第二章電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和等值電路ppt課件

1、第二章第二章 電力系統(tǒng)各元件的特性電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型一電力網(wǎng)各元件的參數(shù)及等值電路一電力網(wǎng)各元件的參數(shù)及等值電路1. 1. 輸電線路的參數(shù)及等值電路輸電線路的參數(shù)及等值電路2.2.變壓器的參數(shù)及等值電路變壓器的參數(shù)及等值電路二電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路二電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路 重點(diǎn)重點(diǎn)第二章第二章 電力系統(tǒng)的元件參數(shù)電力系統(tǒng)的元件參數(shù)及等值電路及等值電路第一節(jié)第一節(jié) 電力線路的參數(shù)和等值電力線路的參數(shù)和等值電路電路一電力線路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述一電力線路的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述二電力線路的阻抗二電力線路的阻抗三三. 電力線路的導(dǎo)納電力線路的導(dǎo)納第一節(jié)第一節(jié) 電力線路的參數(shù)和等電力線路的參數(shù)和等值電路值電路n

2、一一.電力線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述電力線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述n 電力線路按結(jié)構(gòu)可分為電力線路按結(jié)構(gòu)可分為n 架空線：導(dǎo)線、避雷線、桿塔、架空線：導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等絕緣子和金具等n 電電 纜：導(dǎo)線、絕緣層、保護(hù)層纜：導(dǎo)線、絕緣層、保護(hù)層等等n架空線路的導(dǎo)線和避雷線架空線路的導(dǎo)線和避雷線n 導(dǎo)導(dǎo) 線：主要由鋁、鋼、銅等材線：主要由鋁、鋼、銅等材料制成料制成n 避雷線：一般用鋼線避雷線：一般用鋼線輸電線路輸電線路1.1.架空線架空線導(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認(rèn)識(shí)架空線路的標(biāo)號(hào)認(rèn)識(shí)架空線路的標(biāo)號(hào)v /v 鋼線部分額定截面積鋼線部

3、分額定截面積v 主要載流部分額定截面積主要載流部分額定截面積v J 表示加強(qiáng)型，表示加強(qiáng)型，Q表示輕型表示輕型v J 表示多股線表示多股線v 表示材料，其中：表示材料，其中：L表示鋁、表示鋁、 v G表示鋼、表示鋼、T表示銅、表示銅、HL表示表示v 鋁合金鋁合金 v 例如：例如：LGJ400/50表示載流額定截面積為表示載流額定截面積為400、鋼線、鋼線額定截面積為額定截面積為50的普通鋼芯鋁線。的普通鋼芯鋁線。 v為了減少電暈損耗或線路電抗，常采用：為了減少電暈損耗或線路電抗，常采用：v擴(kuò)徑導(dǎo)線擴(kuò)徑導(dǎo)線v 人為擴(kuò)大導(dǎo)線直徑，但不增加載流人為擴(kuò)大導(dǎo)線直徑，但不增加載流部分截面積。不同之處在于支

4、撐層僅有部分截面積。不同之處在于支撐層僅有6股，起支撐作用。股，起支撐作用。v分裂導(dǎo)線分裂導(dǎo)線v 又稱(chēng)復(fù)導(dǎo)線，其將每相導(dǎo)線分成若又稱(chēng)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。但會(huì)增干根，相互間保持一定的距離。但會(huì)增加線路電容。加線路電容。 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 LGJ2. 2. 架空線路的絕緣子架空線路的絕緣子架空線路使用的絕緣子分為架空線路使用的絕緣子分為 針式：針式：35KV35KV以下線路以下線路 懸式：懸式：35KV35KV及以上線路及以上線路33片；片

5、；60KV 560KV 5片；片；110KV 7110KV 7片；片；220KV 13220KV 13片；片；330 19330 19片片 通?？筛鶕?jù)絕緣子串上絕緣子的片數(shù)來(lái)判通?？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)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左左右的電壓。右的電壓。n主要用于主要用于35kV及以及以上系統(tǒng)，根據(jù)電壓上系統(tǒng)，根據(jù)電壓等級(jí)的高低組成數(shù)等級(jí)的高低組成數(shù)目不同的絕緣子鏈。目不同的絕緣子鏈。棒式絕緣子棒式絕緣子3. 3. 架空線路的換位問(wèn)題架空線路的換位問(wèn)題目的在于減少三相參數(shù)不平衡目的在于減少三相參數(shù)不平衡 整換位循環(huán)：指一定長(zhǎng)度內(nèi)

6、有兩次換位而三相導(dǎo)線整換位循環(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)。都分別處于三個(gè)不同位置，完成一次完整的循環(huán)。 滾式換位滾式換位 換位方式換位方式 換位桿塔換位換位桿塔換位ABCAAABBBCCC4 4、電纜線路、電纜線路電纜有三部分組成：導(dǎo)體、絕緣層、包護(hù)層電纜有三部分組成：導(dǎo)體、絕緣層、包護(hù)層導(dǎo)體：導(dǎo)體：L L或或T T；單股或多股；單相或三相；圓形或扇形等；單股或多股；單相或三相；圓形或扇形等絕緣材料：橡膠、瀝青、聚氯乙烯、棉麻、綢、紙等。目前絕緣材料：橡膠、瀝青、聚氯乙烯、棉麻、綢、紙等。目前大多用浸漬紙。主要是相間絕緣、相與地絕緣。大多用浸漬

