第二章電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型

1、第二章第二章 電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型電力系統(tǒng)各元件？電力系統(tǒng)各元件？v是電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能是電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能的四大元件：的四大元件：v 1.1.電力線路發(fā)電力線路發(fā) 2.2.變壓器變壓器v 3.3.電機(jī)組電機(jī)組 4.4.負(fù)荷負(fù)荷各元件的特性？各元件的特性？v四個(gè)元件的電氣現(xiàn)象四個(gè)元件的電氣現(xiàn)象v四個(gè)元件在電路里，四個(gè)元件在電路里，電壓、電流、功角電壓、電流、功角、頻頻率、功率率、功率之間的關(guān)系之間的關(guān)系各元件的數(shù)學(xué)模型？各元件的數(shù)學(xué)模型？v將四個(gè)元件的電氣特性將四個(gè)元件的電氣特性用數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)用數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)用電路圖

2、表達(dá)用電路圖表達(dá)目目 錄錄v2.1 元件的參數(shù)與數(shù)學(xué)模型元件的參數(shù)與數(shù)學(xué)模型電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電抗器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電抗器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v2.2簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)有名值電壓級(jí)歸算有名值電壓級(jí)歸算標(biāo)幺值電壓級(jí)歸算標(biāo)幺值電壓級(jí)歸算約定約定v電壓是指線電壓電壓是指線電壓v電流是指線電流電流是指線電流v功率是三相功率功率是三相功率v阻抗、導(dǎo)納是單相的阻抗和導(dǎo)納阻抗、導(dǎo)納是單相的阻抗和導(dǎo)納2.1.1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v

3、電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路的結(jié)構(gòu)v電力線路的電力線路的阻抗阻抗v電力線路的電力線路的導(dǎo)納導(dǎo)納v電力線路的數(shù)學(xué)模型電力線路的數(shù)學(xué)模型電力線路結(jié)構(gòu)電力線路結(jié)構(gòu)v架空線路的結(jié)構(gòu)架空線路的結(jié)構(gòu)v（1）導(dǎo)線）導(dǎo)線v（2）避雷線）避雷線v（3）桿塔）桿塔v（4）絕緣子）絕緣子v（5）金具）金具v電纜線路的結(jié)構(gòu)電纜線路的結(jié)構(gòu)v（1）導(dǎo)線）導(dǎo)線v（2）絕緣層）絕緣層v（3）包護(hù)層）包護(hù)層架空線架空線架空線路的導(dǎo)線和避雷線架空線路的導(dǎo)線和避雷線v多股絞線，鋼芯鋁絞線多股絞線，鋼芯鋁絞線v擴(kuò)徑導(dǎo)線擴(kuò)徑導(dǎo)線v避雷線避雷線v多股導(dǎo)線，絞線，多股導(dǎo)線，絞線， 鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線 ：vLGJ400/50（鋼（鋼芯鋁絞線芯鋁

4、絞線載流部分額定載流部分額定截面積截面積400，鋼，鋼芯部分額定截面積芯部分額定截面積50）；）；vLGJJ（加強(qiáng)）；（加強(qiáng)）；vLGJQ（輕型）（輕型）v特點(diǎn)：特點(diǎn)：a.鋼芯承載，拉伸；鋼芯承載，拉伸；b.鋁的導(dǎo)電性較鋁的導(dǎo)電性較好；好；c.電流的集膚效應(yīng)電流的集膚效應(yīng)；鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線擴(kuò)徑導(dǎo)線擴(kuò)徑導(dǎo)線v減小電暈損耗或電抗減小電暈損耗或電抗，增大截面積；，增大截面積；E正比正比于于1/R，場(chǎng)強(qiáng)與半徑成反比，場(chǎng)強(qiáng)與半徑成反比v圖示，其結(jié)構(gòu)為鋼芯、高強(qiáng)聚乙烯支架（擴(kuò)圖示，其結(jié)構(gòu)為鋼芯、高強(qiáng)聚乙烯支架（擴(kuò)徑用）及兩層徑用）及兩層“Z型型”鋁股層鋁股層 。

5、用在用在1000KV特特高壓輸電高壓輸電擴(kuò)徑導(dǎo)線分裂導(dǎo)線分裂導(dǎo)線v也叫復(fù)導(dǎo)線，將每相導(dǎo)線分裂成很多根，并也叫復(fù)導(dǎo)線，將每相導(dǎo)線分裂成很多根，并將它們布置在圓周上，電抗減小，電容增大將它們布置在圓周上，電抗減小，電容增大三分裂導(dǎo)線示意圖三分裂導(dǎo)線示意圖四分裂導(dǎo)線間隔棒四分裂導(dǎo)線間隔棒八分裂導(dǎo)線八分裂導(dǎo)線在八分裂導(dǎo)線上安裝間隔棒直升機(jī)巡檢導(dǎo)線避雷線避雷線v一般都采用多股鋼導(dǎo)線，如一般都采用多股鋼導(dǎo)線，如GJ-50，GJ-70v作用是從被保護(hù)物體上方引導(dǎo)雷電通過，并作用是從被保護(hù)物體上方引導(dǎo)雷電通過，并安全泄人大地，防止雷電直擊，減小在其保安全泄人大地，防止雷電直擊，減小在其保護(hù)范圍內(nèi)的電器設(shè)備護(hù)范

6、圍內(nèi)的電器設(shè)備(架空輸電線路及通電設(shè)架空輸電線路及通電設(shè)備備)和建筑物遭受直擊雷的概率和建筑物遭受直擊雷的概率 絕緣子絕緣子v絕緣子起支撐、絕緣的作用絕緣子起支撐、絕緣的作用v絕緣子按結(jié)構(gòu)可分為支持絕緣子、懸式絕緣絕緣子按結(jié)構(gòu)可分為支持絕緣子、懸式絕緣子、防污型絕緣子和套管絕緣子子、防污型絕緣子和套管絕緣子v現(xiàn)在常用的絕緣子有：現(xiàn)在常用的絕緣子有：“陶瓷絕緣子陶瓷絕緣子”，“玻璃鋼絕緣子玻璃鋼絕緣子”，“合成絕緣子合成絕緣子”，“半半導(dǎo)體絕緣子導(dǎo)體絕緣子”陶瓷絕緣子陶瓷絕緣子盤形懸式鋼化玻璃絕緣子盤形懸式鋼化玻璃絕緣子絕緣子絕緣子絕緣子絕緣子架空線路的絕緣子架空線路的絕緣子 絕緣子片數(shù)與電壓等

7、級(jí)有關(guān)，規(guī)程規(guī)定如下表：絕緣子片數(shù)與電壓等級(jí)有關(guān)，規(guī)程規(guī)定如下表：35kv35kv線路線路60kv60kv線路線路110kv110kv線線路路220kv220kv線路線路330kv330kv線路線路500kv500kv線路線路不少于不少于3片片不少于不少于5片片不少于不少于7片片不少于不少于13片片不少于不少于19片片不少于不少于25片片架空線路為什么換位架空線路為什么換位v在高壓輸電線路上，當(dāng)三相導(dǎo)線的排列不對(duì)在高壓輸電線路上，當(dāng)三相導(dǎo)線的排列不對(duì)稱時(shí)，各相導(dǎo)線的電抗就不相等。即使三相稱時(shí)，各相導(dǎo)線的電抗就不相等。即使三相導(dǎo)線中通過對(duì)稱負(fù)荷，各相中的電壓降也不導(dǎo)線中通過對(duì)稱負(fù)荷，各相中的電壓

