电力系统分析——第四讲 22-23

1、 上节回顾：上节回顾： 1.双绕组变压器的等值电路图？双绕组变压器的等值电路图？ 2.双绕组变压器的参数计算中，用到的参双绕组变压器的参数计算中，用到的参 数数PK,UK%,P0,I0%分别通过什么实验得到？分别通过什么实验得到？ 3.上题中提到的实验，是如何进行的上题中提到的实验，是如何进行的？ 4.三绕组变压器的等值电路图？三绕组变压器的等值电路图？ 上节回顾：上节回顾： 5.三绕组变压器中当容量比为三绕组变压器中当容量比为1:1:1时，时， 绘制等值电路的计算步骤？绘制等值电路的计算步骤？ 6.三绕组变压器中当容量比为三绕组变压器中当容量比为1:0.5:1时，绘制时，绘制 等值电路的计算

2、步骤？等值电路的计算步骤？ 7.题六相比题五的计算多的步骤为题六相比题五的计算多的步骤为？如何如何 进行？进行？ 第二节第二节 变压器的参数和数学模型变压器的参数和数学模型 l变压器基本知识变压器基本知识 l双绕组变压器的等值电路和数学模型双绕组变压器的等值电路和数学模型 l三绕组变压器的等值电路和数学模型三绕组变压器的等值电路和数学模型 l三绕组自耦变压器的等值电路和数学模型三绕组自耦变压器的等值电路和数学模型 1 1、三绕组自耦变压器的等值电路、三绕组自耦变压器的等值电路 与三绕组变压器相同 2 2、三绕组自耦变压器的参数计算、三绕组自耦变压器的参数计算 电阻、电纳、电导计算电阻、电纳、电

3、导计算 三绕组自耦变压器参数的计算依据与三绕组变压器相 同，电阻、电纳、电导的计算方法也相同。 另外，自耦变压器各绕组的电阻各绕组的电阻不是各绕组的实际电 阻，而是等效电阻，并且可能出现负值可能出现负值的情况，这是自耦变 压器高压绕组和中压绕组之间存在电的直接联系的原因。 电抗计算电抗计算 计算三绕组自耦变压器各绕组的等效电抗时， 未归算未归算的必须将铭牌提供的短路电压先归算到 变压器的额定容量之下额定容量之下，然后再按三绕组变压 器电抗的计算方法进行计算。 短路电压归算公式：短路电压归算公式： 例题讲解例题讲解 P24 P24 例例2-22-2 练习：练习： 三相三绕组自耦变压器的部分技术数

4、据如下：三相三绕组自耦变压器的部分技术数据如下： 额定容量为额定容量为100/100/50MVA100/100/50MVA，额定电压为，额定电压为 10/100/200kv10/100/200kv，空载电流为，空载电流为2%2%，空载损耗为，空载损耗为 100kw100kw。短路电压和短路损耗（未归算）如表所。短路电压和短路损耗（未归算）如表所 示。试绘制此三绕组自耦变压器的等值电路和示。试绘制此三绕组自耦变压器的等值电路和 计算参数。（归算至高压侧）计算参数。（归算至高压侧） 答案：答案： RTRT1 1=0.2,RT=0.2,RT2 2=1,RT=1,RT3 3=3=3 XTXT1 1=1

5、6,XT=16,XT2 2=40,XT=40,XT3 3=40=40 GT=0.25GT=0.25* *1010-5 -5 BT=0.5BT=0.5* *1010-4 -4 第三节第三节 电力线路的参数和数学模型电力线路的参数和数学模型 l电力线路简述电力线路简述 l电力线路的阻抗电力线路的阻抗 l电力线路的导纳电力线路的导纳 l电力线路的数学模型电力线路的数学模型 1.1.输电线路模型输电线路模型 直流稳态 交流稳态 暂态 输电线路等值电路 数学模型 Riu IjX(R) U u dt di LRi 一、电力线路的简述 电力线路按结构可分为电力线路按结构可分为 架空线架空线：导线、避雷线、杆

6、塔、绝缘子和金具等：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电缆电缆：导线、绝缘层、保护层等：导线、绝缘层、保护层等 思考思考：架空线和电缆线的各自特点？：架空线和电缆线的各自特点？ 一一、电力电力线路的线路的简述简述 1 1、架空输电线路、架空输电线路 导线导线 避雷线避雷线 杆塔杆塔 绝缘子绝缘子 金具金具 （1 1）架空线路的导线和避雷线架空线路的导线和避雷线 v架空线路的标号架空线路的标号 例如：LGJ400/50LGJ400/50 表示载流额定截面积为400、钢线额定截面积为 50的普通钢芯铝线。 （1 1）架空线路的导线和避雷线架空线路的导线和避雷线 导线：主要由铝、钢、铜等材料制成导

7、线：主要由铝、钢、铜等材料制成 电性能，机械强度，抗腐蚀能力；电性能，机械强度，抗腐蚀能力； 主要材料：铝，铜，钢；例：主要材料：铝，铜，钢；例：LJ TJ LGJLJ TJ LGJ v为增加架空线路的性能而采取的措施为增加架空线路的性能而采取的措施 目的目的：减少电晕损耗或线路电抗。 多股线多股线 其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层 为6股，第二层为12股，第三层为18股，以此类推 扩径导线扩径导线 人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积不增加载流部分截面积。不同 之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用。 分裂导线分裂导线 又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持 一定的距离

