电力系统分析课件 2.第二单元 电力系统各元件的数学模型

电力系统分析§2-1

电力线路的数学模型第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

§2.1知识点：§2.1重点：§2.1难点：1.电力线路参数（R、X、G、B）2.电力线路等效电路（三种）电抗、电导描述1.电力线路参数（R、X、G、B）2.电力线路等效电路（三种）第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

一、电力线路的参数电阻（R）、电抗（X）、电导（G）和电纳（B）描述电力线路（架空线路和电缆线路）的参数有四个？工程中常用r1、x1、g1、b1表示。【注意】单位！r1—Ω/kmx1——Ω/kmg1——S/kmb1—S/km例如：LGJ-185，Dm=5m，则查P239表A-4可得：

r1=0.17Ω/kmX1=0.409Ω/km

（一）架空线路的电阻电阻是反映线路通过电流时产生的有功功率损耗效应，即反映导线热效应参数！导线电阻由电阻定律可得：

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课题一电力线路的数学模型

（一）架空线路的电阻工程计算中，各种型号导线的电阻值可以直接从有关的手册中查到。则查P239表A-4可得：r1=0.17Ω/km。例如：某线路采用LGJ-185，长度100km，求R=？用公式计算：比较∴100km总电阻R=17Ω。第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型理论计算值比查表值要略小？

（二）架空线路的电抗电力线路的电抗是反映当导线通过交流电流时，在导线周围产生的交变磁场效应。1.单导线的电抗式中：为三相导线的几何平均距离(mm)，r为导线半径(mm).

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课题一电力线路的数学模型

1.单导线的电抗DDDcbaacbDD

三相导线的排列a）正三角形排列

b)水平排列Dm，称为几何均距，定义：例如：三相导线正三角排列或者水平排列，几何均距分别为多少？a）Dm=D，b）Dm=1.26D。第二单元电力系统各元件的数学模型

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1.单导线的电抗工程计算中，查附表A-3~5可得各种型号导线的电抗值。例如：LGJ-185，Dm=5m的x1？查表A-4得：x1=0.409Ω/km。【注意：高压线路电抗值大大于电阻值！】工程计算中，如何获得？第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

1.单导线的电抗∵线路电抗与几何平均距离Dm、导线半径r为对数关系，∴导线在杆塔上的布置和导线截面积的大小对线路电抗的影响不大。在工程计算中，对于高压架空电力线路，一般近似取x1=0.4Ω/km。Dm、r对导线电抗大小的影响？1）Dm越小，r越大，X1越小！2）改变Dm、r大小，对X1

影响？第二单元电力系统各元件的数学模型

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2.分裂导线的电抗分裂导线改变了导线周围的电场分布，等效地增大了导线的半径，从而可以减少导线表面的电场强度，避免在正常运行情况下发生电晕。式中，req为分裂导线的等值半径；n为每相分裂导线的根数。分裂导线每相单位长度的电抗为例如：四分裂导线，其等值半径为：第二单元电力系统各元件的数学模型

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（三）架空线路的电导电导是用来反映绝缘介质中泄漏电流和导线电晕所引起的有功功率损耗。正常情况下，泄漏电流很小，可以忽略。因此，电导主要由导线电晕的有功功率损耗所决定。何谓泄漏电流？第二单元电力系统各元件的数学模型

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（三）架空线路的电导电晕：在高电压的情况下，当导线表面的电场强度超过空气中O2分子的击穿场强时，O2分子发生游离，从而产生放电现象。这时在导线附近能听到“咝咝”放电声和闻到臭氧味，夜间还可看到紫色的晕光。123第二单元电力系统各元件的数学模型

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（三）架空线路的电导1.增大导线（导体）截面；例如采用分裂导线、加装均压环等）2.使导体表面光滑。防止电晕的措施：均压环八分裂导线第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

1.增大导线（导体）截面；（例如采用分裂导线、加装均压环等）2.使导体表面光滑圆润。防止电晕的措施：均压环均压环均压环第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

（三）架空线路的电导由实验和运行经验可知：1）一般110kV以下的架空线路和35kV以下的电缆线路不发生全面电晕。2）110kV及以上的架空线路和35kV及以上的电缆线路，在电力系统的规划设计中，不允许线路发生全面电晕。所以：在一般电力系统计算中，通常可忽略电晕损耗，即可得g1=0

。第二单元电力系统各元件的数学模型

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（四）架空线路的电纳三相输电线路每相单位长度等效对地电容？电纳反映了导线带电时，在其周围介质中建立的电场效应。第二单元电力系统各元件的数学模型

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（四）架空线路的电纳在工频50Hz下，架空线路单导线每相单位长度的电纳为:在工程中，已知导线型号和几何均距，查相关手册可得线路单位长度电纳值。例如已知线路采用LGJ-185，导线几何均距为5m，查附表A-6.

