電力系統(tǒng)分析第2章

1、 第2章 電力網(wǎng)各元件(yunjin)的參數(shù) 和等值電路本章提示2.1 輸電(shdin)線路的參數(shù)2.2 輸電線路的等值電路2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)2.4 標(biāo)么制 共六十二頁(yè)本章(bn zhn)提示電力線路(xinl)的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型共六十二頁(yè)問(wèn)題的提出1、有幾個(gè)參數(shù)可以(ky)反映單位長(zhǎng)度輸電線的電磁現(xiàn)象?2、各個(gè)參數(shù)受哪些因素影響?3、如何表示輸電線路?2.1 輸電(shdin)線路的參數(shù)共六十二頁(yè) 1.電力線路種類（1）架空線 （2）電纜 2.電力線路的參數(shù) 電阻r（歐 ） 電抗x（歐） 電導(dǎo)g（西門子） 電納b（西門子） 3.各個(gè)參數(shù)的意

2、義（1）電阻r：反映線路的熱效應(yīng)（有功的損耗）（2）電抗x：反映線路的磁場(chǎng)效應(yīng)（3）電納b：反映線路的電場(chǎng)效應(yīng)（4）電導(dǎo)g：反映電暈(din yn)損耗和泄露電流 2.1 輸電線路(xinl)的參數(shù)共六十二頁(yè)輸電線路(xinl)實(shí)際圖2.1 輸電(shdin)線路的參數(shù)共六十二頁(yè) 參數(shù)的計(jì)算（1）電阻 r = /s （歐姆/公里） 在實(shí)際應(yīng)用中，r隨溫度的變化(binhu)而變化(binhu)，可以用下面的公式進(jìn)行修正 rt=r201+ a (t-20) rt、r20：t、20時(shí)的電阻（歐姆/公里） a：電阻的溫度系數(shù)。例如，鋁0.0036，銅0.00382 2.1 輸電線路(xinl)的參數(shù)

3、共六十二頁(yè)單相(dn xin)導(dǎo)線線路電抗： 當(dāng)三相導(dǎo)線間的距離分別為 、 、 時(shí)（2）電抗(dinkng)2.1 輸電線路的參數(shù)共六十二頁(yè) 分裂(fnli)導(dǎo)線線路電抗采用分裂導(dǎo)線可以增大req，從而減小x分裂導(dǎo)線的 等值半徑每相分裂根數(shù)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 kmW2.1 輸電(shdin)線路的參數(shù)共六十二頁(yè)2.1 輸電(shdin)線路的參數(shù)共六十二頁(yè)（3）電納 Deq和req的意義和計(jì)算(j sun)電抗值相同 單相(dn xin)導(dǎo)線線路電納分裂導(dǎo)線線路電納2.1 輸電線路的參數(shù)共六十二頁(yè)(4) 電導(dǎo)(din do) 電暈現(xiàn)象: 就是架空線路帶

4、有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線附近的空氣游離(yul)而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。在一般的電力系統(tǒng)計(jì)算中可以忽略電暈損耗，認(rèn)為2.1 輸電線路的參數(shù)共六十二頁(yè) 輸電線路(xinl)參數(shù)計(jì)算的幾點(diǎn)說(shuō)明工程上已將各種型號(hào)(xngho)導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻、電抗、電納值列在設(shè)計(jì)手冊(cè)中，對(duì)于表中所列的電阻值，是指環(huán)境溫度為20C時(shí)的值。 2.1 輸電線路的參數(shù)共六十二頁(yè) 近似計(jì)算時(shí): 單導(dǎo)線路：當(dāng)分裂根數(shù)為3根時(shí)，每公里的電抗為0.30 左右，每公里的電納分別為3.8 。對(duì)于分裂導(dǎo)線(doxin)線路： 當(dāng)分裂根數(shù)為2時(shí)，每公里的電抗為0.33 ，每公里的電 納為3.4 。當(dāng)

