电力系统分析第2章

1、第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 第二章 系统元件的等值电路和参数计算 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。 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 第一节 架空输电线的等值电路和参数 一、输电线的等值电路 对于长度不超过300Km的输电线，采取型等值电路 即可满足精度要求。 Z=R+jX jwcY 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 输电线的型等值电路中，R对应其有功功率损耗， X对应通电导线的磁场效应，C对应输电

2、线对地的电场 效应。由于输电线在设计时避免了电晕现象的发生，其 对地电导G0。 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 1、电阻的计算 s r 0 导线的电阻率，对于铜导线：18.8 ； 对于铝导线：31.5 。 kmmm / 2 kmmm / 2 S导线载流部分的标称截面积，单位： 。 2 mm 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 2、电感的计算： 根据电磁场理论的基本知识， i L ， B AB AB i M 对于非铁磁材料制成的圆柱形导线， 单导线自感： 平行导线间互感： mH D l L s /)1 2 (ln 2 0

3、 mH D l M/) 1 2 (ln 2 0 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 其中， DS导线的自几何均距 4 1 reDS 单股线： 铝绞线： 钢心铝绞线： rDs)771. 0724. 0( rDs)9 . 077. 0( 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 对于三相输电线路： 1）对称布置时： a s aa s cbaa i D D i D l i D l iiMLi ln 2 )(1 2 (ln 2 ) 1 2 (ln 2 )( 0 00 所以， acb S a LLL D D L,ln 2 0 其中，D为三

4、相轴线间距。 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 2) 三相不对称布置时 将采取换位技术，使得三相电感一致。 1 2 3 D12 D23 D31 位置1 位置2 位置3 A B C C A B B C A 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 分别列写三段中a相磁链的表达式，并求平均，可得各相平 均电感： s eq cba D D LLLln 2 0 其中，三相导线互几何均距 3 312312 DDDD eq 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 电力系统中，220KV以上的输电线长采取分裂

5、导线。具体 说来，220KV线路不分或双分，330KV线路双分裂，500KV 线路三分裂或四分裂，如图示： 双分、三分和四分裂导线的自几何均距分别定义为： 4 3 3 2 ,dDDdDDdDD SsbSsbSsb d d d d: 分裂间距 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 分裂导线的等值电感按下式计算： sb eq D D Lln 2 0 输电线的等值电抗可以统一表达为： km DD D x sbS eq / )( lg1445. 0 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 讨论： 1）由于DsbDS,分裂导线等值电抗较小

6、，所以超高压输 电线常采取分裂导线； 2) 导线间距、导线截面的尺寸会影响Deq，Ds，Dsb等的 数值，从而影响输电线的等值电抗大小，但由于它们均 位于电抗表达式的对数符号内，故影响不显著。 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 分裂导线的等值电容： 3、电容和电纳的计算： 三相输电线等值电容：kmF r DD C eq /10 )( lg 0241. 0 6 kmF r D C eq eq /10 lg 0241. 0 6 其中，req为分裂导线的等值半径，对于双分、三分和四分 裂导线： 4 332 2,drerdrrdr eqeqeq 第二章第二章 系统

7、元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 等值电纳： kmS r D fcCb eq eq /10 lg 58.7 2 6 类似地，分裂导线的等值电容和等值电纳较大。 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 第二节 变压器的等值电路和参数 一、双绕组变压器 RT+jXT GT -jBT RTjXT：一、二次绕组漏抗 GTjBT：励磁回路 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 Ps短路损耗（KW） Vs短路电压百分数 P0空载损耗（KW） I0空载电流百分数 TNs RIP 2 3 100 3 100 3 % N TN

8、 N TN S V XI V ZI V TN GVP 2 0 100 3 100 3 % 0 N TN N TN I BV I YV I 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 所以， s V SI X s V P G S VV X S VP R N N T N T N NS T N NS T 3 2 0 3 2 0 3 2 3 2 2 10 100 % 10 10 100 % 10 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 注意：注意： VNKV； 2）SNMVA； 3）折算到哪一侧参数，用相应的额定电压VN。 第二章第二章 系统

9、元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 二、三绕组变压器 R1+jX1 -jBT RT，XT：绕组漏阻抗，GTjBT：励磁回路 R2+jX2 R3+jX3 GT 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 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： s V SI B s V P G N N T N T 3 2 0 3 2 0 10 100 % 10 励磁回路参数： 第二章

10、第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 2 3 )13()13( 2 32 )32()32( 2 2 )21()21( )( ) ,min ( )( N N ss NN N ss N N ss S S PP SS S PP S S PP 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 2 2 2 )21()32()13( 3 )13()32()21( 2 )32()13()21( 1 sss s sss s sss s PPP P PPP P PPP P )3,2,1(10 3 2 2 i S VP R N NSi i 则 第二章第二章 系统元

11、件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 Vs不必折算。 3 2 )21()32()13( 3 )13()32()21( 2 )32()13()21( 1 10 100 % 2 % % 2 % % 2 % % N NSi i sss s sss s sss s S VV X VVV V VVV V VVV V 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 第三节 标幺制 一、概念 有名制：用实际有名单位表示物理量的单位制系统。 标幺制：用相对值表示物理量的单位制系统。 基准值 实际有名值 标幺值 标幺值无单位，基值不同时，物理量的标幺值也相应变 化。 BBB

12、B Z Z Z S S S V V V I I I * , 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 二、基准值的选取 三相交流电路中， ，所以V，I，Z，S四个 电气量的基值中选定其中两个，其余相应可得。一般选定 SB（100MVA）,VB,于是 ： IZV VIS 3 3 B B B B B B B B S V I V Z V S I 2 3 , 3 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 三、计算公式 多电压等级网络中，有名制的主要问题在于参数的折算， 对于图示电力系统： 折算到VI时， )()( 2 2 2 1 2 2 2

13、11CRTTTLTTG XXKKXXKXXX KT1：1KT2：1 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 标幺制中，取统一SB，并为每一电压等级规定VB（VB1， VB2，VB3），相应地每一电压等级阻抗基值为： B Bi Bi S V Z 2 （i=1，2，3） 若取相邻电压等级基准电压之比等于变压器变比，则所有 变压器变比标幺值 。而且，由于各电压等级电抗基 值之比相应电压基值之比的平方，在标么制电抗的计算中 就不必再考虑折算问题了，以XL为例： 1 K B BI LT B B L S V XK S V X 2 2 1 2 第二章第二章 系统元件的等值电路

14、和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 实际上，回路中有多个电压等级时，上述VB取值很难 全部满足要求。如：前述系统中，若VN110KV，VN2 110KV，VN310KV时，KT110.5/121KV，KT2 110/11KV，若取VB110.5KV，则VB2121KV，相应VB3 121/11011=12.1KV,10KV电压等级居然出现了两个不同 的VB。 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 工程计算中常采取以下近似计算： 1）VB1.05VN （3.15，6.3，10.5，15.75，37，115， 230，345，525KV）； 2) 认为变压器的额定变比等于相邻电压等级基准电压之比, 即： ； 3）发电机、变压器、电抗器的技术数据中常给出： 即：元件额定参数的标幺值，必须将其换算至系统统一的 SB，VB下，忽略元件额定电压与相应电压等级VB的差异，