8、降也不相同；另一方面由于三相導(dǎo)線不對(duì)稱，相間相同；另一方面由于三相導(dǎo)線不對(duì)稱，相間電容和各相對(duì)地電容也不相等，從而會(huì)有電容和各相對(duì)地電容也不相等，從而會(huì)有零零序電壓序電壓出現(xiàn)出現(xiàn) 。v為了減少三相參數(shù)的不平衡為了減少三相參數(shù)的不平衡架空線換位圖架空線換位圖1架空線路的換位問題架空線路的換位問題v如果不換位，如果不換位，a、b、c三相間的距離永遠(yuǎn)三相間的距離永遠(yuǎn)是是ab，bc小，小，ac大，影響電感；大，影響電感；v進(jìn)行整換位循環(huán)后，進(jìn)行整換位循環(huán)后，ab，bc，ca的距離的距離對(duì)稱；對(duì)稱；v現(xiàn)在，現(xiàn)在，500KV，750KV， 1000KV都進(jìn)行都進(jìn)行換位。換位。架空線換位圖架空線換位圖2電纜

9、電纜v電纜的適用范圍電纜的適用范圍v發(fā)電廠和變電站內(nèi)部，以及在建筑物和居發(fā)電廠和變電站內(nèi)部，以及在建筑物和居民密集的地區(qū)，交通道路兩側(cè)，穿過江河、民密集的地區(qū)，交通道路兩側(cè)，穿過江河、海峽時(shí)，均因地理位置的限制，不允許架設(shè)海峽時(shí)，均因地理位置的限制，不允許架設(shè)架空線，因此只能用電纜來輸送電能。架空線，因此只能用電纜來輸送電能。建設(shè)中的電纜溝寶鋼分公司電纜隧道建設(shè)中的世博電纜隧道完工的世博電纜隧道電力電纜的優(yōu)點(diǎn)電力電纜的優(yōu)點(diǎn)v供電可靠性高供電可靠性高v安全安全v市容整齊美觀市容整齊美觀v不受路面建筑物的影響不受路面建筑物的影響v運(yùn)行簡(jiǎn)單方便，維護(hù)工作少，費(fèi)用較低。運(yùn)行簡(jiǎn)單方便，維護(hù)工作少，費(fèi)用較

10、低。v電纜的電容有助于提高功率因數(shù)電纜的電容有助于提高功率因數(shù)電力電纜的缺點(diǎn)電力電纜的缺點(diǎn)v投資是架空線的投資是架空線的10倍倍v敷設(shè)后不易變動(dòng)，不易擴(kuò)建敷設(shè)后不易變動(dòng)，不易擴(kuò)建v線路連接分支較困難線路連接分支較困難v如果受外力破壞，尋找故障困難如果受外力破壞，尋找故障困難v出現(xiàn)故障時(shí)，一般為永久故障，因此不準(zhǔn)裝出現(xiàn)故障時(shí)，一般為永久故障，因此不準(zhǔn)裝自動(dòng)重合閘自動(dòng)重合閘v修理較困難，時(shí)間長(zhǎng)，且費(fèi)用較大。修理較困難，時(shí)間長(zhǎng)，且費(fèi)用較大。電纜結(jié)構(gòu)電纜結(jié)構(gòu)電纜分類電纜分類v充油電纜和交聯(lián)聚氯乙烯電纜充油電纜和交聯(lián)聚氯乙烯電纜 v交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜是采用化學(xué)方法或交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜是采用化學(xué)方

11、法或物理方法，使聚乙烯分子由線形分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)物理方法，使聚乙烯分子由線形分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由熱塑性的聚乙烯變成變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由熱塑性的聚乙烯變成熱同性的交聯(lián)聚乙烯，從而提高了聚乙烯的熱同性的交聯(lián)聚乙烯，從而提高了聚乙烯的耐老化性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境能力，并保耐老化性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境能力，并保持了優(yōu)良的電氣性能。持了優(yōu)良的電氣性能。充油及交聯(lián)聚氯乙烯電纜特點(diǎn)充油及交聯(lián)聚氯乙烯電纜特點(diǎn)v充油電纜可靠性高、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，充油電纜可靠性高、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，但敷設(shè)安裝難度較大，落差受到一定限制；但敷設(shè)安裝難度較大，落差受到一定限制；交聯(lián)電纜的電性能、耐熱性較好，敷設(shè)安裝交聯(lián)

12、電纜的電性能、耐熱性較好，敷設(shè)安裝方便，落差不受限制，但其長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性方便，落差不受限制，但其長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性和使用壽命還有待作進(jìn)一步的驗(yàn)證和評(píng)價(jià)。和使用壽命還有待作進(jìn)一步的驗(yàn)證和評(píng)價(jià)。數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型v根據(jù)對(duì)研究對(duì)象所觀察到的現(xiàn)象及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)根據(jù)對(duì)研究對(duì)象所觀察到的現(xiàn)象及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)v歸結(jié)成的一套反映其內(nèi)部因素?cái)?shù)量關(guān)系的數(shù)歸結(jié)成的一套反映其內(nèi)部因素?cái)?shù)量關(guān)系的數(shù)學(xué)公式、邏輯準(zhǔn)則和具體算法學(xué)公式、邏輯準(zhǔn)則和具體算法v用以描述和研究客觀現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律用以描述和研究客觀現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律建立電力線路的數(shù)學(xué)模型步驟建立電力線路的數(shù)學(xué)模型步驟v研究電力線路有哪些電氣現(xiàn)象研究電力線路有哪些電氣現(xiàn)象v根據(jù)不同的電氣現(xiàn)

13、象，用不同的電氣參數(shù)表根據(jù)不同的電氣現(xiàn)象，用不同的電氣參數(shù)表示示v用電氣參數(shù)畫等值電路用電氣參數(shù)畫等值電路v由等值電路列出數(shù)學(xué)表達(dá)式，完成數(shù)學(xué)建模由等值電路列出數(shù)學(xué)表達(dá)式，完成數(shù)學(xué)建模電力線路有哪些電氣現(xiàn)象？電力線路有哪些電氣現(xiàn)象？v電力線路通入電流，有電力線路通入電流，有發(fā)熱發(fā)熱的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)？象用什么電氣參數(shù)表達(dá)？v電力線路通入交流電，周圍產(chǎn)生電力線路通入交流電，周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)磁場(chǎng)，這個(gè)，這個(gè)現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)?v電力線路與大地之間存在電力線路與大地之間存在充放電充放電現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)？現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表

14、達(dá)？v架空線有架空線有電暈電暈現(xiàn)象、有現(xiàn)象、有泄漏電流泄漏電流現(xiàn)象，用什現(xiàn)象，用什么電氣參數(shù)表達(dá)？么電氣參數(shù)表達(dá)？電力線路的四個(gè)參數(shù)電力線路的四個(gè)參數(shù)v阻抗阻抗電阻電阻電抗電抗v導(dǎo)納導(dǎo)納電導(dǎo)電導(dǎo)電納電納v電阻反映線路通過電流時(shí)產(chǎn)生有功功率損失的電阻反映線路通過電流時(shí)產(chǎn)生有功功率損失的效應(yīng)效應(yīng)v（1）有色金屬導(dǎo)線：鋁線、鋼芯鋁線和銅線）有色金屬導(dǎo)線：鋁線、鋼芯鋁線和銅線v（2）每相單位長(zhǎng)度的電阻：）每相單位長(zhǎng)度的電阻： vr1：導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻：導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻 v S：截面積：截面積v ：電阻率（鋁：電阻率（鋁：31.5，銅：，銅： 18.8）架空線路的電阻架空線路的電阻Sr1v（3）鋼芯

