第02章-电力网各元件的等值电路和参数计算.ppt

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1、Huazhong University of Science and Technology电力系统分析电力系统分析(I)石东源石东源2012-20132012-2013学年度第一学期学年度第一学期学年度第一学期学年度第一学期 2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数 2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路第二章第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算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变压器的等值电路和参数 2-4 标幺制标幺制 一相等值电路的概念一相等值电路的概念p三相对称三相对称：正常正常稳态或者应用对稳态或者应用对称分量法称分量法p星星 三三

2、 角角 变变 换换：三角形电路三角形电路星星形电路形电路p一相等值参数一相等值参数：计及其余两相影计及其余两相影响（比如相间互响（比如相间互感）感）p运行变量运行变量：线电：线电压，线电流，三压，线电流，三相功率；相功率；相间互感相间互感星三角变换星三角变换图图2-1单位长线路一相等值电路单位长线路一相等值电路 p电阻：载流导线有功损耗p电感：载流导线磁场效应p电导：带电线路绝缘泄漏 及电晕损耗p电容：带电线路电场效应2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数1.电阻电阻交流电阻交流电阻直流电阻直流电阻p集肤效应和邻近效应集肤效应和邻近效应p多股绞

3、线多股绞线p标称截面积标称截面积实际截面积实际截面积p与温度有关与温度有关p直流电阻直流电阻2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数2.电感电感基本算式基本算式（1）自感）自感（2）互感）互感请参考附录请参考附录 IDs：圆柱形导线的：圆柱形导线的自几何均距自几何均距D：两平行导线轴线间距离：两平行导线轴线间距离非铁磁材料的单股线：非铁磁材料的单股线：非铁磁材料的多股线：非铁磁材料的多股线：钢芯铝线：钢芯铝线：2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数2.电感电感对称三相输电线路等值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架空输电线路的参数2.电感电感不对称三相线路不对称三

4、相线路导线间导线间互几何均距互几何均距关于关于输电杆塔杆塔请参考：参考：http:/ http:/ 架空输电线路的参数架空输电线路的参数2.电感电感分裂导线分裂导线 实际特高压八分裂线路实际特高压八分裂线路 八分裂导线间隔棒八分裂导线间隔棒2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数2.电感电感分裂导线对线路参数的影响分裂导线对线路参数的影响Dsb：分裂导线分裂导线的自的自几何均距，几何均距，与分裂与分裂根数根数和和间距间距有关有关d:分裂分裂间距间距二二分裂分裂：四四分裂分裂：六六分裂分裂：2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数2.电感电感输电线路等值电抗输电线路等值电抗单导线线路单导

5、线线路：0.4/km；二分裂导线：；二分裂导线：0.33/km，三分裂导线：三分裂导线：0.30/km，四分裂导线：，四分裂导线：0.28/km。钢导线线路钢导线线路：集肤效应，磁导率随电流变化，电阻电：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确定其阻抗2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数3.电导电导p 架空输电线路的电导是用来反映泄漏电流和空气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）所引起的有功损耗的一种参数游离（电晕）所引起的有功损耗的一种参数p 一般线路绝缘良好，泄漏

6、电流很小，主要考虑电一般线路绝缘良好，泄漏电流很小，主要考虑电晕现象引起的功率损耗晕现象引起的功率损耗p 合理设计绝缘水平降低合理设计绝缘水平降低泄漏电流泄漏电流p 增大导线半径或者采用分裂导线减少增大导线半径或者采用分裂导线减少电晕损耗电晕损耗p 一般的电力系统计算中取一般的电力系统计算中取 g0 02-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数4.电容电容基本算式基本算式p 电容反映导线带电时在其周围介质中建立的电电容反映导线带电时在其周围介质中建立的电场效应场效应p 若周围介质的介电系数为常数，则导体所带的若周围介质的介电系数为常数，则导体所带的电荷电荷 q 与导体的电位与导体的电位 v

7、将呈线性关系。将呈线性关系。p 导体的电容为：导体的电容为：2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数4.电容电容基本算式基本算式p 任意点任意点P的电位的电位p 导体导体A表面电位表面电位p 导体电容：导体电容：选导线间距中点为选导线间距中点为零电位参考点零电位参考点+q-qdO2d1d2dO12-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数4.电容电容三相线路一相等值电容三相线路一相等值电容经过整循环换位的三相线路，一相等经过整循环换位的三相线路，一相等值值电容：电容：2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数4.电容电容三相线路一相等值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

