【大學(xué)】電氣工程基礎(chǔ) 系統(tǒng)篇

電氣工程基礎(chǔ)—系統(tǒng)篇

編輯ppt第2章電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型同步發(fā)電機(jī)變壓器輸電線路負(fù)荷編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路一、電力線路的正（負(fù)）序參數(shù)三相電力線路的原始參數(shù)以單位長(zhǎng)度的電路參數(shù)來(lái)表示單位長(zhǎng)度線路的串聯(lián)電阻r1單位長(zhǎng)度線路的串聯(lián)電抗x1單位長(zhǎng)度線路的并聯(lián)電導(dǎo)g1單位長(zhǎng)度線路的并聯(lián)電納b1各參數(shù)可以通過(guò)計(jì)算或測(cè)量來(lái)確定編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路串聯(lián)電阻反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率損耗效應(yīng)，直流電阻通常小于交流電阻集膚效應(yīng)：導(dǎo)線交流電阻與直流電阻的比值隨著頻率的升高而增大，隨導(dǎo)線截面積的增大而上升對(duì)銅、鋁絞線，當(dāng)截面積不是特別大時(shí)，頻率50-60Hz的交流電阻與直流電阻相差甚微鋼芯鋁絞線的交流電阻與鋁線部分的直流電阻差別很小一般電力系統(tǒng)計(jì)算中均可用直流電阻代替有效電阻電阻值與溫度有關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)提供溫度為20oC時(shí)單位長(zhǎng)度的直流電阻，應(yīng)根據(jù)實(shí)際溫度進(jìn)行修正編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路每相單位長(zhǎng)度線路的交流電阻200C時(shí)的電阻率（Ω·mm2/km）鋁：ρ＝31.5Ω·mm2/km銅：ρ＝18.8Ω·mm2/km導(dǎo)線的額定截面積（mm2）溫度修正：電阻溫度系數(shù)鋁：α＝0.00382（1/0C）銅：α＝0.0036（1/0C）編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路并聯(lián)電導(dǎo)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110kV以下的架空線路，與電壓有關(guān)的有功功率損耗多由絕緣子表面泄漏電流引起的110kV及以上電壓架空線路，與電壓有關(guān)的有功功率損耗多由電暈放電現(xiàn)象引起的一相對(duì)地等值電導(dǎo)電暈損耗和泄露電流通常很小，可以認(rèn)為g1=0三相線路每千米的電暈有功功率損耗（kW）線路的線電壓（kV）編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路安培定律：電流周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)H方向與電流的方向有關(guān)，其關(guān)系可以由右手螺旋定則來(lái)判斷(1)通電直導(dǎo)線中的安培定則：用右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向電流的方向，那么四指的指向就是磁感線的環(huán)繞方向編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路安培定律：電流周圍存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)H方向與電流的方向有關(guān)，其關(guān)系可以由右手螺旋定則來(lái)判斷(2)通電螺線管中的安培定則：用右手握住通電螺線管，使四指彎曲與電流方向一致，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路串聯(lián)電抗（電感）反映載流導(dǎo)體的磁場(chǎng)效應(yīng)單根長(zhǎng)導(dǎo)線的自感：磁力線是一簇同心圓編輯ppt兩根平行長(zhǎng)導(dǎo)線的互感2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路三相線路的電感

D12(Dab)≠D23(Dbc)≠D31(Dca)編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路三相線路均勻換位每相單位長(zhǎng)度線路的電抗其中為三相導(dǎo)線的幾何均距

為導(dǎo)線材料的相對(duì)導(dǎo)磁系數(shù)為導(dǎo)線的平均幾何半徑ABCABCABC編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路220kV及以上的超高壓架空線路，為了減小電暈放電和單位長(zhǎng)度電抗，采用分裂導(dǎo)線分裂數(shù)n，導(dǎo)線半徑r時(shí)的等值半徑編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路高斯定律：表明在閉合曲面內(nèi)的電荷分布與產(chǎn)生的電場(chǎng)E之間的關(guān)系，穿過(guò)一封閉曲面的電力線總數(shù)與封閉曲面所包圍的電荷量成正比，即電場(chǎng)強(qiáng)度在一封閉曲面上的面積分與封閉曲面所包圍的電荷量成正比編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路并聯(lián)電納（電容）反映帶電導(dǎo)體周圍的電場(chǎng)效應(yīng)編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路一相對(duì)地等值電納對(duì)分裂導(dǎo)線編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路二、電力線路正（負(fù)）序單相等值電路對(duì)不是很長(zhǎng)的線路（≤300km），不考慮分布特性，而采用集中參數(shù)及其等值電路；對(duì)較長(zhǎng)、電壓等級(jí)較高的線路（>300km），應(yīng)考慮其參數(shù)的分布特性集中參數(shù)模型編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路輸電線路單相集中參數(shù)等值電路編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路長(zhǎng)度較短（<100km）、較低電壓等級(jí)（<60kV）的輸電線路，對(duì)并聯(lián)電導(dǎo)和電納忽略不計(jì)編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路分布參數(shù)模型編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路由可得編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路

