广西大学：《电工电子技术基础——电力系统稳态分析》_第二章 电力系统各元件的特性和数学模型

《电力系统稳态分析》

1 《电力系统稳态分析》

第二章电力系统各元件的特性 和数学模型 电力系统中生产、变换、输送、消费 电能的四大部分的特性和数学模型 1.发电机组2.变压器 3.电力线路4.负荷 电力网络的数学模型

2 第二章 电力系统各元件的特性 和数学模型 一．电力系统中生产、变换、输送、消费 电能的四大部分的特性和数学模型 1.发电机组 2.变压器 3.电力线路 4.负荷 二．电力网络的数学模型

复功率的符号说明: □取S=U1=P+1=U1∠(n-a 滞后功率因数 为正,感性无功 负荷 运行时,所吸取的无功功率 超前功率因数 为负,容性无功 滞后功率因数 为正,感性无功 发电机 运行时,所发出的无功功率 超前功率因数 为负,容性无功

3 复功率的符号说明： 取 滞后功率因数 为正，感性无功 负荷 运行时，所吸取的无功功率 超前功率因数 为负，容性无功 滞后功率因数 为正，感性无功 发电机 运行时，所发出的无功功率 超前功率因数 为负，容性无功 UI u i S =U I = P + j Q =  −   ~

第一节发电机组的运行特性和数 学模型 隐极发电机稳态运行时的相量图和功角特性 , O P /2 图2-1隐极式发电机的相量图 图2-2隐极式发电机的功角特性曲线图

4 第一节 发电机组的运行特性和数 学模型 一．隐极发电机稳态运行时的相量图和功角特性 P,Q P q Eq d jIx  0  / 2   U I  Q   d 图 2-1 隐极式发电机的相量图 图 2-2 隐极式发电机的功角特性曲线图

隐极式发电机功卒特性方程 E XC EU 2 多Xd CoS x 5

5 隐极式发电机功率特性方程： d d q d q x U x E U Q x E U P 2 cos sin = − =  

二.隐极发电机组的运行限额和 数学模型 Ear 图2-3隐极式发电机组相量图 图2-4隐极式发电机组运行极限图 6

6 二．隐极发电机组的运行限额和 数学模型 P B C Eq N   N N d jI x  N  U N  O'  N O b Q N I  图 2-3 隐极式发电机组相量图 P B T S ( ) d N q N x U E ( ) d N N d x U I x F ( ) d N N x U U O' O Q N I  图 2-4 隐极式发电机组运行极限图

■决定隐极式发电机组运行极限的因素 1.定子绕组温升约束。取决于发电机的视在功 率。以O点为圆心,以OB为半径的圆弧S 2.励磁绕组温升约束。取决于发电机的空载电 势。以O3点为圆心,以OB为半径的圆弧F 3.原动机功率约束。即发电机的额定功率。直 线BC。 4.其他约束。当发电机以超前功率因数运行的 场合。综合为圆弧T

7 ◼ 决定隐极式发电机组运行极限的因素： 1. 定子绕组温升约束。取决于发电机的视在功 率。以O点为圆心，以OB为半径的圆弧S。 2. 励磁绕组温升约束。取决于发电机的空载电 势。以O’点为圆心，以O’B为半径的圆弧F。 3. 原动机功率约束。即发电机的额定功率。直 线BC。 4. 其他约束。当发电机以超前功率因数运行的 场合。综合为圆弧T

■发电机组的数学模型 发电机组在约束的上、下限运行。 通常以两个变量表示,即发出的有功功率P和端 电压U的大小或发出的有功功率P和无功功率Q 的大小

8 ◼ 发电机组的数学模型： 发电机组在约束的上、下限运行。 通常以两个变量表示，即发出的有功功率P和端 电压U的大小 或发出的有功功率P和无功功率Q 的大小

第二节变压器的参数和数学模型 ■双绕组变压器的参数和数学模型 绕组变压器的参数和数学模型 ■自耦变压器的参数和数学模型

9 第二节 变压器的参数和数学模型 ◼ 双绕组变压器的参数和数学模型 ◼ 三绕组变压器的参数和数学模型 ◼ 自耦变压器的参数和数学模型

双绕组变压器的参数和数学模型 阻抗 电阻 变压器的电阻是通过变压器的短路损耗,其近似等 于额定总铜耗 我们通过如下公式来求解变压器电阻: 3IR=3(ANRIUR RT 3 PO T→R 经过单位换算:R PUN 000S

10 一.双绕组变压器的参数和数学模型 ◼ 阻抗 1. 电阻 变压器的电阻是通过变压器的短路损耗，其近似等 于额定总铜耗。 我们通过如下公式来求解变压器电阻： 1000 ) 3 3 3( 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 N k N T N k N T T N N k T N N T N N Cu N T S PU R S PU R R U S P R U S R U S P I R =   = = = = 经过单位换算：