8、相等经过整循环换位的三相线路，一相等值值电容：电容：04.电容电容三相线路的一相等值电纳三相线路的一相等值电纳各种线路的电纳值变化不大。各种线路的电纳值变化不大。单导线线路：大约为单导线线路：大约为2.810-6S/km左右；左右；分裂导线线路，当每相分裂根数分别为分裂导线线路，当每相分裂根数分别为2根根,3根和根和4根时，根时，分别约为分别约为3.410-6 S/km，3.810-6 S/km,和和 4.110-6 S/km。2-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路1.长线等值电路长线等值电路2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的

9、等值电路2.输电线路方程式输电线路方程式2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路3.输电线路方程式通解输电线路方程式通解2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路4.波阻抗波阻抗/特性阻抗和传播常数特性阻抗和传播常数2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路x=05.方程式边界条件及系数方程式边界条件及系数A1、A22-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路重写方程式通解重写方程式通解2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路6.输电线路二端口网络方程输电线路二端口网络方程2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路7.输电线路集中参

10、数等值电路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架空输电线路的等值电路7.输电线路输电线路型型等值电路等值电路2-2 架空输电线路的等值电路架空输电线路的等值电路8.输电线路输电线路型型等值电路的参数等值电路的参数修正参数，修正参数，单个单个型型等值电路等值电路500600km线路线路精确参数精确参数近似参数，近似参数，单个单个型型等值电路等值电路200300km线路线路2-3 变压器等值电路及参数变压器等值电路及参数1.双绕组变压器等值电路及参数双绕组变压器等值电路及参数 RT -PS-短路损耗短路损耗 XT -VS%-短路电压百分比短路电压百分比 GT -P0 空载损耗空载

11、损耗 BT -I0%-空载电流空载电流 k12-V1tN/V2N2-3 变压器等值电路及参数变压器等值电路及参数1.双绕组变压器等值电路及参数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变压器等值电路及参数2.三绕组变压器等值电路及参数三绕组变压器等值电路及参数短路试验短路试验VININVININVININ三绕组容量比三绕组容量比100/100/100I3NI2NI3NI2N2-3 变压器等值电路及参数变压器等值电路及参数V0.5IN0.5INV0.5IN0.5IN三绕组容量比三绕组容量比100/100/502.三绕组变压器等值电路及参数三绕组变压器等值电路及参数短路试验短路试验2-

12、3 变压器等值电路及参数变压器等值电路及参数三绕组容量比三绕组容量比SN/S2N/S3N2.三绕组变压器等值电路及参数三绕组变压器等值电路及参数短路试验短路试验三绕组容量比三绕组容量比SN/SN/SN2-3 变压器等值电路及参数变压器等值电路及参数R1R2R3VS1%VS2%VS3%X1X2X3PS1PS2PS3PS(1-2)PS(1-3)PS(2-3)VS(1-2)%VS(1-3)%VS(2-3)%132123三绕组变压器绕组排列三绕组变压器绕组排列2.三绕组变压器等值电路及参数三绕组变压器等值电路及参数升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器2-3 变压器等值电路及参数变压器等值电路及参数

13、3.变压器变压器型型等值电路等值电路2-3 变压器等值电路及参数变压器等值电路及参数原副方电压电流：原副方电压电流：实际值实际值谐振三角形：谐振三角形：阻抗和为零阻抗和为零谐振环流：实现谐振环流：实现电流变换电流变换串联阻抗压降：实现串联阻抗压降：实现变压变压3.变压器变压器型型等值电路等值电路2-3 变压器等值电路及参数变压器等值电路及参数三绕组变压器三绕组变压器3.变压器变压器型型等值电路等值电路2-4 标幺制标幺制1.标幺制的概念标幺制的概念2-4 标幺制标幺制2.基准值的选取基准值的选取单相电路单相电路2-4 标幺制标幺制2.基准值的选取基准值的选取三相电路三相电路2-4 标幺制标幺制

