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电气工程基础 — 系统篇 2013-2014-2

电气工程基础 — 系统篇 2013-2014-2. 任课教师：褚晓东 Email ： chuxd@sdu.edu.cn Tel.: 81696127 (office) ， 13573122659. 学习的路径. 对物理现象的解释、物理定律的应用：理解 掌握数学模型（公式、电路图、相量图）的形式：通晓 运用数学模型，求解参数、变量的数值：应用 知识点 { 方式，步骤，作用，特点（优点、缺点），现象 …} ：记忆. 第 1 、 2 章涉及到的 2 个知识点：后移. 对称分量法：正、负、零序分量 -> 第 4 章

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电气工程基础 — 系统篇 2013-2014-2

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Presentation Transcript

  1. 电气工程基础—系统篇2013-2014-2 任课教师：褚晓东 Email：chuxd@sdu.edu.cn Tel.:81696127(office)，13573122659

  2. 学习的路径 • 对物理现象的解释、物理定律的应用：理解 • 掌握数学模型（公式、电路图、相量图）的形式：通晓 • 运用数学模型，求解参数、变量的数值：应用 • 知识点{方式，步骤，作用，特点（优点、缺点），现象…}：记忆

  3. 第1、2章涉及到的2个知识点：后移 • 对称分量法：正、负、零序分量 ->第4章 • 参数、变量在不同电压等级的归算 -> 第3、4、5章

  4. 第3章 电力系统潮流计算 • 电力网络等值电路 • 简单电力系统潮流的分析方法 • 电力系统潮流的计算机算法

  5. 3.1.1 电压等级 • 用电设备的标准电压称为电压等级：网络额定电压或用电设备额定电压 • 各国电力系统都规定一定数量的标准电压 • 指线电压，而不是相电压 • 发电机额定电压 • 在同一电压等级下，比网络额定电压高5% • 变压器额定电压 • 在同一电压等级下，一次侧为网络额定电压或比网络额定电压高5% • 在同一电压等级下，二次侧比网络额定电压高5% 或10%

  6. 3.1.1 电压等级 我国规定的电压等级

  7. 高压输电的发展 • 交流输电各电压等级首次出现的时间 • 100年来世界上的输电电压等级提高了100倍

  8. 我国电压等级分类 • 把标称电压1kV及以下的交流电压等级定义为低压 • 把标称电压1kV以上、330kV以下的交流电压等级定义为高压 • 把标称电压330 kV及以上、1000 kV以下的交流电压等级定义为超高压 • 把标称电压1000 kV及以上的交流电压等级定义为特高压 • 把标称电压±800 kV以下的直流电压等级定义为高压直流 • 把标称电压±800 kV及以上的直流电压等级定义为特高压直流

  9. 我国首条750 kV输电线路 • 2005年9月26日，我国第一个750 kV输变电示范工程—青海官亭至甘肃兰州东长达140公里的750 kV输电线路和两座750 kV变电站投入运行，该工程填补了我国输变电线路500 kV以上电压等级的空白 • 根据规划，西北750 kV输变电示范工程建成投产后，还将建设官亭至西宁、兰州东至银川东、哈密到永登3条750 kV输电线路。到2010年，随着青海拉西瓦水电站（规划装机430万千瓦）的基本建成，西北750 kV电网将形成以拉西瓦水电站为顶点、以陕西关中和宁夏银川东分别为端点的倒“A”字形骨干网架，使西北750 kV输电线路总长达到4077公里

  10. 我国首条750 kV输电线路

  11. 我国首条750 kV输电线路 • 是世界上海拔最高的750 kV输变电工程，世界上其他国家750 kV工程海拔一般都在1500米以下，而我国750 kV工程海拔在1735米至2873米之间，整个工程处于高海拔、时有沙尘暴、强紫外线、昼夜温差大的环境下 • 我国首次在750 kV输变电工程采用六分裂扩径导线

  12. 我国特高压交流电网试验示范工程 • 2009年1月6日，我国自主研发、设计和建设的具有自主知识产权的1000千伏交流输变电工程：晋东南——南阳——荆门高压试验示范工程正式投入运行 • 该试验示范工程包括三站两线，起于山西晋东南变电站，经河南南阳开关站，止于湖北荆门变电站，单回路架设，全长640km，先后跨越黄河和汉江

