電力系統(tǒng)分析——第四講 22-23

1、 上節(jié)回顧：上節(jié)回顧： 1.雙繞組變壓器的等值電路圖？雙繞組變壓器的等值電路圖？ 2.雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算中，用到的參雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算中，用到的參 數(shù)數(shù)PK,UK%,P0,I0%分別通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)得到？分別通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)得到？ 3.上題中提到的實(shí)驗(yàn)，是如何進(jìn)行的上題中提到的實(shí)驗(yàn)，是如何進(jìn)行的？ 4.三繞組變壓器的等值電路圖？三繞組變壓器的等值電路圖？ 上節(jié)回顧：上節(jié)回顧： 5.三繞組變壓器中當(dāng)容量比為三繞組變壓器中當(dāng)容量比為1:1:1時(shí)，時(shí)， 繪制等值電路的計(jì)算步驟？繪制等值電路的計(jì)算步驟？ 6.三繞組變壓器中當(dāng)容量比為三繞組變壓器中當(dāng)容量比為1:0.5:1時(shí)，繪制時(shí)，繪制 等值電路的計(jì)算

2、步驟？等值電路的計(jì)算步驟？ 7.題六相比題五的計(jì)算多的步驟為題六相比題五的計(jì)算多的步驟為？如何如何 進(jìn)行？進(jìn)行？ 第二節(jié)第二節(jié) 變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型 l變壓器基本知識(shí)變壓器基本知識(shí) l雙繞組變壓器的等值電路和數(shù)學(xué)模型雙繞組變壓器的等值電路和數(shù)學(xué)模型 l三繞組變壓器的等值電路和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的等值電路和數(shù)學(xué)模型 l三繞組自耦變壓器的等值電路和數(shù)學(xué)模型三繞組自耦變壓器的等值電路和數(shù)學(xué)模型 1 1、三繞組自耦變壓器的等值電路、三繞組自耦變壓器的等值電路 與三繞組變壓器相同 2 2、三繞組自耦變壓器的參數(shù)計(jì)算、三繞組自耦變壓器的參數(shù)計(jì)算 電阻、電納、電導(dǎo)計(jì)算電阻、電納、電

3、導(dǎo)計(jì)算 三繞組自耦變壓器參數(shù)的計(jì)算依據(jù)與三繞組變壓器相 同，電阻、電納、電導(dǎo)的計(jì)算方法也相同。 另外，自耦變壓器各繞組的電阻各繞組的電阻不是各繞組的實(shí)際電 阻，而是等效電阻，并且可能出現(xiàn)負(fù)值可能出現(xiàn)負(fù)值的情況，這是自耦變 壓器高壓繞組和中壓繞組之間存在電的直接聯(lián)系的原因。 電抗計(jì)算電抗計(jì)算 計(jì)算三繞組自耦變壓器各繞組的等效電抗時(shí)， 未歸算未歸算的必須將銘牌提供的短路電壓先歸算到 變壓器的額定容量之下額定容量之下，然后再按三繞組變壓 器電抗的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。 短路電壓歸算公式：短路電壓歸算公式： 例題講解例題講解 P24 P24 例例2-22-2 練習(xí)：練習(xí)： 三相三繞組自耦變壓器的部分技術(shù)數(shù)

4、據(jù)如下：三相三繞組自耦變壓器的部分技術(shù)數(shù)據(jù)如下： 額定容量為額定容量為100/100/50MVA100/100/50MVA，額定電壓為，額定電壓為 10/100/200kv10/100/200kv，空載電流為，空載電流為2%2%，空載損耗為，空載損耗為 100kw100kw。短路電壓和短路損耗（未歸算）如表所。短路電壓和短路損耗（未歸算）如表所 示。試?yán)L制此三繞組自耦變壓器的等值電路和示。試?yán)L制此三繞組自耦變壓器的等值電路和 計(jì)算參數(shù)。（歸算至高壓側(cè)）計(jì)算參數(shù)。（歸算至高壓側(cè)） 答案：答案： RTRT1 1=0.2,RT=0.2,RT2 2=1,RT=1,RT3 3=3=3 XTXT1 1=1

5、6,XT=16,XT2 2=40,XT=40,XT3 3=40=40 GT=0.25GT=0.25* *1010-5 -5 BT=0.5BT=0.5* *1010-4 -4 第三節(jié)第三節(jié) 電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型 l電力線路簡(jiǎn)述電力線路簡(jiǎn)述 l電力線路的阻抗電力線路的阻抗 l電力線路的導(dǎo)納電力線路的導(dǎo)納 l電力線路的數(shù)學(xué)模型電力線路的數(shù)學(xué)模型 1.1.輸電線路模型輸電線路模型 直流穩(wěn)態(tài) 交流穩(wěn)態(tài) 暫態(tài) 輸電線路等值電路 數(shù)學(xué)模型 Riu IjX(R) U u dt di LRi 一、電力線路的簡(jiǎn)述 電力線路按結(jié)構(gòu)可分為電力線路按結(jié)構(gòu)可分為 架空線架空線：導(dǎo)線、避雷線、桿

