第02章-电力网各元件的等值电路和参数计算.ppt

1、Huazhong University of Science and Technology,电力系统分析 ( I ),石东源,2012-2013学年度第一学期,2-1 架空输电线路的参数,2-2 架空输电线路的等值电路,第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,2-3 变压器的等值电路和参数,2-4 标幺制,一相等值电路的概念,三相对称：正常稳态或者应用对称分量法 星 三 角 变 换：三角形电路星形电路 一相等值参数：计及其余两相影响（比如相间互感） 运行变量：线电压，线电流，三相功率；,相间互感,星三角变换,图2-1单位长线路一相等值电路,电阻：载流导线有功损耗 电感：载流导线磁场效应 电导

2、：带电线路绝缘泄漏 及电晕损耗 电容：带电线路电场效应,2-1 架空输电线路的参数,2-1 架空输电线路的参数,1.电阻,交流电阻直流电阻 集肤效应和邻近效应 多股绞线 标称截面积实际截面积 与温度有关,直流电阻,2-1 架空输电线路的参数,2.电感基本算式,（1）自感,（2）互感,请参考附录 I,Ds：圆柱形导线的自几何均距,D：两平行导线轴线间距离,非铁磁材料的单股线：,非铁磁材料的多股线：,钢芯铝线：,2-1 架空输电线路的参数,2.电感对称三相输电线路等值电感,2-1 架空输电线路的参数,2.电感不对称三相线路,导线间互几何均距,关于输电杆塔请参考： ,：导线换位,2-1 架空输电线路

3、的参数,2.电感分裂导线,实际特高压八分裂线路 八分裂导线间隔棒,2-1 架空输电线路的参数,2.电感分裂导线对线路参数的影响,Dsb ：分裂导线的自几何均距，与分裂根数和间距有关,d : 分裂间距,二分裂：,四分裂：,六分裂：,2-1 架空输电线路的参数,2.电感输电线路等值电抗,单导线线路：0.4/km；二分裂导线：0.33 /km，三分裂导线：0.30 /km，四分裂导线：0.28 /km。,钢导线线路：集肤效应，磁导率随电流变化，电阻电感呈现非线性，只能通过试验测定其特性，根据电流值确定其阻抗,2-1 架空输电线路的参数,3.电导,架空输电线路的电导是用来反映泄漏电流和空气游离（电晕）

4、所引起的有功损耗的一种参数 一般线路绝缘良好，泄漏电流很小，主要考虑电晕现象引起的功率损耗 合理设计绝缘水平降低泄漏电流 增大导线半径或者采用分裂导线减少电晕损耗 一般的电力系统计算中取 g0 0,2-1 架空输电线路的参数,4.电容基本算式,电容反映导线带电时在其周围介质中建立的电场效应 若周围介质的介电系数为常数，则导体所带的电荷 q 与导体的电位 v 将呈线性关系。 导体的电容为：,2-1 架空输电线路的参数,4.电容基本算式,任意点P的电位,导体A表面电位,导体电容：,选导线间距中点为零电位参考点,+q,-q,dO2,d1,d2,dO1,2-1 架空输电线路的参数,4.电容三相线路一相

5、等值电容,经过整循环换位的三相线路，一相等值电容：,2-1 架空输电线路的参数,4.电容三相线路一相等值电容,经过整循环换位的三相线路，一相等值电容：,0,4.电容三相线路的一相等值电纳,各种线路的电纳值变化不大。 单导线线路：大约为2.810-6S/km左右；分裂导线线路，当每相分裂根数分别为2根,3根和4根时，分别约为3.410-6 S/km， 3.810-6 S/km,和 4.110-6 S/km。,2-1 架空输电线路的参数,2-2 架空输电线路的等值电路,1.长线等值电路,2-2 架空输电线路的等值电路,2.输电线路方程式,2-2 架空输电线路的等值电路,3.输电线路方程式通解,2-

6、2 架空输电线路的等值电路,4.波阻抗/特性阻抗和传播常数,2-2 架空输电线路的等值电路,x = 0,5. 方程式边界条件及系数A1、A2,2-2 架空输电线路的等值电路,重写方程式通解,2-2 架空输电线路的等值电路,6.输电线路二端口网络方程,2-2 架空输电线路的等值电路,7.输电线路集中参数等值电路,2-2 架空输电线路的等值电路,7.输电线路型等值电路,2-2 架空输电线路的等值电路,8.输电线路型等值电路的参数,修正参数， 单个型等值电路 500600km线路,精确参数,近似参数， 单个型等值电路 200300km线路,2-3 变压器等值电路及参数,1.双绕组变压器等值电路及参数

