电力系统标幺值计算例题

电力系统计算中标幺值的应用

工作中在进行起动设计分析时，由于系统参数是进行起动分析的基础，往往需要对甲方或设计院所给的电力系统参数进行核定。由于电力系统中电气设备的容量规格多，电压等级多，用有名单位制计算工作量很大，尤其是对于多电压等级的归算。因此，在电力系统的计算中，尤其在电力系统的短路计算中，各物理量广泛地采用其实际值与某一选定的同单位的基值之比来表示。此选定的值称为基值，此比值称为该物理量的标幺值或相对值。 一、标幺值的定义

标幺值=实际值（任意单位）/基准值（与实际值同单位）。

在进行标幺值计算时，首先需选定基准值。基准值可以任意选定，基准值选的不同，其标幺值也各异。因此，当说一个量的标幺值时，必须同时说明它的基准值才有意义。 所谓标幺制，就是把各个物理量用标幺值来表示的一种运算方法。

二、基准值的选取

基准值的选取，除了要求基准值与有名值同单位外，原则上可以是任意的。但因物理量之间有内在的必然联系，所以并非所有的基准值都可以任意选取。在电力系统计算中，主要涉及对称三相电路，计算时习惯上采用线电压、线电流、三相功率和一等值阻抗，这四个物理量应服从功率方程式和电路的欧姆定律，即

S?U?3UI??? （1

电力系统计算中标幺值的应用

工作中在进行起动设计分析时，由于系统参数是进行起动分析的基础，往往需要对甲方或设计院所给的电力系统参数进行核定。由于电力系统中电气设备的容量规格多，电压等级多，用有名单位制计算工作量很大，尤其是对于多电压等级的归算。因此，在电力系统的计算中，尤其在电力系统的短路计算中，各物理量广泛地采用其实际值与某一选定的同单位的基值之比来表示。此选定的值称为基值，此比值称为该物理量的标幺值或相对值。 一、标幺值的定义

标幺值=实际值（任意单位）/基准值（与实际值同单位）。

在进行标幺值计算时，首先需选定基准值。基准值可以任意选定，基准值选的不同，其标幺值也各异。因此，当说一个量的标幺值时，必须同时说明它的基准值才有意义。 所谓标幺制，就是把各个物理量用标幺值来表示的一种运算方法。

二、基准值的选取

基准值的选取，除了要求基准值与有名值同单位外，原则上可以是任意的。但因物理量之间有内在的必然联系，所以并非所有的基准值都可以任意选取。在电力系统计算中，主要涉及对称三相电路，计算时习惯上采用线电压、线电流、三相功率和一等值阻抗，这四个物理量应服从功率方程式和电路的欧姆定律，即

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第七章 电力系统三相短路的实用计算

内容要点

电力系统故障计算。可分为实用计算的“手算”和计算机算法。大型电力系统的故障计算，一般均是采用计算机算法进行计算。在现场实用中，以及大学本、专科学生的教学中，常采用实用的计算方法—‘手算’(通过“手算“的教学，可以加深学生对物理概念的理解)。 例题1：

如图7一1所示的输电系统，当k点发生三相短路，作标么值表示的等值电 路并计算三相短路电流。各元件参数已标于图中。

图7一1系统接线图

解：取基准容量Sn=100MVA,基准电压Un=Uav(即各电压级的基准电压用平均额定电压表示)。则各元件的参数计算如下，等值电路如图7一2所示

图7-2 等值电路

例题7-2：

已知某发电机短路前在额定条件下运行，额定电流IN?3.45KA,COS??

N'=0.125。试求突然在机端发生三相短路时的起始超瞬态电流''和冲击0.8、X'Id

电流有名值。(取Kimp?1.8)

.解：因为，发电机短路前是额定运行状态，取U101?1?0?

习题：

1、电力系统短路故障计算时，等值电路的参数是采用近似计算，做了哪些简化?

2、电力系统短路故障的分类、危害、以及短路计算的目的是什么?