對(duì)x求導(dǎo)解微分方程組編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路線路特性阻抗線路傳播系數(shù)則編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路由雙曲函數(shù)的定義得編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路對(duì)Π形等值電路對(duì)T形等值電路編輯ppt2.3.1電力線路正負(fù)序參數(shù)與等值電路？編輯ppt2.3.2電力線路的零序阻抗三相輸電線路的零序阻抗，是當(dāng)三相線路流過(guò)零序電流，即完全相同的三相交流電流時(shí)每相的等值阻抗在三相架空輸電線路零序電流以大地作為回路的情況下，三相架空輸電線可看作由三個(gè)“導(dǎo)線-大地”回路所組成每根導(dǎo)線-大地回路單位長(zhǎng)度的自阻抗編輯ppt2.3.2電力線路的零序阻抗三相導(dǎo)線之間的互阻抗可近似用下式表示當(dāng)三相零序電流流過(guò)三相輸電線，從大地流回時(shí)，每相的等值零序阻抗為即零序電抗較之正序電抗幾乎大三倍

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電力線路的電暈放電

編輯ppt第2章電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型同步發(fā)電機(jī)變壓器輸電線路負(fù)荷編輯ppt負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型負(fù)荷是電力系統(tǒng)的重要組成部分，電力系統(tǒng)的分析和計(jì)算必須要建立負(fù)荷模型對(duì)某一具體的用電設(shè)備建立其負(fù)荷模型并不困難，但對(duì)電力系統(tǒng)分析中成千上萬(wàn)的負(fù)荷模型不可能逐一進(jìn)行描述負(fù)荷模型的特點(diǎn)：多樣性、隨機(jī)性和時(shí)變性經(jīng)驗(yàn)證明，負(fù)荷模型的精度對(duì)系統(tǒng)分析的結(jié)論具有很大的影響編輯ppt負(fù)荷的種類按用戶的性質(zhì)分：工業(yè)負(fù)荷、農(nóng)業(yè)負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷、城鎮(zhèn)居民負(fù)荷等按用電設(shè)備類型分：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、同步電機(jī)、整流設(shè)備、照明、電熱及空調(diào)等編輯ppt建立負(fù)荷模型的主要方法綜合統(tǒng)計(jì)法：將節(jié)點(diǎn)負(fù)荷看成個(gè)別用戶的集合，先將這些用戶的用電器分類，并確定各種類型的用電器的平均特性，然后統(tǒng)計(jì)出各類用電器所占的比重，從而綜合得出總的負(fù)荷模型總體辨測(cè)法：先從現(xiàn)場(chǎng)采集測(cè)量數(shù)據(jù)，然后確定一個(gè)合適的負(fù)荷數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)，再根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試數(shù)據(jù)辨識(shí)出模型中所含的參數(shù)值編輯ppt負(fù)荷模型的分類靜態(tài)模型vs.動(dòng)態(tài)模型線性模型vs.非線性模型電壓相關(guān)模型vs.頻率相關(guān)模型機(jī)理模型vs.輸入輸出模型編輯ppt靜態(tài)負(fù)荷模型——多項(xiàng)式形式靜態(tài)電壓模型

