第2章電力系統(tǒng)元件模型和參數(shù)計算ppt課件

1、第第2 2章章 電網(wǎng)各元件的等值電路電網(wǎng)各元件的等值電路 電力線路構(gòu)造簡述電力線路構(gòu)造簡述 電力系統(tǒng)元件電力系統(tǒng)元件: :構(gòu)成電力系統(tǒng)的各組成部件，包構(gòu)成電力系統(tǒng)的各組成部件，包括各種一次設(shè)備元件、二次設(shè)備元件及各種控制元件括各種一次設(shè)備元件、二次設(shè)備元件及各種控制元件等。等。 電力系統(tǒng)分析和計算普通只需計及主要元件或?qū)﹄娏ο到y(tǒng)分析和計算普通只需計及主要元件或?qū)λ治鰡栴}起較大作用的元件參數(shù)及其數(shù)學(xué)模型。所分析問題起較大作用的元件參數(shù)及其數(shù)學(xué)模型。 對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)分析計算有關(guān)的元件，包對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)及暫態(tài)分析計算有關(guān)的元件，包括輸電線路、電力變壓器、同步發(fā)電機及負荷。括輸電線路、電力變壓

2、器、同步發(fā)電機及負荷。系統(tǒng)等值模型的根本概念系統(tǒng)等值模型的根本概念 元件參數(shù)元件參數(shù): :表述元件電氣特征的參量，元件特征不表述元件電氣特征的參量，元件特征不同，其表述特征的參數(shù)亦不同，如線路參數(shù)為電同，其表述特征的參數(shù)亦不同，如線路參數(shù)為電阻、電抗、電納、電導(dǎo)，變壓器除上述參數(shù)外還阻、電抗、電納、電導(dǎo)，變壓器除上述參數(shù)外還有變比，發(fā)電機有時間常數(shù)等。有變比，發(fā)電機有時間常數(shù)等。 根據(jù)元件的運轉(zhuǎn)形狀，又可分為靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)根據(jù)元件的運轉(zhuǎn)形狀，又可分為靜態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)，定參數(shù)和變參數(shù)等?？傊卣鞑煌?，參數(shù)，定參數(shù)和變參數(shù)等?？傊卣鞑煌?，運轉(zhuǎn)形狀不同，其參數(shù)亦是多種多樣的，因此，運

3、轉(zhuǎn)形狀不同，其參數(shù)亦是多種多樣的，因此，表示同一元件的模型也會不同。表示同一元件的模型也會不同。 數(shù)學(xué)模型：元件或系統(tǒng)物理模型數(shù)學(xué)模型：元件或系統(tǒng)物理模型(物理特性物理特性)的數(shù)學(xué)描的數(shù)學(xué)描畫，根據(jù)元件特征、運轉(zhuǎn)形狀及求解問題不同，數(shù)學(xué)畫，根據(jù)元件特征、運轉(zhuǎn)形狀及求解問題不同，數(shù)學(xué)模型可分為：描畫靜態(tài)模型可分為：描畫靜態(tài)(或穩(wěn)態(tài)或穩(wěn)態(tài))問題的代數(shù)方程和描問題的代數(shù)方程和描畫動態(tài)畫動態(tài)(或暫態(tài)或暫態(tài))問題的微分方程、描畫線性系統(tǒng)的線問題的微分方程、描畫線性系統(tǒng)的線性方程和非線性系統(tǒng)的非線性方程、定常系數(shù)方程和性方程和非線性系統(tǒng)的非線性方程、定常系數(shù)方程和時變系數(shù)方程、描畫非確定性過程的模糊數(shù)學(xué)方

4、程及時變系數(shù)方程、描畫非確定性過程的模糊數(shù)學(xué)方程及利用人工智能和神經(jīng)元技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)方程等。利用人工智能和神經(jīng)元技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)方程等。 元件的數(shù)學(xué)模型描畫了元件的特性，而由各種元件構(gòu)元件的數(shù)學(xué)模型描畫了元件的特性，而由各種元件構(gòu)成的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型那么是各元件數(shù)學(xué)模型的有機組成的系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型那么是各元件數(shù)學(xué)模型的有機組合和相互作用。合和相互作用。 電力系統(tǒng)分析和計算的普經(jīng)過程電力系統(tǒng)分析和計算的普經(jīng)過程 首先將待求物理系統(tǒng)進展分析簡化，籠首先將待求物理系統(tǒng)進展分析簡化，籠統(tǒng)出等效電路統(tǒng)出等效電路(物理模型物理模型)； 然后確定其數(shù)學(xué)模型，也就是說把待求物然后確定其數(shù)學(xué)模型，也就是說把待求物理問題變成數(shù)

