電力系統(tǒng)分析第2章(123)匯編

1、第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計算 電力系統(tǒng)正常運行時，三相對稱，只研究一相等值電路和參數(shù)即可。本章介紹計及了其余兩相影響的元件一相等值參數(shù)。共六十七頁2.1架空(jikng)電力線路的參數(shù)1.線路的電阻2.線路的電抗：表示電感。3.線路的電導(dǎo)4.線路的電納：表示電容。 理想情況(qngkung)下，電力線路是均勻分布參數(shù)的電路，也就是說，它的電阻、電抗、電導(dǎo)和電納都是沿線路長度均勻分布的。線路每km（單位長度）的電阻 、 電抗 、 電導(dǎo)和電納分別以 表示。（分布參數(shù)）共六十七頁集中(jzhng)參數(shù)：共六十七頁1.線路(xinl)的電阻直流電阻:交流電阻:導(dǎo)線交流電阻是由導(dǎo)

2、線直流電阻及其在交流作用(zuyng)下因肌膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)而增大的部分構(gòu)成。共六十七頁1.線路(xinl)的電阻此時：電阻率不是(b shi)各種導(dǎo)體材料原有的電阻率，而是修正以后的電阻率，應(yīng)考慮到下面三個因素：1)在電力網(wǎng)中，所用的導(dǎo)線和電纜大部分都是多股絞線，絞線中線股的實際長度要比導(dǎo)線的長度長2%3%，因而它們的電阻率要比同樣長度的單股線的電阻率大2%3%。2)在電力網(wǎng)計算時，所用的導(dǎo)線和電纜的實際截面積比額定截面積要小些，因此，應(yīng)將導(dǎo)線的電阻率適當(dāng)增大，以歸算成與額定截面積相適應(yīng)。3)一般表中的電阻率數(shù)值都是對應(yīng)于20的情況。共六十七頁2.線路(xinl)的電抗圖2-1分裂(fnli

3、)導(dǎo)線的等效半徑共六十七頁1.線路(xinl)的電阻分裂導(dǎo)線(doxin)電阻：共六十七頁表導(dǎo)線(doxin)材料計算用電阻率和電導(dǎo)率導(dǎo)線材料銅鋁/(m/km)188315/(m/m)5332共六十七頁2.線路(xinl)的電抗 交流電流流過導(dǎo)體，發(fā)生變化時，將引起磁通變化，感應(yīng)出反電動勢，從而(cng r)阻礙電流流動，這個阻礙的能力用電抗來度量。1. 三相（單相）架空線電抗其中，為導(dǎo)體（計算）半徑（自幾何均矩P14頁） 為互幾何均矩共六十七頁2.線路(xinl)的電抗2.分裂(fnli)導(dǎo)線電抗其中，：為互幾何均矩：分裂相數(shù)。（一般2-4） ：分裂間距（P14頁）共六十七頁3.線路(xin

4、l)的電導(dǎo)電導(dǎo)(din do)：由絕緣子串的泄漏電流和電暈現(xiàn)象決定。電暈：高壓導(dǎo)線周圍的空氣電離。電暈臨界電壓： 分裂導(dǎo)線： 導(dǎo)線水平排列時，邊相導(dǎo)線的電暈臨界電壓 共六十七頁3.線路(xinl)的電導(dǎo)中間相導(dǎo)線的電暈臨界電壓 ：一旦達(dá)到或超過臨界電壓時，電暈現(xiàn)象就會發(fā)生(fshng)，將產(chǎn)生電暈損耗 ，再考慮絕緣子的泄漏損耗 ，則總的功率損耗 。從而，電導(dǎo)：三相電暈損耗功率。（s/km） U：線路線電壓。（kv）共六十七頁3.線路(xinl)的電導(dǎo)因為在導(dǎo)線制造時，已考慮了躲開電暈發(fā)生，而線路泄漏(xilu)也很小，所以一般情況下都可設(shè) 。共六十七頁4.線路(xinl)的電納1.三相(sn

5、xin)（單相）架空線電納：2.分裂導(dǎo)線電納：共六十七頁 第二節(jié)架空(jikng)線路的數(shù)學(xué)模型圖電力線路(xinl)的單相等效電路一般線路的等值電路：共六十七頁1.短線路(xinl)的數(shù)學(xué)模型圖集中(jzhng)參數(shù)表示線路的等效電路通常我們認(rèn)為 共六十七頁1.短線路(xinl)的數(shù)學(xué)模型圖短線路(xinl)的等效電路短線路：長度不超過100km的架空線，電納影響不大，可 忽略 共六十七頁2.中等(zhngdng)長度線路的數(shù)學(xué)模型圖中等長度線路(xinl)的等效電路a)一般形式b)G=0形式長度100-300km的架空線，不超過100km的電纜，電納不能略去，共六十七頁3.長線路(xinl

