1、1 電力線路的等值電路及參數(shù)計(jì)算電力線路的等值電路及參數(shù)計(jì)算 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算 發(fā)電機(jī)的等值電路及參數(shù)計(jì)算發(fā)電機(jī)的等值電路及參數(shù)計(jì)算 電力系統(tǒng)的等值電路及參數(shù)計(jì)算（標(biāo)幺值）電力系統(tǒng)的等值電路及參數(shù)計(jì)算（標(biāo)幺值）元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算與電路課程所學(xué)分析方法區(qū)別：與電路課程所學(xué)分析方法區(qū)別： 電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相對(duì)稱，或可轉(zhuǎn)換為三相對(duì)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相對(duì)稱，或可轉(zhuǎn)換為三相對(duì)稱，所以稱，所以 （1）只研究一相等值電路和參數(shù)即可，）只研究一相等值電路和參數(shù)即可， （2）三角形電路?；?/p>

2、成星形，）三角形電路常化成星形， （3）等值參數(shù)都計(jì)及了其余兩相元件的影響）等值參數(shù)都計(jì)及了其余兩相元件的影響 基本物理量基本物理量功率功率電壓電壓電路電路電壓和電流電壓和電流單相單相相電壓相電壓電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)電壓和功率電壓和功率三相三相線電壓線電壓3元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.1 電力線路的等值電路電力線路的等值電路和參數(shù)和參數(shù)4元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.1.1 電力線路簡(jiǎn)介電力線路簡(jiǎn)介架空線路架空線路LGJ-400/50L 鋁線鋁線J 絞線（多股線）絞線（多股線）L 鋼芯（機(jī)械性）鋼芯（機(jī)械性）400/50 400/50 截面積截面積 鋼

3、芯鋁絞線鋼芯鋁絞線電纜線路電纜線路分為單芯、三芯和四芯。（排管占用、相間距）分為單芯、三芯和四芯。（排管占用、相間距）YJV-3*300：聚乙烯、交聯(lián)、聚氯乙烯護(hù)套：聚乙烯、交聯(lián)、聚氯乙烯護(hù)套 7元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.1.2 電力線路的參數(shù)計(jì)算電力線路的參數(shù)計(jì)算參數(shù)明細(xì)參數(shù)明細(xì)單位長(zhǎng)度線路的一相等值電路如下圖單位長(zhǎng)度線路的一相等值電路如下圖四個(gè)參數(shù)：四個(gè)參數(shù)：電阻電阻：通過電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率損耗：通過電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率損耗 電抗電抗：載流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)效應(yīng)：載流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)效應(yīng) 電導(dǎo)電導(dǎo)：絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的漏電流及導(dǎo)線附近空氣游：絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的漏電流及導(dǎo)線附

4、近空氣游離而產(chǎn)生的有功損耗離而產(chǎn)生的有功損耗 電納電納：帶電導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)效應(yīng)：帶電導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)效應(yīng)0r0L0g0C0j C00jrL0g電阻電阻R單位長(zhǎng)度的直流電阻單位長(zhǎng)度的直流電阻導(dǎo)線的電阻率，對(duì)于銅導(dǎo)線：導(dǎo)線的電阻率，對(duì)于銅導(dǎo)線：18.818.8 對(duì)于鋁導(dǎo)線：對(duì)于鋁導(dǎo)線：31.531.5 S 導(dǎo)線載流部分的額定截面積，導(dǎo)線載流部分的額定截面積，單位單位集膚效應(yīng)、臨近效應(yīng)集膚效應(yīng)、臨近效應(yīng)交流電阻略大于直流電阻交流電阻略大于直流電阻多股絞線多股絞線長(zhǎng)度偏長(zhǎng)長(zhǎng)度偏長(zhǎng)23%截面積略小截面積略小2/rm mkmS kmmm /2kmmm /22mm10電阻電阻r工程計(jì)算中還可直接從手冊(cè)上查電阻

5、值（工程計(jì)算中還可直接從手冊(cè)上查電阻值（20）若要求較高精度，則須加以溫度修正：若要求較高精度，則須加以溫度修正：為電阻溫度系數(shù)，對(duì)于銅，為電阻溫度系數(shù)，對(duì)于銅，=0.00382=0.00382， 對(duì)于鋁，對(duì)于鋁，=0.0036=0.0036。 201(20)trrt電抗（電感電抗（電感L）（1）基本公式）基本公式自感自感對(duì)于圓柱形長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)于圓柱形長(zhǎng)導(dǎo)線其中：其中：0：真空磁導(dǎo)率：真空磁導(dǎo)率 ； Ds =0.799r ：導(dǎo)線等值半徑：導(dǎo)線等值半徑(自幾何均距自幾何均距) 。iL02(ln1)/2slLmDH12電抗（電感電抗（電感L）（1）基本公式）基本公式互感互感對(duì)于平行的圓柱形長(zhǎng)導(dǎo)線對(duì)于平