5、學(xué)問題；理問題變成數(shù)學(xué)問題； 最后用各種數(shù)學(xué)方法進展求解，并對結(jié)果最后用各種數(shù)學(xué)方法進展求解，并對結(jié)果進展分析。進展分析。2.2.1 輸電線路輸電線路1.架空線架空線導(dǎo)線鋁、鋼、銅導(dǎo)線鋁、鋼、銅避雷線鋼避雷線鋼桿塔桿塔絕緣子絕緣子金具金具一一 電力線路構(gòu)造簡述電力線路構(gòu)造簡述2.1 2.1 架空輸電線路的參數(shù)架空輸電線路的參數(shù) 電性能，機械強度，抗腐蝕才干；電性能，機械強度，抗腐蝕才干； 主要資料：鋁，銅，鋼；例：主要資料：鋁，銅，鋼；例：LJ TJ LGJLJ TJ LGJ1 1導(dǎo)線和避雷線導(dǎo)線和避雷線 木塔：較少采用木塔：較少采用 鐵塔：主要用于鐵塔：主要用于220kV220kV及以上系統(tǒng)

6、及以上系統(tǒng) 鋼筋混凝土桿：運用廣泛鋼筋混凝土桿：運用廣泛針式：針式：10kV10kV及以下及以下線路線路3 3絕緣子絕緣子 主要用于主要用于35kV35kV及以上及以上系統(tǒng)，根據(jù)電壓等級的高系統(tǒng)，根據(jù)電壓等級的高低組成數(shù)目不同的絕緣子低組成數(shù)目不同的絕緣子鏈。鏈。35kV35kV大于大于3 3片片60kV60kV大于大于5 5片片110kV110kV大于大于7 7片片220kV220kV大于大于1313片片330kV330kV大于大于1919片片500kV500kV大于大于2525片片懸式絕緣子懸式絕緣子 起到絕緣和橫起到絕緣和橫擔(dān)的作用，運用擔(dān)的作用，運用于于1035kV農(nóng)農(nóng)網(wǎng)。網(wǎng)。棒式絕緣

7、子棒式絕緣子導(dǎo)體導(dǎo)體絕緣層絕緣層包護層包護層 包護層：內(nèi)護層和外護層包護層：內(nèi)護層和外護層 外護層：內(nèi)襯層、鎧裝層、外被層外護層：內(nèi)襯層、鎧裝層、外被層 10kV以下電纜：扇形導(dǎo)線，三根芯線組成電纜后以下電纜：扇形導(dǎo)線，三根芯線組成電纜后在外包內(nèi)護層。在外包內(nèi)護層。 20、35kV電纜：每根圓形芯線絕緣后分別包內(nèi)護電纜：每根圓形芯線絕緣后分別包內(nèi)護層屏蔽電場，最后組成電纜。層屏蔽電場，最后組成電纜。 110kV以上電纜：采用充油電纜，有單芯和三芯以上電纜：采用充油電纜，有單芯和三芯之分，導(dǎo)體中空，內(nèi)部充油。之分，導(dǎo)體中空，內(nèi)部充油。1. 1. 鋁線、鋼芯鋁線和銅線線路的電阻鋁線、鋼芯鋁線和銅線

8、線路的電阻 與電路中的電阻公式一樣，每相導(dǎo)線單位長度的電阻可按下式計算： 式中：r1導(dǎo)線單位長度的電阻 /km 導(dǎo)線資料的電阻率 mm2/km 對于鋁： =31.5 mm2/km 對于銅： =18.8 mm2/km s導(dǎo)線的額定截面積mm2 鋼芯鋁線的截面積值是截流部分的截面，因此計算公式同鋁線。 sr1二二 架空輸電線路的參數(shù)架空輸電線路的參數(shù) 普通導(dǎo)線在20o 時的電阻可以從有關(guān)表中查到，線路實踐電阻可用如下公式計算： 電阻的溫度系數(shù)； 對于鋁，=0.0036 對于銅，=0.00382)20(120trrt 2三相線路的電感和電抗三相線路的電感和電抗 三相導(dǎo)線陳列對稱三相導(dǎo)線陳列對稱(正三

