電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型

關(guān)于電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型第1頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力系統(tǒng)各元件？是電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能的四大元件：

1.電力線路發(fā) 2.變壓器

3.電機(jī)組4.負(fù)荷第2頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五各元件的特性？四個元件的電氣現(xiàn)象四個元件在電路里，電壓、電流、功角、頻率、功率之間的關(guān)系第3頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五各元件的數(shù)學(xué)模型？將四個元件的電氣特性用數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)用電路圖表達(dá)第4頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五目錄2.1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)模型發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型2.2簡單電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)有名值電壓級歸算標(biāo)幺值電壓級歸算第5頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五約定電壓是指線電壓電流是指線電流功率是三相功率阻抗、導(dǎo)納是單相的阻抗和導(dǎo)納第6頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.1.1電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路的阻抗電力線路的導(dǎo)納電力線路的數(shù)學(xué)模型第7頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力線路結(jié)構(gòu)架空線路的結(jié)構(gòu)（1）導(dǎo)線（2）避雷線（3）桿塔（4）絕緣子（5）金具電纜線路的結(jié)構(gòu)（1）導(dǎo)線（2）絕緣層（3）包護(hù)層第8頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五架空線第9頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五架空線路的導(dǎo)線和避雷線多股絞線，鋼芯鋁絞線擴(kuò)徑導(dǎo)線避雷線 第10頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五多股導(dǎo)線，絞線，鋼芯鋁絞線：LGJ—400/50（鋼芯鋁絞線—載流部分額定截面積400，鋼芯部分額定截面積50）；LGJJ（加強(qiáng)）；LGJQ（輕型）特點(diǎn)：a.鋼芯承載，拉伸；b.鋁的導(dǎo)電性較好；c.電流的集膚效應(yīng)；第11頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五鋼芯鋁絞線第12頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五鋼芯鋁絞線第13頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五鋼芯鋁絞線第14頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五擴(kuò)徑導(dǎo)線減小電暈損耗或電抗，增大截面積；E正比于1/R，場強(qiáng)與半徑成反比圖示，其結(jié)構(gòu)為鋼芯、高強(qiáng)聚乙烯支架（擴(kuò)徑用）及兩層“Z型”鋁股層。用在1000KV特高壓輸電第15頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五擴(kuò)徑導(dǎo)線第16頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五分裂導(dǎo)線也叫復(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，電容增大第17頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五三分裂導(dǎo)線示意圖第18頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五四分裂導(dǎo)線間隔棒第19頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五八分裂導(dǎo)線第20頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五在八分裂導(dǎo)線上安裝間隔棒第21頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五直升機(jī)巡檢導(dǎo)線第22頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第23頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第24頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第25頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第26頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第27頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第28頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第29頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五避雷線一般都采用多股鋼導(dǎo)線，如GJ-50，GJ-70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，減小在其保護(hù)范圍內(nèi)的電器設(shè)備(架空輸電線路及通電設(shè)備)和建筑物遭受直擊雷的概率