7、紙。主要是相間絕緣、相與地絕緣。 內(nèi)護(hù)層：鉛、鋁，聚乙烯等，保護(hù)絕緣等內(nèi)護(hù)層：鉛、鋁，聚乙烯等，保護(hù)絕緣等包護(hù)層包護(hù)層 外護(hù)層：防止銹蝕外護(hù)層：防止銹蝕導(dǎo)體導(dǎo)體絕緣層絕緣層保護(hù)層保護(hù)層電力線路的參數(shù)電力線路的參數(shù)串串聯(lián)聯(lián)電電阻阻發(fā)發(fā)熱熱、 2NIP1i電電感感感感應(yīng)應(yīng)電電勢(shì)勢(shì)交交變變磁磁場(chǎng)場(chǎng)、 dtdii2電電容容有有電電位位差差相相間間、相相對(duì)對(duì)地地交交變變電電場(chǎng)場(chǎng)、空空氣氣介介質(zhì)質(zhì)、q3并并聯(lián)聯(lián)電電阻阻泄泄漏漏損損耗耗、加加壓壓U4架空輸電線路參數(shù)有四個(gè)架空輸電線路參數(shù)有四個(gè)（1 1電阻電阻r0r0：反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率：反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率 損耗效應(yīng)。損耗效應(yīng)。（

8、2 2電感電感L0L0：反映載流導(dǎo)體的磁場(chǎng)效應(yīng)。：反映載流導(dǎo)體的磁場(chǎng)效應(yīng)。電力線路的參數(shù)電力線路的參數(shù)圖圖2-11 2-11 單位長(zhǎng)線路的一相等值電路單位長(zhǎng)線路的一相等值電路 圖圖2-11 2-11 單位長(zhǎng)線路的一相等值電路單位長(zhǎng)線路的一相等值電路 （3電導(dǎo)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C0 ：帶電導(dǎo)體周?chē)碾妶?chǎng)效應(yīng)。 輸電線路的以上四個(gè)參數(shù)沿線路均勻分布。二二. .電力線路的阻抗電力線路的阻抗sr/1 1、有色金屬導(dǎo)線架空線路的電阻、有色金屬導(dǎo)線架空線路的電阻有色金屬導(dǎo)線指鋁線、鋼芯鋁線和銅線有色金屬導(dǎo)線指鋁線、鋼芯鋁線和銅線每相單

9、位長(zhǎng)度的電阻：每相單位長(zhǎng)度的電阻：其中：其中： 鋁的電阻率為鋁的電阻率為31.5 銅的電阻率為銅的電阻率為18.8 考慮溫度的影響則：考慮溫度的影響則：均大于直流電阻率均大于直流電阻率)20(1 20trrt2 2、有色金屬導(dǎo)線三相架空線路的電抗、有色金屬導(dǎo)線三相架空線路的電抗先看單相線路先看單相線路 n1 ab 首先求外部磁鏈?zhǔn)紫惹笸獠看沛?xDdxri磁動(dòng)勢(shì)磁動(dòng)勢(shì)iniF*1 xrxxxmAxHHxilFH0B)(21 磁通密度磁通密度磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度1)(10470 rmH 空空氣氣2 2、電抗計(jì)算公式：、電抗計(jì)算公式：其中：其中：31 /cabcabmmDDDDcmmmDcmmmrkm

10、x），或幾何均距（）或?qū)Ь€的半徑（）導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電抗（0157. 0lg1445. 01 rDxm在近似計(jì)算中，可以取架空線路的電抗為在近似計(jì)算中，可以取架空線路的電抗為0.43.分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗 分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)分布，等效分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗?？梢宰C明：可以證明：根根導(dǎo)導(dǎo)線線間間的的距距離離：某某根根導(dǎo)導(dǎo)線線與與其其余余1)(0157. 0lg1445. 011312)1(113121 ndddrddddrrnrDxnnnmnneqeqm分裂導(dǎo)

11、線的輸電線路分裂導(dǎo)線的輸電線路 增加一張分裂導(dǎo)線照片四四分分裂裂導(dǎo)導(dǎo)線線4. 鋼導(dǎo)線三相架空線路的電抗鋼導(dǎo)線三相架空線路的電抗 鋼導(dǎo)線與鋁、銅導(dǎo)線的主要差別在于鋼導(dǎo)線鋼導(dǎo)線與鋁、銅導(dǎo)線的主要差別在于鋼導(dǎo)線導(dǎo)磁。導(dǎo)磁。rmrDx 0157.0lg1445.01 5. 5. 電纜線路的阻抗電纜線路的阻抗 電纜線路的結(jié)構(gòu)和尺寸都已經(jīng)系列化，電纜線路的結(jié)構(gòu)和尺寸都已經(jīng)系列化，這些參數(shù)可事先測(cè)得并由制造廠家提供。普這些參數(shù)可事先測(cè)得并由制造廠家提供。普通，電纜線路的電阻略大于相同截面積的架通，電纜線路的電阻略大于相同截面積的架空線路，而電抗則小得多?？站€路，而電抗則小得多。 三三. .電力線路的導(dǎo)納電力