6、塔、絕緣子和金具等：導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等 電纜電纜：導(dǎo)線、絕緣層、保護(hù)層等：導(dǎo)線、絕緣層、保護(hù)層等 思考思考：架空線和電纜線的各自特點(diǎn)？：架空線和電纜線的各自特點(diǎn)？ 一一、電力電力線路的線路的簡(jiǎn)述簡(jiǎn)述 1 1、架空輸電線路、架空輸電線路 導(dǎo)線導(dǎo)線 避雷線避雷線 桿塔桿塔 絕緣子絕緣子 金具金具 （1 1）架空線路的導(dǎo)線和避雷線架空線路的導(dǎo)線和避雷線 v架空線路的標(biāo)號(hào)架空線路的標(biāo)號(hào) 例如：LGJ400/50LGJ400/50 表示載流額定截面積為400、鋼線額定截面積為 50的普通鋼芯鋁線。 （1 1）架空線路的導(dǎo)線和避雷線架空線路的導(dǎo)線和避雷線 導(dǎo)線：主要由鋁、鋼、銅等材料制成導(dǎo)

7、線：主要由鋁、鋼、銅等材料制成 電性能，機(jī)械強(qiáng)度，抗腐蝕能力；電性能，機(jī)械強(qiáng)度，抗腐蝕能力； 主要材料：鋁，銅，鋼；例：主要材料：鋁，銅，鋼；例：LJ TJ LGJLJ TJ LGJ v為增加架空線路的性能而采取的措施為增加架空線路的性能而采取的措施 目的目的：減少電暈損耗或線路電抗。 多股線多股線 其安排的規(guī)律為：中心一股芯線，由內(nèi)到外，第一層 為6股，第二層為12股，第三層為18股，以此類推 擴(kuò)徑導(dǎo)線擴(kuò)徑導(dǎo)線 人為擴(kuò)大導(dǎo)線直徑，但不增加載流部分截面積不增加載流部分截面積。不同 之處在于支撐層僅有6股，起支撐作用。 分裂導(dǎo)線分裂導(dǎo)線 又稱復(fù)導(dǎo)線，其將每相導(dǎo)線分成若干根，相互間保持 一定的距離

8、。但會(huì)增加線路電容。 （2 2） 桿塔桿塔 木塔：較少采用 鐵塔：主要用于220kV及以上系統(tǒng) 鋼筋混凝土桿：應(yīng)用廣泛 （3 3） 絕緣子絕緣子 針式針式：35KV以下線路 懸式懸式：35KV及以上線路 通?？筛鶕?jù)絕緣子串上絕緣子的片數(shù)來(lái)判斷 線路電壓等級(jí)，一般一個(gè)絕緣子承擔(dān)1 1萬(wàn)萬(wàn)V V左右的 電壓。 懸式絕緣子懸式絕緣子 主要用于35kV及以上系統(tǒng)，根據(jù)電壓等級(jí)的高 低組成數(shù)目不同的絕緣子鏈。 棒式絕緣子棒式絕緣子 起到絕緣和橫擔(dān)的作用，應(yīng)用于1035kV電網(wǎng)。 2.2.架空線路的換位問(wèn)題架空線路的換位問(wèn)題 在高壓輸電線路上，當(dāng)三相導(dǎo)線的排列不對(duì)稱 時(shí)，各相電抗、電容不同，會(huì)出現(xiàn)零序電壓

9、，這是 所不希望的。 改善對(duì)策改善對(duì)策有：三相導(dǎo)線的對(duì)稱布置對(duì)稱布置和整換位循環(huán)整換位循環(huán)。 整換位循環(huán)整換位循環(huán)：指一定長(zhǎng)度內(nèi)有兩次換位而三相導(dǎo)線 都分別處于三個(gè)不同位置，完成一次完整的循環(huán)。 2.2.架空線路的換位問(wèn)題架空線路的換位問(wèn)題 在高壓輸電線路上，當(dāng)三相導(dǎo)線的排列不對(duì)稱 時(shí)，各相電抗、電容不同，會(huì)出現(xiàn)零序電壓，這是 所不希望的。 改善對(duì)策改善對(duì)策有：三相導(dǎo)線的對(duì)稱布置對(duì)稱布置和整換位循環(huán)整換位循環(huán)。 整換位循環(huán)整換位循環(huán)：指一定長(zhǎng)度內(nèi)有兩次換位而三相導(dǎo)線 都分別處于三個(gè)不同位置，完成一次完整的循環(huán)。 3 3. .電纜線路電纜線路 導(dǎo)體導(dǎo)體 絕緣層絕緣層 保護(hù)層保護(hù)層 三、架空輸電線