7、,RT - PS -短路损耗 XT - VS% -短路电压百分比 GT - P0 空载损耗 BT - I0% -空载电流 k12 - V1tN/V2N,2-3 变压器等值电路及参数,1.双绕组变压器等值电路及参数,2-3 变压器等值电路及参数,2.三绕组变压器等值电路及参数短路试验,V,IN,IN,三绕组容量比100/100/100,I3N,I2N,I3N,I2N,2-3 变压器等值电路及参数,V,0.5IN,0.5IN,V,0.5IN,0.5IN,三绕组容量比100/100/50,2.三绕组变压器等值电路及参数短路试验,2-3 变压器等值电路及参数,三绕组容量比SN/S2N/S3N,2.三绕

8、组变压器等值电路及参数短路试验,三绕组容量比SN/SN/SN,2-3 变压器等值电路及参数,R1R2R3,VS1%VS2%VS3%,X1X2X3,PS1PS2PS3,PS(1-2)PS(1-3)PS(2-3),VS(1-2)%VS(1-3)%VS(2-3)%,三绕组变压器绕组排列,2.三绕组变压器等值电路及参数,升压变压器,降压变压器,2-3 变压器等值电路及参数,3.变压器型等值电路,2-3 变压器等值电路及参数,原副方电压电流：实际值谐振三角形：阻抗和为零谐振环流：实现电流变换串联阻抗压降：实现变压,3.变压器型等值电路,2-3 变压器等值电路及参数,三绕组变压器,3.变压器型等值电路,2

9、-4 标幺制,1. 标幺制的概念,2-4 标幺制,2. 基准值的选取单相电路,2-4 标幺制,2. 基准值的选取三相电路,2-4 标幺制,3. 不同基准值的标幺值间的换算,额定标幺电抗,有名值电 抗,统一基准下的标幺电抗,2-4 标幺制,4. 多级电压网络中元件参数标幺值计算,VB(I),VB(II),VB(III),2-4 标幺制,4. 多级电压网络中元件参数标幺值计算,基准变比,2-4 标幺制,4. 基准值选取方法,VB(I),VB(II),VB(III),电力系统的基本概念额定电压,单位：kV,目前国内交流电压最高等级：1000kV 直流电压最高等级： 800kV,2-4 标幺制,SB=

10、100MVA,VB（IV） = 10.5kV,VB（I） = 10.5kV,VB（III） = 230kV,VB（II） = 115kV,全网统一功率基准； 不同电压等级电网取平均额定电压（同一电压等级的各元件的最高额定电压和最低额定电压的平均值）作为其电压基准； 各级电网平均额定电压： 3.15kV， 6.3kV，10.5kV，15.75kV，37kV，115kV，230kV，345kV，525kV（约比相应电压等级的额定电压高5%） 电流、阻抗基准由功率基准和电压 基准按三相电路的物理关系确定,4. 基准值选取方法,2-4 标幺制标幺值参数计算,线路电抗标幺值计算,2-4 标幺制标幺值参数

11、计算,发电机额定标幺电抗,发电机标幺电抗,标幺电抗与额定标幺电抗间的转换,2-4 标幺制标幺值参数计算,变压器额定标幺电抗,变压器标幺电抗转换,2-4 标幺制标幺值参数计算,变压器变比,变压器变比标幺值,近似计算：取 k=kB 则k1=k2=k3=k4=1.0,k1=1.052,k3=0.909,k2=1.052,k4=0.913,2-4 标幺制标幺制的特点,易于比较元件特性和参数 同类型元件额定标幺参数大致相近 同类型电机标幺化空载特性基本一样 变压器短路电压额定标幺值0.10左右 简化计算 三相与单相电路标幺值计算关系一样 线电压与相电压标幺值相等 没有量纲：物理概念不明确,本章小结,Huazhong University of Science and Technology,电力系统分析中一相等值电路的概念 输电线路集中参数的型等值电路及参数 变压器等值电路及参数计算、 型等值电路 基准值选取原则以及标幺值参数的计算方法,习 题,Ex 2-3，2-8，2-11,Huazhong