12、線路的導(dǎo)納1.三相架空線路的電納三相架空線路的電納其電容值為：其電容值為： 10lg0241.061 rDCm最常用的電納計(jì)算公式：最常用的電納計(jì)算公式：(S/km) 10lg58.761 rDbm架空線路的電納變化不大，一般為架空線路的電納變化不大，一般為kmS/1085. 26 (S/km) 10lg58.761 eqmrDb3.3.架空線路的電導(dǎo)架空線路的電導(dǎo)線路的電導(dǎo)取決于沿絕緣子串的泄漏和電暈線路的電導(dǎo)取決于沿絕緣子串的泄漏和電暈 絕緣子串的泄漏：通常很小絕緣子串的泄漏：通常很小 電暈：強(qiáng)電場(chǎng)作用下導(dǎo)線周?chē)諝獾碾婋x現(xiàn)象電暈：強(qiáng)電場(chǎng)作用下導(dǎo)線周?chē)諝獾碾婋x現(xiàn)象 導(dǎo)線周?chē)諝怆婋x的原因

13、：是由于導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度導(dǎo)線周?chē)諝怆婋x的原因：是由于導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)了某一臨界值，以致空氣中原有的離子具備了足夠的動(dòng)超過(guò)了某一臨界值，以致空氣中原有的離子具備了足夠的動(dòng)能，使其他不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分導(dǎo)電。能，使其他不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分導(dǎo)電。2.2.分裂導(dǎo)線線路的電納分裂導(dǎo)線線路的電納四四. .電力線路的數(shù)學(xué)模型電力線路的數(shù)學(xué)模型 電力線路的數(shù)學(xué)模型就是以電阻、電抗、電納和電力線路的數(shù)學(xué)模型就是以電阻、電抗、電納和電導(dǎo)來(lái)表示線路的等值電路。（集中參數(shù)電路）電導(dǎo)來(lái)表示線路的等值電路。（集中參數(shù)電路） 分三種情況討論：分三種情況討論： 短線路短線路中等長(zhǎng)度線路中等長(zhǎng)度線

14、路長(zhǎng)線路分布參數(shù)電路或修正集中參數(shù)電路）長(zhǎng)線路分布參數(shù)電路或修正集中參數(shù)電路） 1.1.短輸電線路：電導(dǎo)和電納忽略不計(jì)短輸電線路：電導(dǎo)和電納忽略不計(jì)長(zhǎng)度長(zhǎng)度100km100km電壓電壓60kV60kV以下以下短的電纜線短的電纜線線路阻抗線路阻抗圖圖2-12 2-12 短線路的等值電路短線路的等值電路 jxlrljXRZ2.2.中等長(zhǎng)度的輸電線路中等長(zhǎng)度的輸電線路110kV110kV220kV220kV架空線：架空線：100km100km300km300km電纜：電纜：100km100km線路電納忽略不計(jì)線路電納忽略不計(jì)參數(shù)：參數(shù)：可作出可作出型等值電路和型等值電路和T T型等值電路型等值電路j

15、bljBjBGYjxlrljXRZ 圖圖 中等長(zhǎng)度線路的等值電路中等長(zhǎng)度線路的等值電路 (a) (a) 形等值電路；形等值電路；(b) T(b) T形等值電路形等值電路 3 長(zhǎng)線路的等值電路需要考慮分布參數(shù)特性）長(zhǎng)線路的等值電路需要考慮分布參數(shù)特性） 長(zhǎng)線路：長(zhǎng)度超過(guò)長(zhǎng)線路：長(zhǎng)度超過(guò)300km的架空線和超過(guò)的架空線和超過(guò)100km的電纜。的電纜。精確型精確型 根據(jù)雙端口網(wǎng)絡(luò)理論可得：根據(jù)雙端口網(wǎng)絡(luò)理論可得： /sinhsinh1cosh21sinh1111稱(chēng)稱(chēng)線線路路傳傳播播特特性性稱(chēng)稱(chēng)線線路路特特性性阻阻抗抗其其中中：yzryzZrlrlrlZYrlZZccc Z Y/2 Y/2 第二節(jié)第二

16、節(jié) 變壓器的參數(shù)和等值電路變壓器的參數(shù)和等值電路雙繞組變壓器的參數(shù)和等值電路雙繞組變壓器的參數(shù)和等值電路三繞組變壓器的參數(shù)和等值電路三繞組變壓器的參數(shù)和等值電路自耦變壓器的參數(shù)和等值電路自耦變壓器的參數(shù)和等值電路一一. .雙繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型雙繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型阻抗短路實(shí)驗(yàn)：在原邊加阻抗短路實(shí)驗(yàn)：在原邊加I1N）銘牌參數(shù)：銘牌參數(shù)：SN、 UINUN、 Pk、Uk、 P0、I0TkRP短路實(shí)驗(yàn)短路實(shí)驗(yàn)TkXU%TGP0空載實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn)TBI%0RTjXTIo.U1N.Ig.Ib.BTGT1.電阻電阻 變壓器的電阻是通過(guò)變壓器的短路損耗變壓器的電阻是通過(guò)變壓器的短路損耗PkPk，

