第二章-电力系统各元件的特性和数学模型-《电力系统稳态分析》ppt课件.ppt

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1、第二章第二章 电力系统各元件的特性电力系统各元件的特性和数学模型和数学模型电力系统稳态分析电力系统稳态分析一电力系统中生产、变换、输送、消费电能一电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部分的特性和数学模型的四大部分的特性和数学模型1.1.发电机组发电机组 2.2.变压器变压器3.3.电力线路电力线路 4.4.负荷负荷二电力网络的数学模型二电力网络的数学模型 重点重点第二章第二章 电力系统各元件的特电力系统各元件的特性和数学模型性和数学模型从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。取取 滞后功率因

2、数滞后功率因数 为正，感性无功为正，感性无功负荷负荷 运行时，所吸取的无功功率运行时，所吸取的无功功率 超前功率因数超前功率因数 为负，容性无功为负，容性无功 滞后功率因数滞后功率因数 为正，感性无功为正，感性无功发电机发电机 运行时，所发出的无功功率运行时，所发出的无功功率 超前功率因数超前功率因数 为负，容性无功为负，容性无功 复功率的符号说明：复功率的符号说明：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第一节第一节 发电机组的运行特性和发电机组的运行特性和数学模型数学模型一隐极发电机稳态运行时

3、的相量图和功角特性一隐极发电机稳态运行时的相量图和功角特性 q QP,P 2/p p d Q 图2-2 隐极式发电机的功角特性曲线图 Eq qE dx I j&U&I&d j d 图2-1 隐极式发电机的相量图 IdIq从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一、隐极式发电机功率特性方程：一、隐极式发电机功率特性方程：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二隐极发电机组的运行限额和二隐极发电机组的运

4、行限额和数学模型数学模型从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。n决定隐极式发电机组运行极限的因素：决定隐极式发电机组运行极限的因素：1.定子绕组温升约束定子绕组温升约束。取决于发电机的视在功率。以。取决于发电机的视在功率。以O点为圆心，以点为圆心，以OB为半径的圆弧为半径的圆弧S。2.励磁绕组温升约束励磁绕组温升约束。取决于发电机的空载电势。以。取决于发电机的空载电势。以O点为圆心，以点为圆心，以OB为半径的圆弧为半径的圆弧F。3.原动机功率约束原动机功率约束。即发电机的额定功率。即发电机的额定

5、功率。直线直线BC。4.其他约束其他约束。当发电机以超前功率因数运行的场合。当发电机以超前功率因数运行的场合。综合为综合为圆弧圆弧T。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。发电机组在约束的上、下限运行。发电机组在约束的上、下限运行。通常以两个变量表示，即发出的通常以两个变量表示，即发出的有功功率有功功率P和和端端电压电压U的大小的大小 或发出的或发出的有功功率有功功率P和和无功功率无功功率Q的大小。的大小。发电机组的数学模型：发电机组的数学模型：第二节第二节 变压器的参数和数学模变压器的参数和数

6、学模型型双绕组变压器的参数和数学模型双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三绕组变压器的参数和数学模型自耦变压器的参数和数学模型自耦变压器的参数和数学模型从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一一.双绕组变压器的参数和数学模型双绕组变压器的参数和数学模型阻抗（阻抗（短路实验：在原边加短路实验：在原边加I1N）U1NRT2jXT2UrIoUx.RT1jXT1IN.铭牌参数：铭牌参数：SN、UINUN、Pk、Uk、P0、I0短路实验短路实验空载实验空载实验从使用情况来看，闭胸式的使

7、用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.电阻电阻 变压器的电阻是通过变压器的短路损耗变压器的电阻是通过变压器的短路损耗P Pk k，其近似等于额定总铜耗其近似等于额定总铜耗P PCuCu。我们通过如下公式来求解变压器电阻：我们通过如下公式来求解变压器电阻：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.电抗电抗在电力系统计算中认为，大容量变压器的在电力系统计算中认为，大容量变压器的电抗和阻抗在数值上接近相等，可近似如电抗和阻抗

