电力系统分析第2章(123)汇编

1、第二章 电力网各元件的等值电路和参数(cnsh)计算 电力系统正常运行时，三相对称，只研究一相等值电路和参数即可。本章介绍计及了其余两相影响的元件一相等值参数。共六十七页2.1架空(jikng)电力线路的参数1.线路的电阻2.线路的电抗：表示电感。3.线路的电导4.线路的电纳：表示电容。 理想情况(qngkung)下，电力线路是均匀分布参数的电路，也就是说，它的电阻、电抗、电导和电纳都是沿线路长度均匀分布的。线路每km（单位长度）的电阻 、 电抗 、 电导和电纳分别以 表示。（分布参数）共六十七页集中(jzhng)参数：共六十七页1.线路(xinl)的电阻直流电阻:交流电阻:导线交流电阻是由导

2、线直流电阻及其在交流作用(zuyng)下因肌肤效应和临近效应而增大的部分构成。共六十七页1.线路(xinl)的电阻此时：电阻率不是(b shi)各种导体材料原有的电阻率，而是修正以后的电阻率，应考虑到下面三个因素：1)在电力网中，所用的导线和电缆大部分都是多股绞线，绞线中线股的实际长度要比导线的长度长2%3%，因而它们的电阻率要比同样长度的单股线的电阻率大2%3%。2)在电力网计算时，所用的导线和电缆的实际截面积比额定截面积要小些，因此，应将导线的电阻率适当增大，以归算成与额定截面积相适应。3)一般表中的电阻率数值都是对应于20的情况。共六十七页2.线路(xinl)的电抗图2-1分裂(fnli

3、)导线的等效半径共六十七页1.线路(xinl)的电阻分裂导线(doxin)电阻：共六十七页表导线(doxin)材料计算用电阻率和电导率导线材料铜铝/(m/km)188315/(m/m)5332共六十七页2.线路(xinl)的电抗 交流电流流过导体，发生变化时，将引起磁通变化，感应出反电动势，从而(cng r)阻碍电流流动，这个阻碍的能力用电抗来度量。1. 三相（单相）架空线电抗其中，为导体（计算）半径（自几何均矩P14页） 为互几何均矩共六十七页2.线路(xinl)的电抗2.分裂(fnli)导线电抗其中，：为互几何均矩：分裂相数。（一般2-4） ：分裂间距（P14页）共六十七页3.线路(xin

4、l)的电导电导(din do)：由绝缘子串的泄漏电流和电晕现象决定。电晕：高压导线周围的空气电离。电晕临界电压： 分裂导线： 导线水平排列时，边相导线的电晕临界电压 共六十七页3.线路(xinl)的电导中间相导线的电晕临界电压 ：一旦达到或超过临界电压时，电晕现象就会发生(fshng)，将产生电晕损耗 ，再考虑绝缘子的泄漏损耗 ，则总的功率损耗 。从而，电导：三相电晕损耗功率。（s/km） U：线路线电压。（kv）共六十七页3.线路(xinl)的电导因为在导线制造时，已考虑了躲开电晕发生，而线路泄漏(xilu)也很小，所以一般情况下都可设 。共六十七页4.线路(xinl)的电纳1.三相(sn

5、xin)（单相）架空线电纳：2.分裂导线电纳：共六十七页 第二节架空(jikng)线路的数学模型图电力线路(xinl)的单相等效电路一般线路的等值电路：共六十七页1.短线路(xinl)的数学模型图集中(jzhng)参数表示线路的等效电路通常我们认为 共六十七页1.短线路(xinl)的数学模型图短线路(xinl)的等效电路短线路：长度不超过100km的架空线，电纳影响不大，可 忽略 共六十七页2.中等(zhngdng)长度线路的数学模型图中等长度线路(xinl)的等效电路a)一般形式b)G=0形式长度100-300km的架空线，不超过100km的电缆，电纳不能略去，共六十七页3.长线路(xinl

6、)的数学模型图长线路(xinl)的简化等效电路300km的架空线，100km以上的电缆，考虑分布系数。（近似考虑分布系数（修正系数），精确考虑分布系数）（P24页） 共六十七页第三节 变压器的等值电路(dinl)和参数一、等值电路(dinl)RT+jXTGT-jBTRTjXT：一、二次绕组漏抗GTjBT：励磁回路共六十七页图双绕组(roz)变压器等效电路a)T形等效电路b)、c)形等效电路共六十七页共六十七页二、双绕组变压器的参数(cnsh)计算1.电阻(dinz)RT2.电抗XT3.电导GT4.电纳BT短路试验空载试验共六十七页1.电阻(dinz)RT图变压器短路试验(shyn)接线图a)单

7、相等效电路b)三相测试接线图共六十七页变压器的试验数据：短路损耗Ps，短路电压百分值Us%, 空载(kn zi)损耗P0，空载电流百分值I0%，额定电压UN，额定容量SN。 1.电阻RT:注意(zh y)单位！共六十七页注意(zh y)单位！ 2.电抗(dinkng)共六十七页3.电导(din do)GT图变压器空载试验接线图a)单相(dn xin)等效电路b)三相测试接线图共六十七页注意(zh y)单位！3.电导(din do)共六十七页注意(zh y)单位！4.电纳共六十七页注意：VNKV；2）SNKVA；3）折算到哪一侧参数，用相应的额定( dng)电压VN。共六十七页励（激）磁功率(g