9、角形正三角形)，那么三相電抗相等。，那么三相電抗相等。 三相導(dǎo)線陳列不對稱，那么進展整換位循環(huán)后三相電抗相等。三相導(dǎo)線陳列不對稱，那么進展整換位循環(huán)后三相電抗相等。 整換位循環(huán)：指一定長度內(nèi)有兩次換位，而三相導(dǎo)線都分別處于三個不同位整換位循環(huán)：指一定長度內(nèi)有兩次換位，而三相導(dǎo)線都分別處于三個不同位置，完成一次完好的循環(huán)。中性點直接接地系統(tǒng)中，長度超越置，完成一次完好的循環(huán)。中性點直接接地系統(tǒng)中，長度超越100km的架空的架空線都要換位。線都要換位。2. 鋁線、鋼芯鋁線和銅線路的電抗鋁線、鋼芯鋁線和銅線路的電抗1單相線路的電感單相線路的電感 單導(dǎo)線每相單位長度電感和電抗：單導(dǎo)線每相單位長度電感和

10、電抗：式中：式中：Deq為三相導(dǎo)線間的互幾何均距，為三相導(dǎo)線間的互幾何均距，Ds為導(dǎo)線的自幾何均距為導(dǎo)線的自幾何均距實踐多股絞線的自幾何均距：實踐多股絞線的自幾何均距： 非鐵磁資料的單股線：非鐵磁資料的單股線：Ds=0.779r 非鐵磁資料的多股線：非鐵磁資料的多股線：Ds=0.7240.771)r 鋼芯鋁線：鋼芯鋁線： Ds=0.770.9)rseqaDDLln203312312DDDDeqkmDDLfxseqNlg1445. 0241 reDsr為導(dǎo)線的計算半徑3具有分裂導(dǎo)線的輸電線路的等值電感和電抗具有分裂導(dǎo)線的輸電線路的等值電感和電抗相間間隔為重心間隔相間間隔為重心間隔四四分分裂裂導(dǎo)導(dǎo)

11、線線分裂導(dǎo)線單相等值電感和電抗： Dsb為分裂導(dǎo)線的自幾何均距，隨分裂根數(shù)不同而變化。2分裂導(dǎo)線：3分裂導(dǎo)線：4分裂導(dǎo)線： 通常，dDs，因此，分裂導(dǎo)線自幾何均距Dsb比單導(dǎo)線自幾何均距Ds大，分裂導(dǎo)線的等值電感小。sbeqaDDLln204332dDDdDDdDDssbssbssbkmDDLfxsbeqNlg1445. 023. 鋼導(dǎo)線三相架空線路的阻抗鋼導(dǎo)線三相架空線路的阻抗 鋼與鋁、銅的區(qū)別在于：鋼導(dǎo)磁。鋼與鋁、銅的區(qū)別在于：鋼導(dǎo)磁。 難以經(jīng)過解析法求解，只能實踐丈量或查找產(chǎn)品目錄。難以經(jīng)過解析法求解，只能實踐丈量或查找產(chǎn)品目錄。關(guān)于線路阻抗的闡明關(guān)于線路阻抗的闡明 1同桿線路的阻抗同桿

12、線路的阻抗 三相電路對稱時，同桿線路間的相互影響可忽略。三相電路對稱時，同桿線路間的相互影響可忽略。 2不換位線路的阻抗不換位線路的阻抗 三相電路對稱時，不換位的互感影響可忽略。三相電路對稱時，不換位的互感影響可忽略。 3電纜線路的阻抗電纜線路的阻抗 難以經(jīng)過解析法求解，只能經(jīng)過查找產(chǎn)品目錄獲得。難以經(jīng)過解析法求解，只能經(jīng)過查找產(chǎn)品目錄獲得。4. 輸電線路的電導(dǎo)輸電線路的電導(dǎo) 用來反映走漏電流和空氣游離所引起的有功功用來反映走漏電流和空氣游離所引起的有功功率損耗。率損耗。 正常情況下，走漏電流很小，可以忽略，主要正常情況下，走漏電流很小，可以忽略，主要思索電暈景象引起的功率損耗。思索電暈景象引

13、起的功率損耗。 電暈：部分場強較高，超越空氣的擊穿場強電暈：部分場強較高，超越空氣的擊穿場強時，空氣發(fā)生游離，從而產(chǎn)生部分放電景象。時，空氣發(fā)生游離，從而產(chǎn)生部分放電景象。 1電暈臨界電壓電暈臨界電壓/起始電壓起始電壓 起始電壓：線路開場出現(xiàn)電暈的電壓。起始電壓：線路開場出現(xiàn)電暈的電壓。等邊三角形陳列時，電暈臨界電壓的閱歷公式：等邊三角形陳列時，電暈臨界電壓的閱歷公式： m1 ：粗糙系數(shù)導(dǎo)線外表情況：粗糙系數(shù)導(dǎo)線外表情況 m2 ：氣候系數(shù)：氣候系數(shù) r：導(dǎo)線計算半徑：導(dǎo)線計算半徑 D：相間間隔：相間間隔 ：空氣相對密度：空氣相對密度 =3.92p/(273+t) p ：大氣壓力：大氣壓力 t