8、在数值上接近相等，可近似如下求解：下求解：折算时注意问题：折算时注意问题：基本侧基本侧 功率不变性功率不变性从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。导纳（导纳（空载实验：在原边加空载实验：在原边加UN）RTjXTUrUxIoU1N.RTjXTIo.U1N.Ig.Ib.BTGT变压器电导对应的是变压器的铁耗，近似等变压器电导对应的是变压器的铁耗，近似等于变压器的空载损耗，因此变压器的电导可于变压器的空载损耗，因此变压器的电导可如下求解：如下求解：电导电导从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾

9、构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。电纳电纳 在变压器中，流经电纳的电流和空载在变压器中，流经电纳的电流和空载电流在数值上接近相等，其求解如下：电流在数值上接近相等，其求解如下：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。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三绕组变压器的等值电路三绕组变压器的等值电路132ZT3ZT2ZT1YT三绕组变压器电气结三绕组变压器电气结线图线图高高中中低低铭牌参数：铭牌参数：SN；UINUNU

10、N；Pk（12）、）、Pk（13）、）、Pk（32）；）；Uk（12）、Uk（13）、Uk（32）；P0、I0从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.1.电阻电阻n按三个绕组容量比的不同有三种不同的类型：按三个绕组容量比的不同有三种不同的类型：100/100/100、100/50/100、100/100/50n按三个绕组排列方式的不同有两种不同的结构：按三个绕组排列方式的不同有两种不同的结构：升压结构：中压内，低压中，高压外升压结构：中压内，低压中，高压外 降压结构：低压内，中压中，高压外降压

11、结构：低压内，中压中，高压外 注意：如何做短路实验注意：如何做短路实验?比如：比如：Pk(12)、Uk(12)：第第3绕组开路，在第绕组开路，在第1绕绕组中通以额定电流组中通以额定电流;其它与此类推。其它与此类推。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。电阻电阻由于容量的不同，对所提供的短路损耗要做些处理由于容量的不同，对所提供的短路损耗要做些处理n对于100/100/100然后按双绕组变压器相似的公式计算各绕组电阻然后按双绕组变压器相似的公式计算各绕组电阻从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞

12、开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。电阻电阻n对于对于100/50/100或或100/100/50 首先，将含有不同容量绕组的短路损耗数据归算为额首先，将含有不同容量绕组的短路损耗数据归算为额 定电流下的值。定电流下的值。例如：对于例如：对于100/50/100然后，按照然后，按照100/100/100计算电阻的公式计算各绕组电阻。计算电阻的公式计算各绕组电阻。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。n按最大短路损耗求解（与变压器容量比

13、无关）按最大短路损耗求解（与变压器容量比无关）指两个指两个100%容量绕组中流过额定电流，容量绕组中流过额定电流，另一个另一个100%或或50%容量绕组空载时的损耗。容量绕组空载时的损耗。根据根据“按同一电流密度选择各绕组导线截面按同一电流密度选择各绕组导线截面积积”的变压器的设计原则：的变压器的设计原则：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.2.电抗电抗根据变压器排列不同，对所提供的短路电压做些处理根据变压器排列不同，对所提供的短路电压做些处理从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾

14、构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.2.电抗电抗然后按双绕组变压器相似的公式计算各绕组电抗然后按双绕组变压器相似的公式计算各绕组电抗一般来说，所提供的短路电压百分比都是经过归算的一般来说，所提供的短路电压百分比都是经过归算的从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.3.导纳导纳求取三绕组变压器导纳的方法和求求取三绕组变压器导纳的方法和求取双绕组变压器导纳的方法相同。取双绕组变压器导纳的方法相同。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开

