电力系统的等值网络.ppt

第二章 电力系统的等值网络,本章主要介绍输电线路结构、线路和变压器的等值电路以及参数计算，然后介绍具有多个电压等级的电力网等值电路的形成，另外，介绍标么制及其算法。,2019/6/8,2,第一节 电力线路的结构,2019/6/8,3,导线-传导电流，担任传送电能的任务。 铝绞线，钢芯铝绞线，合金绞线、钢绞线 避雷线-将雷电流引入大地，保护电力线路免 遭直击雷的破坏 杆塔-支撑导线和避雷线，使导线与导线、导 线与大地保持一定的安全距离 绝缘子-使导线和杆塔之间保持足够的绝缘距离 金具-连接导线，使导线固定在绝缘子上，并将 绝缘子固定在杆塔上。,2019/6/8,4,架空线路的材料-铜、铝和铝合金 避雷线的材料-钢线 钢芯铝绞线： LGJ-普通钢芯铝绞线，铝/钢的截面比为5.36.1; LGJQ-轻型钢芯铝绞线, 铝/钢的截面比为7.68.3; LGJJ-加强型钢芯铝绞线, 铝/钢的截面比为44.5; 例如：LGJ240 表示普通钢芯铝绞线，其铝部分的截面积为240mm2 分裂导线的作用：减少导线的电晕损耗 减少导线的电抗,2019/6/8,5,2019/6/8,6,档距-架空线路相邻杆塔间的水平距离 钢筋混凝土杆-150400米 （110KV220KV） 铁塔-150500米 弧垂-导线的最低点与悬挂点之间的垂直距离 架空线对地的最小距离（居民区）： 35110KV-7米 154220KV-7.5米 330KV-8.5米 线间距离 ：380/220V：0.61米 610KV： 0.81.5米 110KV： 34.5米 220KV：57.5 330KV：610米,2019/6/8,7,绝缘子：用来支持和悬挂导线并使其与杆塔绝缘的元件 瓷质、玻璃质、硅橡胶 架空线绝缘子 针式绝缘子： 35KV及以下 悬式绝缘子：35KV以上 35KV-3片 220KV-13片 60KV-5片 330KV-19片 110KV-7片 500KV-24片,2019/6/8,8,金具 -组装架空线的各种金属部件的总称 悬垂线夹 耐张线夹 接续金具 联结金具 保护金具,2019/6/8,9,-由于三相导线在杆塔上的排列常常是不对称的，将使三相导线的感性和容性电抗不对称，为此在线路上每隔一定距离将三相导线进行轮流变换位置，称为换位。,换位的目的,2019/6/8,10,第二节 电力线路的参数及等值电路,架空线路参数 分别用电阻r1、电抗x1、电纳b1、电导g1表示线路单位长度的参数。,2019/6/8,11,1、线路电阻,使导线消耗有功并发热，造成电压降落。,（/km）,r1-每相导线单位长度的电阻， -导体材料的电阻率 S-导体的额定截面积,2019/6/8,12,2、线路电抗,当交流电流通过时，产生电抗压降并消耗无功功率。,2019/6/8,13,2019/6/8,14,3、线路电纳,由于输电线路运行时各相间和相对地间都存在电位差，因而相间和相对地间有电容存在。,（S/km）,b1-每相单位长度的容纳 一般架空线路的b1典型值为3*10-6（s/km）,2019/6/8,15,4、线路电导,输电线路在输送功率时，在周围的绝缘介质中还会产生电晕损耗和绝缘子串的泄露损耗。,2019/6/8,16,电晕产生的原因： 导线表面的电场强度高于产生电晕的临界电场强 避免电晕的措施： 对不同电压等级的架空线限制其导线直径不小于某个最小值。 （66KV及以下的架空线路不必校验其最小直径） 采用分裂导线或扩径导线。 电晕的危害： 电晕不仅损耗有功功率，还产生噪音，空气放电时产生的脉冲电磁波对无线电通信、电视接收等产生干扰，使导线表面发生腐蚀，降低导线的使用寿命。,2019/6/8,17,5、输电线路的等值电路,说明： 线路的四个参数实际上是沿线路均匀分布的，为简化计算，工程上按照线路的长度，将其分为短线路、中等长度线路、长线路，对短线路、中等长度线路，用集中参数等值电路表示，对长线路计及分布参数的特性。,2019/6/8,18,1）短线路,长度不超过100km的架空线路，线路电压不高时可略去电纳B，Z=R+jX,2019/6/8,19,2）中等长度线路,长度在100300km之间的架空线和不超过100km的电缆线路。采用“”或“T”形等值电路表示。其中“”形等值电路在工程中的应用较广。,2019/6/8,20,3）长线路,长度超过300km的架空线路和长度超过100km的电缆线路。 工程上如果只要求计算线路的始末端电压、电流和功率，仍可采用集中参数来表示，其中线路的总电阻、总电抗、总容纳用修正系数来修正。,2019/6/8,21,第三节 变压器的参数和等值电路,作用：电能经济传输、合理地分配和安全使用 按相数分：单相变压器、三相变压器。 按每相绕组数分：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器等。 