电力系统简单计算

2）A系统负荷增大750MW时： ⊿f=（⊿PA+⊿PB）/（KA + KB）=（-750）/（750+500）= -0.6 HZ 故A系统负荷增大750MW时，联合系统频率将下降0.6 HZ。
(提示:负荷增大⊿P是负的，⊿P ab的正方向是如图示的从A流向B)
第二节 电力系统的频率调整
例题3：系统A当负荷增加250MW时，频率下降0.1 HZ；系统B当负荷增加400MW 时，频率下降0.1 HZ。A系统运行于49.85 HZ，B系统运行于50 HZ， 如果用不计损耗的联络线将两系统联合起来，求联络线传递的功率？ 解： 1）先求出A和B系统的单位调节功率KA、KB： KA =⊿P/⊿fA=250/0.1=2500 MW/ HZ KB =⊿P/⊿fB=400/0.1=4000 MW/ HZ 2) A系统运行于49.85 HZ，与基准值50 HZ的差距为： ⊿f=50-49.85=0.15HZ 对应的功率缺额为： ⊿P= KA*⊿f=2500*0.15=375MW 该功率缺额在两系统联合后将由两系统的频率特性共同分担，并在 基准值的基础上引起频率变化，大小为： ⊿fAB =⊿P/（KA + KB）=375/（2500+4000）=0.0576 HZ 即B系统频率将降低0.0576 HZ，由此而引起的有功变化并通过联络 线输送给A系统，所以，联络线上的功率为： ⊿PAB=⊿fAB*KB=0.0576*4000=230.4MW
最大、最小负荷时变压器分接头应选位置：
U 2 FDF U ' 2 DF (U N 1 / U 1DF ) U 2 FXF U ' 2 XF (U N 1 / U 1 XF )
第四节 变压器分接头选择
例题1、某电厂有一台变比为121/6.3KV，容量为31.5MVA的升压变压器,折 算到121KV侧的阻抗ZT=2.95+j48.8Ω，如图所示.变压器高压侧的 最大负荷为30MVA, cosθ=0.8；最小负荷为15MVA, cosθ=0.8。为 了满足调压要求，在最大负荷时，电厂高压母线应保持117KV，而 最小负荷时应降为113KV.根据发电机电压负荷的调压要求，希望发 电机母线电压在最大最小负荷时与发电机的额定电压有相同的电压 偏移，试求升压变压器的分接头。 2.95+j48.8 121KV 6.3KV 解答: 最大最小负荷时变压器的电压损耗为： P+jQ ⊿UTmax=（Pmax*R + Qmax*X）/U0 =(30*0.8*2.95+30*0.6*48.8)/117=8.11(KV) ⊿UTmin=（Pmin*R + Qmin*X）/U0 =(15*0.8*2.95+15*0.6*48.8)/113=4.2(KV)
标幺值
有名值 基值
第一节 标幺值及其应用
基值体系中只有两个独立的基值量，一个为基值功率，一般取容易记忆及换算的数 值，如取100MW、1000MW等，或取该计算网络中某一些发电元件的额定功率。另一个 为基值电压，取各级电压的标称值。标称值可以是额定值的1.0、1.05或1.10倍 。 电力系统由许多发电机、变压器、线路、负荷等元件组成，它们分别接入不同电压 等级的网络中，当用有名值进行潮流及短路计算时，各元件接入点的物理量及参数 必须折算成计算点的有名值进行计算，很不方便，也不便于对计算结果进行分析。 采用标幺值进行计算时，则不论各元件及计算点位于哪一电压等级的网络中，均可 将它们的物理量与参数标幺值直接用来计算。计算结果也可直接进行分析。当某些 变压器的变比不是标准值时，只须对变压器等值电路参数进行修正，不影响计算结 果按基值体系的基值电压传递到各电压等级进行有名值的换算。
G1 G1 G1 N N Z
K f
K G 2 K G 2 PG 2 N / f N (1 / 0.03) (60 / 50) 40( MW / H Z )
G G
K G1 K G 2 70( MW / H Z ) P / K G (100 0) / 70 1.4286 (H Z )
第二节 电力系统的频率调整
有（2）、（3）式得到： （300/KA）+（300/KB）= fa-fb= 50-49=1 --（4）式 将（1）式代入（4）式得到： KA =500MW/ HZ，KB =750MW/ HZ
解法二：因负荷变化前联合系统的频率等于联络线切除后B系统的频率， 即50 HZ ，故： KA=⊿Pa/⊿fA=500/1=500 MW/ HZ 代入（1）式得到： KB=750 MW/ HZ
第三节 电压降计算
例题2：已知末端电压求首端电压。 10KV线路的等值电路如下图所示，几知末端电压为10.2KV，试求始端电 压，并画出电压相量图。
解答： ⊿U2=（P1*R + Q1*X）/U1=[4*2+(-3）*4]/10.2= -0.39 (KV) δU2=（P1*X - Q1*R）/U1=[4*4-（-3）*2]/10.2= 2.16 (KV) 相量图为：
K G K G f N / PGN
f PA PB / K A K B
⊿PA：A系统的功率缺额 ⊿PB：B系统的功率缺额 KA：A系统的单位调节功率 KB：B系统的单位调节功率
Pab K A PB K B PA / K A K B
变压器低压侧归算到高压侧的电压,最大负荷时为:
UGmax=117+8.11=125.22(KV) UGmin=113+4.2=117.2(KV)
第四节 变压器分接头选择
设选用的变压器分接头为Uf,最大最小负荷时,发电机的电压偏移百分比为 ±⊿U(%)[说明:题目要求有相同的电压偏移,故只能设为±⊿U(%)],则应该有如 下关系式: 最大负荷时:6.3*(1+⊿U(%)/100)=125.11*6.3/ Uf-------1)式 最小负荷时:6.3*(1-⊿U(%)/100)=117.11*6.3/ Uf-------2)式
第一节 标幺值及其应用
1、标幺值
以视在功率SB和电压UB基准值：
Z B U B / SB YB S B / U B Z* Z / Z B U* U / U B I * I / I B I 3U B / S B
2
2
有名值是电力系统各物理量及参数的带量纲的数值。标幺值是各物理量及参数的 相对值，是不带量纲的数值。标幺值是相对某一基值而言的，同一有名值，当基 值选取不一样时，其标幺值也不一样。它们的关系如下：