5、分裂根數(shù)為4根時(shí)，每公里的電抗為0.28 左右，每公里的電納為4.1 。2.1 輸電(shdin)線路的參數(shù)共六十二頁(yè)鋼導(dǎo)線，由于集膚效應(yīng)及導(dǎo)線內(nèi)部的導(dǎo)磁系數(shù)隨導(dǎo)線通過(guò)的電流大小而變化，因此，它的電阻和電抗(dinkng)均不恒定，無(wú)法用解析法確定，只能用實(shí)驗(yàn)測(cè)定其特性，根據(jù)電流值確定其阻抗。2.1 輸電(shdin)線路的參數(shù)電纜線路的電氣參數(shù)計(jì)算比架空線路復(fù)雜得多，通常采取實(shí)測(cè)辦法，并將其電氣參數(shù)標(biāo)明在設(shè)計(jì)手冊(cè)中。共六十二頁(yè) 例題2.1 有一回110kV架空電力線路，長(zhǎng)度為60km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ120，導(dǎo)線計(jì)算外徑15.2mm，三相導(dǎo)線水平排列，兩相鄰導(dǎo)線之間距離(jl)為4m。試求該

6、電力線路的參數(shù)。2.1 輸電線路(xinl)的參數(shù)共六十二頁(yè) 例題2.2 有一回220kV架空電力線路，長(zhǎng)度為100km，采用(ciyng)每相雙分裂導(dǎo)線，次導(dǎo)線采用LGJ185，每一根導(dǎo)線的計(jì)算外徑為19 mm，三相導(dǎo)線以不等邊三角形排列，線間距離 9m， 8.5m， 6.1m，分裂間距d400mm。試計(jì)算該電力線路的參數(shù)。2.1 輸電(shdin)線路的參數(shù)共六十二頁(yè)一般(ybn)線路的等值電路長(zhǎng)線路的等值電路2.2 輸電線路(xinl)的等值電路共六十二頁(yè) 一般(ybn)線路的等值電路電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)基本上是三相對(duì)稱的，因此輸電線路的等值電路可用一相的單線圖表示。輸電線路的等值電路是

7、一均勻分布參數(shù)的電路，通常將分布參數(shù)電路轉(zhuǎn)化成集中參數(shù)等值電路以簡(jiǎn)化(jinhu)計(jì)算。2.2 輸電線路的等值電路共六十二頁(yè)短線路(xinl)長(zhǎng)度不超過(guò)100km的架空線路。2.2 輸電(shdin)線路的等值電路共六十二頁(yè)中等長(zhǎng)度(chngd)線路長(zhǎng)度在100300km之間的架空線路長(zhǎng)度小于100km的電纜線路 2.2 輸電線路(xinl)的等值電路共六十二頁(yè)長(zhǎng)線路(xinl)的等值電路長(zhǎng)線路:指長(zhǎng)度(chngd)超過(guò)300km的架空線路和長(zhǎng)度超過(guò)100km的電纜線路（也叫遠(yuǎn)距離輸電線路）。2.2 輸電線路的等值電路共六十二頁(yè)遠(yuǎn)距離輸電線路(xinl)的基本方程為 當(dāng) 時(shí)，線路(xinl)首

8、、末端電壓和電流的關(guān)系如下2.2 輸電線路的等值電路共六十二頁(yè)精確(jngqu)法計(jì)算公式近似(jn s)法計(jì)算公式式中2.2 輸電線路的等值電路共六十二頁(yè)2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù) 雙繞組(roz)變壓器三繞組變壓器自耦變壓器共六十二頁(yè)問(wèn)題的提出1、在電力系統(tǒng)分析中，變壓器如何表示(biosh)?2、變壓器各等值參數(shù)如何求取?2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)變壓器的實(shí)際(shj)圖片共六十二頁(yè)變壓器內(nèi)部(nib)繞組共六十二頁(yè)簡(jiǎn)單(jindn)物理模型2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)雙繞組(roz)變壓器一、等值電路(dinl)1. 型

9、等值電路2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)共六十二頁(yè)雙繞組(roz)變壓器2.一型等值電路(dinl)（忽略勵(lì)磁導(dǎo)納）2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)共六十二頁(yè)3.“”型等值電路在電力系統(tǒng)(din l x tn)中一般采用型等值電路2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)二、各參數(shù)的獲取1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)獲得(hud) 短路實(shí)驗(yàn)可以獲得： 空載實(shí)驗(yàn)可以(ky)獲得：短路試驗(yàn)：將一側(cè)繞組短接，在另一側(cè)繞組施加電壓，使短路繞組的電流達(dá)到額定值?？蛰d試驗(yàn)：將一側(cè)繞組開(kāi)路，在另一側(cè)繞組加額定電壓，此時(shí)變壓器有功損耗即為空載損耗，原邊電流即為空載電流。共六十二頁(yè)2.參數(shù)(cnsh)的計(jì)算求RT 2.3

