电力系统各元件的特性和数学模型 PPT课件.ppt

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1、第二章电力系统各元件的特性和数学模型引言复功率的定义*2.1发电机组的运行特性和数学模型2.2变压器的参数和数学模型2.3电力线路的参数和数学模型2.4负荷的运行特性和数学模型2.5电力网络的数学模型8/3/20211第二章电力系统各元件的特性和数学模型重点复功率、综合用电负荷、供电负荷与发电负荷、波阻抗与自然功率的基本概念。发电机组的运行极限。变压器和输电线路的阻抗参数和等值电路模型。三绕组变压器的结构与漏抗之间的关系。三相架空线、分裂导线、电缆线路在电抗与对地电纳方面的差别。难点变压器参数的归算与网络的等值电路8/3/2

2、0212引言复功率的概念*功率因数角视在功率有功功率无功功率三相：单相功率线电流=相电流线电压相电压假设电网三相星形接线有名制8/3/20213引言复功率的概念*Page-29标幺制8/3/20214引言无功功率符号的定义负荷以滞后功率因数运行时所吸收的无功功率为正。——感性无功负荷负荷以超前功率因数运行时所吸收的无功功率为负。——容性无功负荷发电机以滞后功率因数运行时所发出的无功功率为正。——感性无功电源发电机以超前功率因数运行时所发出的无功功率为负。——容性无功电源超前和滞后与电压电流的相位关系？8/3/20215第一节

3、发电机组的运行特性和数学模型一、隐极式发电机稳态运行时的相量图和功角特性二、隐极式发电机组的运行极限和数学模型1、运行极限*2、数学模型8/3/20216一、隐极式发电机稳态运行时的相量图和功角特性——相量图空载电势同步电抗机端电压功率角功率因数角dq8/3/20217一、隐极式发电机稳态运行时的相量图和功角特性——功角特性8/3/20218二、隐极式发电机组的运行极限和数学模型1、发电机组的运行限额发电机组的运行总受一定条件，如定子绕组温升、励磁绕组温升、原动机功率等的约束。这些约束条件决定了发电机组发出的有功、无功

4、功率有一定的限额。8/3/20219QminQmaxPGPGNQGNSGN01B1运行限制：010ABCB18/3/2021101、发电机组的运行限额*定子绕组温升约束。定子绕组温升取决于定子绕组电流，也就是取决于发电机的视在功率。励磁绕组温升约束。励碰绕组温升取决于励磁绕组电流，也就是取决于发电机的空载电势。原动机功率约束。原动机的额定功率往往就等于它所配套的发电机的额定有功功率。其它约束。其它约束出现在发电机以超前功率因数运行的场合。它们有定子端部温升、并列运行稳定性等的约束。其中，定子端部温升的约束往往最为苛刻，而这一

5、约束条件通常都需通过试验确定，并在发电机的运行规范中给出。8/3/2021111、发电机组的运行限额*（续）发电机只有在额定电压、电流、功率因数下运行时，视在功率才能达额定值，其容量才能最充分地利用；发电机发出的有功功率小于额定值时，它所发出的无功功率允许略大于额定无功功率。发电机的最大有功功率=额定有功功率？发电机的最大无功功率=额定无功功率？发电机的最大视在功率=额定视在功率？发电机的输出功率能否满足负荷的需求？8/3/2021122、发电机的数学模型发电机组作为电力系统中最重要的元件，在稳态运行时的数学模型却极为简单。

6、通常就以两个变量表示，即发出的有功功率和端电压，或者发出的有功功率和无功功率。而以第一种方式表示时，往往还需伴随给出相应的无功功率限额，即允许发出的最大、最小无功功率。这两个数值往往是通过与给定有功功率相对应的点作直线平行于上图中横轴时，该直线与AB、虚线T相交的交点所对应的无功功率。8/3/202113第二节变压器的参数和数学模型一、双绕组变压器的参数和数学模型变压器的等值电路有两种，即型等值电路和T型等值电路。在电力系统计算中，双绕组变压器的近似等值电路常将励磁支路前移到电源侧，即通常用型等值电路。在这个等值电路中，一般

7、将变压器二次绕组的电阻和漏抗折算到一次绕组侧并和一次绕组的电阻和漏抗合并，用等值阻抗RT+jXT来表示。这种等值电路如图所示一次侧的归算阻抗和导纳K12:1K12=U1/U28/3/202114空载实验与短路实验短路额定电流空载开路额定电压空载电流短路电压8/3/2021158/3/2021168/3/202117计算三绕组变压器各绕组阻抗的方法虽与计算双绕组变压器时没有本质区别，但由于三绕组变压器各绕组的容量比有不同组合，而各绕组在铁芯上的排列又有不同方式，计算时需注意。参见教材37页式2-10至2-15。计算导纳的方法和

8、求取双绕组变压器导纳的方法相同。二、三绕组变压器的参数和数学模型三绕组变压器的等值电路K12:1K12=U1/U2一次侧的归算阻抗和导纳K13:1K13=U1/U38/3/202118两个绕组作短路实验，另外一个绕组开路，INUk12最小容量绕组的额定电流Pk12空载实验同双绕组变压器，实