变压器结构 绕组：原边绕组（一次）、副边绕组（二次） 铁心,2019/6/8,22,1、双绕组变压器的等值电路,双绕组变压器的等值电路：用一相表示，反映励磁支路的导纳接在电源侧，有时为了简化计算，略去变压器的导纳。,2019/6/8,23,电阻（一、二次绕组总的电阻）,2019/6/8,24,电抗（一、二次绕组总的电抗）,2019/6/8,25,电导（铁芯损耗）,2019/6/8,26,电纳（励磁特性）,注意：上述计算结果是指归算到某一电压侧的值，公式中代入哪一侧的电压，就是归算到哪一侧的参数。,2019/6/8,27,2、自耦变压器等值电路,自耦变压器的等值电路和参数与普通变压器基本相同。,三绕组自耦变压器 低压绕组独立，一般接成三角形，其容量小于变压器容量。 高压和中压绕组一般接为Y型，中性点直接接地。 自耦变压器短路试验中， 高低、中低间的数据 （短路损耗和短路电压百 分数）需先进行折算，再 进行计算。,2019/6/8,28,3、电力变压器的结构及铭牌参数,变压器的型式： 普通、自耦变、分裂变 油浸式、干式 三相、单相 双绕组、三绕组 有载调压、普通(不能有载调压) 接线组别 冷却方式,2019/6/8,29,结构： 铁芯、绕组、油箱、引出线、绝缘套管、分接开关、冷却系统、保护装置 铭牌参数： 额定容量、额定电压、短路电压百分值、空载电流百分值、短路损耗、空载损耗等,2019/6/8,30,变压器,型号,注：自耦变作升压用时，O列在型号后，作降压用时O列在型号前,2019/6/8,31,变压器的短路试验： 将一侧绕组短路，另一侧绕组施加电压，使短路一侧的电流达到额定电流，此时，测得变压器的有功功率损耗为短路损耗。 短路损耗-由于短路试验时施加的电压比额定电压小得多，故铁损很小可略去不计，则短路损耗近似等于变压器的绕组通过额定电流时在一、二次绕组电阻上产生的铜损，由此可计算变压器的一、二次绕组的等值电阻。 短路电压百分数-变压器绕组中通过额定电流时在阻抗上产生的电压降相对于额定电压的百分数，由于大型变压器的电抗远大于电阻，由此可计算变压器的一、二次绕组的总的等值电抗。,2019/6/8,32,变压器的空载试验： 变压器的一侧开路，另一侧加额定电压，测得变压器的有功损耗即空载损耗，空载电流对额定电流的百分数即空载电流百分数。 空载损耗-空载电流相对于额定电流小得多，空载时绕组上的功率损耗很小，因此近似认为变压器的空载损耗为铁芯损耗，用电导表示，故由空载损耗可计算变压器的等值电导。 空载电流百分数-变压器的空载电流中包含有功分量和无功分量，与空载损耗对应的是有功分量，与励磁功率对应的是无功分量，由于有功分量很小，因而无功分量和空载电流近似相等，由此可计算表示变压器励磁特性的参数电纳。,2019/6/8,33,第四节 电力系统的等值网络,建立多电压等级电力网的等值电路，必须将各元件的参数以及这些元件所处电压等级的电流、电压由所在电压等级归算到同一电压等级。 基本级 通常取电力网中最高电压级为基本级。,2019/6/8,34,电力系统的标称电压 3、6、10、35、60、 110 、220、330、500、750 KV 电力系统的最高电压 3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、 363、550、800 KV,2019/6/8,35,不同标称电压下的合理传输距离和传输功率范围 标称电压(KV) 输送 输送功率(KW) 输送距离(Km) 0.22 架空线 小于50 0.15 0.22 电缆 小于100 0.2 0.38 架空线 100 0.25 0.38 电缆 175 0.35 3 架空线 1001000 31 6 架空线 2002000 103 6 电缆 3000 小于8 10 架空线 2003000 205 10 电缆 5000 小于10 35 架空线 200010000 5020 110 架空线 1000050000 15050 220 架空线 100000500000 300200 330 架空线 2000001000000 200600 500 架空线 10000001500000 3001000,2019/6/8,36,标么值,有名值：以实际数字和明确单位表示其量值。 标么值 标么值是一个相对值，本身无单位； 基准值为与实际值同单位的量。基准值不同，标么值也不同。,2019/6/8,37,选定电压、电流、功率、阻抗和导纳的基准值为Uj、Ij、Sj、Zj、Yj时,2019/6/8,38,基准值的选择 原则上是任意的。但通常选取某设备的额定值或整个系统选取一个便于计算的共同基准值。 基准值Sj、 Uj、Ij、Zj、Yj之间满足基本电路关系即功率方程和欧姆定律,2019/6/8,39,标么制的优点 三相计算公式与单相相同，省去了3。 大大简化了计算。 各型号设备参数便于比较，易于识别设备性能。 容易对计算结果分析、比较和判断。 缺点：无量纲，