17、其近似等于額定總銅耗其近似等于額定總銅耗PCuPCu。 我們通過(guò)如下公式來(lái)求解變壓器電阻：我們通過(guò)如下公式來(lái)求解變壓器電阻： )3(332222TNNTNNTNCuRUSRUSRIP 22TNNkRUSP 22NNkTSUPR 221000NNkTSUPR 經(jīng)經(jīng)過(guò)過(guò)單單位位換換算算： Pk: KW單位：UN: KV SN: MW2.電抗電抗在電力系統(tǒng)計(jì)算中認(rèn)為，大容量變壓器的在電力系統(tǒng)計(jì)算中認(rèn)為，大容量變壓器的電抗和阻抗在數(shù)值上接近相等，可近似如電抗和阻抗在數(shù)值上接近相等，可近似如下求解：下求解： 1003% NTNkUXIUNNkkNNTSUUUIUX100%100%32 折算時(shí)注意問(wèn)題：折

18、算時(shí)注意問(wèn)題： 基本側(cè)基本側(cè) 功率不變性功率不變性導(dǎo)納空載實(shí)驗(yàn)：在原邊加導(dǎo)納空載實(shí)驗(yàn)：在原邊加UN）RTjXTUrUxIoU1N.RTjXTIo.U1N.Ig.Ib.BTGT變壓器電導(dǎo)對(duì)應(yīng)的是變壓器的鐵耗，近似等變壓器電導(dǎo)對(duì)應(yīng)的是變壓器的鐵耗，近似等于變壓器的空載損耗，因此變壓器的電導(dǎo)可于變壓器的空載損耗，因此變壓器的電導(dǎo)可如下求解：如下求解：電導(dǎo)電導(dǎo)201000NTUPG 電納電納 在變壓器中，流經(jīng)電納的電流和空載在變壓器中，流經(jīng)電納的電流和空載電流在數(shù)值上接近相等，其求解如下：電流在數(shù)值上接近相等，其求解如下：20100%NNTUSIB 二二. .三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的

19、參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的等值電路三繞組變壓器的等值電路132ZT3ZT2ZT1YT三繞組變壓器電氣結(jié)三繞組變壓器電氣結(jié)線圖線圖高高中中低低銘牌參數(shù)：銘牌參數(shù)：SN；UINUNUN；Pk12）、）、 Pk13）、）、 Pk32）；）； Uk12）、）、 Uk （13） 、 Uk （32） ；P0、I01.1.電阻電阻n按三個(gè)繞組容量比的不同有三種不同的類(lèi)型：按三個(gè)繞組容量比的不同有三種不同的類(lèi)型：n 100/100/100、100/50/100、100/100/50n按三個(gè)繞組排列方式的不同有兩種不同的結(jié)構(gòu)：按三個(gè)繞組排列方式的不同有兩種不同的結(jié)構(gòu)：n 升壓結(jié)構(gòu)：中壓內(nèi)，低壓中，高壓外升壓結(jié)

20、構(gòu)：中壓內(nèi)，低壓中，高壓外n 降壓結(jié)構(gòu)：低壓內(nèi)，中壓中，高壓外降壓結(jié)構(gòu)：低壓內(nèi)，中壓中，高壓外 留意：如何做短路實(shí)驗(yàn)留意：如何做短路實(shí)驗(yàn)? 比如：比如：Pk(12)、Uk(12)：第：第3繞組開(kāi)路，在繞組開(kāi)路，在第第1繞組中通以額定電流繞組中通以額定電流; 其它與此類(lèi)推。其它與此類(lèi)推。電阻電阻1312321)-k(33232223)-k(22122122)-k(133P33P33PkkNNkkNNkkNNPPRIRIPPRIRIPPRIRI由于容量的不同，對(duì)所提供的短路損耗要做些處理由于容量的不同，對(duì)所提供的短路損耗要做些處理n對(duì)于100/100/100)(21)32()31()21(1 kk

21、kkPPPP)(21)31()32()21(2 kkkkPPPP)(21)21()32()31(3 kkkkPPPP各繞組等值損耗各繞組等值損耗然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電阻然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電阻2233222222111000 ,1000 ,1000NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR 電阻電阻n對(duì)于對(duì)于100/50/100或或100/100/50 由于短路損耗是指容量小的一側(cè)達(dá)到額定電流時(shí)的由于短路損耗是指容量小的一側(cè)達(dá)到額定電流時(shí)的數(shù)值，因此應(yīng)將含有不同容量繞組的短路損耗數(shù)據(jù)歸算數(shù)值，因此應(yīng)將含有不同容量繞組的短路損耗數(shù)據(jù)歸算為額為額 定電流下

22、的值。定電流下的值。例如：對(duì)于例如：對(duì)于100/50/100)21(2)21()21(4)2/( kNNkkPIIPP)32(2)32()32(4)2/( kNNkkPIIPP然后，按照然后，按照100/100/100計(jì)算電阻的公式計(jì)算各繞組電阻。計(jì)算電阻的公式計(jì)算各繞組電阻。n按最大短路損耗求解與變壓器容量比無(wú)關(guān)）按最大短路損耗求解與變壓器容量比無(wú)關(guān)）n 指兩個(gè)指兩個(gè)100%容量繞組中流過(guò)額定電容量繞組中流過(guò)額定電流，另一個(gè)流，另一個(gè)100%或或50%容量繞組空載時(shí)的損耗。容量繞組空載時(shí)的損耗。n 根據(jù)根據(jù)“按同一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截按同一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截面積的變壓器的設(shè)計(jì)原則：

