輸電線路模型及其特性教學(xué)課件

chAPTER5LINEMODELANDPERFORMANCE輸電線路模型及其特性O(shè)UTLINE51概述5.2短線路模型5.3線路模型5.4長(zhǎng)線路模型5.5電壓和電流波56波阻抗負(fù)載5.7輸電線的復(fù)功率潮流58功率傳輸容量5.9線路補(bǔ)償5.1INTRODUCTION概述第四章中介紹了輸電線的單相參數(shù)的計(jì)算,這一章重點(diǎn)討論在正常運(yùn)行狀態(tài)下輸電線路模型及其特性。輸電線路可以用單相參數(shù)模型表示,即端電壓為相對(duì)地電壓,電流為相電流因此可以將三相系統(tǒng)簡(jiǎn)化為等效單相系統(tǒng)來分計(jì)算電壓,電流和功率的模型主要取決于線路的長(zhǎng)度。在這一章,首先介紹短線路(shoreline)和中長(zhǎng)線路mediumline)的電壓電流的關(guān)系,考慮一端電壓固定時(shí),線路的電壓和損耗是多少然后,根據(jù)沿線電壓電流的關(guān)系推導(dǎo)長(zhǎng)線路ongline)的分布參數(shù)模型定義傳播常數(shù)和特征阻抗指出電力系統(tǒng)中波的傳播速度與光速接近。由于線路兩端的狀態(tài)非常重要、因而用模型等效長(zhǎng)線路模型。接著介紹了MA~AB中幾個(gè)計(jì)算線路參數(shù)及其特性的常用函數(shù)。最后,為提高線路在空載和負(fù)荷情況下的傳輸效率,又介紹了線路補(bǔ)償?shù)母拍睢?.2SHORTLINEMODEL短線路模型當(dāng)線路長(zhǎng)度小于80km或者電壓低于69V時(shí),可以忽略掉線路電容而不會(huì)造成大的誤差。這里我們將單位長(zhǎng)度的線路阻抗與線路長(zhǎng)度相乘獲得短線路模型(r+jwL)I=R+jX其中r為線路單位長(zhǎng)度的每相電阻,L為線路單位長(zhǎng)度的每相電感,線路長(zhǎng)度。單相短線路模型如圖51所示,V和1分別為線路始端的相電壓和相電流,V和2分別為線路末端的相電壓和相電流際A圖51短線路模型假設(shè)線路末端連接一個(gè)三相負(fù)載,視在功率為Say,,則末端相電流為始端相電壓為Vs=V+∠l由于忽略了并聯(lián)電容,所以始端電流等于末端電流,即(54)可用下面的二端口網(wǎng)絡(luò)代替輸電線路,如圖52所示,將上述等式寫成通用電路參數(shù)的形式,即所謂的ABCD參數(shù)形式ABCD圖52二端口網(wǎng)絡(luò)表示輸電線路VS=AVR+BIRI=CV+D/或者寫成矩陣形式由式(53)和式(54可知,對(duì)于短線路模型這里我們定義電壓調(diào)整率的概念,即在始端電壓不變時(shí),末端電壓從空載到滿載時(shí)的相對(duì)變化百分比PercentlIVRINL)R(FL)空載時(shí)In=O,由式(55可得短線路A=1,則VR(M=V。電壓調(diào)整率即為在一定負(fù)荷功率因數(shù)下的電壓降落。滯后功率因數(shù)較低時(shí),電壓調(diào)整率比較大。容性負(fù)載使功率因數(shù)超前,致使電壓調(diào)整率為負(fù)值。這個(gè)可以從圖53所示的相量圖看出。(a)滯后功率因數(shù)負(fù)載(b)單位功率因數(shù)負(fù)載(c)超前功率因數(shù)負(fù)載圖53短線路相量圖求出始端電壓后,就可以根據(jù)下式計(jì)算始端功率(511)總的線路損耗為輸電線的傳輸效率為這里ksy和Psc分別為末端和始端的總有功功率例51(chp5ex1)條220的三相輸電線長(zhǎng)40。單相電阻為01592km,單相電感為1.3263mH/kn。忽略并聯(lián)電容,使用短線路模型,求始端電壓和功率,電壓調(diào)整率和效率。末端三相負(fù)荷(a)381,電壓為220,滯后功率因數(shù)為08(b)381,電壓為220,超前功率因數(shù)為08單相串聯(lián)阻抗為(0.15+j2丌×60×1.3263×10)406+j20g2始端每相電壓為27∠0°k√3視在功率為S3=381∠c0s0.8=381∠3687°=304.8+1286MVA每相電流為=-6)381∠1000∠-36.87°3×127∠0由式(53)可知始端電壓為127∠0°+(6+j20(1000-36.87°)(103)144.33∠4.93°kV始端線電壓幅值為√3始端功率為s()=3v3×144.33.4.93×1000∠36.87°×10=3228Mw+j288.6Mvar433∠41.8°MVA電壓調(diào)整率percentVR-250-220×100=13.6%220輸電線效率為R(3φ)×100=94.4%322.8(b)超前功率因數(shù)為08,381MVA時(shí)的電流為n=-381∠36.81000∠36.87°A始端電壓為3×127∠0°V=vk+z=127∠09+(6+j20(1000∠36.87°(10)始端線電壓幅值為121.399.29°kV√3√3v=210.26kV始端功率為3Vl=