电力系统稳态分析第二章知识点
第二章是电力系统元件的数学模型
第一节发电机稳态数学模型
功角的物理意义:从单机和多机并联的角度
时间相角——励磁电动势(由发电机转子的励磁电流产生)和系统母线端电压之间的相位差；空-之间的矢量角表示激励磁动势和产生系统端电压的等效复合磁动势之间的夹角。电磁转矩等于两个磁通连杆的叉积。功角越大，它越大，这反映在功角特性公式中。(在稳态研究中，磁链的磁动势是成比例的，因为假设磁化曲线是线性的，并且电机在该线性区域工作。)。
发电机运行极限:定子绕组温升限制-取决于视在功率；
转子励磁绕组的温升约束-取决于励磁电动势的大小(空负载电动势)；
原动机的输出约束-技术最小负载和最大输出
其他约束条件，如定子端部温升和发电机提前运行时并联运行的稳定性(引导功率因数运行，吸收系统的感应无功功率)。
第二节变压器的数学模型
1.电阻主要代表短路损耗(高低压绕组中的总铜损耗-可变损耗)
2.电抗表示高低压绕组转换值的高压侧的漏抗
3.电导特性空负载损耗(励磁绕组铁损-恒定损耗、涡流损耗和磁滞损耗)
4.电纳代表激励电抗(极高的磁导率，极小的磁阻，近似无穷大的电抗)。由于它的值非常大，它移动到头端，并从t型电路变为γ型电路。
励磁支路的电纳和电导可通过空负载实验测量。短路实验可以测量电阻和漏抗
5.对于三绕组变压器，三侧功率不一致，需要转换，但电压不需要转换。
第三节电力线的数学模型
1.膨胀导体和分裂导体出现的原因主要是为了降低超高压线路的电晕损耗和线路电抗。
降低线路电抗有两个方面:
a.从稳态的角度来看，在超高压线路上，电抗值远远大于电阻，因此无功损耗在实际功率损耗中远远大于有功功率，而降低电抗可以降低线路电压降和无功功率损耗；
b.从暂态的角度来看，连接到超高压线路的两个系统的稳定性与线路电抗有关。电抗越大，连接的系统就越紧密，系统的暂态稳定性就很容易被破坏(想象一下，如果超导体在两个系统之间，就相当于两个人手拉着手跑)。一个人可以加速，另一个人可以被拉着加速，他们不容易失步；但是，如果两个系统之间的电抗很大，由于电抗的电磁惯性，就相当于两个人以前被弹性绳连接，一个人加速，但是弹性绳是一个惯性环节，两个人不在同一个节拍上，从而失去同步。
膨胀导体:在不增加载流部分截面积的情况下，人为扩大导体直径的导体。将普通导体制成中空(由多股钢芯线和支撑层组成)或减少一些层中单根导线的数量(该层单根导线之间存在一定数量的空间隙)，最终达到增加导体等效半径的目的。
分裂导线:改变导线周围的磁场分布，从而等效地增加导线的半径，降低导线的电抗；同时，导体周围的电场分布改变，导体的电纳(对地电容)相应增加。
与单根导线相比，分裂导线可以降低传输线的电感，增加电容，降低其对交流电的波阻抗，提高传输线的传输容量。
电晕的产生主要取决于导线表面的电场强度，在相同的工作电压下，导线表面的电场强度与其截面有关，当导线截面较大时，导线表面的电场强度较小，反之亦然。如果使用分裂导体，导体表面上的场强会显著降低。在降低电场强度方面，分裂导体可以实现与具有与分裂导体相同厚度的单个导体相同的效果。
(附件:分裂导线的通用数据-如果110/220kv框架空线路未分裂，单位长度的等效电抗为0.4ω/km，对于2、3和4分裂导线，单位长度的等效电抗约为0.33、0.30和0.28ω/km)
2.参数的物理意义和决定因素
*电阻参数:表示电流通过时的热效应。交流电有趋肤效应，所以电阻率略大于dc电阻率。
*电抗参数:在三相框架空线的电抗公式中，分子为，表示相互磁链的影响，称为几何平均距离；分母是等效半径，它被理解为如果自磁通连接想要包围导体的外部而不进入导体的内部，导体半径应该减小的等效半径(磁力线可以进入导体的内部，并且减小导体半径可以“挤出”进入导体内部的磁力线)。至于分裂导体，只要找到替代公式。
从公式中可以看出，影响因素有(注意区分电感和电抗，电感与频率无关):
导体的实际半径、几何平均距离、分裂数和分裂等效半径、材料的磁导率、频率(电抗和电感与频率无关)；电抗参数表示载流导体产生的磁场效应。
*电纳参数:表征带电导体的电场效应。从电纳公式可以看出，这里没有电抗参数，因为电纳代表电场效应，电力线不能进入导体。当导体分裂时，电纳增大。影响因素有:几何平均距离(框架空线路在塔上的排列方式)、导线截面积和交流频率。
*电导率参数:反映绝缘子串泄漏电流和空气体电离引起的有功功率损耗。