15、鋁線的電阻，由于可只考慮）鋼芯鋁線的電阻，由于可只考慮主要載流部分主要載流部分鋁線部分的載流作用，鋁線部分的載流作用，可認(rèn)為與同樣額定截面積的鋁線相同可認(rèn)為與同樣額定截面積的鋁線相同。v（4）手冊(cè)提供）手冊(cè)提供20攝氏度時(shí)的電阻攝氏度時(shí)的電阻。如。如果計(jì)算不是果計(jì)算不是20度時(shí)，要進(jìn)行修正度時(shí)，要進(jìn)行修正 在實(shí)際應(yīng)用中，在實(shí)際應(yīng)用中，r隨溫度的變化而變化，可隨溫度的變化而變化，可以用下面的公式進(jìn)行修正以用下面的公式進(jìn)行修正 rt=r201+ a (t-20) rt、r20：t、20時(shí)的電阻（歐姆時(shí)的電阻（歐姆/公里）公里） a：電阻的溫度系數(shù)。例如，：電阻的溫度系數(shù)。例如，鋁鋁0.0036，銅

16、，銅0.00382 v電抗反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)電抗反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)vv ; 三相導(dǎo)線的幾何平均距離三相導(dǎo)線的幾何平均距離v注意：（注意：（1）x1與幾何均距、導(dǎo)線半徑之與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對(duì)數(shù)關(guān)系，放大間為對(duì)數(shù)關(guān)系，放大10倍，取對(duì)數(shù)也就是倍，取對(duì)數(shù)也就是1，所以導(dǎo)線的布置方式、導(dǎo)線的截面積，所以導(dǎo)線的布置方式、導(dǎo)線的截面積大小對(duì)線路電抗沒有顯著影響；大小對(duì)線路電抗沒有顯著影響；v（2）架空線路的電抗一般在）架空線路的電抗一般在0.4 左右左右三相架空線路的電抗三相架空線路的電抗10 .1 4 4 5 lg0 .0 1 5 7mDxr3cabcabmDDDDkm/幾何

17、均距v電抗反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)電抗反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)vv ;v 三相導(dǎo)線的幾何平均距離三相導(dǎo)線的幾何平均距離v（1）x1與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對(duì)數(shù)關(guān)系，放大與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對(duì)數(shù)關(guān)系，放大10倍，取對(duì)數(shù)也就是倍，取對(duì)數(shù)也就是1，所以導(dǎo)線的布置方式、導(dǎo)線的，所以導(dǎo)線的布置方式、導(dǎo)線的截面積大小對(duì)線路電抗沒有顯著影響；截面積大小對(duì)線路電抗沒有顯著影響；v（2）架空線路的電抗一般在）架空線路的電抗一般在0.4 左右左右三相架空線路的電抗三相架空線路的電抗10 .1 4 4 5 lg0 .0 1 5 7mDxr3cabcabmDDDDkm/ 分裂導(dǎo)線線路電抗分裂導(dǎo)線線路電

18、抗采用分裂導(dǎo)線可以采用分裂導(dǎo)線可以增大增大req，從而，從而減小減小xnrDeqxeq0157. 0lg1445. 00分裂導(dǎo)線的分裂導(dǎo)線的 等值半徑等值半徑每相分裂根數(shù)nniieqdrr21分裂導(dǎo)線中每一根導(dǎo)線的半徑一相分裂導(dǎo)線中第1根與第i根的距離 km neqddddrr1141312 v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)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效地增分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。 根導(dǎo)線間的距離：某根導(dǎo)線與其余1)(0157. 0lg1445. 011312)1(11

19、3121ndddrddddrrnrDxnnnmnneqeqm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v 分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效地增加了分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。電纜線路的阻抗電纜線路的阻抗v很難用解析法很難用解析法求取，由制作廠提供，與同截求取，由制作廠提供，與同截面積的架空線比，電阻稍大，電抗小得多，面積的架空線比，電阻稍大，電抗小得多，因?yàn)槿鄬?dǎo)體間距離小因?yàn)槿鄬?dǎo)體間距離小電力線路的導(dǎo)納電力線路的導(dǎo)納v電納電納v電導(dǎo)電導(dǎo)1、三相架空線路的電納、三相架空線路的電納kmsrDm

20、b/10lg58.7613cabcabmDDDD電納反映帶電導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)效應(yīng)電納反映帶電導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)效應(yīng)2、分裂導(dǎo)線線路電納、分裂導(dǎo)線線路電納(S/km) 10lg58.761eqmrDbnneqdddrr)(11312分裂導(dǎo)線等效地增大了導(dǎo)線半徑，從而增分裂導(dǎo)線等效地增大了導(dǎo)線半徑，從而增大了每相導(dǎo)線的電納大了每相導(dǎo)線的電納架空線路的電導(dǎo)架空線路的電導(dǎo)v電導(dǎo)反映線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生電導(dǎo)反映線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄露電泄露電流流及及電暈損耗電暈損耗；v電暈現(xiàn)象：強(qiáng)電場(chǎng)作用下導(dǎo)線周圍空氣的電電暈現(xiàn)象：強(qiáng)電場(chǎng)作用下導(dǎo)線周圍空氣的電離現(xiàn)象離現(xiàn)象. .是由于導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過了某是由于導(dǎo)

21、線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過了某一臨界值，以致空氣中的離子具備了足夠的一臨界值，以致空氣中的離子具備了足夠的動(dòng)能，使不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分動(dòng)能，使不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分導(dǎo)導(dǎo)電電. .電暈現(xiàn)象電暈現(xiàn)象 確定由于電暈產(chǎn)生的電導(dǎo)，其步驟如下：確定由于電暈產(chǎn)生的電導(dǎo)，其步驟如下：1.確定導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度確定導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度2.電暈起始電場(chǎng)強(qiáng)度電暈起始電場(chǎng)強(qiáng)度 空氣介電常數(shù)其中：rDrUrQEmrln2大氣壓力空氣的相對(duì)密度氣象系數(shù)粗糙系數(shù)其中：，bmmtbmmEcr 273002996.0 4.2121213. ，得電暈起始電壓或臨界電壓得電暈起始電壓或臨界電壓4. 每相電暈損耗功率每相電

22、暈損耗功率5. 求線路的電導(dǎo)求線路的電導(dǎo) crrEE 為單位為相電壓的有效值，以 KVUrDrmmrDrEUcrmmcrcrlg3 .49ln21521025241)()/( )(mccrccDrfkkVUkmkWUUkP線路實(shí)際運(yùn)行電壓）（kmSUPgg/ 10321分裂導(dǎo)線的電納6. 對(duì)于分裂導(dǎo)線在第一步時(shí)做些改變對(duì)于分裂導(dǎo)線在第一步時(shí)做些改變 實(shí)際上，在設(shè)計(jì)線路時(shí)，已檢驗(yàn)了所選導(dǎo)線實(shí)際上，在設(shè)計(jì)線路時(shí)，已檢驗(yàn)了所選導(dǎo)線的半徑是否能滿足晴朗天氣不發(fā)生電暈的要求，的半徑是否能滿足晴朗天氣不發(fā)生電暈的要求，一般情況下可設(shè)一般情況下可設(shè) g=0 ndrnkrDrUnkrQkEmeqmmmrsin