15、式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。三三.自耦变压器的参数和数学模型自耦变压器的参数和数学模型 就端点条件而言，自耦变压器可完全等值于普通就端点条件而言，自耦变压器可完全等值于普通变压器，但由于三绕组自耦变压器第三绕组的容量总变压器，但由于三绕组自耦变压器第三绕组的容量总小于变压器的额定容量，因此需要进行归算。小于变压器的额定容量，因此需要进行归算。对于旧标准：对于旧标准：v 对于新标准，也是按最大短路损耗和经过归算的短对于新标准，也是按最大短路损耗和经过归算的短路电压百分比值进行计算。路电压百分比值进行计算。第三节第三节 电力线路的

16、参数和数学电力线路的参数和数学模型模型一电力线路的结构简述一电力线路的结构简述二电力线路的阻抗二电力线路的阻抗三三.电力线路的导纳电力线路的导纳从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第三节第三节 电力线路的参数和数学电力线路的参数和数学模型模型n一一.电力线路结构简述电力线路结构简述 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、杆塔、绝缘子和金具等导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电电 缆缆：导线、绝缘层、保护层等导线、绝缘层、保护层等1.架空线路的导线和避雷线架空线

17、路的导线和避雷线 导导 线线：主要由铝、钢、铜等材料制成主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线避雷线：一般用钢线一般用钢线从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。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认识架空线路的标号认识架空线路的标号 /钢线部分额定截面积钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，表示加强型，Q表示轻型表示轻型 J 表示多股线表示多股线 表示材料，其中：表示材料，其中：L表示铝、表示铝、G表示钢、表示钢、T表示铜、表示铜、HL表

18、示表示 铝合金铝合金 例如：例如：LGJ400/50表示表示载流额定截面积载流额定截面积为为400、钢线额定钢线额定截面积截面积为为50的的普通钢芯铝线普通钢芯铝线。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。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：减少电晕损耗或线路电抗。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，第一其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层为层为6股，第二层为股，第二层为12股，第三层为股，第三层为18

19、股，以此类推股，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。不人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不同之处在于支撑层仅有同之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用股，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。但会增加线路电容。持一定的距离。但会增加线路电容。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2 2.架空线路的绝缘子架空线路的绝缘子架空线路使用的绝缘子分为架空线路使用的绝缘子分为

20、针式：针式：3535KVKV以下线路以下线路 悬式：悬式：3535KVKV及以上线路及以上线路3 3片；片；6060KV KV 5 5片；片；110110KV KV 7 7片；片；220220KV KV 1313片；片；330 330 1919片片 通常可根据绝缘子串上绝缘子的片数来判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断线路电压等级，一般一个绝缘子承担1 1万万V V左左右的电压。右的电压。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3 3.架空线路的换位问题架空线

21、路的换位问题目的在于减少三相参数不平衡目的在于减少三相参数不平衡 整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线整换位循环：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。都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。滚式换位滚式换位 换位方式换位方式 换位杆塔换位换位杆塔换位ABCAAABBBCCC从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4 4、电缆线路、电缆线路电缆有三部分组成电缆有三部分组成：导体、绝缘层、包护层：导体、绝缘层、包护层导体导体：L L或或T T；单股或

22、多股；单相或三相；圆形或扇形等单股或多股；单相或三相；圆形或扇形等绝缘材料绝缘材料：橡胶、沥青、聚氯乙烯、棉麻、绸、纸等。目前：橡胶、沥青、聚氯乙烯、棉麻、绸、纸等。目前大多用浸渍纸。主要是相间绝缘、相与地绝缘。大多用浸渍纸。主要是相间绝缘、相与地绝缘。内护层：铅、铝，聚乙烯等，保护绝缘等内护层：铅、铝，聚乙烯等，保护绝缘等包护层包护层 外护层：防止锈蚀外护层：防止锈蚀从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。电力线路的参数电力线路的参数从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾

23、构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二二.电力线路的阻抗电力线路的阻抗1 1、有色金属导线架空线路的电阻、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：每相单位长度的电阻：其中：其中：铝的电阻率为铝的电阻率为31.5 铜的电阻率为铜的电阻率为18.8 考虑温度的影响则：考虑温度的影响则：均大于直流电阻率均大于直流电阻率从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2 2、有色金属导线三相架空线路的

