电力系统分析标幺值

第五节电力系统的等值电路一、多电压等级网络中参数和变量的归算（有名值）电力线、变压器等值电路级联成电力网等值电路注意：多级电压网存在一个不同电压级之间的归算问题1)变压器的参数与UN有关，归算到哪一侧，值不同2)变压器的负载阻抗归算到某一侧时，和变比平方有关3)要级联等值电路，须将不同电压级下的阻抗、导纳、电压、电流归算到同一级—基本级（取电网最高电压）2'212121'()()nnZZkkkYYkkk4)归算12121'()'()nnUUkkkIIkkk'ZZ1:k2'2'11ZZkkZZk=k待求阻抗侧电压取值：原来阻抗侧电压例：将Z’归算到右边，求Z2=k待求阻抗原来的阻抗'212'122'12'12()()11nnnnZZkkkUUkkkYYkkkIIkkk1=k以上框中公式，用于左上图则？第五节电力系统的等值电路例题：电力网接线如图所示，图中各元件的技术数据见表1、表2，试作出归算到110KV侧和6KV侧的电网等值电路T1T2k210KV110KV6KVk1L1L2符号额定容量（MVA）额定电压（KV）Uk%∆Pk(KW)I0%∆P0(KW)T131.510.5/12110.5190332T220110/6.610.51352.822符号导线型号长度（Km）电压(KV)电阻(Ω/km)电抗(Ω/km)电纳(S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.15✕10-6L2LGJ-300560.1050.383表1:表2:解:变压器的电阻、导纳，线路的电导都略去不计1)归算到110KV侧变压器T1的电抗：)(8.485.311005.10100%121SUUX2N2N1k1T变压器T2的电抗：)(5.63201005.10100%110SUUX2N2N2k2T线路L1的电阻、电抗和电纳为：)S(575.110015.3212121)(3810038.0)(1710017.01010bBxXR46111111111T1T2k210KV110KV6KVk1L1L2线路L2的电阻、电抗为：)(8.5315383.0)(8.1455105.06.6110xX6.6110R22222222j48.8ΩjxT1RL1jXL117Ωj38Ωj48.8ΩjxT1RL2jXL217Ωj38ΩjBL1/2j1.575Х10-4jBL1/2j1.575Х10-4T1T2k210KV110KV6KVk1L1L2j0.1757ΩjxT1RL1jXL10.0612Ωj0.1368Ωj0.228ΩjxT1RL2jXL20.525Ωj1.915ΩjBL1/2jJ4.376Х10-2jBL1/2j4.376Х10-22)归算到6KV侧)(1757.08.481106.61106.6XX221T'1T)(228.05.631106.61106.6XX222T'2T)S(376.42121)(1368.0)(0612.0106.6110BB1106.6XX1106.6RR221L'1L21L'1L21L'1L)(915.15383.0)(525.05105.022'2L22'2LxXR公式T1T2k210KV110KV6KVk1L1L2二、标幺值（标么值）1、定义：标幺值=有名值（欧、西、千伏、千安、兆伏安）基准值（与对应有名值的量刚相同）标幺值—没有单位的相对值参数三相与单相公式一致结果清晰易于判断结果对否简化计算无量纲，概念不清2、基准值的选取1)基准值的单位与对应有名值的单位相同2)各种量的基准值之间应符合电路的基本关系YZZIUIUSBBBBBBBB1333)五个量中任选两个，其余三个派生，一般取SB，UB，SB—总功率或某发、变额定功率，UB—基本级电压4)幺值相同三相功率和单相功率标相同线电压和相电压标幺值IUSZIU******•标幺值：*BRRZ*BXXZ*BPPS*BQQS*BSSS•基准值的选取三相电路中基准值的选取和约束条件33UZISUI•如果选取的基准值满足•通常取、为基准3()3()BBBBBBUZIkVSUIMVABUBS233BBBBBBBBSIUUUZSI•将上式变成标么值表示：•在标幺制中三相电路的关系式类似于单相电路******UZISUI•三、不同基准值改变时标幺值的换算•１、换算关系•在、、、下•已知、、、•求：在、、、下•标么值、、、1BU1BI1BZ1BS*(B1)U*(B1)I*(B1)Z*(B1)S2BU2BI2BZ2BS*(B2)U*(B2)I*(B2)Z*(B2)S1112*(1)*(1)12211*(2)*(1)2221112*(1)*(1)222221////BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBUIUIZZUIUIZZZZUSUSZZUSUS*(1)11*(2)*(1)22BBBBBBBUUUUUUUUU给出元件的额定标幺值，须换算为统一基准值下的标幺值SSUUXUSZXUSZXNjjN2N*2jjjj*2NNNN*XXXX1*(2)*(1)21*(2)*(1)2BBBBBBBBIIIISSSS2**2NdGNGNdUSXXSU发电机：变压器：电抗器：2*2%100dNLLLNLdSUXXSU输电线路：*2dWLWLdSXXU2、电力系统各元件标幺值的计算统一基准：Sd，Ud(i)2*2%100kNdTNdUUSXSU10MVAdS100MVAdSmaxdNSSdiaviUU不同电压等级的电力系统标幺值统一基准选择原则是：整个系统选择统一的容量基准：不同的电压等级选择不同的电压基准:标幺值重点'ZZ1:k2'2'11ZZkkZZk=k待求阻抗侧电压取值：原来阻抗侧电压例：将Z’归算到右边，求Z2=k待求阻抗原来的阻抗'212'122'12'12()()11nnnnZZkkkUUkkkYYkkkIIkkk1=k以上框中公式，用于左上图则？