可得线路容纳：第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

二、电力线路的数学模型指线路额定电压为110kV以下，长度不超过100km的架空线路，电纳的影响不大时，可认为是短电力线路。【注意】短电力线路由于电压不高，忽略电导和电纳的影响。1.短电力线路（地方网）一字型等效电路第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

二、电力线路的数学模型额定电压为110～220kV，长度为100～300km的架空线路和不超过100km的电缆线路。2.中等长度电力线路（区域网）π型等效电路第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

二、电力线路的数学模型一般长度超过300km的架空电力线和超过100km的电缆电力线路称为长线路。对于长线路，需考虑线路的分布参数特性。3.长线路的等值电路(远距离输电网）链型等效电路第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型第二单元电力系统各元件的数学模型

课题一电力线路的数学模型

§2.1知识点

电力系统分析§2-2

变压器的数学模型第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

§2.2知识点：§2.2重点：§2.2难点：

三绕组变压器参数计算

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课题二

变压器的数学模型

一、双绕组变压器的数学模型（一）双绕组变压器的等效电路

一、双绕组变压器的数学模型（一）双绕组变压器的等效电路RTjXT-jBTGT

双绕组变压器的等效电路（Γ形）

Γ型等效电路第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

一、双绕组变压器的数学模型(二)双绕组变压器的参数计算变压器铭牌即身份证！第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

(二)双绕组变压器的参数计算变压器短路（或负载）试验（高压侧）在IN下：短路损耗（或负载损耗）ΔPk

、短路电压（或阻抗电压）百分数Uk%。RTjXT-jBTGT

双绕组变压器的等值电路（Γ形）第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

(二)双绕组变压器的参数计算变压器空载试验（低压侧）在UN下：空载损耗ΔP0

、空载电流百分数I0%.RTjXT-jBTGT

双绕组变压器的等值电路（Γ形）第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

(二)双绕组变压器的参数计算电阻

RTjXT-jBTGT双绕组变压器的等值电路（Γ形）可得2.电抗可得第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

(二)双绕组变压器的参数计算可得RTjXT-jBTGT双绕组变压器的等值电路（Γ形）3.电导

4.电纳可得第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

二、三绕组变压器的参数计算jXT3RT3jXT2RT2jXT1RT1-jBTGT三绕组变压器的等值电路（一）三绕组变压器的等值电路励磁回路参数与双绕组变压器相同！第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

1.电阻RT1、RT2、RT3三绕组变压器三个绕组容量比：第Ⅰ种为100/100/100，即三个绕组容量都等于变压器额定容量；第Ⅱ种为100/100/50，即第三绕组的容量仅为变压器额定容量的50％；第Ⅲ种为100/50/100，即第二绕组的容量仅为变压器额定容量的50％。不同容量比：主要为了节省材料！1）容量比为100/100/100的第Ⅰ类变压器。制造厂提供的各对绕组间的短路损耗为ΔPk(1-2）、ΔPk(2-3）、ΔPk(3-1）第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

1）容量比为100/100/100的第Ⅰ类变压器解得：可得第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

2）容量比为100/100/50的第Ⅱ类变压器则归算到IN下的短路损耗为：3)容量比为100/50/100的第Ⅲ类变压器与2）类似第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

2.电抗XT1、XT2、XT3可得不同容量比变压器短路试验电抗百分数已折算！不同容量比普通变压器只需折算短路功率！自耦变压器短路电压百分数和短路功率均需要折算！第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型第二单元电力系统各元件的数学模型

课题二

变压器的数学模型

§2.2知识点

电力系统分析§2-3发电机和负荷的数学模型第二单元电力系统各元件的数学模型

课题三发电机和负荷的数学模型

§2.3知识点：§2.3重点：§2.3难点：1.发电机数学模型2.负荷的数学模型发电机数学模型（稳态、暂态、次暂态）发电机数学模型（稳态、暂态、次暂态）第二单元电力系统各元件的数学模型

课题三发电机和负荷的数学模型

一、发电机的数学模型发电机的铭牌：

一、发电机的数学模型按百分数的定义有：发电机电抗（有名值）：1.发电机的电抗第二单元电力系统各元件的数学模型

课题三发电机和负荷的数学模型2.发电机的等效电路发电机的等值电路a）电压源形式b）电流源形式jXGjXG电抗也可用同步电抗(稳态电抗)、暂态电抗、次暂态电抗表示，即表示。三峡电站600MW机组参数

二、负荷的数学模型jXLRLa）用恒功率表示负荷b）用恒定阻抗或导纳表示负荷第二单元电力系统各元件的数学模型

课题三发电机和负荷的数学模型可分为：稳态模型和动态模型，一般用稳态模型表示。第二单元电力系统各元件的数学模型

课题三发电机和负荷的数学模型

§2.3知识点

电力系统分析§2-4电力网络的数学模型及标幺制第二单元电力系统各元件的数学模型

课题四电力网络的数学模型及标幺制

§2.4知识点：§2.4重点：§2.4难点：1.标幺值定义2.基准值选择3.标幺值优点4.标幺值计算公式标幺值优点1.标幺值优点2.标幺值计算公式

一、电力网络的数学模型1．某系统一次接线图如下2．画出系统等效电路图第二单元电力系统各元件的数学模型

课题四电力网络的数学模型及标幺制

二、标幺制及应用问题提出？电力系统不同电压等级下各元件参数如何表示？1．标么制的概念2．基准值的选择例如：某节点电压为10.5kV，若基准值取10kV，则其标幺值为1.05选择原则：第二单元电力系统各元件的数学模型

课题四电力网络的数学模型及标幺制

SB取ΣSN，或者100MVA、1000MVA等常数；UB一般选取各级UN或Uav平均额定电压。近似计