第30頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五絕緣子絕緣子起支撐、絕緣的作用絕緣子按結(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現(xiàn)在常用的絕緣子有：“陶瓷絕緣子”，“玻璃鋼絕緣子”，“合成絕緣子”，“半導(dǎo)體絕緣子”第31頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五陶瓷絕緣子第32頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五盤形懸式鋼化玻璃絕緣子第33頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五絕緣子第34頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五絕緣子第35頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第36頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第37頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第38頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第39頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五架空線路的絕緣子絕緣子片數(shù)與電壓等級有關(guān)，規(guī)程規(guī)定如下表：35kv線路60kv線路110kv線路220kv線路330kv線路500kv線路不少于3片不少于5片不少于7片不少于13片不少于19片不少于25片第40頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五架空線路為什么換位在高壓輸電線路上，當(dāng)三相導(dǎo)線的排列不對稱時(shí)，各相導(dǎo)線的電抗就不相等。即使三相導(dǎo)線中通過對稱負(fù)荷，各相中的電壓降也不相同；另一方面由于三相導(dǎo)線不對稱，相間電容和各相對地電容也不相等，從而會有零序電壓出現(xiàn)。為了減少三相參數(shù)的不平衡第41頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五架空線換位圖1第42頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五架空線路的換位問題 如果不換位，a、b、c三相間的距離永遠(yuǎn)是ab，bc小，ac大，影響電感； 進(jìn)行整換位循環(huán)后，ab，bc，ca的距離對稱； 現(xiàn)在，500KV，750KV，1000KV都進(jìn)行換位。第43頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五架空線換位圖2第44頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電纜 電纜的適用范圍 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、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。第45頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五建設(shè)中的電纜溝第46頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五寶鋼分公司電纜隧道第47頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五建設(shè)中的世博電纜隧道第48頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五完工的世博電纜隧道第49頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力電纜的優(yōu)點(diǎn) 供電可靠性高 安全 市容整齊美觀 不受路面建筑物的影響 運(yùn)行簡單方便，維護(hù)工作少，費(fèi)用較低。 電纜的電容有助于提高功率因數(shù)第50頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力電纜的缺點(diǎn)投資是架空線的10倍敷設(shè)后不易變動，不易擴(kuò)建線路連接分支較困難如果受外力破壞，尋找故障困難出現(xiàn)故障時(shí)，一般為永久故障，因此不準(zhǔn)裝自動重合閘修理較困難，時(shí)間長，且費(fèi)用較大。第51頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電纜結(jié)構(gòu)第52頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電纜分類充油電纜和交聯(lián)聚氯乙烯電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜是采用化學(xué)方法或物理方法，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，并保持了優(yōu)良的電氣性能。第53頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五充油及交聯(lián)聚氯乙烯電纜特點(diǎn)充油電纜可靠性高、壽命長、運(yùn)行維護(hù)簡單，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)安裝方便，落差不受限制，但其長期運(yùn)行可靠性和使用壽命還有待作進(jìn)一步的驗(yàn)證和評價(jià)。第54頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五數(shù)學(xué)模型根據(jù)對研究對象所觀察到的現(xiàn)象及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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)則和具體算法用以描述和研究客觀現(xiàn)象的運(yùn)動規(guī)律第55頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五建立電力線路的數(shù)學(xué)模型步驟研究電力線路有哪些電氣現(xiàn)象根據(jù)不同的電氣現(xiàn)象，用不同的電氣參數(shù)表示用電氣參數(shù)畫等值電路由等值電路列出數(shù)學(xué)表達(dá)式，完成數(shù)學(xué)建模第56頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力線路有哪些電氣現(xiàn)象？電力線路通入電流，有發(fā)熱的現(xiàn)象，這個現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)？電力線路通入交流電，周圍產(chǎn)生磁場，這個現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)?電力線路與大地之間存在充放電現(xiàn)象，這個現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)？架空線有電暈現(xiàn)象、有泄漏電流現(xiàn)象，用什么電氣參數(shù)表達(dá)？第57頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力線路的四個參數(shù)阻抗電阻電抗導(dǎo)納電導(dǎo)電納第58頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五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)（1）有色金屬導(dǎo)線：鋁線、鋼芯鋁線和銅線（2）每相單位長度的電阻：r1：導(dǎo)線單位長度的電阻S：截面積：電阻率（鋁：31.5，銅：

18.8）架空線路的電阻第59頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五（3）鋼芯鋁線的電阻，由于可只考慮主要載流部分——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。（4）手冊提供20攝氏度時(shí)的電阻。如果計(jì)算不是20度時(shí)，要進(jìn)行修正第60頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五

在實(shí)際應(yīng)用中，r隨溫度的變化而變化，可以用下面的公式進(jìn)行修正

rt=r20[1+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

第61頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電抗反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場效應(yīng)

;三相導(dǎo)線的幾何平均距離注意：（1）x1與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對數(shù)關(guān)系，放大10倍，取對數(shù)也就是1，所以導(dǎo)線的布置方式、導(dǎo)線的截面積大小對線路電抗沒有顯著影響； （2）架空線路的電抗一般在0.4