额定电压kV0.220.3836103560110220330平均额定电压kV0.230.43.156.310.5376311523034522222233111211121avavavTTavavavUUUXXKKXXUUU2*3111122131avdddavavavUSSXXXXXUUU3davUU任何一个用标幺值表示的量，经变压器变换后数值不变。变压器的变比为各侧电网的电压基准值之比，变压器的变比标幺值为*1212/1/NNNdddkUUkkUU22**1//kavavdssdkdkUUSXXXSSSS电力系统电抗的标幺值为*3*2*2*1*1*WLTWLTLWLXXXXXX当电力系统的短路容量未知时，变电所高压馈线出口处的断路器的断流容量可看作是电力系统的极限短路容量。高压电网三相短路电流的计算**1//33kavdavkddddXIUUUIIUXXXX多级电压网络的等值电路2、各元件参数标么值的计算选取统一功率基准：•SB=100MVAorSB=1000MVA；选择各级基准电压：•基本级的基准电压等于该电压等级的额定电压或平均额定电压；•能消除标么值等值电路中的理想变压器(k*=1)。•根据基本级的基准电压和基准电压比选取基准电压。基准电压比的选择方法1、取相邻(电压等级)的基准电压之比等于变压器的实际变比(kB=kT),选基本级：UB=UN优点：则所有变压器变比标幺值k*=1。省去理想变压器，简化等值电路。缺点：对于电磁环网，可能出现基准电压无法确定；对于多级网络使基准电压与额定电压相差甚远。因此实际电力系统不采用。IB22010.5/2429.5455kVUIIIB220121/220121UIB12110.5/12110.5kVUIVB12111/11012.1kVU基准电压比的选择方法2、取相邻(电压等级)的基准电压之比等于各电压级的额定电压或额定平均电压之比。基本级：UB=UN（UNav）优点：基准电压明确，以直观判断所得电压的高低，不会出现基准电压难确定的问题。缺点：变压器变比标幺值k*≠1(非标准变比）。基本级与其它各级的电压标么值的关系：1***BIBTUUk基准电压比的选择方法•工程计算中常采取以下近似计算：•取统一SB，并为每一电压等级规定UBi＝1.05UNi（UB1，UB2，UB3）•认为变压器的额定变比等于相邻(电压等级)基准电压之比k*=1额定电压kV0.220.3836103560110220330平均额定电压kV0.230.43.156.310.53763115230345基准电压比的选择方法3、仍取相邻(电压等级)的基准电压等于平均额定电压，并同时认为系统中所有的额定电压就等于其平均额定电压。基本级：UB=UNav优点：简化等值电路，基准电压易于确定缺点：精度低。用于电力系统故障计算等精度要求不高的场合。例题设发电机端电压为10.5kV,负荷用恒定阻抗表示，并联导纳和变压器的电阻不计。计算简单电力系统负荷端电压解：1、有名制2、基准电压为T实际变比3、基准电压为T平均电压4、基准电压为平均额定电压，并忽略标幺变比KT*2()22()()211()22()()UG:5.8079UUUT:0.4033UUNBBdBdNBINBINBBTBTTNBINBISSxxxSSSXXXS（）（）6.6kV6.6/110110U9.5455kV10.5/121110U110kVU110kV,BIIBB，，为基本级，以取TBkk2744.0U,1388.0U2)(2)(*BBLLBBLSXXSRRL1653.0U,5969.0U3976.0U3UU2)(2)(2)(2)()(IBBCCIBBCCIBBNNNRIBBRBRSXXSRRSIXSXX）（6562.0UUU2)(22)()(2BBNNNTBBTBTSSXSXX）（02)(417262.70689.58310.5U)(jSjXRZIBBDCD1.15455.9/5.10GU)(7539.151.166504.1)(8591.58874.069.461149.0)9659.65667.6/(01.1/0****00**kVExjIUEkVUZIUjZUIqdGqDDDG电力系统的等值电路制订步骤1、决定是用有名值，还是用标幺值2、变压器的归算问题容量不相同时电压等级归算采用Γ型和T型采用π型—不归算3、适当简化处理变压器—导纳支路以具有定值的功率损耗代替线路电导忽略100km以内架空线电纳忽略100—300km以定值的无功损耗代替2、三绕组变压器的等值模型三绕组可用二绕组方法推出思考：1、三绕组变压器的参数计算与二绕组变压器的参数计算有什么不同？2、三绕组变压器的型号为SFPSL-120000/220，容量比为100/100/50，额定电压220/121/11kv，ΔP0=135kw；I0%=0.663；ΔPs(1-2)=600kw；ΔP’s(1-3)=182.5kw;ΔP’s(2-3)=132.5kw；US(1-2)%=14.85