23、121ln2v而當(dāng)輸電線路三相導(dǎo)線水平排列時(shí)，中間相而當(dāng)輸電線路三相導(dǎo)線水平排列時(shí)，中間相的電暈臨界相電壓較邊相導(dǎo)線的低的電暈臨界相電壓較邊相導(dǎo)線的低5電纜線路的導(dǎo)納電纜線路的導(dǎo)納v不考慮電纜線路的電導(dǎo)，電納比相同截面積不考慮電纜線路的電導(dǎo)，電納比相同截面積的架空線大很多，因?yàn)殡娎|三相導(dǎo)體間的距的架空線大很多，因?yàn)殡娎|三相導(dǎo)體間的距離小。離小。電力線路的數(shù)學(xué)模型電力線路的數(shù)學(xué)模型r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1v一般線路的等值電路（正常運(yùn)行時(shí)忽略一般線路的等值電路（正常運(yùn)行時(shí)忽略g）已知單位長(zhǎng)度的電阻、電抗、電納、電導(dǎo)，就可以作出已知單位長(zhǎng)度的電

24、阻、電抗、電納、電導(dǎo)，就可以作出線路等值電路圖，線路的等值電路與線路的長(zhǎng)度有關(guān)線路等值電路圖，線路的等值電路與線路的長(zhǎng)度有關(guān)電力線路的數(shù)學(xué)模型電力線路的數(shù)學(xué)模型v已知單位長(zhǎng)度的電阻、電抗、電納、電導(dǎo)，已知單位長(zhǎng)度的電阻、電抗、電納、電導(dǎo)，就可以作出線路等值電路圖，線路的等值電就可以作出線路等值電路圖，線路的等值電路與線路的長(zhǎng)度有關(guān)：路與線路的長(zhǎng)度有關(guān)：v1.短線路的短線路的v2.中等長(zhǎng)度的中等長(zhǎng)度的v3.長(zhǎng)線路的長(zhǎng)線路的輸電線等值電路輸電線等值電路v集中參數(shù)的等值電路集中參數(shù)的等值電路1.短線路（一字型）短線路（一字型）2.中等長(zhǎng)度的線路中等長(zhǎng)度的線路vT型：因?yàn)橛腥齻€(gè)節(jié)點(diǎn)，不常采用型：因?yàn)橛?/p>

25、三個(gè)節(jié)點(diǎn)，不常采用v型：因?yàn)橛袃蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)常采用型：因?yàn)橛袃蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)常采用v分布參數(shù)的等值電路分布參數(shù)的等值電路考慮線路的分布特性考慮線路的分布特性型等值電路型等值電路1短線路的等值電路：短線路的等值電路：v短線路：架空線路長(zhǎng)度不超過短線路：架空線路長(zhǎng)度不超過100km，略去對(duì)地支路（略去對(duì)地支路（G、B支路）支路）。等值電。等值電路如下：路如下：2.中等長(zhǎng)度等值電路中等長(zhǎng)度等值電路v中等長(zhǎng)度線路：長(zhǎng)度在中等長(zhǎng)度線路：長(zhǎng)度在100300km之間架空線，之間架空線，不超過不超過100km電纜電纜。有。有T型和型和型等值電路。電力型等值電路。電力系統(tǒng)中常用系統(tǒng)中常用型等值電路。型等值電路。為什么

26、？為什么？vT型型等值電路三個(gè)節(jié)點(diǎn)等值電路三個(gè)節(jié)點(diǎn)v型等值電路兩個(gè)節(jié)點(diǎn)型等值電路兩個(gè)節(jié)點(diǎn)v節(jié)點(diǎn)少，網(wǎng)絡(luò)方程簡(jiǎn)單節(jié)點(diǎn)少，網(wǎng)絡(luò)方程簡(jiǎn)單長(zhǎng)線路的等值電路長(zhǎng)線路的等值電路v長(zhǎng)線路：長(zhǎng)度超過長(zhǎng)線路：長(zhǎng)度超過300km的架空線路，超過的架空線路，超過100km的電纜線路的電纜線路。v工程上如果只要求計(jì)算線路的始末端電壓、工程上如果只要求計(jì)算線路的始末端電壓、電流和功率，仍可采用集中參數(shù)來表示，其電流和功率，仍可采用集中參數(shù)來表示，其中線路的總電阻、總電抗、總?cè)菁{用修正系中線路的總電阻、總電抗、總?cè)菁{用修正系數(shù)來修正。數(shù)來修正。 長(zhǎng)線路等值電路長(zhǎng)線路等值電路v線路方程及等值電路線路方程及等值電路線路每相的等

27、值參數(shù)是沿線路均勻分布的。線路每相的等值參數(shù)是沿線路均勻分布的。1U2UlxdxxIxU1z dx1y dxxxId IxxUdU111zrjx111ygjb長(zhǎng)線路的等值電路長(zhǎng)線路的等值電路v距離線路末端距離線路末端x處，壓降和電流增量為處，壓降和電流增量為11xxxxdIU ydxdUI zdx11/xxxxdI dx U ydU dx I z221 1221 1/xxxxd I dxzy Id U dxzyU2222sinhcoshcoshsinhxxcUIxIxZcUUxI Zx長(zhǎng)線路的等值電路長(zhǎng)線路的等值電路12161312112112111311lbxklxbrbxklbxkbxr2

28、.1.2 電抗器的參數(shù)和等效電路電抗器的參數(shù)和等效電路v電抗器的作用是限制短路電流，它是由電阻電抗器的作用是限制短路電流，它是由電阻很小的電感線圈構(gòu)成的，因此等效電路可用很小的電感線圈構(gòu)成的，因此等效電路可用電抗來表示。普通電抗器每相用一個(gè)電抗表電抗來表示。普通電抗器每相用一個(gè)電抗表示即可示即可干式空心串聯(lián)電抗器并聯(lián)電抗器電抗器名牌v一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓URN、額定電流額定電流IRN和電抗百分值和電抗百分值XR%，由此可求電，由此可求電抗器的電抗?？蛊鞯碾娍?。v按百分值定義，有按百分值定義，有RRRN%100100XXXXRNRNN3IUXRNRNR

29、R3100%IUXXv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v三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v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2.1.3 2.1.3 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2.1.3 2.1.3 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v在穩(wěn)態(tài)分析中變壓器如何建模在穩(wěn)態(tài)分析中變壓器如何建模v如何將變壓器磁路轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐啡绾螌⒆儔浩鞔怕忿D(zhuǎn)變?yōu)殡娐穠變壓器等值參數(shù)如何求取變壓器等值參數(shù)如何求取變壓器變壓器v應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，升高或降低電應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，升高或降低電壓壓v升壓輸電，為了降低傳輸電能損耗升壓輸電，

30、為了降低傳輸電能損耗v升高電壓的同時(shí)，降低電流，傳輸升高電壓的同時(shí)，降低電流，傳輸?shù)墓β什蛔兊墓β什蛔冏儔浩髯儔浩髯儔浩鞯慕Y(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu)v變壓器的主要結(jié)構(gòu)：變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵芯鐵芯和和繞組繞組。v鐵芯是變壓器的磁路部分；鐵芯是變壓器的磁路部分；v繞組是變壓器的電路部分。繞組是變壓器的電路部分。鐵芯，通常用鐵芯，通常用0.35mm厚表面涂有絕緣漆的厚表面涂有絕緣漆的硅鋼片沖成一定的形狀疊制而成。硅鋼片沖成一定的形狀疊制而成。繞組，一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞繞組，一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞線模上繞制而成線模上繞制而成變壓器銘牌變壓器銘牌ONANv油浸自然冷卻（油浸自然冷卻（ONAN