14、：大氣溫度：大氣溫度三相導(dǎo)線程度陳列時，兩邊相導(dǎo)線的電暈臨界電壓較上式三相導(dǎo)線程度陳列時，兩邊相導(dǎo)線的電暈臨界電壓較上式高高6%，中間相那么低，中間相那么低4%。kVrDrmmVcrlg3 .4921對地相電壓對地相電壓 當(dāng)運轉(zhuǎn)電壓過高或氣候條件變壞時，將產(chǎn)生電暈景象，從而產(chǎn)生當(dāng)運轉(zhuǎn)電壓過高或氣候條件變壞時，將產(chǎn)生電暈景象，從而產(chǎn)生電暈損耗電暈損耗Pg,那么電導(dǎo)為：那么電導(dǎo)為： VL：線電壓：線電壓 3減少電暈措施：增大減少電暈措施：增大m1,D,r 經(jīng)過線路的合理設(shè)計，泄露和電暈引起的損耗普通都很小，可以忽經(jīng)過線路的合理設(shè)計，泄露和電暈引起的損耗普通都很小，可以忽略，故普通可設(shè)：略，故普通可

15、設(shè)： g=02LgVPg 2電導(dǎo)電導(dǎo)5. 電納電納1三相架空線的電容及電納三相架空線的電容及電納Deq：三相導(dǎo)線間的互幾何均距：三相導(dǎo)線間的互幾何均距r ：導(dǎo)線半徑：導(dǎo)線半徑kmFrDCeq/10lg0241. 06SrDCfbeqN610lg58. 722分裂導(dǎo)線線路的電容及電納分裂導(dǎo)線線路的電容及電納 Deq各相分裂導(dǎo)線重心間的幾何均距各相分裂導(dǎo)線重心間的幾何均距req 一相導(dǎo)線組的等值半徑一相導(dǎo)線組的等值半徑對二分裂導(dǎo)線：對二分裂導(dǎo)線：對三分裂導(dǎo)線：對三分裂導(dǎo)線：對四分裂導(dǎo)線：對四分裂導(dǎo)線：kmFrDCeqeq/10lg0241.06rdreq4309. 1rdreq32rdreqSrD

16、CfbeqeqN610lg58. 72u 關(guān)于線路導(dǎo)納的闡明u 1同桿線路的阻抗u 三相電路對稱時，同桿線路間的相互影響可忽略。u 2不換位線路的阻抗u 三相電路對稱時，不換位的互感影響可忽略。u 3電纜線路的阻抗u 難以經(jīng)過解析法求解，只能經(jīng)過查找產(chǎn)品目錄獲得。例例2-1 某220kV線路運用帶拉線鐵塔，導(dǎo)線的型號為LGJ-400/50，直徑27.63mm，鋁線部分截面積399.73mm2 ，運用由13片絕緣子組成的絕緣子串，長2.6m，懸掛在橫擔(dān)端部。求該線路單位長度的電阻、電抗、電納和電暈臨界電壓。247502200027500acb35252.2 架空線路的等值電路架空線路的等值電路

17、一 輸電線路的方程式 假設(shè)長度為假設(shè)長度為l 的輸電線路，參數(shù)均勻分布，單位長的輸電線路，參數(shù)均勻分布，單位長度的阻抗和導(dǎo)納：度的阻抗和導(dǎo)納：在在dx微段阻抗中的電壓降為：微段阻抗中的電壓降為：jxrLjrzjbgCjgydxLjrIVd)()(LjrIdxVd流入流入dx微段并聯(lián)導(dǎo)納中的電流為：微段并聯(lián)導(dǎo)納中的電流為： dxCjgVdVId)()(CjgVdxIdVLjrCjgdxVd)(22略去二階略去二階微小量微小量)(LjrIdxVd)(22LjrdxIddxVd對對x求導(dǎo)求導(dǎo)代入代入 上式中，上式中，A1和和A2為時間常數(shù)，由邊境條件確定；為時間常數(shù)，由邊境條件確定；為為線路的傳播常