24、电抗、有色金属导线三相架空线路的电抗先看单相线路先看单相线路 n1ab首先求外部磁链首先求外部磁链xDdxri磁动势磁动势从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。首先求外部磁链首先求外部磁链从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。再求内部磁链再求内部磁链从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。单相线路的电

25、感：单相线路的电感：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2 2、有色金属导线三相架空线路的电抗、有色金属导线三相架空线路的电抗 最常用的电抗计算公式：最常用的电抗计算公式：其中：其中：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。

26、敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。进一步可得到：进一步可得到：还可以进一步改写为：还可以进一步改写为：在近似计算中，可以取架空线路的电抗为在近似计算中，可以取架空线路的电抗为从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。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。导线半径，从而减少了导线电抗。可以

27、证明：可以证明：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4.钢导线三相架空线路的电抗钢导线三相架空线路的电抗 钢导线与铝、铜导线的主要差别在于钢导线导磁。钢导线与铝、铜导线的主要差别在于钢导线导磁。5.5.电缆线路的阻抗电缆线路的阻抗 电缆线路的结构和尺寸都已经系列化，这些参数电缆线路的结构和尺寸都已经系列化，这些参数可事先测得并由制造厂家提供。一般，电缆线路的可事先测得并由制造厂家提供。一般，电缆线路的电阻略大于相同截面积的架空线路，而电抗则小得电阻略大于相同截面积的架空线路，而电抗则小得多。多

28、。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。三三.电力线路的导纳电力线路的导纳1.三相架空线路的电纳三相架空线路的电纳其电容值为：其电容值为：最常用的电纳计算公式：最常用的电纳计算公式：架空线路的电纳变化不大，一般为架空线路的电纳变化不大，一般为从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.3.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线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕 绝缘子

29、串的泄漏：通常很小绝缘子串的泄漏：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导线周围空气电离的原因：是由于导线表面的电场强度：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。能，使其他不带电分子离子化，导致空气部分导电。2.2.分裂导线线路的电纳分裂导线线路的电纳从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。

30、确定由于电晕产生的电导，其步骤如下：确定由于电晕产生的电导，其步骤如下：1.确定导线表面的电场强度确定导线表面的电场强度2.电晕起始电场强度电晕起始电场强度 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.，得电晕起始电压或临界电压得电晕起始电压或临界电压4.每相电晕损耗功率每相电晕损耗功率5.求线路的电导求线路的电导 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。6.对于分裂导线在第一步时做些改变对于分裂导线

31、在第一步时做些改变 实际上，在设计线路时，已检验了所选实际上，在设计线路时，已检验了所选导线的半径是否能满足晴朗天气不发生电导线的半径是否能满足晴朗天气不发生电晕的要求，一般情况下可设晕的要求，一般情况下可设g=0 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。四四.电力线路的数学模型电力线路的数学模型 电力线路的数学模型是以电阻、电抗、电纳和电力线路的数学模型是以电阻、电抗、电纳和电导来表示线路的等值电路。电导来表示线路的等值电路。分两种情况讨论：分两种情况讨论：1)一般线路的等值电路一般线路的等值电

32、路 一般线路：中等及中等以下长度线路，对架空一般线路：中等及中等以下长度线路，对架空线为线为300km；对电缆为对电缆为100km。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.一般线路的等值电路一般线路的等值电路 不考虑线路的分布参数不考虑线路的分布参数特性，只用将线路参数简单特性，只用将线路参数简单地集中起来的电路表示。地集中起来的电路表示。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2）长线路的等值电

33、路）长线路的等值电路 长线路：长度超过长线路：长度超过300km的架空线和超过的架空线和超过100km的电缆。的电缆。v精确型精确型 根据双端口网络理论可得：根据双端口网络理论可得：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。两个基本概念两个基本概念 在超高压线路中，略去电阻和电导，即相当于在超高压线路中，略去电阻和电导，即相当于线路上没有有功功率损耗时线路上没有有功功率损耗时1.波阻抗：特性阻抗波阻抗：特性阻抗 。2.自然功率：当负荷阻抗为波阻抗时，该负荷所自然功率：当负荷阻抗为波阻抗时，该负荷所消