左右三相架空線路的電抗第62頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五幾何均距第63頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電抗反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場效應(yīng)

;

三相導(dǎo)線的幾何平均距離（1）x1與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對數(shù)關(guān)系，放大10倍，取對數(shù)也就是1，所以導(dǎo)線的布置方式、導(dǎo)線的截面積大小對線路電抗沒有顯著影響；（2）架空線路的電抗一般在0.4

左右三相架空線路的電抗第64頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五

分裂導(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kmW第65頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.1輸電線路的參數(shù)第66頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。

第67頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗

分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。第68頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電纜線路的阻抗很難用解析法求取，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，因?yàn)槿鄬?dǎo)體間距離小第69頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力線路的導(dǎo)納電納電導(dǎo)第70頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五1、三相架空線路的電納電納反映帶電導(dǎo)線周圍的電場效應(yīng)第71頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2、分裂導(dǎo)線線路電納分裂導(dǎo)線等效地增大了導(dǎo)線半徑，從而增大了每相導(dǎo)線的電納第72頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五架空線路的電導(dǎo)電導(dǎo)反映線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄露電流及電暈損耗；電暈現(xiàn)象：強(qiáng)電場作用下導(dǎo)線周圍空氣的電離現(xiàn)象.是由于導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度超過了某一臨界值，以致空氣中的離子具備了足夠的動能，使不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分導(dǎo)電.第73頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電暈現(xiàn)象第74頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第75頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五確定由于電暈產(chǎn)生的電導(dǎo)，其步驟如下：1.確定導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度2.電暈起始電場強(qiáng)度第76頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五3.

，得電暈起始電壓或臨界電壓4.

每相電暈損耗功率5.求線路的電導(dǎo)

第77頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五分裂導(dǎo)線的電納第78頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五6.對于分裂導(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)

g=0

第79頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五而當(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5％第80頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電纜線路的導(dǎo)納

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)體間的距離小。第81頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力線路的數(shù)學(xué)模型r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1一般線路的等值電路（正常運(yùn)行時(shí)忽略g）已知單位長度的電阻、電抗、電納、電導(dǎo)，就可以作出線路等值電路圖，線路的等值電路與線路的長度有關(guān)第82頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力線路的數(shù)學(xué)模型已知單位長度的電阻、電抗、電納、電導(dǎo)，就可以作出線路等值電路圖，線路的等值電路與線路的長度有關(guān)：1.短線路的2.中等長度的3.長線路的第83頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五輸電線等值電路集中參數(shù)的等值電路1.短線路（一字型）2.中等長度的線路T型：因?yàn)橛腥齻€節(jié)點(diǎn)，不常采用Π型：因?yàn)橛袃蓚€節(jié)點(diǎn)，經(jīng)常采用分布參數(shù)的等值電路考慮線路的分布特性Π型等值電路第84頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五1．短線路的等值電路：短線路：架空線路長度不超過100km，略去對地支路（G、B支路）。等值電路如下：第85頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.中等長度等值電路中等長度線路：長度在100～300km之間架空線，不超過100km電纜。有T型和∏型等值電路。電力系統(tǒng)中常用∏型等值電路。為什么？第86頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五T型等值電路三個節(jié)點(diǎn)∏型等值電路兩個節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)少，網(wǎng)絡(luò)方程簡單第87頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五長線路的等值電路長線路：長度超過300km的架空線路，超過100km的電纜線路。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，其中線路的總電阻、總電抗、總?cè)菁{用修正系數(shù)來修正。第88頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五長線路等值電路線路方程及等值電路