18、數(shù)；線路的傳播常數(shù)；Zc為線路的波阻抗。為線路的波阻抗。 和和Zc都是只都是只與線路參數(shù)和頻率有關(guān)的物理量。與線路參數(shù)和頻率有關(guān)的物理量。VLjrCjgdxVd)(22xcxceZAeZAI21xxeAeAV21通解代入代入)(LjrIdxVd 對于高壓架空線 0gjLjrCjg)(cjcccceZjXRCjgLjrZ)(LjrCjjCjLjrjXRZccc忽略電阻忽略電阻r及電導(dǎo)及電導(dǎo)g時時,Xc=0,=0, 有：有：LCjjCLRZcc根據(jù)邊境條件：根據(jù)邊境條件：220IIVVx，時，當(dāng))(21)(21222221IZVAIZVAcc代入代入通解通解rxccrxccrxcrxceIZVZe

19、IZVZIeIZVeIZVV)(21)(21)(21)(2122222222xchIxshZVIxshZIxchVVcc2222 取取 輸輸電線路就是對稱的無源二端口網(wǎng)絡(luò)，可用電線路就是對稱的無源二端口網(wǎng)絡(luò)，可用對稱的等值電路來表示。對稱的等值電路來表示。221221IDVCIIBVAVccZlshClshZBlchDA,集中參數(shù)和分布參數(shù)集中參數(shù)和分布參數(shù) 組成電路模型的元件，都是能反映實踐電路中元件主要物組成電路模型的元件，都是能反映實踐電路中元件主要物理特征的理想元件，由于電路中實踐元件在任務(wù)過程中和電磁理特征的理想元件，由于電路中實踐元件在任務(wù)過程中和電磁景象有關(guān)，因此有三種最根本的理

20、想電路元件：表示耗費電能景象有關(guān)，因此有三種最根本的理想電路元件：表示耗費電能的理想電阻元件的理想電阻元件R R；表示儲存電場能的理想電容元件；表示儲存電場能的理想電容元件C C；表示儲；表示儲存磁場能的理想電感元件存磁場能的理想電感元件L L，當(dāng)實踐電路的尺寸遠小于電路任，當(dāng)實踐電路的尺寸遠小于電路任務(wù)時電磁波的波長時，可以把元件的作用集中在一同，用一個務(wù)時電磁波的波長時，可以把元件的作用集中在一同，用一個或有限個或有限個R R、L L、C C元件來加以描畫，這樣的電路參數(shù)叫做集中元件來加以描畫，這樣的電路參數(shù)叫做集中參數(shù)。而集中參數(shù)元件那么是每一個具有兩個端鈕的元件，從參數(shù)。而集中參數(shù)元件

21、那么是每一個具有兩個端鈕的元件，從一個端鈕流入的電流等于從另一個端鈕流出的電流；端鈕間的一個端鈕流入的電流等于從另一個端鈕流出的電流；端鈕間的電壓為單值量。電壓為單值量。 參數(shù)的分布性指電路中同一瞬間相鄰兩點的電位和電流都不一樣。這闡明分布參數(shù)電路中的電壓和電流除了是時間的函數(shù)外，還是空間坐標的函數(shù)。 一個電路應(yīng)該作為集總參數(shù)電路，還是作為分布參數(shù)電路，或者說，要不要思索參數(shù)的分布性，取決于其本身的線性尺寸與表征其內(nèi)部電磁過程的電壓、電流的波長之間的關(guān)系。假設(shè)用l表示電路本身的最大線性尺寸，用表示電壓或電流的波長，那么當(dāng)不等式 l 成立，電路便可視為集總參數(shù)電路，否那么便需作為分布參數(shù)電路處置

22、。電力系統(tǒng)中，遠間隔的高壓電力傳輸線即是典型的分布參數(shù)電路 ，因50Hz的電流、電壓其波長雖為 6000 千米，但線路長度達幾百甚至幾千千米，已可與波長相比。通訊系統(tǒng)中發(fā)射天線等的實踐尺寸雖不太長，但發(fā)射信號頻率高、波長短 ，也應(yīng)作分布參數(shù)電路處置。型等值電路和型等值電路和 T型等值電路型等值電路長線路模型長線路模型 適用于適用于300km以上架空線和以上架空線和100km以上電纜以上電纜1 1準確模型準確模型lshZlchBAYlshZBZcc) 1(2) 1(2 ccZlshYlchlshZZz2Y2Y2Z 2Z Y YKlZlYZKlZZYcZc)sh(1)2ch(shllKKYZshZ