10、變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)求XT XT由短路試驗(yàn)(shyn)得到的US%決定 2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)求GT： GT由空載(kn zi)試驗(yàn)的 P0決定2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)求BT： BT由空載(kn zi)試驗(yàn)的I0%決定2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)注意：1.各量單位：2.UN為哪側(cè)的，則算出的參數(shù)、等值電路為折合到該側(cè)的。3.三相變壓器的原副邊電壓比不一定等于匝數(shù)比4.三相變壓器不論其接法如何，求出的參數(shù)都是等值成Y/Y接法中的一相參數(shù)5.勵(lì)磁支路放在功率(gngl)輸入側(cè)(電源側(cè)、一次側(cè))

11、 2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)三繞組(roz)變壓器等值電路(dinl) 2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)共六十二頁(yè)參數(shù)的獲得短路試驗(yàn)：一側(cè)加低電壓，使電流達(dá)額定，另兩側(cè)(lin c)中，一側(cè)短路、一側(cè)開(kāi)路。 開(kāi)路試驗(yàn):（空載試驗(yàn)） 一側(cè)加UN，另兩側(cè)(lin c)開(kāi)路。 GT、BT求法與雙繞組相同2.3 變壓器的等值電路及參數(shù)共六十二頁(yè)求R1、R2、R3 三繞組變壓器三個(gè)繞組容量不一定相等(xingdng)，繞組額定容量比有 100/100/100、100/100/50、100/50/100 （1） 容量比為 時(shí): 設(shè)為各繞組對(duì)應(yīng)的短路損耗2.3 變壓器的等值電路(di

12、nl)及參數(shù)共六十二頁(yè)則：整理(zhngl)得：共六十二頁(yè)容量比不相等時(shí)，如 應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)參數(shù)是對(duì)應(yīng)變壓器額定容量下的參數(shù)。50%變壓器容量的繞組參與短路試驗(yàn)，只能做到1/2的變壓器容量所允許的電流。在折合(zhh)后的變壓器中，繞組間的容量比也就是電流比，而損耗與電流的平方成正比，因此必須將50%容量的繞組對(duì)應(yīng)的短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)歸算至變壓器容量。2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè) 2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)求X1、X2、X3 設(shè)各繞組對(duì)應(yīng)的短路(dunl)電壓US1%,US2%,US3%則： 2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè) 2

13、.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)三繞組(roz)變壓器按其三個(gè)繞組(roz)排列方式的不同有兩種結(jié)構(gòu)：升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu) 2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè) 例2.5 三相三繞組降壓變壓器的型號(hào)為SFPSL12000/220，額定容量為120000/120000/60000KVA,額定電壓為220/121/11KV。 求該變壓器的參數(shù)(cnsh)，并作出其等值電路。2.3 變壓器的等值電路(dinl)及參數(shù)共六十二頁(yè)共六十二頁(yè)自耦變壓器 一般制造廠提供的短路(dunl)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，不僅短路(dunl)損耗未經(jīng)歸算，短路(dunl)電壓百分?jǐn)?shù)也是未經(jīng)歸算的值 歸

14、算公式如下：共六十二頁(yè) 2.4 標(biāo)么制2.4.1 有名(yu mng)制和標(biāo)么制2.4.2 基準(zhǔn)值的選擇2.4.3 不同基準(zhǔn)值的標(biāo)么值間的換算2.4.4 多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)么值的歸算共六十二頁(yè)對(duì)于如下(rxi)網(wǎng)絡(luò)：這么多電壓等級(jí)(dngj)如何進(jìn)行計(jì)算？共六十二頁(yè)問(wèn)題的提出(t ch)多電壓等級(jí)下，各個(gè)參數(shù)有名值如何折算？在電力系統(tǒng)中標(biāo)么值是怎樣定義的？在多電壓等級(jí)的情況下，標(biāo)么值如何計(jì)算?2.4 標(biāo)么制共六十二頁(yè)2.4.1有名(yu mng)制和標(biāo)么制有名制：用有單位(dnwi)的值表示物理量的方法稱為有名制。 標(biāo)么制：用沒(méi)有單位的相對(duì)值表示物理量的方法稱為 標(biāo)么制。 有名值（任意單位） 標(biāo)么