31、）；）；v油浸自冷油浸自冷(ONAN)； 油浸風(fēng)冷油浸風(fēng)冷(ONAF)； 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷(OFAF)；強(qiáng)迫油循環(huán)水冷強(qiáng)迫油循環(huán)水冷(OFWF)； 強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷(ODAF)； 強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)水冷強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)水冷ODWF)。變壓器參數(shù)表變壓器參數(shù)表三者關(guān)系：NNNNNNNNNNIUIUS:IUIUS:2211221133三相單相)kVA(SN額定容量指銘牌規(guī)定的額定使用條指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。件下所能輸出的視在功率。)A(IINN21和額定電流指在額定容量下，允許長(zhǎng)期通過指在額定容量下，允許長(zhǎng)期通過的額定電流。在三相變壓器中指的額定電

32、流。在三相變壓器中指的是線電流。的是線電流。變壓器額定值變壓器等值電路變壓器等值電路v變壓器一、二次側(cè)沒有電路關(guān)系，只有磁路變壓器一、二次側(cè)沒有電路關(guān)系，只有磁路關(guān)系。關(guān)系。v關(guān)鍵：如何將磁路關(guān)系用電路來代替？關(guān)鍵：如何將磁路關(guān)系用電路來代替？雙繞組變壓器雙繞組變壓器T型等值電路型等值電路2r1I1U1x1rLZ2x12EE2UmI2Imrmx雙繞組變壓器雙繞組變壓器型等值電路型等值電路2r1I1U1x1rLZ2x2UmI2Imrmx電力系統(tǒng)分析中的變壓器模型電力系統(tǒng)分析中的變壓器模型1I1UTRLZTjX2UmITGTjB2I12121TTTTTmmRrrXxxYGjBrjx變壓器的參數(shù)變壓

33、器的參數(shù):,.?TTTTRXGB變壓器的參數(shù)如何計(jì)算這四個(gè)參數(shù)通過短路實(shí)驗(yàn)和空載實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)計(jì)算一、一、高壓側(cè)加電壓，高壓側(cè)加電壓，低壓側(cè)短路；低壓側(cè)短路；二、接線圖WAV*KK,P ,UNI三、通過調(diào)節(jié)高壓側(cè)電壓讓低壓側(cè)電流達(dá)到額定值 ，此時(shí)讀功率表，得到短路損耗讀電壓表，得到短路電壓由于外加電壓很小，主磁通由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為短路損耗就是銅損損，認(rèn)為短路損耗就是銅損變壓器的短路實(shí)驗(yàn)變壓器的短路實(shí)驗(yàn)由短路實(shí)驗(yàn)的短路功率求電阻由短路實(shí)驗(yàn)的短路功率求電阻221000 kNTNPURS如果單位用kW,kV,MVA,則1UNIbI1ITRTj

34、X0ITGTjBgI2222222233()3 NNCuNTTTNNNkNkTTNNSSPI RRRUUSPUPRRUS如果是基本單位：由短路實(shí)驗(yàn)的短路電壓求電抗由短路實(shí)驗(yàn)的短路電壓求電抗1UNIbI1ITRTjX0ITGTjBgI3%100100 NTKkNNIXUUUU短 路 電 壓 百 分 比 的 含 義 ：NNkkNNTSUUUIUX100%100%32短路電壓是指在阻抗上短路電壓是指在阻抗上的電壓降落。在電力系的電壓降落。在電力系統(tǒng)計(jì)算中，容量變壓器統(tǒng)計(jì)算中，容量變壓器的電抗和阻抗在數(shù)值上的電抗和阻抗在數(shù)值上接近相等，可近似如下接近相等，可近似如下求解：求解：一、一、低壓側(cè)施加電壓，

35、低壓側(cè)施加電壓， 高壓側(cè)開路。高壓側(cè)開路。二、接線圖WAV*100=P,INU U三、低壓側(cè)的電壓時(shí)，讀功率表得到空載損耗讀電流表，得到空載電流變壓器空載實(shí)驗(yàn)變壓器空載實(shí)驗(yàn)由空載實(shí)驗(yàn)的空載損耗求電導(dǎo)由空載實(shí)驗(yàn)的空載損耗求電導(dǎo)NUbI1ITRTjX0ITGTjBgI變壓器電導(dǎo)對(duì)應(yīng)的是變壓器的變壓器電導(dǎo)對(duì)應(yīng)的是變壓器的鐵耗，近似等于變壓器的空載鐵耗，近似等于變壓器的空載損耗，因此變壓器的電導(dǎo)可如損耗，因此變壓器的電導(dǎo)可如下求解：下求解：201000NTUPG由空載實(shí)驗(yàn)的空載電流求電納由空載實(shí)驗(yàn)的空載電流求電納NUgI1ITRTjX0ITGTjBbI在變壓器中，流經(jīng)電納的在變壓器中，流經(jīng)電納的電流和

36、空載電流在數(shù)值上電流和空載電流在數(shù)值上接近相等，其求解如下：接近相等，其求解如下：00002%,1003%= 10010033NbTbgNbNNNNTNTNNUIIBIIIIIIUSISIBIBUU電納中的電流則將帶入，得2kNT2N1000PURSN2NkT100%SUUX2N0T1000UPG 2NN0T100%USIB 需要注意的問題需要注意的問題v各變量和參數(shù)的單位：各變量和參數(shù)的單位：kV,kW,MVA, ,S,S；vU UN N選哪一側(cè)，則參數(shù)就是那一側(cè)的參數(shù)；選哪一側(cè)，則參數(shù)就是那一側(cè)的參數(shù)；v參數(shù)都是單相參數(shù)；參數(shù)都是單相參數(shù)；v變壓器等值電路中變壓器等值電路中Y YT T=G

37、=GT T- -jBjBT T有減號(hào)，而輸電有減號(hào)，而輸電線路的導(dǎo)納線路的導(dǎo)納Y=G+jBY=G+jB有加號(hào)，；有加號(hào)，；v可用三相勵(lì)磁功率代表勵(lì)磁支路，可用三相勵(lì)磁功率代表勵(lì)磁支路，P P0 0由銘牌由銘牌給出，給出，v勵(lì)磁支路放在電源側(cè)勵(lì)磁支路放在電源側(cè)0=?Q三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型3TZTY2TZ1TZ問題：?jiǎn)栴}：1.如何做短路和空載實(shí)驗(yàn)如何做短路和空載實(shí)驗(yàn)?2.做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)?3.如何求取參數(shù)如何求取參數(shù)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)3TZTY2TZ1TZ空載實(shí)驗(yàn)：在一次側(cè)加空載實(shí)驗(yàn)：在一次側(cè)加電源電源UN，二、三次側(cè)開，二、三次側(cè)開路，得到路，得到P0和和I