23、Y)12(chZYZYsh分布參數(shù)修正系數(shù)2修正模型修正模型實部與虛部分開并思索實部與虛部分開并思索g=022221211)(611311xblklxbrxbkxblkbxrbljkYxljkrlkZbxr近似計算式近似計算式2. 中、短線路模型中、短線路模型 適用于適用于300km以下架空線和以下架空線和100km以下電纜，可以不思索以下電纜，可以不思索線路的分布參數(shù)特性。線路的分布參數(shù)特性。例例2-2設(shè)設(shè)500 kV導(dǎo)線構(gòu)造如下：運用導(dǎo)線構(gòu)造如下：運用4LGJ-300/50分裂導(dǎo)線，直徑分裂導(dǎo)線，直徑24.26mm，分裂間距，分裂間距450mm，三相程度陳列，相間間隔，三相程度陳列，相間間

24、隔13m。設(shè)線路長設(shè)線路長600km，試作以下情況下該線路的等值電路。，試作以下情況下該線路的等值電路。1不思索線路的分布參數(shù)特性；不思索線路的分布參數(shù)特性；2近似思索線路的分布參數(shù)特性；近似思索線路的分布參數(shù)特性；3準確思索線路的分布參數(shù)特性；準確思索線路的分布參數(shù)特性；ljbgYljxrZ)()(變壓器的實驗數(shù)據(jù)：短路損耗變壓器的實驗數(shù)據(jù)：短路損耗PsPs，短路電壓，短路電壓Vs%Vs% 空載損耗空載損耗P0，空載電流，空載電流 I0%1. 電阻電阻RTPskW, SN為三相額定容量為三相額定容量kVA, VN為額定線電壓為額定線電壓kV3222103/NNsNsTSVPIPR2. 電抗電

25、抗3. 電導(dǎo)電導(dǎo)4. 電納電納 SVPVPGNNFeT32032101010031003/%NTNNTNXSVXIVXIVV3210100%NNSTSVVXSVSIVIIBNNNNT320010100%3100%5. 變比：兩側(cè)繞組空載線電壓之比。變比：兩側(cè)繞組空載線電壓之比。 (1) 對對Y，y接法和接法和D ,d接法的變壓器接法的變壓器 (2) 對于對于Y,d接法的變壓器接法的變壓器2121/NNTVVk2121/3/NNTVVk二二 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1.1.電阻電阻R1R1、R2R2、R3R31 1三個繞組容量一樣三個繞組容量一樣1312321)-

26、S(33232223)-S(22122122)-S(133P33P33PSSNNSSNNSSNNPPRIRIPPRIRIPPRIRI)(21)(21)(21)21()13()32(3)13()32()21(2)32()13()21(1SSSSSSSSSSSSPPPPPPPPPPPP) 3 , 2 , 1(10322iSVPRNNSii2 2三繞組容量不同三繞組容量不同1001001001005050、10010050501001003 3僅提供最大短路損耗的情況僅提供最大短路損耗的情況 100% 100%容量繞組容量繞組 SN SN 容量的繞組容量的繞組322max.)(102NNSSSVPR

27、N23)13()13(232)32()32(22)21()21()(),min()(NNSSNNNSSNNSSSSPPSSSPPSSPP)()(NNSNNSRSSR2.2.電抗電抗X1X1、X2X2、X3X3 (i=1,2,3)(i=1,2,3)%)V-%V%(21%)V-%V%(21%)V-%V%(21%2)-S(11)-S(3)32(31)-S(33)-S(2)21(23)-S(21)-S(3)21(1SSSSSSVVVVVV3210100%NNSiiSVVX3. 導(dǎo)納導(dǎo)納GT-jBT及變比及變比k12,k13,k23 計算方法與雙繞組變壓器一樣計算方法與雙繞組變壓器一樣例例2-5/P30

28、2-5/P30三三 自耦變壓器的參數(shù)計算自耦變壓器的參數(shù)計算 自耦的耦是電磁耦合的意思，普通的變壓器是經(jīng)過原副邊線圈電磁耦合來傳送能量，原副邊沒有直接的電的聯(lián)絡(luò)，自耦變壓器原副邊有直接的電的聯(lián)絡(luò)，它的低壓線圈就是高壓線圈的一部分。 由于自耦變壓器的計算容量小于額定容量所以在同樣的額定容量下，自耦變壓器的主要尺寸較小，有效資料(硅鋼片和導(dǎo)線)和構(gòu)造資料(鋼材)都相應(yīng)減少，從而降低了本錢。有效資料的減少使得銅耗和鐵耗也相應(yīng)減少，故自耦變壓器的效率較高。 自耦變壓器在不需求初、次級隔離的場所都有運用，具有體積小、耗材少、效率高的優(yōu)點。常見的交流手動旋轉(zhuǎn)調(diào)壓器、家用小型交流穩(wěn)壓器內(nèi)的變壓器、三相電機自