23、面積的變壓器的設(shè)計(jì)原則：%)100(%)50(22max.%)100(22000TTNNkTRRSUPR 2.2.電抗電抗與短路電阻算法相同，根據(jù)兩兩繞組短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與短路電阻算法相同，根據(jù)兩兩繞組短路實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出各繞組等值電壓損耗求出各繞組等值電壓損耗%)%(21%)32()31()21(1 kkkkUUUU%)%(21%)31()32()21(2 kkkkUUUU%)%(21%)21()32()31(3 kkkkUUUU2.2.電抗電抗然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電抗然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電抗 ,100%211NNkTSUUX ,100%222NNkTSUUX N

24、NkTSUUX100%233 一般來(lái)說(shuō)，制造廠所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過(guò)歸算的，一般來(lái)說(shuō)，制造廠所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過(guò)歸算的，因此短路電壓不需要再歸算。因此短路電壓不需要再歸算。3.3.導(dǎo)納導(dǎo)納求取三繞組變壓器導(dǎo)納的方法和求求取三繞組變壓器導(dǎo)納的方法和求取雙繞組變壓器導(dǎo)納的方法相同。取雙繞組變壓器導(dǎo)納的方法相同。三三. .自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型 就端點(diǎn)條件而言，自耦變壓器可完全等值于普通就端點(diǎn)條件而言，自耦變壓器可完全等值于普通變壓器，但由于三繞組自耦變壓器第三繞組的容量總變壓器，但由于三繞組自耦變壓器第三繞組的容量總小于變壓器的額定容量，因此需要進(jìn)行

25、歸算。小于變壓器的額定容量，因此需要進(jìn)行歸算。對(duì)于舊標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)于舊標(biāo)準(zhǔn)：,23)31()31( SSPPNkk,%3)31()31( SSUUNkk23)32()32( SSPPNkk 3)32()32(%SSUUNkkv 對(duì)于新標(biāo)準(zhǔn)，也是按最大短路損耗和經(jīng)過(guò)歸算的短對(duì)于新標(biāo)準(zhǔn)，也是按最大短路損耗和經(jīng)過(guò)歸算的短路電壓百分比值進(jìn)行計(jì)算。路電壓百分比值進(jìn)行計(jì)算。第四節(jié)第四節(jié) 負(fù)荷、發(fā)電機(jī)和電抗器數(shù)學(xué)模型負(fù)荷、發(fā)電機(jī)和電抗器數(shù)學(xué)模型n負(fù)荷的表示法：負(fù)荷的表示法： )sin(cos jSUIUIjQPIUSiu 333n恒功率表示法：恒功率表示法： n恒阻抗表示法：恒阻抗表示法： QSUXPSURjXR

26、Z2222 其其中中：感性感性 UIjQPIUS33容性容性發(fā)電機(jī)模型穩(wěn)態(tài)時(shí)）發(fā)電機(jī)模型穩(wěn)態(tài)時(shí)）2.5.1 2.5.1 發(fā)電機(jī)電抗和電勢(shì)發(fā)電機(jī)電抗和電勢(shì) 發(fā)電機(jī)的等值電路發(fā)電機(jī)的等值電路(a) (a) 以電壓源表示；以電壓源表示；(b)(b)以電流源表示以電流源表示由發(fā)電機(jī)銘牌提供電抗百分值求出發(fā)電機(jī)電抗由發(fā)電機(jī)銘牌提供電抗百分值求出發(fā)電機(jī)電抗XG。1003 NGNGUXIX %1003%GNNGXIUX NNNGNNGGPUXSUXX cos%22100100 發(fā)電機(jī)銘牌值：發(fā)電機(jī)銘牌值：NGGNNNGNNXPUS*X%cos或或 發(fā)電機(jī)電勢(shì)發(fā)電機(jī)電勢(shì)GGGGXI jVE由電抗器提供的電抗百

27、分值求電抗器電抗由電抗器提供的電抗百分值求電抗器電抗XR。1003 RNRRNRUXIX %1003%RRNRNRXIUX 電抗器銘牌值：電抗器銘牌值：%RRNRNXIU電抗器模型電抗器模型第五節(jié)第五節(jié) 電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路電力網(wǎng)絡(luò)的等值電路建立了電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型，就可以根建立了電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型，就可以根據(jù)它們的連接方式，建立電路網(wǎng)的等值電路但在此據(jù)它們的連接方式，建立電路網(wǎng)的等值電路但在此之前還需解決兩個(gè)問(wèn)題：之前還需解決兩個(gè)問(wèn)題：電壓級(jí)的歸算問(wèn)題電壓級(jí)的歸算問(wèn)題標(biāo)么值的折算標(biāo)么值的折算描述電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型描述電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型:以有名值表示以有名值表示用標(biāo)么值表示用標(biāo)么值表