10、路的參數(shù)三、架空輸電線路的參數(shù) 1 1、參數(shù)類型、參數(shù)類型 （1）電阻電阻r0 r0 ：反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率損耗效 應(yīng)，實(shí)際上就是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用。 （2）電感電感L0 L0 ：反映載流導(dǎo)體的磁場(chǎng)效應(yīng)，實(shí)際上就是電流 磁場(chǎng)在導(dǎo)線中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)式對(duì)電流的阻礙作用。 （3）電導(dǎo)電導(dǎo)g0 g0 ：線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的泄漏電流及導(dǎo) 體附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損耗。 （4）電容電容C0C0 ：帶電導(dǎo)體周?chē)碾妶?chǎng)效應(yīng)，實(shí)際上就是導(dǎo)線 與大地和導(dǎo)線之間的電容。 輸電線路的以上四個(gè)參數(shù)沿線路均勻分布。輸電線路的以上四個(gè)參數(shù)沿線路均勻分布。 2 2、架空輸電線路的參數(shù)確定、架空輸電線

11、路的參數(shù)確定 （1 1）電阻）電阻 計(jì)算法計(jì)算法 式中： 計(jì)算時(shí)，所采用的導(dǎo)線的電阻率，它比導(dǎo)體材 料的直流電阻率要大，原因如下： 交流集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)。 絞線的實(shí)際長(zhǎng)度比導(dǎo)線長(zhǎng)度長(zhǎng)23 。 絞線的影響，導(dǎo)線的實(shí)際截面比標(biāo)稱截面略小。 銅： 鋁： 導(dǎo)線的標(biāo)稱截面，即導(dǎo)線導(dǎo)電部分的截面積， 單位 )/(kmSr )/.(8 .18 2 kmmm )/.(5 .31 2 kmmm S 2 mm 查表法查表法 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的各種型 號(hào)導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電 阻，已經(jīng)列表，應(yīng)用 時(shí)，只要根據(jù)導(dǎo)線型 號(hào)查表即可。 精確計(jì)算時(shí)的修正精確計(jì)算時(shí)的修正 導(dǎo)線的電阻與溫度有關(guān)，表中所給出的數(shù)值和計(jì) 算所得數(shù)值都是導(dǎo)體溫

12、度為 時(shí)的數(shù)值，精確 計(jì)算時(shí)需進(jìn)行修正，修正公式 式中 溫度修正系數(shù)。 銅： 鋁： 0 20 )20(1 20 trr t c o /00361. 0 c o /003821. 0 （1）電抗 電抗的物理本質(zhì) 電抗實(shí)際上是線路中電流所產(chǎn)生的與線 路交鏈的磁通 （包括本相線路的自感磁通和其他兩相電流 在本相中所產(chǎn)生 的互感磁通）在線路中所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 對(duì)電流的阻礙作 用。 計(jì)算法 單導(dǎo)線每相單位長(zhǎng)度電感和電抗： 式中： 為三相導(dǎo)線間的互幾何均距， 為導(dǎo)線的計(jì)算半徑； 為導(dǎo)線材料的相對(duì)磁導(dǎo)率； 等效半徑； 非鐵磁材料的單股線：非鐵磁材料的單股線： 非鐵磁材料的多股線：非鐵磁材料的多股線： 鋼芯

13、鋁線：鋼芯鋁線： eq D 3 312312 DDDDeq kmH r D L rm /10) 2 lg6 . 4( 4 1 km r D fx rm /10) 2 lg6 . 4(2 4 1 r r km r D x m /10lg1445. 0 4 1 r rr)771. 0724. 0( rr779. 0 rr)9 . 077. 0( 對(duì)于銅（鋁）絞線 同桿雙回路架空線路的電感與電抗 近似計(jì)算時(shí)，由于一回路的三相電流在另一回路中的任何一相導(dǎo)線中 產(chǎn)生的互感磁通可忽略不計(jì)，所以其電抗的計(jì)算同單回路一樣。 分裂導(dǎo)線架空線路的電感與電抗 在遠(yuǎn)距離輸電線路中，限制輸送容量主要是線路的電抗，為減小電抗 可以通過(guò)增加導(dǎo)線截面和縮小導(dǎo)線之間的距離來(lái)實(shí)現(xiàn)，后者受絕緣限制不能 減小，前者將增加有色金屬耗量，且效果也不明顯。通常采用的方式是利用 分裂導(dǎo)線，其原理是在 不增加導(dǎo)線實(shí)際有色金屬耗量的基礎(chǔ)上，增加導(dǎo)線 的計(jì)算半徑 。 1 r kmH r D L m /10)5 . 0lg6 . 4( 4 1 km r D x m /0157. 0lg1445. 0 1 四分四分 裂導(dǎo)裂導(dǎo) 線線 分裂導(dǎo)線的電抗 式中 為分裂導(dǎo)線的等值半徑，其值按下式確定。 為分裂導(dǎo)