29、耦減壓起動箱內(nèi)的變壓器等等，都是自耦變壓器的運用范例。計算方法與三繞組變壓器一樣。計算方法與三繞組變壓器一樣。應(yīng)留意：應(yīng)留意：1 1第三繞組容量小，普通接成三角形。第三繞組容量小，普通接成三角形。2 2需求對短路數(shù)據(jù)進展歸算。需求對短路數(shù)據(jù)進展歸算。)SS%(V%V)SS%(V%V3NN1)-S(31)-S(33NN3)-S(23)-S(2 含理想變壓器的等值電路含理想變壓器的等值電路四四 變壓器的變壓器的型等值電路型等值電路 帶有變壓比的等值電路 假設(shè)略去勵磁支路或另作處置，可表示為以下圖假設(shè)略去勵磁支路或另作處置，可表示為以下圖a)a)由圖由圖a)a)得：得：由上式解出：由上式解出：221

30、22111IkIIVkVIZVT2212212211211) 1()()(1VZkkVVZkZVkZVkIVVZkVZkZVkZVITTTTTTTT令令YT=1/ZT，上式變?yōu)椋?，上式變?yōu)椋?22122111) 1()()()1 (VYkkVVkYIVVkYVYkITTTT2212212211211) 1()()(1VZkkVVZkZVkZVkIVVZkVZkZVkZVITTTTTTTTTYkk) 1( 變壓器的變壓器的型等值電路的變壓原理型等值電路的變壓原理 三個支路的阻抗值之和恒等于零，構(gòu)成諧振三三個支路的阻抗值之和恒等于零，構(gòu)成諧振三角形，產(chǎn)生諧振換流，在原、副方間的阻抗上產(chǎn)角形，產(chǎn)生諧

31、振換流，在原、副方間的阻抗上產(chǎn)生電壓降，實現(xiàn)變壓的作用。生電壓降，實現(xiàn)變壓的作用。 三繞組變壓器的情況三繞組變壓器的情況2.5 2.5 發(fā)電機和負荷模型發(fā)電機和負荷模型2.5.1 2.5.1 發(fā)電機電抗和電勢發(fā)電機電抗和電勢 圖圖 2-24 2-24 發(fā)電機的等值電路發(fā)電機的等值電路(a) (a) 以電壓源表示；以電壓源表示；(b)(b)以電流源表示以電流源表示 忽略電阻，發(fā)電機銘牌提供電抗百分值。忽略電阻，發(fā)電機銘牌提供電抗百分值。2.5.1 2.5.1 發(fā)電機電抗和電勢發(fā)電機電抗和電勢%1003%NGNGVXIX100%3GNNGXIVXNGNNGNGPXVSXVX100cos%100%2

32、2 電勢電勢GGGGXI jVE2.5.1 2.5.1 發(fā)電機電抗和電勢發(fā)電機電抗和電勢 負荷的組成負荷的組成 負荷特性與負荷建模負荷特性與負荷建模2.5.2 2.5.2 負荷特性和負荷模型負荷特性和負荷模型2.6.1 2.6.1 多電壓等級網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)歸算多電壓等級網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)歸算根本級：普通選元件數(shù)多的電壓級作為根本級。根本級：普通選元件數(shù)多的電壓級作為根本級。歸算前后功率堅持不變，功率不用歸算。歸算前后功率堅持不變，功率不用歸算。2.6 2.6 電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)等值電路電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)等值電路)./().()./().(2121221221nnnnkkkIIkkkUUkkkYYkkkZZ2.6.

