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电力系统的基本组成输电系统——主要是三相交流系统电压等级，对于不同传输容量和传输距离的输电线路，应选择不同的电压，为了便于系统化标准化，将电压分为固定的等级中国：0.38、10、35、110、220、500(3、20、66、330、750、1000)低压：≤400V；中压：3kV~20kV；高压：110~220kV超高压：330kV~750kV；特高压：1000kV美国：0.208/0.48、4.16、12.47、13.8、34.5、46、69、115、138、161、230、287.5、345、500、765复习：电力系统中的电压调节发电机和变压器的额定电压发电机：额定电压比系统额定电压高5%变压器：通常一次绕组与系统额定电压相等一次绕组与发电机连接时，额定电压与发电机额定电压相等二次绕组额定电压比系统额定电压高10%直接与用户相连时，比系统额定电压高5%10.5/121110/11110/10.52.2供配电系统常用电气设备二、开关设备1、高压断路器类型①按灭弧介质分类：油、压缩空气、SF6、真空等。②按使用场合分类：户内、户外。断路器的额定电压3.6kV、7.2kV、12kV、40.5kV、72.5kV、126kV、252kV、363kV、550kV35kV以下：系统额定电压*1.235kV~220kV：系统额定电压*1.15220kV以上：系统额定电压*1.1我国的电力工业特高压世界之最——我国已建成的特高压世界上第一条商业运行的1000kV特高压交流输电线路山西晋东南——河南南阳——湖北荆门世界上第一条±800kV直流输电线路：云南楚雄——广东曾城（2010.6）输送容量最大、送电距离最远的±800kV直流输电线路：四川宜宾——上海奉贤（2010.7）负荷曲线各种负荷综合在一起随时间变化年负荷曲线负荷曲线各种负荷综合在一起随时间变化年负荷曲线北方：夏165天，冬200天；南方：夏200天，冬165天(a)夏季日负荷曲线(b)冬季日负荷曲线(c)年负荷持续时间曲线负荷曲线常用概念年最大负荷Pmax全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率Pmax=P30年最大负荷利用小时数Tmax实际负荷全年所消耗的电能等效于年最大负荷持续时间maxmaxaPTPtdtW负荷曲线常用概念平均负荷Pav负荷系数（负荷率）和无功负荷系数α=KL=Pav/Pmax0.7≤α≤0.75β=Qav/Qmax0.76≤β≤0.82tWPtav8760aavWP例题如图所示为某地的年负荷持续时间曲线，请计算该地区的计算负荷、年最大负荷利用小时数、平均负荷、负荷率。例题解：Ica=5000kW地区全年用电量：Wa=5000*1000+4000*1000+3000*2000+2000*2000+1000*2760=21760000kWh（2分）年最大负荷利用小时数小时数：h年平均负荷：kW负荷率：maxmax2176000043525000aWTP2484.028760aavWPmax0.497avPP负荷计算单台设备的计算负荷按发热条件选择电气设备半小时平均负荷中小截面导线达到稳定温升的时间为30分钟,max,caTPtTPtt000.5300.5maxttPPtdt负荷计算工作制换算暂载率（负荷持续率、接电率）一个工作周期内的工作时间与整个工作周期的百分比值重复短暂负荷下电气设备的额定工作周期为10分钟吊车：15%、25%、40%、60%电焊机：50%、65%、75%、100%负荷分类工作制换算重复短暂工作制吊车电动机（电葫芦、起重机、行车）：折算为ε=25%电焊机：折算为ε=100%其他设备NeNPP负荷计算单相用电负荷的换算单相设备总容量不超过三相总容量15%，当作三相对称负荷单相设备总容量超过三相总容量15%，计算其等效三相容量单相设备接于相电压单相设备接于线电压用电设备组的计算负荷需要系数法设备分组——用电性质相近的分为一组照明、空调对每一组选择合适的系数得出其计算负荷Pca.照明=Kd1*ΣPe单台照明Pca.空调=Kd2*ΣPe单台空调总负荷为所有设备组的计算负荷相加PΣ=Kd1*ΣPe单台照明+Kd2*ΣPe单台空调逐层往上用电设备组的计算负荷需要系数法无功负荷视在负荷不同设备组的负荷总和用电设备组的计算负荷需要系数法一些通用规范（经验值）设备组——教材附录1工厂——教材附录2同时系数KΣp设备组计算时，台数较多则用较小的需要系数，台数较少时用较大值负荷计算配电系统的计算负荷用电设备组车间低压母线变压器高压侧高压母线总降压变电所出线总降压变电所低压母线全厂总负荷例题某220/380V三相四线制线路上，装有220V单相电热干燥箱6台、单相电加热器2台和380V单相对焊机6台。电热干燥箱20kW2台接于A相，30kW1台接于B相，10kW3台接于C相；电加热器20kW2台分别接于B相和C相；对焊机14kW（ε=100%）3台接于AB相，20kW（ε=100%）2台接于BC相，46kW（ε=60%）1台接于CA相。试求该线路的计算负荷。