28、示標(biāo)幺值標(biāo)幺值n基本概念基本概念n有名制：在電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用有單位的阻抗、有名制：在電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流和功率等進(jìn)行計(jì)算。導(dǎo)納、電壓、電流和功率等進(jìn)行計(jì)算。n標(biāo)幺制：在電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用沒(méi)有單位的阻標(biāo)幺制：在電力系統(tǒng)計(jì)算時(shí)，采用沒(méi)有單位的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流和功率等進(jìn)行計(jì)算。它是抗、導(dǎo)納、電壓、電流和功率等進(jìn)行計(jì)算。它是相對(duì)值。相對(duì)值。n基準(zhǔn)值：對(duì)于相對(duì)值的相對(duì)基準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)值：對(duì)于相對(duì)值的相對(duì)基準(zhǔn)。n 三者之間的關(guān)系：三者之間的關(guān)系：?jiǎn)螁挝晃幌嘞嗤┗鶞?zhǔn)準(zhǔn)值值（與與相相應(yīng)應(yīng)有有名名值值等等、有有名名值值標(biāo)標(biāo)么么值值)MVAkAk(V n標(biāo)幺制的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算

29、結(jié)果清晰、簡(jiǎn)化計(jì)算、特標(biāo)幺制的優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算結(jié)果清晰、簡(jiǎn)化計(jì)算、特別有：線電壓和相電壓的標(biāo)幺值數(shù)值相等；三別有：線電壓和相電壓的標(biāo)幺值數(shù)值相等；三相功率和單相功率的標(biāo)幺值數(shù)值相等。相功率和單相功率的標(biāo)幺值數(shù)值相等。n選擇基準(zhǔn)值的條件：選擇基準(zhǔn)值的條件：n基準(zhǔn)值的單位應(yīng)與有名值的單位相同基準(zhǔn)值的單位應(yīng)與有名值的單位相同n阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率的基準(zhǔn)值之間阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率的基準(zhǔn)值之間也應(yīng)符合電路的基本關(guān)系也應(yīng)符合電路的基本關(guān)系留意：留意： （1標(biāo)幺值沒(méi)有量綱。標(biāo)幺值沒(méi)有量綱。 （2所選基準(zhǔn)值不同，標(biāo)幺值不同。所選基準(zhǔn)值不同，標(biāo)幺值不同。五個(gè)基準(zhǔn)值中只有兩個(gè)可任意選擇，其余派生。五個(gè)基

30、準(zhǔn)值中只有兩個(gè)可任意選擇，其余派生。一般選功率和電壓。一般選功率和電壓。 功率的基準(zhǔn)值：選取某一整數(shù)，如：功率的基準(zhǔn)值：選取某一整數(shù)，如：100MVA 電壓的基準(zhǔn)值：取參數(shù)和變量都將向其歸算的該級(jí)額定電壓的基準(zhǔn)值：取參數(shù)和變量都將向其歸算的該級(jí)額定電壓。如擬將參數(shù)歸算到電壓。如擬將參數(shù)歸算到220kV側(cè)，則側(cè)，則基準(zhǔn)電壓取基準(zhǔn)電壓取220kvBBBBBBBBYZZIUIUS/133 BBBBBBBBBUSIUSYSUZ3/22 當(dāng)選定各變量的基準(zhǔn)值時(shí)，可表示出相應(yīng)的標(biāo)么值。當(dāng)選定各變量的基準(zhǔn)值時(shí)，可表示出相應(yīng)的標(biāo)么值。如：如：* SIUIUUISSSIZUUUUUUBBBBB 3333結(jié)論：線

31、電壓和相電壓的標(biāo)幺值數(shù)值相等；結(jié)論：線電壓和相電壓的標(biāo)幺值數(shù)值相等； 三相功率和單相功率的標(biāo)幺值數(shù)值相等。三相功率和單相功率的標(biāo)幺值數(shù)值相等。電流與阻抗的標(biāo)幺值計(jì)算：電流與阻抗的標(biāo)幺值計(jì)算： BBBBBBBSUjXRZSSSUSIIIIUUU23)( 223BBBBBBBBUSjXUSRjXRZjXRZSIUIII標(biāo)幺值結(jié)果換算成有名值：標(biāo)幺值結(jié)果換算成有名值：電壓級(jí)的歸算電壓級(jí)的歸算 對(duì)于多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是采用標(biāo)么制還是對(duì)于多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)論是采用標(biāo)么制還是有名制，都需將參數(shù)或變量歸算至同一電壓級(jí)。有名制，都需將參數(shù)或變量歸算至同一電壓級(jí)。才能得到網(wǎng)絡(luò)的等值電路。以下介紹：才能得到網(wǎng)絡(luò)的等