2

PK--------变压器的短路损耗 Ud%-------变压器的短路电压百分值 P0--------变压器的空载损耗 I0%-------变压器的空载电流百分值 RT--------变压器的高低压侧绕组总电阻 XT-------变压器的高低压侧绕组总电抗 GT--------变压器的电导(S) BT--------变压器的电纳(S) SN--------变压器的额定容量(MVA) UN--------变压器的额定电压(kV),当归 算到高压侧,则取高压侧额定 电压;归算到低压侧,则取低压 侧额定电压.
第一节 标幺值及其应用
2、双绕组变压器等值电路参数：
RT PK U N / 1000 S N
2
式中：
X T U K % U N / 100 S N
2
GT P0 / 1000 U N

2
BT I 0 % / 100 S N U N X T X T / Z B RT RT / Z B GT GT / YB BT BT / YB
例题1：已知首端电压求末端电压。 10KV线路的等值电路如下图所示，已知首端电压为10.2KV，试求末端电压。
解答： ⊿U1=（P1*R + Q1*X）/U1 =[4*2+(-3）*4]/10.2= -0.39 (KV) δU1=（P1*X - Q1*R）/U1 =[4*4-（-3）*2]/10.2= 2.16 (KV)
第二节 电力系统的频率调整
例题2：A和B两系统并列运行，A系统负荷增大500MW时，B系统向A 系统输送的交换功率为300MW，如这时将联络线切除，则 切除后，A系统的频率为49 HZ，B系统的频率为50HZ，试求 如果A系统负荷增大750MW，联合系统的频率变化量？ 解： 1）先求出A和B系统的单位调节功率KA、 KB 。 联络线切除前： ⊿Pab =（KA *⊿PB - KB *⊿PA）/（KA + KB） =（-500 KB）/（KA + KB）= -300 得到：3KA= 2KB -------------（1）式 解法一：联络线切除后： 设f为负荷增大后联络线切除前的共有频率，fA 和f B 分别为 联络线 切除后A、B系统的频率。则有： ⊿Pa =⊿Pab = KA *（fa-f）= -300 ----------（2）式 ⊿Pb = -⊿Pab = KB *（fb-f）= 300 ----------（3）式
第三节 电压降计算
U1
Z S2
U2
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S1
U1 δ dU U2 ⊿U δU
U 1 P1 X Q1 R / U 1
U 1 : 电压降落的纵分量
U 1 P1 R Q1 X / U 1
U 1 : 电压降落的横分量
U 1 U 2 U jU
第三节 电压降计算
第二节 电力系统的频率调整
例题1：两台容量为60MW的发电机共同承担负荷，它们的调差系 数分别为4%、3%，若空载时并联运行，其频率fo为 50HZ， 试求：（1）、负荷为100MW时，这两台发电机组发出的 功率； （2）、为使总负荷为100MW时，两台发电机组能 平均分担负荷，它们的转速应分别增减多 少？ 解： 1) K K P / f (1 / 0.04) (60 / 50) 30( MW / H )
第二节 电力系统的频率调整
一次调频：
K G PG / f
% f % / P% 1 / K PN / K f n
K*------------静态频率调节效应系数（无单位） K-------------静态频率单位调节功率（K*的实际值）(MW/HZ) PN-----------额定功率(MW) fN------------额定频率（50 HZ） 联合系统的频率调整：
第四节 变压器分接头选择
RT+jXT U2 P+jQ U1 最大、最小负荷的电压损耗：
U T max Pmax R Qmax X / U 2 max U T min Pmin R Qmin X / U 2 min
低压侧电压换算至高压侧的电压
U ' 2 DF U 2 DF U T max U ' 2 XF U 2 XF U T min
两台发电机发出的功率分别为：
PG1 P0 P 0 P f K G1 1.4286 30 42.9(MW ) PG 2 P0 P 0 P f K G 2 1.4286 40 57.1(MW )
第二节 电力系统的频率调整
2)两台发电机组能平均分担50MW负荷时 ⊿fG1=⊿P/KG1=50/30=1.667(HZ) ⊿fG2=⊿P/KG2=50/40=1.25 (HZ) G1发电机增加的频率为: ⊿(⊿fG1) =⊿fG1- ∑⊿fG =1.667-1.4286=0.2384(HZ) 转化为百分比为: 0.2384/50 *100%=0.477% (亦可转化为实际转速增加量,这里略) G1发电机下降的频率为: ⊿(⊿fG2) = ∑⊿fG-⊿fG2=1.4286-1.25 =0.1786(HZ) 转化为百分比为: 0.1786/50 *100%=0.357% (亦可转化为实际转速的减少量,这里略)