6、)的數(shù)學(xué)模型圖長線路(xinl)的簡化等效電路300km的架空線，100km以上的電纜，考慮分布系數(shù)。（近似考慮分布系數(shù)（修正系數(shù)），精確考慮分布系數(shù)）（P24頁） 共六十七頁第三節(jié) 變壓器的等值電路(dinl)和參數(shù)一、等值電路(dinl)RT+jXTGT-jBTRTjXT：一、二次繞組漏抗GTjBT：勵磁回路共六十七頁圖雙繞組(roz)變壓器等效電路a)T形等效電路b)、c)形等效電路共六十七頁共六十七頁二、雙繞組變壓器的參數(shù)(cnsh)計算1.電阻(dinz)RT2.電抗XT3.電導(dǎo)GT4.電納BT短路試驗空載試驗共六十七頁1.電阻(dinz)RT圖變壓器短路試驗(shyn)接線圖a)單

7、相等效電路b)三相測試接線圖共六十七頁變壓器的試驗數(shù)據(jù)：短路損耗Ps，短路電壓百分值Us%, 空載(kn zi)損耗P0，空載電流百分值I0%，額定電壓UN，額定容量SN。 1.電阻RT:注意(zh y)單位！共六十七頁注意(zh y)單位！ 2.電抗(dinkng)共六十七頁3.電導(dǎo)(din do)GT圖變壓器空載試驗接線圖a)單相(dn xin)等效電路b)三相測試接線圖共六十七頁注意(zh y)單位！3.電導(dǎo)(din do)共六十七頁注意(zh y)單位！4.電納共六十七頁注意：VNKV；2）SNKVA；3）折算到哪一側(cè)參數(shù)，用相應(yīng)的額定( dng)電壓VN。共六十七頁勵（激）磁功率(g

8、ngl)表示的變壓器等值電路圖以勵磁(l c)功率表示的變壓器形等效電路共六十七頁共六十七頁三、三繞組變壓器參數(shù)(cnsh)計算R1+jX1-jBTRT，XT：繞組漏阻抗(zkng)，GTjBT：勵磁回路R2+jX2R3+jX3GT共六十七頁 三繞組變壓器進(jìn)行短路試驗時，依次使某一繞組開路，另兩個(lin )繞組按雙繞組變壓器的方式進(jìn)行短路試驗。由于三個繞組中可能有一個繞組容量較小，短路試驗容量將受到其限制。為獲得變壓器額定容量SN下的等值參數(shù)，短路損耗應(yīng)進(jìn)行如下折算：勵磁回路(hul)參數(shù)：共六十七頁1.求各繞組(roz)的電阻(RT1、RT2、RT3)（1）三繞組(roz)容量相同共六十七

9、頁（2）三繞組容量不同（10010050、10050100）（3）僅提供最大短路(dunl)損耗的情況共六十七頁Vs不必(bb)折算。共六十七頁2.求各繞組(roz)的電抗(XT1、XT2、XT3)圖2-10三繞組變壓器繞組的兩種排列方式a)升壓結(jié)構(gòu)(jigu)b)降壓結(jié)構(gòu)(jigu)共六十七頁思考題：對于升壓變和降壓變的X1、X2、X3中哪個可能(knng)為負(fù)值？（等值計算電抗）共六十七頁計算方法與三繞組變壓器相同。應(yīng)注意：（1）第三繞組容量小，一般接成三角形。（2）需要對短路(dunl)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸算。四、自耦變壓器的參數(shù)(cnsh)計算共六十七頁含理想(lxing)變壓器的等值電路圖2-

10、11 帶有變壓比的等值電路五、變壓器的 型等值電路(dinl)共六十七頁如果略去(l q)勵磁支路或另作處理，可表示為圖212（a)共六十七頁由圖（a)得：由上式解出：共六十七頁共六十七頁令YT=1/ZT，上式變?yōu)椋?共六十七頁變壓器的型等值電路的變壓原理 三個支路(zh l)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)生電壓降，實現(xiàn)變壓的作用。共六十七頁三繞組(roz)變壓器的情況共六十七頁電抗器的參數(shù)(cnsh)和數(shù)學(xué)模型圖2-8電抗器的圖形符號和等效電路a)圖形符號b)等效電路共六十七頁1.作用：限制短路(dunl)電流2.表達(dá)式：共六十七頁發(fā)電機的參數(shù)(c