線路每相的等值參數(shù)是沿線路均勻分布的。lxdx第89頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五長線路的等值電路距離線路末端x處，壓降和電流增量為第90頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五長線路的等值電路第91頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.1.2電抗器的參數(shù)和等效電路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，因此等效電路可用電抗來表示。普通電抗器每相用一個電抗表示即可第92頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五干式空心串聯(lián)電抗器第93頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五并聯(lián)電抗器第94頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電抗器名牌第95頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓URN、額定電流IRN和電抗百分值XR%，由此可求電抗器的電抗。按百分值定義，有第96頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五雙繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型2.1.3變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型第97頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.1.3變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型在穩(wěn)態(tài)分析中變壓器如何建模如何將變壓器磁路轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐纷儔浩鞯戎祬?shù)如何求取第98頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，升高或降低電壓升壓輸電，為了降低傳輸電能損耗升高電壓的同時(shí)，降低電流，傳輸?shù)墓β什蛔兊?9頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第100頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第101頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器第102頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第103頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第104頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵芯和繞組。鐵芯是變壓器的磁路部分；繞組是變壓器的電路部分。 鐵芯，通常用0.35mm厚表面涂有絕緣漆的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線模上繞制而成第105頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器銘牌第106頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五ONAN油浸自然冷卻（ONAN）；油浸自冷(ONAN)；

油浸風(fēng)冷(ONAF)；

強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷(OFAF)；

強(qiáng)迫油循環(huán)水冷(OFWF)；

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ODWF)。第107頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器參數(shù)表第108頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五三者關(guān)系：指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。指在額定容量下，允許長期通過的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流。變壓器額定值第109頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器等值電路變壓器一、二次側(cè)沒有電路關(guān)系，只有磁路關(guān)系。關(guān)鍵：如何將磁路關(guān)系用電路來代替？第110頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五雙繞組變壓器T型等值電路第111頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五雙繞組變壓器Γ型等值電路第112頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五電力系統(tǒng)分析中的變壓器模型第113頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器的參數(shù)第114頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五一、高壓側(cè)加電壓， 低壓側(cè)短路；二、接線圖WAV~**由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為短路損耗就是銅損變壓器的短路實(shí)驗(yàn)第115頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五由短路實(shí)驗(yàn)的短路功率求電阻第116頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五由短路實(shí)驗(yàn)的短路電壓求電抗短路電壓是指在阻抗上的電壓降落。在電力系統(tǒng)計(jì)算中，容量變壓器的電抗和阻抗在數(shù)值上接近相等，可近似如下求解：第117頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五一、低壓側(cè)施加電壓，高壓側(cè)開路。二、接線圖WAV~**變壓器空載實(shí)驗(yàn)第118頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五由空載實(shí)驗(yàn)的空載損耗求電導(dǎo)變壓器電導(dǎo)對應(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)可如下求解：第119頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五由空載實(shí)驗(yàn)的空載電流求電納在變壓器中，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：第120頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第121頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五需要注意的問題各變量和參數(shù)的單位：kV,kW,MVA,Ω,S；UN選哪一側(cè)，則參數(shù)就是那一側(cè)的參數(shù)；參數(shù)都是單相參數(shù)；變壓器等值電路中YT=GT-jBT有減號，而輸電線路的導(dǎo)納Y=G+jB有加號，；可用三相勵磁功率代表勵磁支路，P0由銘牌給出，勵磁支路放在電源側(cè)第122頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型問題：1.如何做短路和空載實(shí)驗(yàn)?2.做幾個實(shí)驗(yàn)?3.如何求取參數(shù)第123頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五兩個實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn)：在一次側(cè)加電源UN，二、三次側(cè)開路，得到P0和I0%.導(dǎo)納的求法與雙繞組相同短路實(shí)驗(yàn)：一側(cè)加電源，一側(cè)短路，一側(cè)開路。做三個短路實(shí)驗(yàn)，得到三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下,如何求阻抗?第124頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五求電阻R1,R2,R3(繞組容量100/100/100)第125頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五求電阻R1,R2,R3(繞組容量100/100/100)第126頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器的容量與繞組的容量變壓器容量(SN)與繞組容量(SN1/SN2/SN3)不一定相等.若變壓器容量100(%),則繞組額定容量比有:100/100/100、100/50/100、100/100/50等排列順序是高/中/低