15、值= 基準(zhǔn)值（與有名值同單位）任何物理量均可用標(biāo)么值表示標(biāo)么值無(wú)單位,無(wú)量綱！2.4 標(biāo)么制共六十二頁(yè)2.4.2基準(zhǔn)值的選取(xunq)基準(zhǔn)值的選取(xunq)有一定的隨意性單相 三相一般選定電壓和功率的基準(zhǔn)值2.4 標(biāo)么制共六十二頁(yè)標(biāo)么值表示(biosh)單相(dn xin)三相2.4 標(biāo)么制共六十二頁(yè)標(biāo)么制的優(yōu)點(diǎn)： 線電壓和相電壓的標(biāo)么值相等； 三相功率和單相功率的標(biāo)么值相等； 一定程度上簡(jiǎn)化(jinhu)計(jì)算工作； 計(jì)算結(jié)果清晰，易于比較電力系統(tǒng)各元件的特性和參數(shù)等。標(biāo)么制的缺點(diǎn): 物理概念不清楚 2.4 標(biāo)么制共六十二頁(yè)2.4.3不同(b tn)基準(zhǔn)值的標(biāo)么值間的換算 在電力系統(tǒng)(di

16、n l x tn)的計(jì)算中，各元件的參數(shù)必須按統(tǒng)一的基準(zhǔn)值進(jìn)行歸算。 X(有名值)發(fā)電機(jī)、變壓器換算到統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)么電抗：額定標(biāo)么電抗 共六十二頁(yè)電抗器換算(hun sun)到統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)么電抗：XR(有名(yu mng)值)額定標(biāo)么電抗 2.4 標(biāo)么制共六十二頁(yè)2.4.4多電壓(diny)級(jí)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)么值的歸算方法二：在基本級(jí)選定基準(zhǔn)電壓(diny) 和基準(zhǔn)功率 , 將基準(zhǔn)電壓歸算到各電壓級(jí)，然后在各電壓級(jí)將有有名值換算成標(biāo)么值。（此法用的較多） 近似計(jì)算法 即將各個(gè)電壓級(jí)都以其平均額定電壓 作為基準(zhǔn)電壓，然后在各個(gè)電壓級(jí)將有名值換算成標(biāo)么值。方法一：將各電壓級(jí)參數(shù)的有名值歸算到基本級(jí)，在基

17、本級(jí)按選取的統(tǒng)一基準(zhǔn)電壓 和基準(zhǔn)功率 換算成標(biāo)么值。精確計(jì)算法2.4 標(biāo)么制共六十二頁(yè)例題2.6 有一個(gè)三級(jí)電壓的簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，其接線和元件參數(shù)(cnsh)如圖所示。不計(jì)元件電阻和導(dǎo)納時(shí)，試求下列三種情況的各元件電抗標(biāo)么值。(1)精確計(jì)算：將各電壓級(jí)參數(shù)的有名值歸算到基本級(jí)；(2)精確計(jì)算：將基本級(jí)選定的基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓歸算 到其它級(jí)； (3)近似計(jì)算。2.4 標(biāo)么制 圖2.12 例2.6的等值電路共六十二頁(yè) 小 結(jié)輸電線路按長(zhǎng)度、電壓等級(jí)可分為(fn wi)短線路、中等長(zhǎng)度線路、長(zhǎng)線路（遠(yuǎn)距離輸電線路）。工程計(jì)算中，通常只計(jì)算長(zhǎng)線路參數(shù)的修正值；對(duì)于短線路、中等長(zhǎng)度線路參數(shù)的計(jì)算與長(zhǎng)線路參數(shù)近似值的算法一樣。變壓器按是否帶電更換分接頭可分為普通變壓器和有載調(diào)壓變壓器；按結(jié)構(gòu)可分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器。變壓器參數(shù)計(jì)算時(shí)要注意容量比不同時(shí)的歸算問(wèn)題。共六十二頁(yè)內(nèi)容摘要第2章 電力網(wǎng)各元件的參數(shù)(cnsh) 和等值電路。根與第i根的距離。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)