38、0%.導(dǎo)納導(dǎo)納的求法的求法與雙繞組與雙繞組相同相同短路實(shí)驗(yàn)：一側(cè)加電源，一側(cè)短路，一側(cè)開路。做短路實(shí)驗(yàn)：一側(cè)加電源，一側(cè)短路，一側(cè)開路。做三個(gè)短三個(gè)短路路實(shí)驗(yàn)，得到三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下實(shí)驗(yàn)，得到三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下,如何求阻抗如何求阻抗?(1 2)(1 2)(2 3)(2 3)(3 1)(3 1),%;,%;,%KKKKKKPUPUPU求電阻求電阻R1, R2, R3(繞組容量繞組容量100/100/100)123,KKKPPP如何求各繞組對(duì)應(yīng)的短路損耗？1()1(1 2)(1 3)(2 3)(1 2)1221()(2 3)232(1 2)(2 3)(3 1)21()(3 1)313(3 1)(2 3

39、)(1 2)2PPPPkkkkKKKPPPPKKKkkkkPPPPKKKkkkkPPPPPPPPP由得到求電阻求電阻R1, R2, R3(繞組容量繞組容量100/100/100)211222222332, 1000 , 1000 1000kNTNkNTNkNTNP URSP URSP URS變壓器的容量與繞組的容量變壓器的容量與繞組的容量v變壓器容量變壓器容量(SN)與繞組容量與繞組容量(SN1/ SN2/ SN3)不不一定相等一定相等.v若變壓器容量若變壓器容量100(%),則繞組額定容量比有則繞組額定容量比有:v100/100/100、100/50/100、100/100/50等等v排列順

40、序是高排列順序是高/中中/低低 變壓器的容量與繞組的容量變壓器的容量與繞組的容量v三個(gè)繞組容量搭配關(guān)系三個(gè)繞組容量搭配關(guān)系,并不是說三繞組變壓并不是說三繞組變壓器按此比例傳遞功率器按此比例傳遞功率,而只是代表每個(gè)繞組而只是代表每個(gè)繞組傳傳遞功率的能力遞功率的能力.v在具體運(yùn)行時(shí)在具體運(yùn)行時(shí),遵守能量守恒定律遵守能量守恒定律v如如100/100/50,當(dāng)高壓輸入當(dāng)高壓輸入100%額定容量時(shí)額定容量時(shí),中、低壓各輸出中、低壓各輸出50%,或中壓輸出或中壓輸出100%，低，低壓不輸出。壓不輸出。v也有也有100/100/66，進(jìn)行功率和電壓歸算時(shí)要，進(jìn)行功率和電壓歸算時(shí)要注意注意求電阻求電阻R1,

41、R2, R3(繞組容量繞組容量100/100/50或或100/50/100)v做短路實(shí)驗(yàn)時(shí)做短路實(shí)驗(yàn)時(shí),是一對(duì)繞組中容量較小的一方達(dá)到它是一對(duì)繞組中容量較小的一方達(dá)到它本身的額定電流，即本身的額定電流，即IN/2時(shí)的值。時(shí)的值。v要?dú)w算為額定電流時(shí)的短路損耗。要?dú)w算為額定電流時(shí)的短路損耗。)32(2)32()32()21(2)21()21(4)2/(4)2/(kNNkkkNNkkPIIPPPIIPPv按最大短路損耗求解（與變壓器容量比無關(guān)）按最大短路損耗求解（與變壓器容量比無關(guān)） 指兩個(gè)指兩個(gè)100%容量繞組中流過額定電流，另容量繞組中流過額定電流，另一個(gè)一個(gè)100%或或50%容量繞組空載時(shí)的

42、損耗。容量繞組空載時(shí)的損耗。 根據(jù)根據(jù)“按同一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截面積按同一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截面積”的變的變壓器的設(shè)計(jì)原則：壓器的設(shè)計(jì)原則： max.kP%)100(%)50(22max.%)100(22000TTNNkTRRSUPR2. 電抗電抗v根據(jù)變壓器排列不同，對(duì)所提供的短路電壓做些處理：根據(jù)變壓器排列不同，對(duì)所提供的短路電壓做些處理： 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 一般來說，所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過歸算的一般來說，所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過歸算的%)%(%)%(%)%(%)()()()()()()()()(2

43、13231331322123231211212121kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUUNNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX100% ,100% ,100%233222211短路電壓歸算問題短路電壓歸算問題%2%2%)32()32()13()13(KKKKUUUUv當(dāng)三繞變壓器容量比是當(dāng)三繞變壓器容量比是100/100/50或或100/50/100,如果短路電壓沒有經(jīng)過歸算如果短路電壓沒有經(jīng)過歸算,則要進(jìn)則要進(jìn)行歸算行歸算:例如例如100/100/50,三繞組變壓器繞組的排列方式三繞組變壓器繞組的排列方式v 升壓變升壓變 降壓變降壓變 高壓繞組高壓繞組低壓繞組低壓繞組中

44、壓中壓繞組繞組高壓繞組高壓繞組中壓繞組中壓繞組低壓低壓繞組繞組絕緣與分接絕緣與分接開關(guān)的處理開關(guān)的處理均衡均衡短路短路阻抗阻抗絕緣絕緣為什么這樣排列？為什么這樣排列？va.考慮絕緣考慮絕緣和分接開關(guān)的處理，所以和分接開關(guān)的處理，所以高壓繞高壓繞組在最外層組在最外層 vb.根據(jù)功率傳輸方向或限制短路電流的要求，根據(jù)功率傳輸方向或限制短路電流的要求，中、低壓繞組均可排在中層中、低壓繞組均可排在中層。中低壓繞組的排列中低壓繞組的排列v升壓變壓器：中壓繞組最靠近鐵芯，低壓繞組居中，升壓變壓器：中壓繞組最靠近鐵芯，低壓繞組居中，電能從低壓流向中壓和高壓側(cè)，低電能從低壓流向中壓和高壓側(cè)，低-中，低中，低-

45、高短路高短路阻抗分布均勻。阻抗分布均勻。v降壓變壓器：低壓繞組最靠近鐵芯，中壓繞組居中，降壓變壓器：低壓繞組最靠近鐵芯，中壓繞組居中，電能從高壓流向中壓和低壓，應(yīng)該高壓居中，但由電能從高壓流向中壓和低壓，應(yīng)該高壓居中，但由于考慮絕緣，分接開關(guān)的處理的原因，高壓只能在于考慮絕緣，分接開關(guān)的處理的原因，高壓只能在最外層。從短路阻抗的大小來說，中、低壓繞組無最外層。從短路阻抗的大小來說，中、低壓繞組無論哪個(gè)排在最里面都可以，但從絕緣處理的角度，論哪個(gè)排在最里面都可以，但從絕緣處理的角度，低壓排在最里面更好。低壓排在最里面更好。自耦變壓器自耦變壓器v自耦變壓器除了自耦聯(lián)系的高壓繞組和中壓自耦變壓器除了

46、自耦聯(lián)系的高壓繞組和中壓繞組外，還有一個(gè)第三繞組。由于鐵心的飽繞組外，還有一個(gè)第三繞組。由于鐵心的飽和現(xiàn)象，電壓和電流不免有和現(xiàn)象，電壓和電流不免有3次諧波出現(xiàn)，為次諧波出現(xiàn)，為了消除了消除3次諧波電流，所以第三繞組單獨(dú)連接次諧波電流，所以第三繞組單獨(dú)連接成三角形成三角形v自耦變壓器只能用于中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)自耦變壓器只能用于中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，所以電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的自耦變壓器中，所以電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的自耦變壓器都是星形聯(lián)結(jié)。都是星形聯(lián)結(jié)。自耦變壓器自耦變壓器自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v自耦變壓器參數(shù)和等值電路的確定和普通變自耦變壓器參數(shù)和等值電路的確定和普