经前一个例题计算，接于线电压的单相对焊机折算为接于相电压的单相负荷后A相PeA=40.73kW，QeA=37.74kvarB相PeB==40.4kW，QeB=42.4kvarC相PeC=36.5kW，QeC=39.84kvar则该设备组的各项计算负荷为：（查表1-12）A相PcA2=KdPeA=0.35×40.73=14.26kWQcA2=KdQeA=0.35×37.74=13.21kvarB相PcB2=KdPeB=0.35×40.4=14.14kWQcB2=KdQeB=0.35×42.4=14.84kvarC相PcC2=KdPeC=0.35×36.5=12.78kWQcC2=KdQeC=0.35×39.84=13.94kvar电热干燥箱及电加热器的各相计算负荷查附录表1得Kd=0.7，cosφ=1，tgφ=0，因此只要计算有功计算负荷A相PcA1=KdPeA=0.7×20×2=28kWB相PcB1=KdPeB=0.7×(30×1+20×1)=35kWC相PcC1=KdPeC=0.7×(10×3+20×1)=35kW3.各相总的计算负荷（设同时系数为0.95）A相PcA=K∑（PcA1+PcA2）=0.95×（28+14.26）=40.15kWQcA=K∑（QcA1+QcA2）=0.95×（0+13.21）=12.55kvarB相PcB=K∑（PcB1+PcB2）=0.95×（35+14.14）=46.68kWQcB=K∑（QcB1+QcB2）=0.95×（0+14.84）=14.10kvarC相PcC=K∑（PcC1+PcC2）=0.95×（35+12.78）=45.39kWQcC=K∑（QcC1+QcC2）=0.95×（0+13.94）=13.24kvar4.总的等效三相计算负荷因为B相的有功计算负荷最大，所以Pcmφ=PcB=46.68kWQcmφ=QcB=14.10kvarPc=3Pcmφ=3×46.68=140.04kWQc=3Qcmφ=3×14.10=42.3kvar尖峰电流尖峰电流Ipk单台或多台设备持续1-2s的短时最大负荷电流，由电动机启动等原因产生计算目的：熔断器和继电保护装置的选择单台设备的尖峰电流Ipk=Ist=Kst*ININ：额定电流Kst：启动系数（鼠笼电机5~7，绕线电机2~3，直流电机1.7，电焊变压器3，详见铭牌）尖峰电流尖峰电流Ipk多台设备供电干线尖峰电流Ist.max为用电设备中启动电流与额定电流之差最大的那台设备的启动电流，(Ist-IN)max则为其电流差KΣ为其余n-1设备的同时系数ΣINi为其余n-1台设备的额定电流之和1max1npkNistiIKIImaxpkcastNIIII尖峰电流例题：某线路给5台电动机供电，如表所示，若同时系数取0.9，计算尖峰电流。解：确定启动电流与额定电流差最大的电动机M1：42-8.3=33.7M2:193.2-27.6=165.6M3：60-9.9=50.1M4：197-35.8=161.2M5：40.6-5.8=34.8故为M2参数M1M2M3M4M5额定电流（A）8.327.69.935.85.8启动电流（A）42193.26019740.6尖峰电流例题：某线路给5台电动机供电，如表所示，若同时系数取0.9，计算尖峰电流。解：确定启动电流与额定电流差最大的电动机由方法一：Ipk=0.9*(8.3+9.9+35.8+5.8)+193.2=247由方法二：Ipk=0.9*(8.3+27.6+9.9+35.8+5.8)+165.6=244.26参数M1M2M3M4M5额定电流（A）8.327.69.935.85.8启动电流（A）42193.26019740.6电力系统的模型与参数变压器的模型与参数变压器铭牌上的四个参数：ΔPS，US%，ΔP0，I0%变压器短路试验电阻RT电抗ZT变压器开路试验（空载试验）电导GT电纳BT变比——原边与副边线电压之比而非绕组匝数之比三绕组变压器的参数计算三绕组变压器的短路试验（依次让一个绕组开路）三绕组变压器的参数计算三绕组变压器的额定容量问题高压/中压/低压100/100/100100/100/50100/50/100参考图片——变压器铭牌三绕组变压器的参数计算三绕组变压器串联等值阻抗中压侧绕组的等值电抗为什么常常为负值？电力系统的模型与参数变压器的等值电路带变比的等值电路电力系统的模型与参数变压器的等值电路Π型等值例题例1.有一台SFL20000/110型的降压变压器向10kV电网供电，铭牌参数：ΔPS=135kW，VS%=10.5，ΔP0=22kW，I0%=0.8试计算归算到高压侧的变压器参数并画出忽略励磁支路的Π型等值电路例题例题变压器并列运行的条件连接组别相同接线组别不同在并列变压器的二次绕组中会出现电压差，在变压器的二次侧内部产生循环电流。变比相同变压器比不同，二次电压不等，在二次绕组中也会产生环流，并占据变压器的容量，增加变压器的损耗。短路电压值相同变压器短路电压与变压器的负荷分配成反比。容量相近容量不同的变压器短路电压不同，负荷分配不平衡，运行不经济。电力系统的模型与参数三相输电线路的模型与参数电阻电感电容电导rRLjL1CjCZRjXrjL阻抗gG1YGjBgjC导纳b）中等长度输电线路架空线路长度100～300km，线路额定电压110～220kV；电缆长度100km；忽略电导g＝0ZY/2V1V2I1I2Y/2Z/2V1V2I1I2YZ/2jbljBjBGYjxlrljXRZ；222211222221)12()14(22)12()2(IYZVYZYIVYVYIIZVYZVZVYIV221112ZY)14ZY(2ZYIVYZIVΠ型T型电能在电力系统中的传输电能传输中的电压降落通常δ较小，两端电压幅值差取决于纵分量，相位差取决于横分量电能在电力系统中的传输电能传输中的电压损耗电压损耗近似地用电压降落的纵分量表示电能在电力系统中的传输电能传输中的电压降落电能在电力系统中的传输电能传输中的功率损耗电能传输中在电阻和电抗上的损耗计算电能需求配电线路的功率损耗对于较短的配电线路，忽略对地电容支路计算电能需求变压器的功率损耗有功损耗：铜耗+铁耗额定电压下的铁耗近似等于空载试验中的损耗额定电流下的铜耗近似等于短路试验中的损耗2caTFeCuFekN