8、ngl)表示的变压器等值电路图以励磁(l c)功率表示的变压器形等效电路共六十七页共六十七页三、三绕组变压器参数(cnsh)计算R1+jX1-jBTRT，XT：绕组漏阻抗(zkng)，GTjBT：励磁回路R2+jX2R3+jX3GT共六十七页 三绕组变压器进行短路试验时，依次使某一绕组开路，另两个(lin )绕组按双绕组变压器的方式进行短路试验。由于三个绕组中可能有一个绕组容量较小，短路试验容量将受到其限制。为获得变压器额定容量SN下的等值参数，短路损耗应进行如下折算：励磁回路(hul)参数：共六十七页1.求各绕组(roz)的电阻(RT1、RT2、RT3)（1）三绕组(roz)容量相同共六十七

9、页（2）三绕组容量不同（10010050、10050100）（3）仅提供最大短路(dunl)损耗的情况共六十七页Vs不必(bb)折算。共六十七页2.求各绕组(roz)的电抗(XT1、XT2、XT3)图2-10三绕组变压器绕组的两种排列方式a)升压结构(jigu)b)降压结构(jigu)共六十七页思考题：对于升压变和降压变的X1、X2、X3中哪个可能(knng)为负值？（等值计算电抗）共六十七页计算方法与三绕组变压器相同。应注意：（1）第三绕组容量小，一般接成三角形。（2）需要对短路(dunl)数据进行归算。四、自耦变压器的参数(cnsh)计算共六十七页含理想(lxing)变压器的等值电路图2-

10、11 带有变压比的等值电路五、变压器的 型等值电路(dinl)共六十七页如果略去(l q)励磁支路或另作处理，可表示为图212（a)共六十七页由图（a)得：由上式解出：共六十七页共六十七页令YT=1/ZT，上式变为： 共六十七页变压器的型等值电路的变压原理 三个支路(zh l)的阻抗值之和恒等于零，构成谐振三角形，产生谐振换流，在原、副方间的阻抗上产生电压降，实现变压的作用。共六十七页三绕组(roz)变压器的情况共六十七页电抗器的参数(cnsh)和数学模型图2-8电抗器的图形符号和等效电路a)图形符号b)等效电路共六十七页1.作用：限制短路(dunl)电流2.表达式：共六十七页发电机的参数(c

11、nsh)和数学模型图2-20发电机简化(jinhu)等效电路a)电压源b)电流源共六十七页忽略(hl)电阻，发电机铭牌提供电抗百分值。共六十七页1 标幺制的概念 注意(zh y)： （1）标幺值没有量纲。 （2）所选基准值不同，标幺值不同。 第四节 标幺制共六十七页 采用(ciyng)标幺值进行计算时，第一步的工作是选取各个物理量的基准值。三相电力系统等效为单相时：共六十七页2 基准值的选取 （1）除了要求和有名值同单位外，原则上可以是任意值。 （2）考虑采用(ciyng)标幺值计算的目的。 目的：（a)简化计算。 （b)便于对结果进行分析比较基准值的选取原则：1、单位(dnwi)与有名值相同

12、2、一般选额定值3、满足电路的基本关系共六十七页首选基准值SB,UB，并满足如下要求：其他三个量可有电路关系(gun x)派生：共六十七页虽然在有名制中某物理量在三相系统中和单相系统中是不相等的，如线电压与相电压存在 倍的关系，三相功率(gngl)与单相功率(gngl)存在3倍的关系，但它们在标幺制中是相等的，即有结论：在标幺制中，三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同(xin tn)，线电压与相电压的标幺值相同(xin tn)，三相功率与单相功率的标幺值相同(xin tn)。共六十七页3 不同(b tn)基准值的标幺值间的换算把标幺阻抗还原成有名值：新基准值下的标幺值：电抗器的换算公

13、式：共六十七页4.电力系统(din l x tn)各元件的标幺值1.变压器2.输电(shdin)线路共六十七页4.电力系统(din l x tn)各元件的标幺值3.发电机4.电抗器共六十七页共六十七页1 精确等值电路，含理想变压器 各段分别取基准电压VB(I)、VB(II)、VB(III)，各段的基准功率都选SB。 缺点：应用不便(bbin)，计算复杂。有名值计算： 共六十七页有名(yu mng)值计算：共六十七页标幺值计算(j sun)共六十七页2 精确(jngqu)等值电路，不含理想变压器 选择基准电压之比等于变压器的变比，因此，只选一段的基准电压，其余段可由基准边比确定。例28 缺点：

14、（1）标幺制的实际应用价值降低。 （2）环网（图217）情况下基准值难以选取。共六十七页3 近似计算，不含理想变压器 选各段平均额定( dng)电压作为基准电压，变压器变比的标幺值约等于1。若近似的把变压器变比表示成平均电压之比，则变压器变比的标幺值等于1。 平均额定电压：3.15,6.3,10.5,15.75,37,115,230,345,525(kV) 优点：计算与电路都简单。 缺点：近似计算。 该方法应用最广泛。例29 。例210 共六十七页优点： 1）易于比较电力系元件特性与参数。 2）简化(jinhu)计算公式。 3）简化计算工作。缺点： 1）没有量纲，物理概念不明确。课后习题演示：2-6,2-9,2-10,2-11.5.标幺值的特点(tdin)共六十七页内容摘要第二章。交流电阻:导线交流电阻是由导线直流电阻及其在交流作用下因肌肤效应和临近效应而增大的部分构成。3)一般表中的电阻率数值都是对应于20的情况。/(m/km)