47、通變壓器無異壓器無異v容量歸算：三繞組自耦變壓器的第三繞組容容量歸算：三繞組自耦變壓器的第三繞組容量總小于變壓器的額定容量量總小于變壓器的額定容量v所以如果銘牌參數(shù)沒有經(jīng)過容量歸算，必須所以如果銘牌參數(shù)沒有經(jīng)過容量歸算，必須對(duì)短路功率與短路電壓進(jìn)行容量歸算。對(duì)短路功率與短路電壓進(jìn)行容量歸算。自耦變壓器自耦變壓器v三繞組的自耦變壓器較電壓、變壓比和容量三繞組的自耦變壓器較電壓、變壓比和容量相同的普通三繞組變壓器或普通雙繞組變壓相同的普通三繞組變壓器或普通雙繞組變壓器便宜，價(jià)格一般只有后者的器便宜，價(jià)格一般只有后者的65%75%。v由于有電的聯(lián)系，絕緣設(shè)計(jì)水平高，兩側(cè)都由于有電的聯(lián)系，絕緣設(shè)計(jì)水平

48、高，兩側(cè)都要安裝閥型避雷器；要安裝閥型避雷器；v由于電抗小，電壓損耗小，短路電流大，采由于電抗小，電壓損耗小，短路電流大，采取限制短路電流的措施取限制短路電流的措施自耦變壓器的特點(diǎn)自耦變壓器的特點(diǎn)v為防止由于高壓側(cè)發(fā)生單相接地故障引起為防止由于高壓側(cè)發(fā)生單相接地故障引起低壓側(cè)的電壓升高，用在電網(wǎng)中的自耦變低壓側(cè)的電壓升高，用在電網(wǎng)中的自耦變壓器中性點(diǎn)必須可靠地直接接地。壓器中性點(diǎn)必須可靠地直接接地。220/110KV中壓繞組過電壓的中壓繞組過電壓的2.64倍；倍；330/110KV過電壓的倍數(shù)過電壓的倍數(shù)3.6倍。倍。v運(yùn)行方式多樣化，引起繼電保護(hù)整定困難運(yùn)行方式多樣化，引起繼電保護(hù)整定困難v

49、自耦變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，在自耦變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，在110KV及及以上的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中廣泛使用。以上的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中廣泛使用。110/220KV，110/330KV，110/500KV，220/330KV，220/500KV，330/500KVv某變電所裝設(shè)一臺(tái)某變電所裝設(shè)一臺(tái)OSFPSL 90000/220型三相三繞型三相三繞組自耦變壓器，各繞組電壓為組自耦變壓器，各繞組電壓為220/121/38.5kV，容，容量比為量比為100%/100%/50%，實(shí)測(cè)的空載短路試驗(yàn)數(shù)，實(shí)測(cè)的空載短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：據(jù)如下：P0=59kW；I0%=0.332;vPk(1-2)=333kW，P k(3

50、-1)=265kW，P k(2-3)= 277kW；Uk(1-2)%=9.09，U k(3-1)%=16.45，U k(2-3)%=10.75.試試求該自耦變壓器的參數(shù)并繪制等效電路。求該自耦變壓器的參數(shù)并繪制等效電路。v造價(jià)：造價(jià)：90000*273.35/10000=2460.15(萬元萬元)2.1.4 發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v發(fā)電機(jī)模型發(fā)電機(jī)模型在潮流計(jì)算中的模型在潮流計(jì)算中的模型在短路計(jì)算中的模型在短路計(jì)算中的模型發(fā)電機(jī)在潮流計(jì)算中的模型發(fā)電機(jī)在潮流計(jì)算中的模型v固定的有功、無功：固定的有功、無功：PQ節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)v固定的電壓向量固定的電壓向量 ：平衡節(jié)點(diǎn)

51、：平衡節(jié)點(diǎn)發(fā)電機(jī)在短路計(jì)算中的模型發(fā)電機(jī)在短路計(jì)算中的模型v在電力系統(tǒng)計(jì)算中，一般不計(jì)發(fā)電機(jī)的電阻，在電力系統(tǒng)計(jì)算中，一般不計(jì)發(fā)電機(jī)的電阻，因此發(fā)電機(jī)參數(shù)只有一個(gè)電抗因此發(fā)電機(jī)參數(shù)只有一個(gè)電抗XG。v一般發(fā)電機(jī)出廠時(shí)，廠商提供的參數(shù)有發(fā)電一般發(fā)電機(jī)出廠時(shí)，廠商提供的參數(shù)有發(fā)電機(jī)額定容量機(jī)額定容量SN、額定有功功率、額定有功功率PN、額定功率、額定功率因數(shù)因數(shù)cos N、額定電壓、額定電壓UN及電抗百分值及電抗百分值XG%，據(jù)此可求得發(fā)電機(jī)電抗據(jù)此可求得發(fā)電機(jī)電抗XG。GN%100GXXXGNNN3UXINNGN3SIU2GGNGN%100XUXSv XG發(fā)電機(jī)電抗（發(fā)電機(jī)電抗（ ）；）；v X

52、G %發(fā)電機(jī)電抗百分值；發(fā)電機(jī)電抗百分值；v UGN發(fā)電機(jī)的額定電壓（發(fā)電機(jī)的額定電壓（kV）；）；v SN發(fā)電機(jī)的額定功率（發(fā)電機(jī)的額定功率（MVA）。2GGNGN%100XUXS負(fù)荷負(fù)荷v（1）電力系統(tǒng)的總負(fù)荷：就是千萬個(gè)用）電力系統(tǒng)的總負(fù)荷：就是千萬個(gè)用電設(shè)備消耗功率的總和；電設(shè)備消耗功率的總和；v（2）電力系統(tǒng)的綜合負(fù)荷：將工業(yè)、農(nóng)）電力系統(tǒng)的綜合負(fù)荷：將工業(yè)、農(nóng)業(yè)、郵電、交通、市政、商業(yè)以及城鄉(xiāng)居民業(yè)、郵電、交通、市政、商業(yè)以及城鄉(xiāng)居民所消耗的功率相加；所消耗的功率相加； v（3）電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷（發(fā)電廠應(yīng)供）電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷（發(fā)電廠應(yīng)供應(yīng)的功率）應(yīng)的功率）=綜合用電負(fù)荷綜合用電

53、負(fù)荷+網(wǎng)損網(wǎng)損v（4）電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷（發(fā)電機(jī)應(yīng)發(fā)）電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷（發(fā)電機(jī)應(yīng)發(fā)的功率）的功率）=供電負(fù)荷供電負(fù)荷+廠用電廠用電負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線v（1）負(fù)荷曲線：負(fù)荷隨時(shí)間而變化的規(guī)律）負(fù)荷曲線：負(fù)荷隨時(shí)間而變化的規(guī)律v負(fù)荷曲線的三要素：時(shí)間，空間，對(duì)象負(fù)荷曲線的三要素：時(shí)間，空間，對(duì)象v1）X軸方向表示時(shí)間：軸方向表示時(shí)間：v時(shí)間長(zhǎng)度：日、月、年時(shí)間長(zhǎng)度：日、月、年v時(shí)間單位：小時(shí)、日、周、月、季、年時(shí)間單位：小時(shí)、日、周、月、季、年v2）Y周方向表示負(fù)荷種類：有功，無功，周方向表示負(fù)荷種類：有功，無功，電流電流日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線0 4 8 12 14 18 22 24 時(shí)間時(shí)間負(fù)荷（