8、。但会增加线路电容。 （2 2） 杆塔杆塔 木塔：较少采用 铁塔：主要用于220kV及以上系统 钢筋混凝土杆：应用广泛 （3 3） 绝缘子绝缘子 针式针式：35KV以下线路 悬式悬式：35KV及以上线路 通常可根据绝缘子串上绝缘子的片数来判断 线路电压等级，一般一个绝缘子承担1 1万万V V左右的 电压。 悬式绝缘子悬式绝缘子 主要用于35kV及以上系统，根据电压等级的高 低组成数目不同的绝缘子链。 棒式绝缘子棒式绝缘子 起到绝缘和横担的作用，应用于1035kV电网。 2.2.架空线路的换位问题架空线路的换位问题 在高压输电线路上，当三相导线的排列不对称 时，各相电抗、电容不同，会出现零序电压

9、，这是 所不希望的。 改善对策改善对策有：三相导线的对称布置对称布置和整换位循环整换位循环。 整换位循环整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线 都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。 2.2.架空线路的换位问题架空线路的换位问题 在高压输电线路上，当三相导线的排列不对称 时，各相电抗、电容不同，会出现零序电压，这是 所不希望的。 改善对策改善对策有：三相导线的对称布置对称布置和整换位循环整换位循环。 整换位循环整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线 都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。 3 3. .电缆线路电缆线路 导体导体 绝缘层绝缘层 保护层保护层 三、架空输电线

10、路的参数三、架空输电线路的参数 1 1、参数类型、参数类型 （1）电阻电阻r0 r0 ：反映线路通过电流时产生的有功功率损耗效 应，实际上就是导体对电流的阻碍作用。 （2）电感电感L0 L0 ：反映载流导体的磁场效应，实际上就是电流 磁场在导线中所产生的感应电动式对电流的阻碍作用。 （3）电导电导g0 g0 ：线路带电时绝缘介质中产生的泄漏电流及导 体附近空气游离而产生有功功率损耗。 （4）电容电容C0C0 ：带电导体周围的电场效应，实际上就是导线 与大地和导线之间的电容。 输电线路的以上四个参数沿线路均匀分布。输电线路的以上四个参数沿线路均匀分布。 2 2、架空输电线路的参数确定、架空输电线

11、路的参数确定 （1 1）电阻）电阻 计算法计算法 式中： 计算时，所采用的导线的电阻率，它比导体材 料的直流电阻率要大，原因如下： 交流集肤效应和邻近效应。 绞线的实际长度比导线长度长23 。 绞线的影响，导线的实际截面比标称截面略小。 铜： 铝： 导线的标称截面，即导线导电部分的截面积， 单位 )/(kmSr )/.(8 .18 2 kmmm )/.(5 .31 2 kmmm S 2 mm 查表法查表法 国内生产的各种型 号导线单位长度的电 阻，已经列表，应用 时，只要根据导线型 号查表即可。 精确计算时的修正精确计算时的修正 导线的电阻与温度有关，表中所给出的数值和计 算所得数值都是导体温

12、度为 时的数值，精确 计算时需进行修正，修正公式 式中 温度修正系数。 铜： 铝： 0 20 )20(1 20 trr t c o /00361. 0 c o /003821. 0 （1）电抗 电抗的物理本质 电抗实际上是线路中电流所产生的与线 路交链的磁通 （包括本相线路的自感磁通和其他两相电流 在本相中所产生 的互感磁通）在线路中所产生的感应电动势 对电流的阻碍作 用。 计算法 单导线每相单位长度电感和电抗： 式中： 为三相导线间的互几何均距， 为导线的计算半径； 为导线材料的相对磁导率； 等效半径； 非铁磁材料的单股线：非铁磁材料的单股线： 非铁磁材料的多股线：非铁磁材料的多股线： 钢芯

13、铝线：钢芯铝线： eq D 3 312312 DDDDeq kmH r D L rm /10) 2 lg6 . 4( 4 1 km r D fx rm /10) 2 lg6 . 4(2 4 1 r r km r D x m /10lg1445. 0 4 1 r rr)771. 0724. 0( rr779. 0 rr)9 . 077. 0( 对于铜（铝）绞线 同杆双回路架空线路的电感与电抗 近似计算时，由于一回路的三相电流在另一回路中的任何一相导线中 产生的互感磁通可忽略不计，所以其电抗的计算同单回路一样。 分裂导线架空线路的电感与电抗 在远距离输电线路中，限制输送容量主要是线路的电抗，为减小电抗 可以通过增加导线截面和缩小导线之间的距离来实现，后者受绝缘限制不能 减小，前者将增加有色金属耗量，且效果也不明显。通常采用的方式是利用 分裂导线，其原理是在 不增加导线实际有色金属耗量的基础上，增加导线 的计算半径 。 1 r kmH r D L m /10)5 . 0lg6 . 4( 4 1 km r D x m /0157. 0lg1445. 0 1 四分四分 裂导裂导 线线 分裂导线的电抗 式中 为分裂导线的等值半径，其值按下式确定。 为分裂导