电晕现象:导线表面的电场强度超过空气体的击穿强度，使导体附近的空气体离解，导致局部放电现象。
超高压输电线路周围将产生强电场，支架空导线的主要绝缘介质为空气体。因此，当导体表面上的电场强度达到一定值时，那里的空气体可能电离成导体放电。晚上，在高压线周围有时可以看到绿色光环(日冕)，高压线本质上是一种高压线。
电晕不仅会失去传输功率，还会产生电磁辐射，对电台、导航设备和电视造成干扰，从而显著影响电磁环境的正常状态。有时它还会产生电晕噪音，使人感到烦躁。此外，电晕会造成导线表面的电腐蚀，缩短输电线路的使用寿命。因此，在设计和运行超高压输电线路时，应尽可能避免电晕。当导体的横截面较大时，导体表面的场强较小，反之亦然。可以看出，增加导体的横截面是一种解决方案。然而，对于超高压线路，通过简单地增加导体的横截面来限制电晕产生是不经济的，并且需要一种新的方法。研究发现，如果使用分裂导体，导体表面的场强会显著降低。就减缓电场强度而言，分裂导体可以实现与具有与分裂导体相同厚度的单个导体相同的效果。
电导参数的影响因素是什么？
*传输线的等效电路
分布式参数必须等同于集中式参数。每一段都被认为是一个无穷小，仍然用分布参数表示，然后通过全长积分得到长线的等效电路。仍然由两个端口代表。
l>。在750公里处，必须给双端口网络增加一个校正系数。由于电缆线路的电纳大于支架空线路的电纳，电缆等效电路的等效校正距离比支架空线路的等效校正距离短。
第四节负荷的数学模型
综合电力负荷+网络中的电力损耗=电源负荷
电源负载+辅助电源=发电负载
*负荷随时间变化的规律-负荷曲线；(是制定各电厂发电负荷计划的基础)
有末日大世界最新章节功功率的年负荷曲线常用于制定发电设备的维护计划。
负荷曲线取决于各行业的生产系统。
*负载随电压或频率变化的规律-负载特性；
负载特性——频率和电压特性、静态和动态特性、有功和无功特性。
负载特性取决于各行业负载中各种电气设备的比例。
随着电压的降低，这些负载的有功功率和无功功率都会降低。
随着频率的降低，这些负载的有功功率仍会降低，但无功功率会增加。
原因:《电力系统分析》(何赞阳版，第二卷)第122页:“频率调整与电压调整的关系”。当系统频率下降时，发电机产生的无功功率会降低；变压器和异步电动机励磁所需的无功功率将增加(当f降低时，励磁磁通将增加，所需的励磁电流也将增加，导致无功功率需求增加)，而绕组泄漏阻抗的无功功率损耗将降低(它们的电抗与频率成正比，当频率降低时，电抗和无功功率损耗也将降低？)应减少线路电容器充电的无功功率损耗()。一般来说，当频率降低时，系统的无功功率略有增加。系统中的大多数组件都是感应组件。由于无功功率可以理解为能量交换的能力，频率降低，无功功率交换周期延长，无功功率峰值较大，因此整个周期对无功功率的需求也较大。相反，当频率为0时，电容元件完全不消耗能量。
*负载模型
稳态计算通常用恒功率或恒阻抗来表示，但要注意其使用条件。如果负载的电压水平太低，就不能用恒功率来表示。当计算要求高时，考虑静态特性，而采用超越函数或多项式数学模型。
第五节电网数学模型
1.标准体系及其应用
优点:计算结果清晰，便于快速判断计算结果的正确性，并可大大简化计算。单相结对应三相结，单相结和三相结统一。
缺点:没有维度，也没有明确的物理意义。
2.多电压等级标准体系与名优网络
3.变压器的π等效模型
它能体现变压器电压变换的功能，常被用作计算机潮流编程的模型。
优点:使用该模型后，不需要减少参数和变量。
4.平均额定电压和武神主宰最新章节非标准比率
在简单辐射网络中间有变压器的多电压等级网络中，可以根据变压器比率设置基值，从而可以消除磁耦合练习。此时变压器比率的标准值为1，称为“标准比率”，计算精度相对较高；然而，在环形网络的情况下，不可能根据比率灵活地消除磁耦合，因为可能从两个方向获得两个不同的结果，这是由于线路的电压降(变压器比率总是考虑确保下一级的电压偏移保持正常水平，而额定电压应该根据“比较低电压高5%的标准”设计的原因是由于线路的电压降)。此时，考虑“非标准变比”的思想，根据线路电压等级直接得到平均额定电压，作为各等级的基准值进行计算。这样，变压器比率的标准值就不是1，这就叫做“非标准比率”。
在以平均额定电压为基准值的系统下，元件标准值的计算大大简化，但计算精度降低。如果追求更高的计算精度，标准比率仍然用于开放网络。
文章来源：www.atolchina.com