电力系统复习2

1、第二章 电力系统各元件的特性和数学模型一电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部分的特性和数学模型1.发电机组 2.变压器3.电力线路 4.负荷二电力网络的数学模型 变压器的数学模型一 双绕组变压器的参数和数学模型 三相变压器的绕组可以接成星形或三角形。在电力系统稳态分析中，无论绕组的实际连接方式如何，都一概化成等值的Y接线方式进行分析，并且用一相等值电路来反映三相的运行情况。在电力系统中,为了简化起见,常把并联的激磁支路移到变压器的端部(常移到电源侧),形成型等值电路。参数 ， 和 由变压器铭牌上提供的短路实验和空载实验数据，或者由实际实验结果进行计算而得。2121,TTTTTTXXXR

2、RRTGTBNNkkNNTSUUUIUX100%100%32221000NNkTSUPR通过短路实验通过短路实验,我们就得到了双绕组变压器的两我们就得到了双绕组变压器的两个参数个参数 和和 的计算公式的计算公式:TRTX注意注意:公式中各量的单位公式中各量的单位通过短路实验通过短路实验,我们就得到了双绕组变压器的两我们就得到了双绕组变压器的两个参数个参数 和和 的计算公式的计算公式:TGTB201000NTUPG20100%NNTUSIB同样也要注意同样也要注意:公式中各量的单位公式中各量的单位二二 三绕组变压器的参数和数学模型三绕组变压器的参数和数学模型由由电机学电机学知知,三绕组变压器的等

3、值电路如下图所示三绕组变压器的等值电路如下图所示:由上式可解出每一侧绕组的短路损耗由上式可解出每一侧绕组的短路损耗:)(21)(21)(21)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP由此可以得出各侧绕组的电阻为由此可以得出各侧绕组的电阻为:2233222222111000 ,1000 ,1000NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR(2).对于第二类和第三类绕组变压器,当两侧绕组容量不相等时,通常给出的短路损耗是容量较小的一侧达到其额定电流时的数值。因此，对于这三个短路损耗应先将它们折算到对应于变压器

4、额定容量的电流下的短路损耗。例如，对于额定容量比为100/100/50的变压器，如果给出的短路损耗分别为 ，则只有1-2侧的短路损耗对应于变压器的额定电流,而1-3侧和2-3侧对应于额定电流的一半,由于短路损耗与电流的平方成正比,因此,应该先将短路损耗折算到变压器额定容量下的损耗值,计算公式为:)32(2)32()32()31 (2)31 ()31 (4)2(4)2(KNNKKKNNKKPIIPPPIIPP)21 ( KP)31( KP)32( KP然后再由下列公式计算各绕组的电阻然后再由下列公式计算各绕组的电阻)(21)(21)(21)21()32()31(3)31()32()21(2)32

5、()31()21(1kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP2233222222111000 ,1000 ,1000NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR2 电抗电抗对于额定容量比为第一类变压器有:%32)32(31)31(21)21(KKKKKKKKKUUUUUUUUU由上式可得:%)%(21%)%(21%)%(21%)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU由此由此,可得出各绕组得电抗为可得出各绕组得电抗为:NNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX100% ,100% ,100%2

6、33222211第三节 电力线路的参数和数学模型一.电力线路结构简述 电力线路按结构可分为 架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等1.架空线路的导线和避雷线 导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线二二. .电力线路的参数电力线路的参数(一) 电力线路的阻抗 1.有色金属导线架空线路的电阻 有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线 每相单位长度的电阻： 其中： 铝的电阻率为31.5 铜的电阻率为18.8 考虑温度的影响则： Sr1)20(120trrt2 线路的电抗线路的电抗 当三相导线中流过交流电流时,交变磁场使导线产生磁链变化,从而在导线中产生感

7、应电动势。在电力系统稳态分析中，这一感应电动势用电流流过电抗所产生的电压降来代替。在近似计算中，可以取架空线路的电抗为0157. 0lg1445. 01rDxmkm/40. 0（3）分裂导线三相架空线路的电抗）分裂导线三相架空线路的电抗 分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等效地增加了导线半径，从而减少了导线电抗。 分裂导线一般是将每相导线分裂为若干根，布置在正多角形的顶点上，实际应用中分裂数不超过根。 d12d13d23d123ddddd21234二分裂三分裂四分裂可以证明分裂导线的电抗为：可以证明分裂导线的电抗为：根导线间的距离：某根导线与其余1)(0157. 0lg1445. 0113

8、12)1(113121ndddrddddrrnrDxnnnmnneqeqm式中：为分裂导线之间的中心几何均距式中：为分裂导线之间的中心几何均距为分裂根数为分裂根数为分裂导线的等值半径为分裂导线的等值半径mDneqr4232414. 1,4,3,2drdrnrdrnrdrneqeqeq时当时当时当例如：例如：1. 线路的电纳线路的电纳(二) 电力线路的导纳 线路的电纳是由导线之间、导线与大地之间的电容决定的。 在电力系统中，将用一相等值电容来反映本相导线上的在电力系统中，将用一相等值电容来反映本相导线上的电压以及另外两相导线上的电压对这相导线上的电荷的影响。电压以及另外两相导线上的电压对这相导线

9、上的电荷的影响。：6110lg58.7rDbm架空线路的电纳变化不大，一般为kmS/1085. 26 2.架空线路的电导架空线路的电导 线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕 绝缘子串的泄漏：通常很小 电晕：强电场作用下导线周围空气的电离现象 导线周围空气电离的原因：是由于导线表面的电场强度超过了某一临界值，以致空气中原有的离子具备了足够的动能，使其他不带电分子离子化，导致空气部分导电。电晕起始电压或临界电压电晕起始电压或临界电压crU为单位为相电压的有效值，以 KVUrDrmmrDrEUcrmmcrcrlg3 .49ln21采用分裂导线时,电晕临界电压改变为:eqmmcrrDKnrmmUlg

10、3 .4921n:分裂导线根数Km :分裂导线表面的最大电场强度,ndrnKmsin) 1(21三三.电力线路的等值计算电力线路的等值计算1r中等长度线路中等长度线路线路长度在100300Km的架空线路和不超过100Km的电缆线路，电压等级在110220Kv。等值电路为:Z2Y2Y1U2U1I2I1三、标么值及其应用三、标么值及其应用1.标么值的定义标么值: 标么值是一种相对值,它是某种物理量的有名值与所选取的与有名值同单位的基准值之比。选三相功率 和线电压 为基准值，然后根据关系求出每相阻抗，导纳，和线电流的基准值。BSBUBBBBBBBBSUUSUIUZ233321BBBBUSZYBBBU

11、SI3电压等级归算电压等级归算（1）有名值的电压等级的归算对多电压级网络,都需要将参数或变量归算至同一电压级基本级。通常选取网络中最高电压为基本级。2321.)(kkkRR2321.)(kkkXX2321).1(kkkGG2321).1(kkkBB.)(321kkkUU).1(321kkkII（2）标么值的电压等级归算在多电压网络中,标么值的电压归算有两种方法 将网络各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值都归算到基本级，然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压和电流的基准值。将未经归算的各元件阻抗，导纳，以及网络中各点电压，电流的有名值除以由基本级归算到这些量所在电压级的阻抗，导纳，电压，电流基