32、值電路。以下介紹：n 采用有名值時(shí)的電壓級(jí)歸算有名值等值電路）采用有名值時(shí)的電壓級(jí)歸算有名值等值電路）n采用標(biāo)么值時(shí)的電壓級(jí)歸算標(biāo)么值等值電路）采用標(biāo)么值時(shí)的電壓級(jí)歸算標(biāo)么值等值電路）n采用有名值時(shí)的電壓級(jí)歸算采用有名值時(shí)的電壓級(jí)歸算選取基本級(jí)一般選最高電壓等級(jí)）選取基本級(jí)一般選最高電壓等級(jí)）確定變比確定變比待歸算級(jí)的額定電壓待歸算級(jí)的額定電壓基本級(jí)側(cè)的額定電壓基本級(jí)側(cè)的額定電壓 K變壓器變比變壓器變比K K值的選取值的選取變壓器實(shí)際的變比變壓器實(shí)際的變比平均額定變比平均額定變比參數(shù)的歸算參數(shù)的歸算準(zhǔn)確歸算：采用變壓器實(shí)際變比準(zhǔn)確歸算：采用變壓器實(shí)際變比近似歸算：采用平均額定變比近似歸算：采用

33、平均額定變比實(shí)際電壓變比實(shí)際電壓變比 k k=UI/UII UI、UII :分別為與變壓器高、低壓繞組相對(duì)分別為與變壓器高、低壓繞組相對(duì)應(yīng)的額定電壓。應(yīng)的額定電壓。平均額定變比：網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓之比平均額定變比：網(wǎng)絡(luò)的平均額定電壓之比平均額定電壓：某電壓等級(jí)線路最高額定電壓與最低額平均額定電壓：某電壓等級(jí)線路最高額定電壓與最低額定電壓的平均值定電壓的平均值NNNPUUUU051211. 所以平均額定電壓比線路額定電壓高所以平均額定電壓比線路額定電壓高5 5ppPUUK21 平平均均額額定定電電壓壓變變比比：UN(kv)361035110220330Up (kv)3.156.310.53711

34、5230345額定電壓和平均額定電壓額定電壓和平均額定電壓)()()(21221221kkUUkkXXkkRR )1()1()1(21221221kkIIkkGGkkBB 1準(zhǔn)確歸算：采用變壓器實(shí)際額定變比準(zhǔn)確歸算：采用變壓器實(shí)際額定變比把待歸算側(cè)的參數(shù)歸算到基本級(jí)把待歸算側(cè)的參數(shù)歸算到基本級(jí))()()(ppppppkkUUkkXXkkRR21221221 )()()(ppppppkkIIkkGGkkBB21221221111 2近似歸算：采用變壓器平均額定變比近似歸算：采用變壓器平均額定變比把待歸算側(cè)的參數(shù)歸算到基本級(jí)把待歸算側(cè)的參數(shù)歸算到基本級(jí)舉例：舉例：220KV10KV35KV110K

35、V500KV500KV242:52535:11110:38.5500:121T-4T-3T-2T-1 如需將如需將10KV側(cè)的參數(shù)和變量歸算至側(cè)的參數(shù)和變量歸算至500KV側(cè)，則變壓器側(cè)，則變壓器 T-1、T-2、T-3、實(shí)際變比：實(shí)際變比：k1、k2、k3應(yīng)分別取應(yīng)分別取35/11、110/38.5、500/121平均變比：平均變比：k1p、k2p、k3p應(yīng)分別取應(yīng)分別取37/10.5、115/37、525/115取取10kV10kV為基本級(jí)，則為基本級(jí)，則110kV110kV級(jí)線路級(jí)線路l-2l-2阻抗歸算如下：阻抗歸算如下：22221222112122024251012122024251

36、0)*.()(/.lllZkkZZkk 例例2222221115510115230230510115230230510).()*.(/.lllpZZZkk 準(zhǔn)確準(zhǔn)確近似近似n采用標(biāo)幺值時(shí)的電壓級(jí)歸算采用標(biāo)幺值時(shí)的電壓級(jí)歸算根據(jù)計(jì)算精度要求的不同，求取標(biāo)么值的方根據(jù)計(jì)算精度要求的不同，求取標(biāo)么值的方法有兩種：準(zhǔn)確算法和近似算法。法有兩種：準(zhǔn)確算法和近似算法。 準(zhǔn)確算法：參數(shù)按變壓器的實(shí)際變比歸算準(zhǔn)確算法：參數(shù)按變壓器的實(shí)際變比歸算 近似算法：參數(shù)按平均額定變比歸算。近似算法：參數(shù)按平均額定變比歸算。歸算的方法有兩種：歸算的方法有兩種： 方法方法1：先有名值歸算，后求標(biāo)么值：先有名值歸算，后求標(biāo)么

37、值 方法方法2：先基準(zhǔn)值歸算，后求標(biāo)么值：先基準(zhǔn)值歸算，后求標(biāo)么值方法方法1：先有名值歸算，后求標(biāo)么值：先有名值歸算，后求標(biāo)么值 先選定基本級(jí)及其基準(zhǔn)值先選定基本級(jí)及其基準(zhǔn)值SB、UB），然后將網(wǎng)），然后將網(wǎng)絡(luò)中需要?dú)w算的各元件阻抗、導(dǎo)納以及網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)電絡(luò)中需要?dú)w算的各元件阻抗、導(dǎo)納以及網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)電壓、電流的有名值都?xì)w算到基本級(jí)，然后除以與基本壓、電流的有名值都?xì)w算到基本級(jí)，然后除以與基本級(jí)相對(duì)應(yīng)的阻抗、導(dǎo)納、電壓和電流的基準(zhǔn)值。級(jí)相對(duì)應(yīng)的阻抗、導(dǎo)納、電壓和電流的基準(zhǔn)值。BBBBBBSUYYYYUSZZZZ22 BBBBSUIIIIUUU3 方法方法2：先基準(zhǔn)值歸算，后求標(biāo)么值：先基準(zhǔn)值歸算，

