電力系統(tǒng)分析第2章

第二章系統(tǒng)元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 三相對(duì)稱 只研究一相等值電路和參數(shù)即可 本章介紹計(jì)及了其余兩相影響的元件一相等值參數(shù) 第一節(jié)架空輸電線的等值電路和參數(shù)一 輸電線的等值電路對(duì)于長(zhǎng)度不超過(guò)300Km的輸電線 采取 型等值電路即可滿足精度要求 Z R jX 輸電線的 型等值電路中 R對(duì)應(yīng)其有功功率損耗 X對(duì)應(yīng)通電導(dǎo)線的磁場(chǎng)效應(yīng) C對(duì)應(yīng)輸電線對(duì)地的電場(chǎng)效應(yīng) 由于輸電線在設(shè)計(jì)時(shí)避免了電暈現(xiàn)象的發(fā)生 其對(duì)地電導(dǎo)G 0 1 電阻的計(jì)算 導(dǎo)線的電阻率 對(duì)于銅導(dǎo)線 18 8 對(duì)于鋁導(dǎo)線 31 5 S 導(dǎo)線載流部分的標(biāo)稱截面積 單位 工程計(jì)算中 采用 為電阻溫度系數(shù) 2 電感的計(jì)算 根據(jù)電磁場(chǎng)理論的基本知識(shí) 對(duì)于非鐵磁材料制成的圓柱形導(dǎo)線 單導(dǎo)線自感 平行導(dǎo)線間互感 其中 DS 導(dǎo)線的自幾何均距 單股線 鋁絞線 鋼心鋁絞線 對(duì)于三相輸電線路 1 對(duì)稱布置時(shí) 所以 其中 D為三相軸線間距 因?yàn)?2 三相不對(duì)稱布置時(shí)當(dāng)三相導(dǎo)線排列不對(duì)稱時(shí) 各相導(dǎo)線所交鏈的磁鏈及各相等值電感便不相同 這將引起三相參數(shù)不對(duì)稱 因此必須利用導(dǎo)線換位來(lái)使三相恢復(fù)對(duì)稱 使得三相電感一致 1 2 3 D12 D23 D31 位置1位置2位置3 ABC CAB BCA 分別列寫(xiě)三段中a相磁鏈的表達(dá)式 并求平均 可得各相平均電感 其中 三相導(dǎo)線互幾何均距 電力系統(tǒng)中 220KV以上的輸電線長(zhǎng)采取分裂導(dǎo)線 具體說(shuō)來(lái) 220KV線路不分或雙分 330KV線路雙分裂 500KV線路三分裂或四分裂 如圖示 雙分 三分和四分裂導(dǎo)線的自幾何均距分別定義為 d d d d 分裂間距 分裂導(dǎo)線的等值電感按下式計(jì)算 3輸電線的等值電抗 額定頻率下輸電線路的每相的等值電抗我國(guó)電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz 對(duì)于單根線線路對(duì)于分裂導(dǎo)線電路 一般單導(dǎo)線線路每公里的電抗為0 4歐左右 分裂導(dǎo)線線路的電抗與分裂根數(shù)有關(guān) 當(dāng)分裂根數(shù)為2 3 4根時(shí) 每公里的電抗分別為0 33 0 30 0 28左右 討論 1 由于Dsb DS 分裂導(dǎo)線等值電抗較小 所以超高壓輸電線常采取分裂導(dǎo)線 2 導(dǎo)線間距 導(dǎo)線截面的尺寸會(huì)影響Deq Ds Dsb等的數(shù)值 從而影響輸電線的等值電抗大小 但由于它們均位于電抗表達(dá)式的對(duì)數(shù)符號(hào)內(nèi) 故影響不顯著 分裂導(dǎo)線的等值電容 3 電容和電納的計(jì)算 三相輸電線等值電容 其中 req為分裂導(dǎo)線的等值半徑 對(duì)于雙分 三分和四分裂導(dǎo)線 等值電納 在額定頻率下 線路每單位長(zhǎng)度的一相等值電納為 第二節(jié)變壓器的等值電路和參數(shù) 一 雙繞組變壓器 RT jXT GT jBT RT jXT 一 二次繞組漏抗GT jBT 勵(lì)磁回路 Ps 短路損耗 KW Vs 短路電壓百分?jǐn)?shù) P0 空載損耗 KW I0 空載電流百分?jǐn)?shù) 所以 注意 VN KV 2 SN MVA 3 折算到哪一側(cè)參數(shù) 用相應(yīng)的額定電壓VN 二 三繞組變壓器 R1 jX1 jBT RT XT 繞組漏阻抗 GT jBT 勵(lì)磁回路 R2 jX2 R3 jX3 GT 三繞組變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)時(shí) 依次使某一繞組開(kāi)路 另兩個(gè)繞組按雙繞組變壓器的方式進(jìn)行短路試驗(yàn) 由于三個(gè)繞組中可能有一個(gè)繞組容量較小 短路試驗(yàn)容量將受到其限制 為獲得變壓器額定容量SN下的等值參數(shù) 短路損耗應(yīng)進(jìn)行如下折算 勵(lì)磁回路參數(shù) 則 Vs 不必折算 第三節(jié)標(biāo)幺制 一 概念有名制 用實(shí)際有名單位表示物理量的單位制系統(tǒng) 標(biāo)幺制 用相對(duì)值表示物理量的單位制系統(tǒng) 標(biāo)幺值無(wú)單位 基值不同時(shí) 物理量的標(biāo)幺值也相應(yīng)變化 二 基準(zhǔn)值的選取三相交流電路中 所以V I Z S四個(gè)電氣量的基值中選定其中兩個(gè) 其余相應(yīng)可得 一般選定SB 100MVA VB 于是 三 計(jì)算公式多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)中 有名制的主要問(wèn)題在于參數(shù)的折算 對(duì)于圖示電力系統(tǒng) 折算到VI時(shí) KT1 1 KT2 1 標(biāo)幺制中 取統(tǒng)一SB 并為每一電壓等級(jí)規(guī)定VB VB1 VB2 VB3 相應(yīng)地每一電壓等級(jí)阻抗基值為 i 1 2 3 若取相鄰電壓等級(jí)基準(zhǔn)電壓之比等于變壓器變比 則所有變壓器變比標(biāo)幺值 而且 由于各電壓等級(jí)電抗基值之比相應(yīng)電壓基值之比的平方 在標(biāo)么制電抗的計(jì)算中就不必再考慮折算問(wèn)題了 以XL為例 實(shí)際上 回路中有多個(gè)電壓等級(jí)時(shí) 上述VB取值很難全部滿足要求 如 前述系統(tǒng)中 若VN1 10KV VN2 110KV VN3 10KV時(shí) KT1 10 5 121KV KT2 110 11KV 若取VB1 10 5KV 則VB2 121KV 相應(yīng)VB3 121 110 11 12 1KV 10KV電壓等級(jí)居然出現(xiàn)了兩個(gè)不同的VB 工程計(jì)算中常采取以下近似計(jì)算 1 VB 1 05VN 3 15 6 3 10 5 15 75 37 115 230 345 525KV 2 認(rèn)為變壓器的額定變比等于相鄰電壓等級(jí)基準(zhǔn)電壓之比 即 3 發(fā)電機(jī) 變壓器 電抗器的技術(shù)數(shù)據(jù)中常給出 即 元件額定參數(shù)的標(biāo)幺值 必須將其換算至系統(tǒng)統(tǒng)一的