14、3.不同基准值的标幺值间的换算不同基准值的标幺值间的换算额定标额定标幺电抗幺电抗有名值有名值电电 抗抗统一基准下统一基准下的标幺电抗的标幺电抗2-4 标幺制标幺制4.多级电压网络中元件参数标幺值计算多级电压网络中元件参数标幺值计算VB(I)VB(II)VB(III)2-4 标幺制标幺制4.多级电压网络中元件参数标幺值计算多级电压网络中元件参数标幺值计算基准变比基准变比2-4 标幺制标幺制4.基准值选取方法基准值选取方法IIIIII功率基准功率基准SBSBSB电压基准电压基准VB(I)=Vav(I)VB(II)=Vav(II)VB(III)=Vav(III)VB(I)VB(II)VB(III)电

15、力系统的基本概念电力系统的基本概念额定电压额定电压受受电设备与与系系统额定定线电压361035110220330500供供电设备额定定线电压3.156.310.513.815.751820变压器器额定定线电压一次一次绕组33.1566.31010.513.815.75182035110220330500二次二次绕组3.33.156.66.31110.538.5121242363550单位：单位：kV目前国内交流电压最高等级：目前国内交流电压最高等级：1000kV 直流电压最高等级：直流电压最高等级：800kV2-4 标幺制标幺制SB=100MVAVB（IV）=10.5kVVB（I）=10.5k

16、VVB（III）=230kVVB（II）=115kVp全网统一功率基准；全网统一功率基准；p不同电压等级电网取不同电压等级电网取平均额平均额定电压定电压（同一电压等级的各元（同一电压等级的各元件的最高额定电压和最低额定件的最高额定电压和最低额定电压的平均值）作为其电压基电压的平均值）作为其电压基准；准；p各级电网平均额定电压：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（约比相应电压等级的额定电压高相应电压等级的额定电压高5%）p电流、阻抗基准由功率基准电流、阻抗基准由功率基准和电压和电压 基准按三

17、相电路的物理基准按三相电路的物理关系确定关系确定4.基准值选取方法基准值选取方法2-4 标幺制标幺制标幺值参数计算标幺值参数计算p线路电抗标幺值计算线路电抗标幺值计算2-4 标幺制标幺制标幺值参数计算标幺值参数计算p发电机额定标幺电抗发电机额定标幺电抗p发电机标幺电抗发电机标幺电抗p标幺电抗与额定标幺标幺电抗与额定标幺电抗间的转换电抗间的转换2-4 标幺制标幺制标幺值参数计算标幺值参数计算p变压器额定标幺电抗变压器额定标幺电抗p变压器标幺电抗转换变压器标幺电抗转换2-4 标幺制标幺制标幺值参数计算标幺值参数计算p变压器变比变压器变比p变压器变比标幺值变压器变比标幺值近似计算：取近似计算：取 k

18、=kB则则k1=k2=k3=k4=1.0k1=1.052k3=0.909k2=1.052k4=0.9132-4 标幺制标幺制标幺制的特点标幺制的特点p易于比较元件特性和参数易于比较元件特性和参数u同类型元件额定标幺参数大致同类型元件额定标幺参数大致相近相近u同类型电机标幺化空载特性基同类型电机标幺化空载特性基本一样本一样u变压器短路电压额定标幺值变压器短路电压额定标幺值0.10左右左右p简化计算简化计算u三相与单相电路标幺值计算关三相与单相电路标幺值计算关系一样系一样u线电压与相电压标幺值相等线电压与相电压标幺值相等p没有量纲：没有量纲：物理概念不明确物理概念不明确本章小结本章小结Huazho

19、ng University of Science and Technologyp电力系统分析中一相等值电路的概念电力系统分析中一相等值电路的概念p输电线路集中参数的输电线路集中参数的型等值电路及参数型等值电路及参数p变压器等值电路及参数计算、变压器等值电路及参数计算、型等值电路型等值电路p基准值选取原则以及标幺值参数的计算方法基准值选取原则以及标幺值参数的计算方法习习 题题Ex 2-3，2-8，2-11Huazhong University of Science and Technology公共邮箱公共邮箱邮箱：邮箱：密码：密码：2012hustpsa请到以上邮箱收取课件请到以上邮箱收取课件Huazhong University of Science and TechnologyTo Be ContinuedHuazhong University of Science and Technology