38、后求標(biāo)么值先選定基本級(jí)及其基準(zhǔn)值先選定基本級(jí)及其基準(zhǔn)值SB、UB），把它們歸算到），把它們歸算到各電壓等級(jí)，作為各電壓等級(jí)的基準(zhǔn)值（各電壓等級(jí)，作為各電壓等級(jí)的基準(zhǔn)值（ SB 、 ），），然后以（然后以（ SB 、 ）為各電壓等級(jí)的基準(zhǔn)值，求標(biāo)么值。）為各電壓等級(jí)的基準(zhǔn)值，求標(biāo)么值。BBBBBBSUYYYYUSZZZZ22 BBBBSUIIIIUUU 3 BU BU留意：基準(zhǔn)功率不存在歸算留意：基準(zhǔn)功率不存在歸算1以上兩種歸算方法得到的標(biāo)么值是相等的以上兩種歸算方法得到的標(biāo)么值是相等的BBBBBBBBBBBBBZZUSZkUSZkZZkZkUUkUUUSZkZZkZ 2222222）（）（而而

39、討論：討論：2采用近似計(jì)算時(shí)，（即變壓器變比取平均額定變采用近似計(jì)算時(shí)，（即變壓器變比取平均額定變比）。標(biāo)么值的計(jì)算會(huì)大為簡(jiǎn)化。比）。標(biāo)么值的計(jì)算會(huì)大為簡(jiǎn)化。討論：討論：緣由：采用近似計(jì)算時(shí)，認(rèn)為處于同一電壓等級(jí)的各緣由：采用近似計(jì)算時(shí)，認(rèn)為處于同一電壓等級(jí)的各元件，它們的額定電壓都近似等于平均額定電壓。當(dāng)元件，它們的額定電壓都近似等于平均額定電壓。當(dāng)基本級(jí)選取平均額定電壓為基準(zhǔn)值時(shí)，其它電壓等級(jí)基本級(jí)選取平均額定電壓為基準(zhǔn)值時(shí)，其它電壓等級(jí)的基準(zhǔn)電壓就是它的平均額定電壓。的基準(zhǔn)電壓就是它的平均額定電壓。3把歸算后的各元件的標(biāo)么值連接起來(lái)，即可得到多把歸算后的各元件的標(biāo)么值連接起來(lái)，即可得到多

40、電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)么值等值電路電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)么值等值電路 。n基準(zhǔn)值改變后標(biāo)么值的換算基準(zhǔn)值改變后標(biāo)么值的換算 基準(zhǔn)值不同時(shí)同一物理量標(biāo)么值是不同的，基準(zhǔn)值不同時(shí)同一物理量標(biāo)么值是不同的，若給的各元件標(biāo)么值參數(shù)是以不同基準(zhǔn)值得出的，若給的各元件標(biāo)么值參數(shù)是以不同基準(zhǔn)值得出的，那么應(yīng)把這些元件的標(biāo)么值參數(shù)歸算到統(tǒng)一的基那么應(yīng)把這些元件的標(biāo)么值參數(shù)歸算到統(tǒng)一的基準(zhǔn)值。如：準(zhǔn)值。如：原來(lái)的基準(zhǔn)值及其標(biāo)么值原來(lái)的基準(zhǔn)值及其標(biāo)么值NNNZUS*現(xiàn)在的基準(zhǔn)值及其標(biāo)么值現(xiàn)在的基準(zhǔn)值及其標(biāo)么值?*B BBZUSNNNNNSUZSUZZ22N*N*ZZZ 原來(lái)：原來(lái)：NBNNBNNBSSUUZUSSUZZZ22

41、2)(*ZN*BN*B* 現(xiàn)在：現(xiàn)在：NBSSZZN*B* ：當(dāng)只有基準(zhǔn)功率不同時(shí)當(dāng)只有基準(zhǔn)功率不同時(shí)2)(N*B*BNUUZZ ：當(dāng)當(dāng)只只有有基基準(zhǔn)準(zhǔn)電電壓壓不不同同時(shí)時(shí)各元件統(tǒng)一基準(zhǔn)值下標(biāo)么值的計(jì)算各元件統(tǒng)一基準(zhǔn)值下標(biāo)么值的計(jì)算發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)G NXBBNGNSXXS原：原： (SGN,UN), 換算至系統(tǒng)統(tǒng)一基準(zhǔn)值下：換算至系統(tǒng)統(tǒng)一基準(zhǔn)值下：(SB,UB)2()NBBNBGNUSXXUS 準(zhǔn)確計(jì)算：準(zhǔn)確計(jì)算：近似計(jì)算：近似計(jì)算：*2*3%100100100*100%100NTTNTTkT NNNNkT NI XSXXUXUUXUX 變壓器變壓器換算至系統(tǒng)統(tǒng)一基準(zhǔn)值下：換算至系統(tǒng)統(tǒng)一基準(zhǔn)值下：(SB,UB)基準(zhǔn)值為：基準(zhǔn)值為