11、nsh)和數(shù)學(xué)模型圖2-20發(fā)電機簡化(jinhu)等效電路a)電壓源b)電流源共六十七頁忽略(hl)電阻，發(fā)電機銘牌提供電抗百分值。共六十七頁1 標(biāo)幺制的概念 注意(zh y)： （1）標(biāo)幺值沒有量綱。 （2）所選基準(zhǔn)值不同，標(biāo)幺值不同。 第四節(jié) 標(biāo)幺制共六十七頁 采用(ciyng)標(biāo)幺值進(jìn)行計算時，第一步的工作是選取各個物理量的基準(zhǔn)值。三相電力系統(tǒng)等效為單相時：共六十七頁2 基準(zhǔn)值的選取 （1）除了要求和有名值同單位外，原則上可以是任意值。 （2）考慮采用(ciyng)標(biāo)幺值計算的目的。 目的：（a)簡化計算。 （b)便于對結(jié)果進(jìn)行分析比較基準(zhǔn)值的選取原則：1、單位(dnwi)與有名值相同

12、2、一般選額定值3、滿足電路的基本關(guān)系共六十七頁首選基準(zhǔn)值SB,UB，并滿足如下要求：其他三個量可有電路關(guān)系(gun x)派生：共六十七頁雖然在有名制中某物理量在三相系統(tǒng)中和單相系統(tǒng)中是不相等的，如線電壓與相電壓存在 倍的關(guān)系，三相功率(gngl)與單相功率(gngl)存在3倍的關(guān)系，但它們在標(biāo)幺制中是相等的，即有結(jié)論：在標(biāo)幺制中，三相電路的計算公式與單相電路的計算公式完全相同(xin tn)，線電壓與相電壓的標(biāo)幺值相同(xin tn)，三相功率與單相功率的標(biāo)幺值相同(xin tn)。共六十七頁3 不同(b tn)基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值間的換算把標(biāo)幺阻抗還原成有名值：新基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值：電抗器的換算公

13、式：共六十七頁4.電力系統(tǒng)(din l x tn)各元件的標(biāo)幺值1.變壓器2.輸電(shdin)線路共六十七頁4.電力系統(tǒng)(din l x tn)各元件的標(biāo)幺值3.發(fā)電機4.電抗器共六十七頁共六十七頁1 精確等值電路，含理想變壓器 各段分別取基準(zhǔn)電壓VB(I)、VB(II)、VB(III)，各段的基準(zhǔn)功率都選SB。 缺點：應(yīng)用不便(bbin)，計算復(fù)雜。有名值計算： 共六十七頁有名(yu mng)值計算：共六十七頁標(biāo)幺值計算(j sun)共六十七頁2 精確(jngqu)等值電路，不含理想變壓器 選擇基準(zhǔn)電壓之比等于變壓器的變比，因此，只選一段的基準(zhǔn)電壓，其余段可由基準(zhǔn)邊比確定。例28 缺點：

14、（1）標(biāo)幺制的實際應(yīng)用價值降低。 （2）環(huán)網(wǎng)（圖217）情況下基準(zhǔn)值難以選取。共六十七頁3 近似計算，不含理想變壓器 選各段平均額定( dng)電壓作為基準(zhǔn)電壓，變壓器變比的標(biāo)幺值約等于1。若近似的把變壓器變比表示成平均電壓之比，則變壓器變比的標(biāo)幺值等于1。 平均額定電壓：3.15,6.3,10.5,15.75,37,115,230,345,525(kV) 優(yōu)點：計算與電路都簡單。 缺點：近似計算。 該方法應(yīng)用最廣泛。例29 。例210 共六十七頁優(yōu)點： 1）易于比較電力系元件特性與參數(shù)。 2）簡化(jinhu)計算公式。 3）簡化計算工作。缺點： 1）沒有量綱，物理概念不明確。課后習(xí)題演示：2-6,2-9,2-10,2-11.5.標(biāo)幺值的特點(tdin)共六十七頁內(nèi)容摘要第二章。交流電阻:導(dǎo)線交流電阻是由導(dǎo)線直流電阻及其在交流作用下因肌膚效應(yīng)和臨近效應(yīng)而增大的部分構(gòu)成。3)一般表中的電阻率數(shù)值都是對應(yīng)于20的情況。/(m/km)