34、耗的功率。消耗的功率。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第四节第四节 负荷的参数和数学模型负荷的参数和数学模型n负荷用有功功率负荷用有功功率P和无功功率和无功功率Q来表示。来表示。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。第五节第五节 电力网络的数学模型电力网络的数学模型1.标幺值的折算标幺值的折算2.电压等级的归算电压等级的归算3.等值变压器模型等值变压器模型4.电力网络的数学模型电力网络的数学

35、模型 从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。1.标幺值标幺值n基本概念基本概念1)有名制有名制：在电力系统计算时，采用有单位的阻抗、：在电力系统计算时，采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流和功率等进行计算。导纳、电压、电流和功率等进行计算。2)标幺制标幺制：在电力系统计算时，采用没有单位的阻：在电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流和功率等进行计算。抗、导纳、电压、电流和功率等进行计算。3)基准值基准值：对于相对值的相对基准。：对于相对值的相对基准。三者之间的关系：三者之间的关系：从

36、使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。n4）基本级基本级：将参数和变量归算至同一个电压级。：将参数和变量归算至同一个电压级。一般取网络中最高电压级为基本级。一般取网络中最高电压级为基本级。n标幺制的优点标幺制的优点：线电压和相电压的标幺值数值相：线电压和相电压的标幺值数值相等，三相功率和单相功率的标幺值数值相等。等，三相功率和单相功率的标幺值数值相等。n选择基准值的条件选择基准值的条件：v基准值的单位应与有名值的单位相同基准值的单位应与有名值的单位相同v阻抗、导纳、电压、电流、功率的基准值之阻抗、

37、导纳、电压、电流、功率的基准值之间也应符合电路的基本关系间也应符合电路的基本关系从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。功率的基准值功率的基准值=100MVA 电压的基准值电压的基准值=参数和变量归算的额参数和变量归算的额定电压定电压从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2.2.电压级的归算电压级的归算n有名值的电压级归算有名值的电压级归算 对于多电压级网络，无论是标么制还是有名制，都需对于多电压级

38、网络，无论是标么制还是有名制，都需将参数或变量归算至同一电压级将参数或变量归算至同一电压级基本级。基本级。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。变比分子为基本级一侧的电压，分母为待归算级一侧的电压。变比分子为基本级一侧的电压，分母为待归算级一侧的电压。220KV10KV35KV110KV500KV500KV242:52535:11110:38.5500:121T-4T-3T-2T-1多电压级网络多电压级网络 如需将如需将10KV侧的参数和变量归算至侧的参数和变量归算至500KV侧，侧，则变压器则

39、变压器T-1、T-2、T-3、的变比的变比k1、k2、k3应分别应分别取取35/11、110/38.5、500/121从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。标幺值的电压级归算标幺值的电压级归算将网络各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、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、电压和电流的基准本级相对应的阻抗、导纳、电压和电流的基准值。值。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤

40、压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。将未经归算的各元件阻抗、导纳以及网络中各点电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、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、电压和电流的基准值。压级的阻抗、导纳、电压和电流的基准值。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3.3.等值变压器模型等值变压器模型n优点优点：这种模型可以体现电压变换，在多电压等级网：这种模型可以体现电压变换，在多电压

41、等级网络计算中，可以不必进行参数和变量的归算络计算中，可以不必进行参数和变量的归算n等值变压器模型推导：等值变压器模型推导：从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。n电力网络中应用等值变压器模型的计算步骤：电力网络中应用等值变压器模型的计算步骤：1)有名制、线路参数都未经归算，变压器参数则归在低有名制、线路参数都未经归算，变压器参数则归在低压侧。压侧。2)有名制