第127頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五變壓器的容量與繞組的容量三個繞組容量搭配關(guān)系,并不是說三繞組變壓器按此比例傳遞功率,而只是代表每個繞組傳遞功率的能力.在具體運(yùn)行時(shí),遵守能量守恒定律如100/100/50,當(dāng)高壓輸入100%額定容量時(shí),中、低壓各輸出50%,或中壓輸出100%，低壓不輸出。也有100/100/66，進(jìn)行功率和電壓歸算時(shí)要注意第128頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五求電阻R1,R2,R3(繞組容量100/100/50或100/50/100)做短路實(shí)驗(yàn)時(shí),是一對繞組中容量較小的一方達(dá)到它本身的額定電流，即IN/2時(shí)的值。要?dú)w算為額定電流時(shí)的短路損耗。第129頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五按最大短路損耗求解（與變壓器容量比無關(guān)）

——指兩個100%容量繞組中流過額定電流，另一個100%或50%容量繞組空載時(shí)的損耗。根據(jù)“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：

第130頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.電抗根據(jù)變壓器排列不同，對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)算各繞組電阻一般來說，所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過歸算的第131頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五短路電壓歸算問題當(dāng)三繞變壓器容量比是100/100/50或100/50/100,如果短路電壓沒有經(jīng)過歸算,則要進(jìn)行歸算:例如100/100/50,第132頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五三繞組變壓器繞組的排列方式升壓變降壓變

高壓繞組低壓繞組中壓繞組高壓繞組中壓繞組低壓繞組絕緣與分接開關(guān)的處理均衡短路阻抗絕緣第133頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五為什么這樣排列？a.考慮絕緣和分接開關(guān)的處理，所以高壓繞組在最外層

b.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。第134頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五中低壓繞組的排列升壓變壓器：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-中，低-高短路阻抗分布均勻。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、低壓繞組無論哪個排在最里面都可以，但從絕緣處理的角度，低壓排在最里面更好。第135頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五自耦變壓器自耦變壓器除了自耦聯(lián)系的高壓繞組和中壓繞組外，還有一個第三繞組。由于鐵心的飽和現(xiàn)象，電壓和電流不免有3次諧波出現(xiàn)，為了消除3次諧波電流，所以第三繞組單獨(dú)連接成三角形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)用的自耦變壓器都是星形聯(lián)結(jié)。第136頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五自耦變壓器第137頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型自耦變壓器參數(shù)和等值電路的確定和普通變壓器無異容量歸算：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所以如果銘牌參數(shù)沒有經(jīng)過容量歸算，必須對短路功率與短路電壓進(jìn)行容量歸算。第138頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五自耦變壓器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器便宜，價(jià)格一般只有后者的65%~75%。由于有電的聯(lián)系，絕緣設(shè)計(jì)水平高，兩側(cè)都要安裝閥型避雷器；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第139頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五自耦變壓器的特點(diǎn)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2.64倍；330/110KV過電壓的倍數(shù)3.6倍。運(yùn)行方式多樣化，引起繼電保護(hù)整定困難自耦變壓器結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)，在110KV及以上的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中廣泛使用。110/220KV，110/330KV，110/500KV，220/330KV，220/500KV，330/500KV第140頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五某變電所裝設(shè)一臺OSFPSL90000/220型三相三繞組自耦變壓器，各繞組電壓為220/121/38.5kV，容量比為100%/100%/50%，實(shí)測的空載短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：P0=59kW；I0%=0.332;Pk(1-2)=333kW，Pk(3-1)=265kW，Pk(2-3)=277kW；Uk(1-2)%=9.09，Uk(3-1)%=16.45，Uk(2-3)%=10.75.試求該自耦變壓器的參數(shù)并繪制等效電路。造價(jià)：90000*273.35/10000=2460.15(萬元)第141頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.1.4發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型發(fā)電機(jī)模型在潮流計(jì)算中的模型在短路計(jì)算中的模型第142頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五發(fā)電機(jī)在潮流計(jì)算中的模型固定的有功、無功：PQ節(jié)點(diǎn)固定的電壓向量：平衡節(jié)點(diǎn)第143頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五發(fā)電機(jī)在短路計(jì)算中的模型