  13. 我国特高压交流电网试验示范工程 • 变电站采用1000 kV、3×100万 kVA大容量变压器，变电容量600万 kVA，采用1000 kV气体绝缘全封闭组合电器、双断路器接线 • 工程额定电压1000 kV，最高运行电压1100 kV，本期输送能力280万 kW

  14. 3.1.2 标幺值 • 标幺值是相对值，是某种物理量的有名值与所选定的与有名值同单位的基准值之比，是一个无量纲的量 • 基准值的选取 • 阻抗、导纳的基准值为每相阻抗、导纳 • 电压、电流的基准值为线电压、线电流 • 功率的基准值为三相功率

  15. 3.1.2 标幺值 • 5个基准值中先选定SB和UB，然后根据上述关系求出每相阻抗、导纳和线电流的基准值

  16. 3.1.2 标幺值 • 标幺值换算：元件的额定容量SN和额定电压UN一般不是所希望选取的基准容量SB和基准电压UB，需要把元件以额定容量和额定电压为基准值的标幺值ZN*或YN*换算成以SB和UB为基准值时的标幺值Z*或Y* • 将Z*或Y*通过基准值SN和UN先还原成有名值Z或Y，再求出以统一的SB和UB为基准值时的标幺值Z*或Y*

  17. 3.1.3 电力网络的标幺值等值电路 • 由于变压器的存在，多级电压电力系统等值电路，各元件参数、各节点电压、各支路电流均要归算到某一电压级，即基本级或基准级 • 采用标幺值，有两种归算方法 • 先将各电压等级的参变数的有名值归算到基本级，然后再对基本级的基准值计算标幺值 • 将基本级基准值归算到所计算电压等级，应用归算到所计算电压等级的基准值，用未归算的有名值计算标幺值 • 建立电力网络标幺值等值电路的关键是建立变压器标幺值等值电路

  18. 3.1.3 电力网络的标幺值等值电路 一、变压器的Π形标幺值等值电路 • 带理想变压器的双绕组变压器等值电路 • 理想变压器：只反映变比关系而没有励磁电流且漏阻抗等于零的变压器 • 将漏阻抗和励磁导纳归算到1次侧 • 通过理想变压器，直接引入2次侧的电压和电流

  19. 3.1.3 电力网络的标幺值等值电路 • 带理想变压器的三绕组变压器等值电路 • 将漏阻抗和励磁导纳归算到3次侧 • 通过理想变压器，直接引入1次侧与2次侧的电压和电流

  20. 3.1.3 电力网络的标幺值等值电路 • 以理想变压器为界，两侧各取所在的网络电压作为基准电压，将两侧的参数化为标幺值 • 双绕组变压器，理想变压器左侧参数的标幺值 • 理想变压器右侧参数的标幺值

  21. 3.1.3 电力网络的标幺值等值电路 • 理想变压器变比的标幺值 即

  22. 3.1.3 电力网络的标幺值等值电路 • 双绕组变压器的Π形标幺值等值电路

  23. 3.1.3 电力网络的标幺值等值电路 • 三绕组变压器的Π形标幺值等值电路

  24. 3.1.3 电力网络的标幺值等值电路 • 基于变压器Π形等值电路的电力网标幺值等值电路 • 变压器Π形等值电路中的参数与k有关，表明这种模型的确体现了变压器改变电压大小的功能 • 在多电压等级电网中采用变压器Π形等值不需要将不同电压等级的参数和变量归算至同一个电压等级，为形成整个网络的等值电路带来了极大的方便

  25. 复习与预习 • 理解标幺值的概念，掌握不同电压等级的设备通过变压器耦合连接形成等效电路的方法（有名值及标幺值形式） • 练习题：（03.31 第4组解答）对下列系统进行标幺值归算，变压器采用Π形标幺值等值电路 • 下周的课程内容：3.2 简单电力系统潮流的分析方法，请预习简单辐射形网络及环形网络的潮流计算方法

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