南 京 理 工 大 学

《电力系统稳态分析》

课程报告

姓

名

XX

学 号： 515110001956 自动化学院 电气工程

基于牛顿-拉夫逊法的潮流计算例题编程报

学院(系): 专 业:

题 目: 任课教师 硕士导师 告

杨伟 XX

2015年6月10号

基于牛顿-拉夫逊法的潮流计算例题编程报告

摘要：电力系统潮流计算的目的在于：确定电力系统的运行方式、检查系统中各元件是否过压或者过载、为电力系统继电保护的整定提供依据、为电力系统的稳定计算提供初值、为电力系统规划和经济运行提供分析的基础。潮流计算的计算机算法包含高斯—赛德尔迭代法、牛顿-拉夫逊法和P—Q分解法等，其中牛拉法计算原理较简单、计算过程也不复杂，而且由于人们引入泰勒级数和非线性代数方程等在算法里从而进一步提高了算法的收敛性和计算速度。同时基于MATLAB的计算机算法以双精度类型进行数据的存储和运算, 数据精确度高，能进行潮流计算中的各种矩阵运算，使得传统潮流计算方法更加优化。

一 研究内容

通过一道例题来认真分析牛顿-拉夫逊法的原理和方法（采用极坐标形式的牛拉法），同时掌握潮流计算计算机算法的相关知识，能看

第三章电力系统潮流计算§1§2§3§4§5潮流计算的数学模型牛顿-拉夫逊法潮流计算迭代法潮流计算潮流计算的其它问题小结

三节点例子已知条件负荷功率 PLd 3+ jQLd 3发电机电压 V1、 V2S G1 G1SG 2

G2

求解G1所发功率 SG1 G2所发功率 SG 2

S LD 3

V3

以及各母线电压(幅值机相角)、网络中的功率分布及功率损耗等电气信息工程系

计算机求解潮流(1)五十年代，求解潮流的方法是以节点导纳矩阵为基础的逐次代入法(导纳法),后来出现了以阻抗矩阵为基础的逐次代入法逐次代入法；逐次代入法 (2)六十年代，出现了分块阻抗法以及牛顿分块阻抗法牛顿-拉弗逊法拉弗逊法。牛顿 -拉弗逊法是数学上解非线性方程式的有效方法，有较好的收敛性。牛顿-拉弗逊法在收敛性、占用内存、计算速度方面的优点都超过了阻抗法，成为六十年代末期以后普遍采用的方法； (3)七十年代，涌现出更新的潮流计算方法。其中有1974年由B.Stott,O.Alsac提出的快速分解法以及 1978年由岩本快速分解法申一等提出的保留非线性的高速潮流计算法。其中快速分保留非线性的高速潮流计算法解法(Fast Decoupled L

第六章习题

6-1某输电系统的等值电路如图所示。已知电压V1=115kV维持不变。负荷有功功率PVLD=40MW保持恒定，无功功率与电压平方成正比，即Q2LD?Q0(110)2。试就Q0=20Mvar两种情况按无功功率平衡的条件确定节点2的电压V2。

V1V21X=40ΩP+jQ2PLD+jQLD

解：

用式5-15计算线路送到节点2的无功功率为

22Q???V2?2V2?115V21V22?2V2?X???P?X???40???40?40 ?8.2656V22?1600?0.025V2222两种情况下负荷的无功功率分别为Q?20??V2?LD(1)?110??和Q?V?LD(2)?30?2?110??

由此可列出下表

可得：当Q0=20Mvar时，V2=107kV； 当Q0=30Mvar时，V2=103.7kV

6-2 某变电所由阻抗为4.32+j10.5Ω的35kV线路供电。变电所负荷集中在变压器10kV母线B点。最大负荷8+j5MVA，最小负荷4+j3MVA，线路送端母线A的电压在最大负荷和最小负荷时均为36kV，要求变电所10kV母线上的电压在最小负荷与最大负荷时电压偏差不超过±5%，试选择变压器分接头。变压器阻抗为0.69

附 录

1、三绕组变压器的参数和等值电路

计算三绕组变压器参数的方法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，各绕组在铁芯上的排列也有不同方式，计算时需注意。三个绕组的容量比相同（100/100/100）时，三绕组变压器的参数计算和等值电路如下所示；三个绕组的容量比不同（100/100/50、100/50/100）时，制造厂提供的短路损耗需要归算，计算方法参看例2-3。