42、、线路参数和变压器参数都已按选定的变比归有名制、线路参数和变压器参数都已按选定的变比归算到高压侧。算到高压侧。3)标幺制、线路和变压器参数都已按选定的基准电压折标幺制、线路和变压器参数都已按选定的基准电压折算为标幺值。算为标幺值。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。一些常用概念一些常用概念1.实际变比实际变比 k k=UI/UIIUI、UII:分别为与变压器高、低压绕组实际分别为与变压器高、低压绕组实际匝数相对应的电压。匝数相对应的电压。2.标准变比标准变比有名制：归算参数时所取的变比有名制：

43、归算参数时所取的变比标幺制：归算参数时所取各基准电压之比标幺制：归算参数时所取各基准电压之比3.非标准变比非标准变比 k*k*=UIIN UI/UII UIN从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。4.4.电力网络的数学模型电力网络的数学模型n制定电力网络等值电路模型的方法分两大类：制定电力网络等值电路模型的方法分两大类：1)有名制有名制2)标幺制标幺制n对于多电压级网络，因采用变压器模型不同对于多电压级网络，因采用变压器模型不同分两大类：分两大类：1）应用等值电路模型时，所有参数和变量都要作应用

44、等值电路模型时，所有参数和变量都要作电压级归算电压级归算 2）应用等值变压器模型时，所有参数和变量可不进应用等值变压器模型时，所有参数和变量可不进行归算行归算从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。本章小结一、发电机参数及数学模型一、发电机参数及数学模型1、发电机参数与等效电路、发电机参数与等效电路发电机电抗的计算公式：发电机电抗的计算公式：2、发电机稳态运行向量图及等效电路；、发电机稳态运行向量图及等效电路；3、发电机稳态运行极限图及功率因数角特性、发电机稳态运行极限图及功率因数角特性 qE d

45、x I j&U&I&d j d 图2-1 隐极式发电机的相量图 IdIq从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。二、变压器参数和等效电路二、变压器参数和等效电路1、空载和短路实验及变压器参数计算公式推导空载和短路实验及变压器参数计算公式推导 根据空载及短路试验，参数根据空载及短路试验，参数RT、XT、GT、BT的计的计算公式：算公式：2、变压器、变压器形等值电路图求解形等值电路图求解从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很

46、少使用，在此不再说明。三、三相电力线路结构参数和数学模型三、三相电力线路结构参数和数学模型输电线路各主要参数（电阻、电抗、电纳、电导输电线路各主要参数（电阻、电抗、电纳、电导等）的计算方法及等效电路的意义等）的计算方法及等效电路的意义从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。四、电力网络数学模型四、电力网络数学模型1、标幺值、标幺值 1）标幺值有名值（实际值）标幺值有名值（实际值）/基准值；基准值；2）在标幺制下，线量（如线电流、线电压等）在标幺制下，线量（如线电流、线电压等）与相量（如相电流、相电

47、压等）相等，三相与单与相量（如相电流、相电压等）相等，三相与单相的计算公式相同相的计算公式相同 3）对于不同系统采用标幺值计算时，首先要）对于不同系统采用标幺值计算时，首先要折算到同一基准下。折算到同一基准下。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。2、求多电压级网络的等效电路的两种方法、求多电压级网络的等效电路的两种方法1）参数归算法）参数归算法取基本级（取基本级（SBSN，UBUN）；）；参数折算（将各级电压折算到基本级侧）；参数折算（将各级电压折算到基本级侧）；求标幺值。求标幺值。2）基准值归算法）基准值归算法取基本级（取基本级（SBSN，UB1UN1）；）；基本级折算（将基本级基本级折算（将基本级SB、UB1折算到各电压级，折算到各电压级，分别求出分别求出UB2、UB3、UBn）；）；求标幺值。求标幺值。从使用情况来看，闭胸式的使用比较广泛。敞开式盾构之中有挤压式盾构、全部敞开式盾构，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再说明。3 3、平均额定电压概念、平均额定电压概念多电压级网络平均额定电压多电压级网络平均额定电压额定电压（KV)361035110220500平均额定电压3.156.310.537115230525