33、1 2.6.1 多電壓等級網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)歸算多電壓等級網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)歸算取取10kV10kV為根本級，那么為根本級，那么110kV110kV級線路級線路l-2l-2阻抗、電壓、阻抗、電壓、電流歸算如下：電流歸算如下：121/220242/5 .10)/( )()(212122212222122kkkkIIkkVVkkZZll例例1 1 標幺制的概念標幺制的概念 留意：留意： 1 1標幺值沒有量綱。標幺值沒有量綱。 2 2所選基準值不同，標幺值不同。所選基準值不同，標幺值不同。 位）基準值（與有名值同單）實際有名值（任意單位標幺值 2.6.2 2.6.2 電力系統(tǒng)的標幺制電力系統(tǒng)的標幺制 假設(shè)選電壓、電

34、流、功率和阻抗的基準值為假設(shè)選電壓、電流、功率和阻抗的基準值為VBVB，IBIB，SBSB，ZBZB，相應(yīng)的標幺值如下：，相應(yīng)的標幺值如下： jXPZXjZPZjXPZZZjQPSQjSPSjQPSSSIIIVVVBBBBBBBBBB2.6.2 2.6.2 電力系統(tǒng)的標幺制電力系統(tǒng)的標幺制2 2 基準值的選取基準值的選取 1 1除了要求和有名值同單位外，原那么上可除了要求和有名值同單位外，原那么上可以是恣意值。以是恣意值。 2 2思索采用標幺值計算的目的。思索采用標幺值計算的目的。 目的：目的：a)a)簡化計算。簡化計算。 b)b)便于對結(jié)果進展分析比較。便于對結(jié)果進展分析比較。單相電路中處置

35、單相電路中處置選四個物理量選四個物理量, ,使它們滿足使它們滿足: :IVSZIVPPP,BBPBPBBBPIVSIZV2.6.2 2.6.2 電力系統(tǒng)的標幺制電力系統(tǒng)的標幺制基準值的選取原那么：基準值的選取原那么：1 1、全系統(tǒng)只選一套、全系統(tǒng)只選一套2 2、普通選額定值、普通選額定值3 3、滿足電路的根本關(guān)系、滿足電路的根本關(guān)系那么在標幺制中那么在標幺制中, ,可以得到可以得到: :結(jié)論結(jié)論: :只需基準值的選擇滿足只需基準值的選擇滿足 那么在標那么在標幺制中幺制中, ,電路中各物理量之間的關(guān)系與有名值一電路中各物理量之間的關(guān)系與有名值一樣樣, ,有關(guān)公式可以直接運用。有關(guān)公式可以直接運用

36、。三相電路的處置三相電路的處置 IVSIZVPPPPPSVISVZIV33332.6.2 2.6.2 電力系統(tǒng)的標幺制電力系統(tǒng)的標幺制BBPBPBBBPIVSIZV選基準值，并滿足如下要求：選基準值，并滿足如下要求：那么得到標幺制中的計算公式：那么得到標幺制中的計算公式：結(jié)論：在標幺制中，三相電路的計算公式與單相電路結(jié)論：在標幺制中，三相電路的計算公式與單相電路的計算公式完全一樣，線電壓與相電壓的標幺值一的計算公式完全一樣，線電壓與相電壓的標幺值一樣，三相功率與單相功率的標幺值一樣。樣，三相功率與單相功率的標幺值一樣。BPBBPBBBBPBBBSIVIVSVIZV33333PPSIVSVIZV

37、2.6.2 2.6.2 電力系統(tǒng)的標幺制電力系統(tǒng)的標幺制三相電路中的習(xí)慣做法：只選三相電路中的習(xí)慣做法：只選VBVB和和SBSB，由下式計算，由下式計算ZBZB和和BB。電流與阻抗的標幺值計算：電流與阻抗的標幺值計算：BBBBBBBBVSISVVZ3 I32223BBBBBBBBVSjXVSRjXRZjXRZSIVIII2.6.2 2.6.2 電力系統(tǒng)的標幺制電力系統(tǒng)的標幺制標幺值結(jié)果換算成有名值：標幺值結(jié)果換算成有名值：BBBBBBBSVjXRZSSSVSIIIIVVV2)(32.6.2 2.6.2 電力系統(tǒng)的標幺制電力系統(tǒng)的標幺制3 3 不同基準值的標幺值間的換算不同基準值的標幺值間的換算把標幺阻抗復(fù)原成有名值：把標幺阻抗復(fù)原成有名值：新基準值下的標幺值：新基準值下的標幺值：電抗器的換算公式：電抗器的換算公式：NNNSVXX2*)(有名值）22)*(2)(*(BBNNNBBBVSSVXVSXX有名值）2)*(2()*()*(33BBNNNRBBRBRNNNRRVSIVXVSXXIVXX有名值）有名值）2.6.2 2.6.2 電力系統(tǒng)的標幺制電力系統(tǒng)的標幺制2.6.3 2.6.3 多電壓等級網(wǎng)