54、負(fù)荷（MW）負(fù)荷曲線負(fù)荷曲線v計(jì)量地點(diǎn)：個(gè)別用戶，電力線路，變電所，計(jì)量地點(diǎn)：個(gè)別用戶，電力線路，變電所，發(fā)電廠，整個(gè)系統(tǒng)。發(fā)電廠，整個(gè)系統(tǒng)。v負(fù)荷曲線取決于各行業(yè)的生產(chǎn)制度。負(fù)荷曲線取決于各行業(yè)的生產(chǎn)制度。v系統(tǒng)負(fù)荷曲線的最大值恒小于各行業(yè)負(fù)荷系統(tǒng)負(fù)荷曲線的最大值恒小于各行業(yè)負(fù)荷曲線上最大值之和。曲線上最大值之和。幾種行業(yè)的有功功率日負(fù)荷曲線負(fù)荷模型負(fù)荷模型v(1) 恒定功率恒定功率PL=constant、QL=constant；v(2) 恒定阻抗恒定阻抗ZL=constant；v(3) 用感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性表示負(fù)荷；用感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性表示負(fù)荷；v(4) 用負(fù)荷的靜態(tài)特性方程表示負(fù)荷。用負(fù)

55、荷的靜態(tài)特性方程表示負(fù)荷。負(fù)荷模型負(fù)荷模型負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型v在在潮流潮流計(jì)算中，負(fù)荷常用恒定功率表示，即計(jì)算中，負(fù)荷常用恒定功率表示，即PQ節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)；必要時(shí)也可以采用線性化的靜態(tài)特；必要時(shí)也可以采用線性化的靜態(tài)特性。性。v在在短路短路計(jì)算中，負(fù)荷表示為含源阻抗支路，計(jì)算中，負(fù)荷表示為含源阻抗支路，或恒定或恒定阻抗阻抗支路。支路。v穩(wěn)定穩(wěn)定計(jì)算中，綜合負(fù)荷可表示為計(jì)算中，綜合負(fù)荷可表示為恒定阻抗恒定阻抗或或不同比例的恒定阻抗和不同比例的恒定阻抗和異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)的組合。的組合。v學(xué)習(xí)了電力系統(tǒng)四個(gè)元件的數(shù)學(xué)模型和等值學(xué)習(xí)了電力系統(tǒng)四個(gè)元件的數(shù)學(xué)模型和等值電路，是否可以畫出電力網(wǎng)的

56、等值電路？還電路，是否可以畫出電力網(wǎng)的等值電路？還需要做什么？需要做什么？2.2.1 有名值的電壓級(jí)歸算有名值的電壓級(jí)歸算v為什么要進(jìn)行電壓規(guī)算？為什么要進(jìn)行電壓規(guī)算？v普通變壓器原副繞組有磁的聯(lián)系，沒有普通變壓器原副繞組有磁的聯(lián)系，沒有電氣聯(lián)系。而要畫等值電路時(shí)，將磁路電氣聯(lián)系。而要畫等值電路時(shí)，將磁路用電路來代替，用規(guī)算的方法來代替。用電路來代替，用規(guī)算的方法來代替。即將磁路耦合的路變?yōu)閮H有電聯(lián)系的電即將磁路耦合的路變?yōu)閮H有電聯(lián)系的電路。路。2.2.1 有名值的電壓級(jí)歸算有名值的電壓級(jí)歸算v一、選基本級(jí)一、選基本級(jí)v二、確定電壓比二、確定電壓比v三、參數(shù)歸算三、參數(shù)歸算選基本級(jí)選基本級(jí)v基

57、本級(jí)的確定取決于研究的問題所涉及的電基本級(jí)的確定取決于研究的問題所涉及的電壓等級(jí)。壓等級(jí)。v例如，在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計(jì)算時(shí)，一般以最高例如，在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計(jì)算時(shí)，一般以最高電壓等級(jí)為基本級(jí)；電壓等級(jí)為基本級(jí)；v在進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，以短路點(diǎn)所在的電壓等在進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，以短路點(diǎn)所在的電壓等級(jí)為基本級(jí)級(jí)為基本級(jí)確定電壓比確定電壓比v變壓器的電壓比分為兩種，即實(shí)際額定電壓變壓器的電壓比分為兩種，即實(shí)際額定電壓比和平均額定電壓比。比和平均額定電壓比。v實(shí)際額定電壓比是指變壓器兩側(cè)的額定電壓實(shí)際額定電壓比是指變壓器兩側(cè)的額定電壓之比；之比；v平均額定電壓比是指變壓器兩側(cè)母線的平均平均額定電壓比是指變壓器兩側(cè)母

58、線的平均額定電壓之比。額定電壓之比。v變壓器的電壓比是基本級(jí)側(cè)的電壓比上待歸變壓器的電壓比是基本級(jí)側(cè)的電壓比上待歸算級(jí)側(cè)的電壓。算級(jí)側(cè)的電壓。參數(shù)歸算參數(shù)歸算v(1) 準(zhǔn)確歸算法：變壓器的實(shí)際額定電壓比準(zhǔn)確歸算法：變壓器的實(shí)際額定電壓比v(2) 近似歸算法：用線路平均額定電壓比代替近似歸算法：用線路平均額定電壓比代替變壓器變比變壓器變比K 基本級(jí)側(cè)的額定電壓待歸算級(jí)側(cè)的額定電壓額定電壓UN/kV361035110220330500 750 1000平均額定電壓Uav/kV3.156.310.537115230345525 787.51050v實(shí)際額定電壓比實(shí)際額定電壓比v平均額定電壓比平均額定

59、電壓比1242/10.5KKV2220/121KKV3110/11KKV1230/10.5KKV2230/115KKV3115/10.5KKV2222LL32L11022011121ZZ K KZ22222LL32LL11523023010.511510.5ZZ K KZZ2.2.2 用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)的電壓級(jí)歸算用標(biāo)幺值計(jì)算時(shí)的電壓級(jí)歸算v1.標(biāo)幺制的特點(diǎn)標(biāo)幺制的特點(diǎn)v2.三相系統(tǒng)中基準(zhǔn)值的選擇三相系統(tǒng)中基準(zhǔn)值的選擇v3.標(biāo)幺值用于三相系統(tǒng)標(biāo)幺值用于三相系統(tǒng)v4.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v5 .基準(zhǔn)值改變后的標(biāo)幺值換算基準(zhǔn)值改變后的標(biāo)幺值換算v標(biāo)幺值是相對(duì)值，是實(shí)際值占標(biāo)標(biāo)幺值是相對(duì)值，是實(shí)際值占標(biāo)準(zhǔn)值的比例，是無量綱的準(zhǔn)值的比例，是無量綱的=實(shí)際值（任意單位）標(biāo)幺值基準(zhǔn)值（與實(shí)際值同單位）1.標(biāo)幺值的特點(diǎn)標(biāo)幺值的特點(diǎn)v優(yōu)點(diǎn)：標(biāo)幺制是相對(duì)計(jì)算，結(jié)果清晰，優(yōu)點(diǎn)：標(biāo)幺制是相對(duì)計(jì)算，結(jié)果清晰，便于迅速判斷計(jì)算結(jié)果的正確性，可大便于迅速判斷計(jì)算