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标么制在电力系统中的优点及计算方法

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：前者称有名制，后者称标么制。而通过运算将会发现，标么制的这一特点也是它的一个优点。试分别按两种方法作基准功率为1000MVA、基准电压为220kV时该网络的标么制等值电路。因而例2-2中已求得各元件归算至220kV侧的阻抗、导纳，按第一种方法计算时可直接取进行标么值的折算。按第二种方法计算时，可先求得归算至其他各级的电压基准值然后再进行标么值的折算。

在电力系统计算中，除运用上列具有单位的阻抗、导纳、电压、电流等进行运算外，还广泛运用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流等的相对值进行运算。前者称有名制，后者称标么制。标么制之所以能在相当宽广的范围内取代有名制，是由于标么制具有计算结果清晰、便于迅速判断计算结果的正确性、可大量简化计算等优点。

标么制中，上列各量都以相对值出现，必然要有所相对的基准，即所谓基准值。标么值、有名值、基准值之间应有如下关系

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按上式，并计及三相对称系统中，线电压为相电压的倍，三相功率为单相功率的3倍，如取线电压的基准值为相电压基准值的倍，三相功率的基准值为单相功率基准值的3倍，则线电压和相电压的标么值数值相等，三相功率和单相功率的标么值数值相等。而通过运算将会发现，标么制的这一特点也是它的一个优点。

基准值的单位应与有名值的单位相同是选择基准值的一个限制条件。选择基准值的另一个限制条件是阻抗、导纳、电压、电流、功率的基准值之间也应符合电路的基本关系。如阻抗、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，则这些基准值之间应有如下关系

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式中　ZB、YB——每相阻抗、导纳的基准值；

　　　UB、IB——线电压、线电流的基准值；

　　　SB——三相功率的基准值。

由此可见，五个基准值中只有两个可以任意选择，其余三个必须根据上列关系派生。通常是，先选定三相功率和线电压的基准值SB、UB，然后按上列关系式求出每相阻抗、导纳和相电流的基准值，即

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功率的基准值往往就取系统中某一发电厂的总功率或系统的总功率，也可取某发电机或变压器的额定功率，有时也取某一整数，如100、1000MVA等。电压的基准值往往就取网络中被选作为基本级的额定电压。例如，图2-7中，如选500kV电压级为基本级，则可选500kV为电压的基准值。

决定了功率、电压的基准值，求得了阻抗、导纳、电流的基准值后，对单一电压级网络，就可根据标么值的定义式（2-49）直接求取这些量的标么值。但对多电压级网络，还有一个不同电压级之间的归算问题。计及电压级之间的归算而求取标么值的方法有以下两种。

（1）将网络各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值都归算到同一电压级——基本级，然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流基准值，即

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式中　Z*、Y*、U*、I*——阻抗、导纳、电压、电流的标么值；

　　　Z、Y、U、I——归算到基本级的阻抗、导纳、电压、电流的有名值；

　　　ZB、YB、UB、IB、SB——与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流、功率的基准值。

（2）将未经归算的各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值除以由基本级归算到这些量所在电压级的阻抗、导纳、电压、电流基准值，即

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式中　Z*、Y*、U*、I*——阻抗、导纳、电压、电流的标么值；

　　　Z′、Y′、U′、I′——未经归算的阻抗、导纳、电压、电流的有名值；

　　　Z′B、Y′B、U′B、I′B、S′B——由基本级归算到Z′、Y′、U′、I′所在电压级的阻抗、导纳、电压、电流、功率的基准值。

这里，Z、Y、U、I与Z′、Y′、U′、I′的关系如式（2-45）～式（2-48），而ZB、YB、UB、IB、SB与Z′B、Y′B、U′B、I′B、S′B的关系则为

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最后一式表明基准功率不存在不同电压级之间的归算问题，因为

由式（2-52）、式（2-53）可见，这两种方法殊途同归，所得各量的标么值毫无差别。例如，设图2-7中选定基本级为500kV级、基准功率为1000MVA，与这基本级对应的基准电压为500kV，设图中10kV线路未经归算的阻抗为Z′＝0.62Ω，归算至500kV基本级后为

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则按第一种方法求其标么值时，先求与500kV基本级对应的阻抗基准值

然后将归算至500kV基本级的Z除以这个ZB，可得

按第二种方法求其标么值时，先将基准电压由500kV基本级归算至线路所在的10kV级

再求归算至10kV级的阻抗基准值

最后将未经归算的Z′除以这个Z′B，也可得

【例2-3】网络结线和各元件的技术数据如例2-2。试分别按两种方法作基准功率为1000MVA、基准电压为220kV时该网络的标么制等值电路。

解　给定基准电压为220kV，不言而喻，选定的基本级就是与之相近或相等的220kV级。因而例2-2中已求得各元件归算至220kV侧的阻抗、导纳，按第一种方法计算时可直接取

进行标么值的折算。

按第二种方法计算时，可先求得归算至其他各级的电压基准值

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然后再进行标么值的折算。按这两种方法计算的具体过程如表2-3。

表2-3　电力网络各元件参数计算

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续表

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按表2-3就可绘制以标么制表示的等值电路如图2-10。