其中，編輯ppt靜態(tài)負(fù)荷模型——多項(xiàng)式形式靜態(tài)頻率模型

其中，編輯ppt靜態(tài)負(fù)荷模型——指數(shù)形式編輯ppt靜態(tài)負(fù)荷模型——指數(shù)形式編輯ppt動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型當(dāng)電壓大范圍變化時(shí)，靜態(tài)負(fù)荷模型將對(duì)分析結(jié)果帶來(lái)較大誤差，需要采用動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型負(fù)荷的動(dòng)態(tài)特性主要取決于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的暫態(tài)行為，動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型主要是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型動(dòng)態(tài)負(fù)荷模型分為計(jì)及機(jī)電暫態(tài)過(guò)程和計(jì)及機(jī)械暫態(tài)過(guò)程兩種類型，后者的容量較小編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬三個(gè)不對(duì)稱相量可用三組對(duì)稱相量來(lái)表示引起系統(tǒng)不對(duì)稱運(yùn)行的原因？采用單相表示三相的簡(jiǎn)化方法不再適用，如何處理？對(duì)稱分量法即是解決此問(wèn)題的常用方法編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬不對(duì)稱三相系統(tǒng)的對(duì)稱分量合成對(duì)稱正序組對(duì)稱零序組對(duì)稱負(fù)序組編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬不對(duì)稱三相系統(tǒng)的對(duì)稱分量合成一組不對(duì)稱的三相相量Fabc=[FaFbFc]T，可分解為三組三相對(duì)稱的相量F120：a相——基準(zhǔn)相(參考相)編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬正序、負(fù)序、零序均為三相對(duì)稱組，可以用單相進(jìn)行分析對(duì)稱分量的分解與合成適應(yīng)于任何不對(duì)稱三相相量(系統(tǒng))(V、E、I、ψ)通常以a相為基準(zhǔn)相，為簡(jiǎn)便計(jì)，略去下標(biāo)“a”相序變換是一種線性坐標(biāo)變換編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬S相序阻抗矩陣某相序的I(V)激勵(lì)只產(chǎn)生同相序的V(I)響應(yīng)對(duì)稱分量獨(dú)立性三相阻抗矩陣編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬?jiān)蜃杩梗涸鲜┘幽诚嘈螂妷号c其對(duì)應(yīng)的相序電流之比正序阻抗負(fù)序阻抗零序阻抗編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬同步發(fā)電機(jī)的負(fù)序和零序阻抗：當(dāng)三相定子電流為負(fù)序或零序電流時(shí)，呈現(xiàn)出的阻抗不對(duì)稱短路時(shí)，發(fā)電機(jī)內(nèi)部及網(wǎng)絡(luò)中電磁現(xiàn)象十分復(fù)雜定子通入負(fù)序電流時(shí)繞組電流成分：（1）定子基頻負(fù)序電流的作用；（2）定子非周期（自由直流）電流的作用，為簡(jiǎn)化分析，定義負(fù)序電抗為定子基頻負(fù)序電壓與對(duì)應(yīng)負(fù)序電流之比值基頻零序電流→零序漏磁通—X0為定子繞組漏電抗，其值與繞組結(jié)構(gòu)有關(guān)，且小于正序漏電抗dXX<<2編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬變壓器的零序等值電路與零序電抗變壓器是靜止元件，三相電流相序不改變每相一次/二次繞組電磁耦合關(guān)系正、負(fù)、零序等值電路具有相同形式1、2序電流的相序不同不影響變壓器的漏磁通及互磁通分布，x1=x20序電流對(duì)應(yīng)的繞組漏磁通與1、2序無(wú)異—xσ0=xσ1=xσ20序電流對(duì)應(yīng)的互磁通路徑的磁導(dǎo)—從而xm0與變壓器的鐵芯結(jié)構(gòu)有關(guān)1、2序電流的流通與繞組接線無(wú)關(guān)，0序電流的流通則與之有關(guān)繞組電阻與電流相序無(wú)關(guān)—1、2、0電阻相等編輯ppt每相的主磁通Φ0

都經(jīng)鐵芯形成通路并與二次繞組匝鏈，

——與1、2序磁通相同——xm0=xm1=xm2；對(duì)稱分量法：回顧與總攬三相變壓器組、三相四柱式、三相五柱式變壓器變壓器零序勵(lì)磁電抗編輯ppt每相的主磁通Φ0

都受到另兩相Φ0的抵制，不能經(jīng)鐵芯柱、只能被迫經(jīng)絕緣介質(zhì)和外殼形成回路——磁阻很大(磁導(dǎo)很小)——?jiǎng)?lì)磁電抗很小:

xm0<<xm1=xm(2)

；三相三柱變壓器變壓器零序勵(lì)磁電抗對(duì)稱分量法：回顧與總攬編輯ppt變壓器零序等值電路與外電路的連接0序等值電路與外電路的連接取決于I0

流通路徑——與變壓器三相繞組聯(lián)結(jié)形式及中性點(diǎn)接地方式有關(guān)不對(duì)稱短路時(shí)，零序電壓施加于相線與大地之間當(dāng)某側(cè)施加零序電壓且能產(chǎn)生零序電流，則該側(cè)與外電路接通：只有Y0

側(cè)才能與外電路接通△繞組中，E0

不能作用到外電路中，但能在三相繞組中形成環(huán)流對(duì)稱分量法：回顧與總攬編輯ppt變壓器繞組接法開關(guān)位置繞組端點(diǎn)與外電路的連接Y1與外電路斷開Y02與外電路接通Δ3與外電路斷開，但與勵(lì)磁支路并聯(lián)xm(0)≈∞對(duì)稱分量法：回顧與總攬編輯ppt

（1）Y,d、Y,y

（2）YN,d

（3）YN,y,d（4）YN,yn,d對(duì)稱分量法：回顧與總攬編輯pptYN,d對(duì)稱分量法：回顧與總攬YN,y,d編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬YN,yn,d編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬YN,yn,d中性點(diǎn)有接地阻抗編輯ppt對(duì)稱分量法：回顧與總攬輸電線路的零序等值電路與零序電抗輸電線路是靜止元件，正、負(fù)序參數(shù)相同三相輸電線路的零序阻抗，是當(dāng)三相線路流過(guò)零序電流（從大地流回），即完全相同的三相交流電流時(shí)每相的等值阻抗，可看作由三個(gè)“導(dǎo)線-大地”回路所組成：自阻抗+互阻抗，近似為正（負(fù)）序電抗的3倍

編輯ppt復(fù)習(xí)與預(yù)習(xí)理解架空輸