第三章輸電網(wǎng)運(yùn)行分析(已修改)
2024-10-28 07:27 本頁面
【正文】 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 1 第三章 輸電網(wǎng)運(yùn)行分析 章節(jié)導(dǎo)學(xué)： ? 本章教學(xué)內(nèi)容 1. 電能質(zhì)量分析 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓、頻率、波形、電壓波動與閃變和三相不平衡度等。 2. 電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和等值電路 電力線路的參數(shù)（電阻、電抗、電導(dǎo)和電納）和等值電路 變壓器的參數(shù)和等值電路 雙繞組變壓器 發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 2 3. 電力系統(tǒng)的等值電路 由單個(gè)元件的等值電路組成。電力系統(tǒng)中有多個(gè)變壓器，就有不同的電壓等級，需要將全系統(tǒng)各元件的參數(shù)歸算至同一個(gè)電壓等級，才能將各元件的等值電路連接起來，構(gòu)成系統(tǒng)的等值電路。 4. 輸電網(wǎng)的潮流分析 指電力系統(tǒng)在某一穩(wěn)態(tài)的正常運(yùn)行方式下，電力網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)的電壓和支路功率的分布情況。 潮流計(jì)算是電力系統(tǒng)最基本的計(jì)算，它是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、電源的分布和負(fù)荷狀況對網(wǎng)絡(luò)各點(diǎn)電壓、各支路功率以及功率損耗的一種計(jì)算。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 3 5. 電力系統(tǒng)頻率分析 電力系統(tǒng)的頻率與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有嚴(yán)格的關(guān)系，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速是由作用在機(jī)組轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)矩（或功率）平衡所確定。 ? 重點(diǎn)：電網(wǎng)各元件的參數(shù)和等值電路；電網(wǎng)的等值電路。 ? 難點(diǎn)：電網(wǎng)的等值電路。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 4 第一節(jié) 電能質(zhì)量分析 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)主要是電壓、頻率、波形、電壓波動與閃變和三相不平衡度等。 電壓 電壓質(zhì)量對各類用電設(shè)備的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有直接影響。 各類負(fù)荷電壓特性如圖所示。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 5 在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，供電電壓必須規(guī)定在允許的變化范圍之內(nèi)。這也就是電壓的質(zhì)量指標(biāo)。我國目前所規(guī)定的用戶處的允許電壓變化范圍如表所示。 線路額定電壓 電壓允許變化范圍（％） 線路額定電壓 電壓允許變化范圍（％） 35kV及以上 177。 5 低壓照明 ＋ 5～－ 10 10kV及以下 177。 7 農(nóng)業(yè)用戶 ＋ 5～－ 10 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 6 頻率 ? 電力系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，頻率值決定于所有機(jī)組的轉(zhuǎn)速，而轉(zhuǎn)速則主要決定于發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)矩平衡。 ? 每一個(gè)電力系統(tǒng)都有一個(gè)額定頻率，即所有發(fā)電機(jī)組都對應(yīng)一個(gè)額定轉(zhuǎn)速。 ? 系統(tǒng)運(yùn)行頻率與系統(tǒng)額定頻率之差稱為頻率偏移。 頻率偏移是衡量電能質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 7 我國電力系統(tǒng)采用的額定頻率為 50Hz，為保證頻率的質(zhì)量，其允許偏移值如表所示。 運(yùn)行情況 允許頻率偏差（ Hz） 允許標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘誤差（ s） 正常運(yùn)行 小系統(tǒng) 大系統(tǒng) 177。 177。 40 30 事故運(yùn)行 30min以內(nèi) 15min以內(nèi) 絕不允許低于 177。 1 177。 － 4 － 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 8 波形 電能質(zhì)量要求：供電電壓（或電流）的波形應(yīng)為正弦波 。 波形發(fā)生畸變的原因： ? 系統(tǒng)中的變壓器發(fā)生鐵芯過度飽和時(shí)； ? 變壓器中無三角形接法的繞組時(shí)； ? 三相負(fù)荷不平衡； ? 可控硅控制的非線性負(fù)荷等。 造成的后果： ?影響電動機(jī)的效率和正常運(yùn)行 ?危害設(shè)備 ?對通信線有干擾 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 9 衡量波形畸變的技術(shù)指標(biāo)： 正弦波形的畸變率 即：各次諧波有效值平方和的平方根與其基波有效值的百分比 。 12210 0UUD nnv????供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 10 電壓波動與閃變 供電電壓在兩個(gè)相鄰的、持續(xù) 1s以上的電壓均方根值 U1和 U2之間的差值，稱為電壓變動。通常多以額定電壓的百分?jǐn)?shù)來表示電壓變動的相對百分值 。 %100%10021 ??????NN UUUUUd 電壓波動為一系列電壓變動或連續(xù)的電壓偏差。電壓波動值為電壓方均根值的兩個(gè)極值之差，常以其額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示其相對百分值 。 100(%) m i nm a x ???NUUUd供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 11 閃變的主要決定因素有： 1）供電電壓波動的幅值、頻率和波形； 2）照明裝置（白熾燈的照度波動影響最大）； 3）人的主觀視感。 負(fù)荷急劇波動 電壓急劇變動 照度變動 人可以感受到！ 閃變： 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 12 三相不平衡度 三相平衡（或?qū)ΨQ）、不平衡（或不對稱） 三相電壓（或電流）大小相等，相位依次（ A、 B、 C）相差 120?。 ?????????????)1 20s in (2)1 20s in (2)s in (2????????tUutUutUucba例如： 不平衡的原因： 1）由負(fù)荷不平衡； 2）系統(tǒng)三相阻抗不對稱； 3）消弧線圈的不正確調(diào)諧。 aIbIcI供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 13 對稱分量法 正序、負(fù)序、零序分量 不平衡系統(tǒng) 不平衡度（或不對稱度）： 把負(fù)序分量與正序分量 有效值 之比 %10012 ??UUU?%10 012 ??III?電壓不平衡度： 電流不平衡度： 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 14 運(yùn)行實(shí)際 所采用的解決辦法： 1）將不對稱負(fù)荷 分散 接到不同的供電點(diǎn)； 2）使不對稱負(fù)荷 平衡 分配到各相； 3）將不對稱負(fù)荷連接到更高電壓級上供電； 4）采用平衡裝置。 供用電網(wǎng)絡(luò)及變電所設(shè)備課程 15 一、電力線路的參數(shù)和等值電路 （一）電力線路的參數(shù) 第
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