知識資料電力線路及變壓器參數(shù)和等值電路(二)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。第頁/共頁31.1.2三相輸電線路的等值電路31.1.2.1輸電線路的穩(wěn)態(tài)方程輸電線路中任一點的電壓和電流與末端電壓和電流的關(guān)系如下：沿線各點電壓和電流有如下特點（純電阻）全線各點電壓有效值相等，電流有效值相等，而且同一點電壓和電流時同向的，無功功率為零31.1.2.2輸電線路的等值電路（1）普通線路的等值電路所謂普通線路，指中等及中等以下長度線路。對架空線，這長度大約為300km；對電纜線路，大約為100km。線路長度不超過這些數(shù)值時，可不考慮他們的分布參數(shù)特性，而只用將參數(shù)容易地擴散起來地電路表示。普通線路中，又有短線路和中等長度線路之分。所謂短線路，是指長度不超過100km的架空線。線路電壓不高時，這種線路電納的影響普通不大，可略去。從而這種線路的等值電路最容易，惟獨一串聯(lián)的總阻抗,（2）所謂中等長度線路，是指長度在100~300km之間的架空線路和不超過100km的電纜線路。這種線路的電納B普通不能略去。這種線路的等值電路有二型等值電路和T型等值電路，如圖所示。在型等值電路中，除串聯(lián)的線路總阻抗Z=R+jX外，還將線路的總導納Y=jB分為兩半，分離并聯(lián)在線路的始末端。在T形等值電路中，線路的總導納擴散在中間，而線路的總阻抗則分為兩半，分離串聯(lián)在它的兩側(cè)。因此，這兩種電路都是近似的等值電路，而且，互相之間并不等值，即它們不能用Δ－Y變換公式互相變換。型等值電路：（3）長線路的等值模型長線：指長度在300km以上的架空線路。此時需考慮分布特性。其等值電路如圖所示。圖中的參數(shù)Z′和Y′由下式計算。偶爾為避免雙曲函數(shù)的運算，可取其級數(shù)展開式的前兩項推導出近似表達式。架空線路的等值電路普通均采用π型，長線時應考慮參數(shù)的分布特征，中長和短線時可不計分布特征，短線還可略去并聯(lián)導納，使其進一步簡化。其間還推薦了波阻抗、傳揚常數(shù)、無損線、天然功率等概念，既有助于了解電能的傳輸特性，也屬于電力系統(tǒng)的基本常識。31.2變壓器參數(shù)及其等值電路31.2.1雙繞組變壓器31.2.1.1通過變壓器的短路實驗數(shù)據(jù)決定變壓器等值電路中的電阻和電抗阻抗ZT：變壓器阻抗ZT可由短路實驗測得。實驗時，為便于測量，普通將低壓繞組短接，在高壓側(cè)逐步加壓至低壓繞組電流為額定電流，讀取此時高壓側(cè)電壓（表為其與額定電壓比值的百分值）和三相有功功率（單位為kW）。前者稱為短路電壓的百分值，記為US%，后者稱為短路損耗，記為ΔPS。因為電力變壓器激磁電流I0相對較小，從而短路損耗ΔPS近似等于額定電流流過變壓器高低壓繞組時在電阻上產(chǎn)生的損耗（俗稱銅耗，固然有的變壓器繞組用鋁或鋁合金發(fā)明，但仍沿用此名），于是利用三相電路中聞名制表示的基本關(guān)系，有又因電力系統(tǒng)計算中功率以MW為單位，而實驗數(shù)據(jù)ΔPS的單位為kW，故因電力變壓器的阻抗以電抗為主，于是可近似認為短路電壓所有降于電抗上，即故31.2.1.2通過變壓器空載實驗數(shù)據(jù)求變壓器等值電路中的導納和電納導納YT：變壓器導納YT可由空載實驗測得。實驗時，為安全起見，普通將低壓繞組接電源，高壓側(cè)空載。讀取低壓側(cè)電壓為額定值時的空載電流（表為與額定電流比值的百分值）和三相有功功率（單位為kW）。前者稱為空載電流的百分值，記為I0%；后者稱為空載損耗，記為ΔP0。因為空載損耗近似等于變壓器在額定電壓下電導GT中的損耗（俗稱鐵耗），即故因為空載電流幾乎所有流經(jīng)變壓器的電納支路，即式中UPN為額定相電壓。從而31.2.2三繞組變壓器。31.2.2.1計算三繞組變壓器的電阻RT的計算公式與兩繞組時相同，但廠家提供的短路損耗為ΔPS(1?2)、ΔPS(2?3)和ΔPS(3?1)。按電力系統(tǒng)的慣例，此處1代表高壓繞組，2代表中壓繞組，3代表低壓繞組。從而ΔPS(1?2)為第3繞組開路時高壓、中壓繞組舉行短路實驗時的短路損耗，即此時高壓繞組和中壓繞組的功率損耗之和。同理可理解ΔPS(2?3)和ΔPS(3?1)。為求出高壓、中壓和低壓三個繞組的等值電阻，須先求出三個繞組的等值短路功率損耗ΔPS，而這和三個繞組的容量配置有關(guān)。第一種情況；容量比為100/100/100，三個繞組的容量相同。第二種和第三種情況：100/100/50和100/50/100。因其中均有一個繞組的容量為額定容量的50%，從而其額定電流惟獨容量為100繞組額定電流的1/2，需將廠家提供的短路實驗數(shù)據(jù)折算到容量為100的標準情況，因為短路損耗與電流平方成正比，故偶爾廠家只給出一個短路損耗數(shù)據(jù)——最大短路損耗ΔPsmax，其為兩個100%繞組流過額定電流IN，而另一繞組空載時的損耗。此時31.2.2.2計算三繞組變壓器電抗求XT時由廠家提供的短路電壓百分值US(1?2)%、Us(2?3)%和Us(3?1)%均已折算至額定情況，故有再代入公式求取XT應指出，求出的X1、X2和X3中，必有一個值最小，近似為零甚至為一很小的負值，當其為負時并不意味著為容抗，因為它只是數(shù)學上等值的結(jié)果，并無實際的物理意義；且其對應于中間繞組，它和相鄰繞組的漏抗較小，而內(nèi)外兩繞組距較遠，漏抗較大，以至前二者之和小于后者，便浮上負值。三繞組變壓器的三個繞組在羅列時應遵循兩個原則：為便于絕緣，高壓