電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型

第二章電力系統(tǒng)各元件特征和數(shù)學(xué)模型電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第1頁上節(jié)回顧：1.雙繞組變壓器等值電路圖？2.雙繞組變壓器參數(shù)計算中，用到參數(shù)PK,UK%,P0,I0%分別經(jīng)過什么試驗得到？3.上題中提到試驗，是怎樣進行？4.三繞組變壓器等值電路圖？電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第2頁上節(jié)回顧：5.三繞組變壓器中當(dāng)容量比為1:1:1時，繪制等值電路計算步驟？6.三繞組變壓器中當(dāng)容量比為1:0.5:1時，繪制等值電路計算步驟？7.題六相比題五計算多步驟為？怎樣進行？電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第3頁第二節(jié)變壓器參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器基本知識雙繞組變壓器等值電路和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器等值電路和數(shù)學(xué)模型三繞組自耦變壓器等值電路和數(shù)學(xué)模型電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第4頁1、三繞組自耦變壓器等值電路

與三繞組變壓器相同2、三繞組自耦變壓器參數(shù)計算電阻、電納、電導(dǎo)計算

三繞組自耦變壓器參數(shù)計算依據(jù)與三繞組變壓器相同，電阻、電納、電導(dǎo)計算方法也相同。另外，自耦變壓器各繞組電阻不是各繞組實際電阻，而是等效電阻，而且可能出現(xiàn)負值情況，這是自耦變壓器高壓繞組和中壓繞組之間存在電直接聯(lián)絡(luò)原因。電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第5頁電抗計算

計算三繞組自耦變壓器各繞組等效電抗時，未歸算必須將銘牌提供短路電壓先歸算到變壓器額定容量之下，然后再按三繞組變壓器電抗計算方法進行計算。短路電壓歸算公式：電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第6頁例題講解P24例2-2電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第7頁練習(xí)：

三相三繞組自耦變壓器部分技術(shù)數(shù)據(jù)以下：額定容量為100/100/50MVA，額定電壓為10/100/200kv，空載電流為2%，空載損耗為100kw。短路電壓和短路損耗（未歸算）如表所表示。試?yán)L制此三繞組自耦變壓器等值電路和計算參數(shù)。（歸算至高壓側(cè)）電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第8頁答案：RT1=0.2,RT2=1,RT3=3XT1=16,XT2=40,XT3=40GT=0.25*10-5BT=0.5*10-4電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第9頁第三節(jié)電力線路參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電力線路簡述電力線路阻抗電力線路導(dǎo)納電力線路數(shù)學(xué)模型電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第10頁1.輸電線路模型

直流穩(wěn)態(tài)交流穩(wěn)態(tài)

暫態(tài)

輸電線路等值電路數(shù)學(xué)模型電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第11頁一、電力線路簡述電力線路按結(jié)構(gòu)可分為

架空線：導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等

電纜：導(dǎo)線、絕緣層、保護層等思索：架空線和電纜線各自特點？電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第12頁一、電力線路簡述1、架空輸電線路導(dǎo)線避雷線桿塔絕緣子金具電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第13頁（1）架空線路導(dǎo)線和避雷線架空線路標(biāo)號

比如：LGJ—400/50

表示載流額定截面積為400、鋼線額定截面積為50普通鋼芯鋁線。

電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第14頁（1）架空線路導(dǎo)線和避雷線

導(dǎo)線：主要由鋁、鋼、銅等材料制成

電性能，機械強度，抗腐蝕能力；主要材料：鋁，銅，鋼；例：LJTJLGJ電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第15頁為增加架空線路性能而采取辦法

目標(biāo)：降低電暈損耗或線路電抗。多股線其安排規(guī)律為：中心一股芯線，由內(nèi)到外，第一層為6股，第二層為12股，第三層為18股，以這類推擴徑導(dǎo)線人為擴大導(dǎo)線直徑，但不增加載流部分截面積。不一樣之處于于支撐層僅有6股，起支撐作用。分裂導(dǎo)線又稱復(fù)導(dǎo)線，其將每相導(dǎo)線分成若干根，相互間保持一定距離。但會增加線路電容。電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第16頁（2）桿塔木塔：較少采取鐵塔：主要用于220kV及以上系統(tǒng)鋼筋混凝土桿：應(yīng)用廣泛（3）絕緣子

針式：35KV以下線路

懸式：35KV及以上線路通?？梢罁?jù)絕緣子串上絕緣子片數(shù)來判斷線路電壓等級，普通一個絕緣子負擔(dān)1萬V左右電壓。電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第17頁電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第18頁

懸式絕緣子

主要用于35kV及以上系統(tǒng)，依據(jù)電壓等級高低組成數(shù)目不一樣絕緣子鏈。電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第19頁