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)只有一個電抗XG。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SN、額定有功功率PN、額定功率因數(shù)cosN、額定電壓UN及電抗百分值XG%，據(jù)此可求得發(fā)電機(jī)電抗XG。第144頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五第145頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五

XG——發(fā)電機(jī)電抗（）；

XG%——發(fā)電機(jī)電抗百分值；

UGN——發(fā)電機(jī)的額定電壓（kV）；

SN——發(fā)電機(jī)的額定功率（MVA）。第146頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五負(fù)荷 （1）電力系統(tǒng)的總負(fù)荷：就是千萬個用電設(shè)備消耗功率的總和； （2）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)居民所消耗的功率相加； （3）電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷（發(fā)電廠應(yīng)供應(yīng)的功率）=綜合用電負(fù)荷+網(wǎng)損 （4）電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷（發(fā)電機(jī)應(yīng)發(fā)的功率）=供電負(fù)荷+廠用電第147頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五負(fù)荷曲線（1）負(fù)荷曲線：負(fù)荷隨時(shí)間而變化的規(guī)律 負(fù)荷曲線的三要素：時(shí)間，空間，對象

1）X軸方向表示時(shí)間： 時(shí)間長度：日、月、年 時(shí)間單位：小時(shí)、日、周、月、季、年

2）Y周方向表示負(fù)荷種類：有功，無功，電流 第148頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五日負(fù)荷曲線0481214182224時(shí)間負(fù)荷（MW）第149頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五負(fù)荷曲線計(jì)量地點(diǎn)：個別用戶，電力線路，變電所，發(fā)電廠，整個系統(tǒng)。 負(fù)荷曲線取決于各行業(yè)的生產(chǎn)制度。 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。第150頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五幾種行業(yè)的有功功率日負(fù)荷曲線第151頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五負(fù)荷模型(1)恒定功率PL=constant、QL=constant；(2)恒定阻抗ZL=constant；(3)用感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性表示負(fù)荷；(4)用負(fù)荷的靜態(tài)特性方程表示負(fù)荷。第152頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五負(fù)荷模型第153頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型在潮流計(jì)算中，負(fù)荷常用恒定功率表示，即PQ節(jié)點(diǎn)；必要時(shí)也可以采用線性化的靜態(tài)特性。在短路計(jì)算中，負(fù)荷表示為含源阻抗支路，或恒定阻抗支路。穩(wěn)定計(jì)算中，綜合負(fù)荷可表示為恒定阻抗或不同比例的恒定阻抗和異步電動機(jī)的組合。第154頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五學(xué)習(xí)了電力系統(tǒng)四個元件的數(shù)學(xué)模型和等值電路，是否可以畫出電力網(wǎng)的等值電路？還需要做什么？第155頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.2.1有名值的電壓級歸算為什么要進(jìn)行電壓規(guī)算？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)系的電路。 第156頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五2.2.1有名值的電壓級歸算一、選基本級二、確定電壓比三、參數(shù)歸算第157頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五選基本級基本級的確定取決于研究的問題所涉及的電壓等級。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為基本級；在進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，以短路點(diǎn)所在的電壓等級為基本級第158頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五確定電壓比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。實(shí)際額定電壓比是指變壓器兩側(cè)的額定電壓之比；平均額定電壓比是指變壓器兩側(cè)母線的平均額定電壓之比。變壓器的電壓比是基本級側(cè)的電壓比上待歸算級側(cè)的電壓。第159頁，共178頁，2022年，5月20日，16點(diǎn)43分，星期五參數(shù)歸算(1)準(zhǔn)確歸算法：變壓器的實(shí)際額定電壓比(2)近似歸算法：用線路平均額定電壓比代替變壓器變比額定電壓UN/kV361035110220330500