻抗电压降。综上所述，在同一电压等级中，电力系统中各个环节(发电机、变压器、电力线路、用电设备)的额定电压数值并不都相同。1.3电网额定电压和标幺值额定电压国家标准电力变压器一、二次额定电压说明图7我国交流电力网和电气设备的额定电压（kV）用电设备额定电压与电力网额定电压发电机额定电压变压器额定电压原边绕组副边绕组0.220.230.220.230.380.400.380.4033.153/3.153.15/3.366.36/6.306.3/6.61010.510/10.510.5/11353538.56060661101101212202202423303303635005005507507508001.3电网额定电压和标幺值额定电压国家标准81.3电网额定电压和标幺值额定电压国家标准！G10kVT2380VT1220kV110kV10kV6kVT3①②③④⑤负荷T49电网电压等级低压网：1KV以下中压网：1——10KV高压网：35——220KV超高压网：330——750KV特高压网：1000KV以上1.3电网额定电压和标幺值10线路输送容量及输送距离与电压关系输电电压（kV）35110220330500输送容量（MW）10～2020～70100～250300～6001000～1500输送距离（km）20～5050～100200～300250～500300～8001.3电网额定电压和标幺值11参考文献1.《电气工程基础》华中科技大学出版社.熊信银编著．(21-26页)12所谓标么制是相对单位制的一种表示方法，在标么制中参与计算的各物理量都是用无单位的相对数值表示。标么值的一般数学表达式为：有名值（任意单位）标么值＝基准值（与有名值同单位）标幺值1.3电网额定电压和标幺值BBBBZZZSSSVVVIII****,,,13标幺值1.3电网额定电压和标幺值基本概念1)有名制：用实际有名单位表示物理量的单位制系统。在电力系统计算时，采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流和功率等进行计算。2)标幺制：用相对值表示物理量的单位制系统。在电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流和功率等进行计算。3)基准值：对于相对值的相对基准。三者之间的关系：标幺值=有名值/基准值4）基本级：将参数和变量归算至同一个电压级。一般取网络中最高电压级为基本级。141、三相系统中基准值的选择通常，对于对称的三相电力系统进行分析和计算时，均化成等值星型电路。因此，电压、电流的线和相之间的关系以及三相功率与单相功率之间的关系为：33phphphIIUUSS标幺值1.3电网额定电压和标幺值15有名值中YZIZUUIS133在基准值中，由于基准值选择有两个限制条件：（1)基准值的单位与有名值单位相同；(2)各电气量的基准值之间符合电路的基本关系式。因此有：BBBBBBBBYZZIUIUS133标幺值1.3电网额定电压和标幺值16一般首先选定SB、UB为功率和电压的基准值，其他三个基准值可按电路关系派生出来，即有：BBBBBBBBBUSIUSYSUZ322标幺值1.3电网额定电压和标幺值172、标么值用于三相系统虽然在有名制中某物理量在三相系统中和单相系统中是不相等的，但它们在标么制中是相对的，即有：phBBBUZIZIIZUUU3333phBBBSIUSIUSSIU标幺值1.3电网额定电压和标幺值标幺制的优点：线电压和相电压的标幺值数值相等，三相功率和单相功率的标幺值数值相等，给计算带来方便。18一、用有名值计算电压归算求得各元件的等值电路后，就可以根据电力系统的电气接线图绘制出整个系统的等值电路图。选取基本级，注意电压等级的归算，其参数归算过程如下。电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值待归算级侧的额定电压基本级侧的额定电压＝K待归算级的参数与归算到基本级后的参数关系为：ZKZ2YKY21UKUIKI119多电压等级网络中，有名制的主要问题在于参数的折算，对于图示电力系统。折算到I时：)()(2222121211LOADCLTTTLTTGXXXKKXXKXXXⅠⅡⅢKT1：1KT2：1电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值XL1XL2XC20二、用标幺值计算电压归算其参数归算过程如下：（1）选基本级。基本级的确定取决于研究的问题所涉及的电压等级。（2）确定变比。变压器的变比分为两种，即实际额定变比和平均额定变比。电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值（3）参数归算。工程上要求的精度不同，参数的归算要求也不同。在精度要求比较高的场合，采用变压器的实际额定变比进行归算，即准确归算法。在精度要求不太高的场合，采用变压器的平均额定变比进行归算，即近似归算法。21准确归算法下面以图中所指的基本级和待归算级为例，说明参数的归算方法。其归算途径有两个：（1）先将网络中各待归算级各元件的阻抗、导纳以及电压、电流的有名值参数归算到基本级上，然后再按除以基本级上与之相对应的基准值，得到标么值参数，即先有名值归算，后取标么值计算。电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值22归算过程中用到的公式如下：（归算）（取标么）BBBBBBBBBBSUIIIYIKIUUUUKUSUYYYYYKYUSZZZZZKZ3112222电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值23（2）先将基本级上的基准值电压或电流、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。电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值24归算过程中用到的公式如下：（归算）（取标么）'2'22'2''13BBBBBBBBBBBBBBBBBBZSZZZZKZUUYYKYYYYSUUUUKUUIIKIIIIS电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值25发电机、变压器、电抗器的标么值电抗为：电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值GLT2LT1C31.510.5/121%10.5kMVAkVU3010.50.2611dMVAkVXEkV800.4/kmkm15110/6.6%10.5kMVAkVU60.3%5RkVkAX2.50.08/kmkm2()*2222%100%1003NBGGNBNkNBTBNRNRBRBRNUSXXUSUUSXUSUXSXUI26avbavavaUKU变压器两侧电网的平均额定电压一般较网络的额定电压近似高5％电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值多电压级网络的平均额定电压额定电压（KV)361035110220500平均额定电压3.156.310.537115230525近似归算法：取相邻电压等级平均额定电压为基准电压。认为变压器的变比等于相邻电压等级基准电压之比，即采用相邻电压等级平均额定电压进行参数归算。变压器平均额定变比：27电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值按近似计算法归算，对于发电机和变压器，其电抗标幺值计算公式也只需进行功率归算，而不必进行电压归算。采用平均额定电压的优越性在于：对多电压等级的复杂网，参数的归算按近似归算法进行时，可以大大减轻计算工作量。2()*222%100NBGGNBNkNBTBNUSXXUSUUSXUS()*%100BGGNNkBTNSXXSUSXS28以上讲了采用标么制时的网络参数归算，显然较有名值归算复杂些。但它可以体现电压变换，在多电压等级网络计算中，可以不必进行参数和变量的归算，对以后的电力系统潮流计算、调压计算及短路计算等，采用以标么值参数表示的等值电路进行计算较为方便。电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值29电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值例对图所示的输电系统，试分别用准确计算法及近似计算法计算等值网络中各元件的标幺值及发电机电势的标幺值。计算！GIIIIIILT2LT1C(a)(b)E=1.0531.510.5/121%10.5kMVAkVU20.3330.2240.5851.0960.38'3010.50.2611dMVAkVXEkV800.4/kmkm15110/6.6%10.5kMVAkVU10.8760.3%5RkVkAX2.50.08/kmkm图具有三段不同电压的系统（a）电路图（b）等值电路30电网的等值电路1.3电网额定电压和标幺值解取第I端电路为基本段。（1）准确计算法。100dSMVA10.5dUkV1121110.512110.5/1211110.57.2610.51101216.6ddddUUkVkVKUUkVkVKKⅡⅠⅢⅠ22