棒式絕緣子

起到絕緣和橫擔(dān)作用，應(yīng)用于10～35kV電網(wǎng)。電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第20頁電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第21頁2.架空線路換位問題

在高壓輸電線路上，當(dāng)三相導(dǎo)線排列不對稱時，各相電抗、電容不一樣，會出現(xiàn)零序電壓，這是所不希望。改進對策有：三相導(dǎo)線對稱布置和整換位循環(huán)。

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一樣位置，完成一次完整循環(huán)。

2.架空線路換位問題

在高壓輸電線路上，當(dāng)三相導(dǎo)線排列不對稱時，各相電抗、電容不一樣，會出現(xiàn)零序電壓，這是所不希望。改進對策有：三相導(dǎo)線對稱布置和整換位循環(huán)。

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一樣位置，完成一次完整循環(huán)。

電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第22頁電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第23頁3.電纜線路導(dǎo)體絕緣層保護層電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第24頁三、架空輸電線路參數(shù)1、參數(shù)類型（1）電阻r0：反應(yīng)線路經(jīng)過電流時產(chǎn)生有功功率損耗效應(yīng)，實際上就是導(dǎo)體對電流妨礙作用。（2）電感L0：反應(yīng)載流導(dǎo)體磁場效應(yīng)，實際上就是電流磁場在導(dǎo)線中所產(chǎn)生感應(yīng)電動式對電流妨礙作用。（3）電導(dǎo)g0：線路帶電時絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄漏電流及導(dǎo)體附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損耗。（4）電容C0

：帶電導(dǎo)體周圍電場效應(yīng)，實際上就是導(dǎo)線與大地和導(dǎo)線之間電容。

輸電線路以上四個參數(shù)沿線路均勻分布。電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第25頁2、架空輸電線路參數(shù)確定（1）電阻

①計算法

式中：

—計算時，所采取導(dǎo)線電阻率，它比導(dǎo)體材料直流電阻率要大，原因以下：

◆

交流集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)。

◆

絞線實際長度比導(dǎo)線長度長2～3％。

◆絞線影響，導(dǎo)線實際截面比標(biāo)稱截面略小。銅：

鋁：

—導(dǎo)線標(biāo)稱截面，即導(dǎo)線導(dǎo)電部分截面積，單位電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第26頁

②查表法

國內(nèi)生產(chǎn)各種型號導(dǎo)線單位長度電阻，已經(jīng)列表，應(yīng)用時，只要依據(jù)導(dǎo)線型號查表即可。

電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第27頁③準(zhǔn)確計算時修正

導(dǎo)線電阻與溫度相關(guān)，表中所給出數(shù)值和計算所得數(shù)值都是導(dǎo)體溫度為時數(shù)值，準(zhǔn)確計算時需進行修正，修正公式式中—溫度修正系數(shù)。銅：鋁：電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第28頁（1）電抗①電抗物理本質(zhì)電抗實際上是線路中電流所產(chǎn)生與線路交鏈磁通（包含本相線路自感磁通和其它兩相電流在本相中所產(chǎn)生互感磁通）在線路中所產(chǎn)生感應(yīng)電動勢對電流妨礙作用。電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第29頁③計算法單導(dǎo)線每相單位長度電感和電抗：式中：為三相導(dǎo)線間互幾何均距，為導(dǎo)線計算半徑；為導(dǎo)線材料相對磁導(dǎo)率；等效半徑；

非鐵磁材料單股線：非鐵磁材料多股線：鋼芯鋁線：電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第30頁對于銅（鋁）絞線

同桿雙回路架空線路電感與電抗近似計算時，因為一回路三相電流在另一回路中任何一相導(dǎo)線中產(chǎn)生互感磁通可忽略不計，所以其電抗計算同單回路一樣。

分裂導(dǎo)線架空線路電感與電抗在遠距離輸電線路中，限制輸送容量主要是線路電抗，為減小電抗能夠經(jīng)過增加導(dǎo)線截面和縮小導(dǎo)線之間距離來實現(xiàn)，后者受絕緣限制不能減小，前者將增加有色金屬耗量，且效果也不顯著。通常采取方式是利用分裂導(dǎo)線，其原理是在不增加導(dǎo)線實際有色金屬耗量基礎(chǔ)上，增加導(dǎo)線計算半徑。電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第31頁電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第32頁四分裂導(dǎo)線電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型第33頁分裂導(dǎo)線電抗式中為分裂導(dǎo)線等值半徑，其值按下式確定。為分裂導(dǎo)線分裂根數(shù)；為每根子導(dǎo)線計算半徑；