（1） 电阻

先根据绕组间的短路损耗Pk ( 1-2 )、Pk ( 1-3 )、Pk ( 2-3 )求解各绕组的短路损耗

1Pk?1?2??Pk?1?3??Pk?2?3?2 P?1Pk2k?1?2??Pk?2?3??Pk?1?3?21Pk3?Pk?1?3??Pk?2?3??Pk?1?2?2Pk1??????????? …………………（2-11） ?????然后计算各绕组电阻

2Pk1UNRT1?21000SN2 R?Pk2UNT221000SN2Pk3UNRT3?21000SN?1?U%?Uk?1?2?%?Uk?1?3?%?Uk?2?3?%?k1?2??1??

辽宁工程技术大学

电力系统分析 综合训练三

设 计 题 目 电力系统三相短路计算

指 导 教 师 刘健辰 院（系、部） 电气与控制工程学院

专 业 班 级 电气12-4班

学 号 1205040425

姓 名 张萌 日 期 2016.06.15

电气系综合训练标准评分模板

综合设计成绩评定表 学期 专业 课程名称 设计题目 2015/2016第2学期 电气工程及其自动化 电力系统分析 电力系统三相短路计算 评定 不合格 不能独立完成设计 迟交 评定 姓名 班级 张萌 电气12-4班 成绩 合格

1、电力系统由哪些主要部分组成？各部分的作用是什么？

答：发电、输电、变电、配电、用电设备及相应的辅助系统组成的电能生产、输送、分配、使用的统一整体称为电力系统。其中发电机为生产电能设备。变压器、电力线路为变压输送分配电能设备，用电设备为耗能设备。

2、电能生产的主要特点有哪些？

答：电能生产的主要特点可以归纳为以下三点。①电能生产的连续性特点；由于电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费是同时完成的。②电能生产瞬时性的特点；这是因为电能的传输速度非常快（接近光速），电力系统中任何一点发生故障都马上影响到整个电力系统。③电能生产重要性的特点；电能清洁卫生、易于转换、便于实现自动控制，因此国民经济各部门绝大多数以电能作为能源，而电能又不能储存，所以电能供应的中断或减少将对国名经济产生重大影响。 3、对电力系统运行的基本要求是什么？

答：对电力系统运行的基本要求有：①保证对用户的供电可靠性；②电能质量要好；③电力系统运行经济性要好；④对环境的不良影响要小。

4、电力系统中负荷的分类（I、II、III类负荷）是根据什么原则进行的？各类负荷对供电可靠性的要求是什么？

答：电力系统中负荷的分类是根据用户的重要程度和供电中断或减少对用户所造成

第三章 简单电力系统的潮流计算

本章介绍简单电力系统潮流计算的基本原理和手工计算方法，这是复杂电力系统采用计算机进行潮流计算的基础。潮流计算是电力系统分析中最基本的计算，其任务是对给定的运行条件确定系统的运行状态，如各母线上的电压、网络中的功率分布及功率损耗等。本章首先通过介绍网络元件的电压降落和功率损耗计算方法，明确交流电力系统功率传输的基本规律，然后循序渐进地给出开式网络、配电网络和简单闭式网络的潮流计算方法。

3.1 单一元件的功率损耗和电压降落

电力网络的元件主要指线路和变压器，以下分别研究其功率损耗和电压降落。 3.1.1电力线路的功率损耗和电压降落

1.线路的功率损耗

线路的等值电路示于图3-1。

?U1S1?I1S'?IRjXS''?IS2?I?U22j?QB1Bj2Bj2j?QB2

图3-1 线路的等值电路

图中的等值电路忽略了对地电导，功率为三相功率，电压为线电压。值得注意的是，阻抗两端通过的电流相同，均为I，阻抗两端的功率则不同，分别为S?和S??。

电力线路传输功率时产生的功率损耗既包括有功功率损耗，又包括无功功率损耗。线路功率损耗分为电流通过等值电路中串联阻抗时产生的功率损耗和电压施加于对地导纳时产生的损耗，以下分别