6、行的圓柱形長(zhǎng)導(dǎo)線其中：其中：0：真空磁導(dǎo)率：真空磁導(dǎo)率 ； D ： 導(dǎo)線軸線間的距離。導(dǎo)線軸線間的距離。BABABiM02(ln1)/2lMmDH電抗（電感電抗（電感L）（2）三相輸電線路的電感）三相輸電線路的電感其中，其中，Deq為三相導(dǎo)線間的互幾何均距，即等效的相間距離為三相導(dǎo)線間的互幾何均距，即等效的相間距離DS 為三相導(dǎo)線的自幾何均距，即導(dǎo)體的等效半徑為三相導(dǎo)線的自幾何均距，即導(dǎo)體的等效半徑對(duì)稱布置時(shí)：對(duì)稱布置時(shí)：Deq=D，即即三相軸線間距。三相軸線間距。非對(duì)稱布置時(shí)：各相導(dǎo)線所交鏈的磁鏈及各相等值非對(duì)稱布置時(shí)：各相導(dǎo)線所交鏈的磁鏈及各相等值電感均不同電感均不同需要導(dǎo)線換位。需要導(dǎo)線

7、換位。0ln2eqabcsDLLLD電抗（電感電抗（電感L）采取換位技術(shù)，使三相電感一致采取換位技術(shù)，使三相電感一致、段距離相等時(shí)，使各相平均電感接近段距離相等時(shí)，使各相平均電感接近相等。于是相等。于是 21312D23D31D3312312DDDDeq電抗（電感電抗（電感L）（3）分裂導(dǎo)線的等值電感）分裂導(dǎo)線的等值電感 高壓輸電線一般采用分裂導(dǎo)線，將輸電線的高壓輸電線一般采用分裂導(dǎo)線，將輸電線的每相導(dǎo)線分裂成若干根，按一定的規(guī)則排列，便每相導(dǎo)線分裂成若干根，按一定的規(guī)則排列，便構(gòu)成構(gòu)成分裂導(dǎo)線分裂導(dǎo)線。（。（d: 分裂間距）分裂間距） 二分裂二分裂 三分裂三分裂 四分裂四分裂 ( 220-3

8、30kV) (330kV) (500kV)16集中參數(shù)等值電路（集中參數(shù)等值電路（型）型）電抗（電感電抗（電感L）分裂導(dǎo)線的等值電感按下式計(jì)算：分裂導(dǎo)線的等值電感按下式計(jì)算：雙分、三分和四分裂導(dǎo)線的自幾何均距分別定義為：雙分、三分和四分裂導(dǎo)線的自幾何均距分別定義為：通過分裂的方式，可大幅增加導(dǎo)體的等效半徑。通過分裂的方式，可大幅增加導(dǎo)體的等效半徑。2334,1.09sbSsbSsbSDD dDD dDD dsbeqDDLln20電抗（電感電抗（電感L）（4）輸電線路的等值電抗）輸電線路的等值電抗 額定頻率下線路每相的等值電抗為額定頻率下線路每相的等值電抗為: 計(jì)及計(jì)及 單導(dǎo)線：?jiǎn)螌?dǎo)線： 分裂導(dǎo)

9、線：分裂導(dǎo)線：2Nxf LsbeqDDLln2050NfHz70410/H m0.1445lg/eqsDxkmD0.1445lg/eqsbDxkmD電抗（電感電抗（電感L）1)由于由于DSbDS，分裂導(dǎo)線等值電抗較小，所以超高壓輸，分裂導(dǎo)線等值電抗較小，所以超高壓輸電線常采取分裂導(dǎo)線電線常采取分裂導(dǎo)線.2)導(dǎo)線間距、導(dǎo)線截面的尺寸會(huì)影響導(dǎo)線間距、導(dǎo)線截面的尺寸會(huì)影響Deq、DS、DSb等的數(shù)等的數(shù)值，從而影響輸電線的等值電抗大小，但由于它們均位值，從而影響輸電線的等值電抗大小，但由于它們均位于電抗表達(dá)式的對(duì)數(shù)符號(hào)內(nèi)，故影響不顯著于電抗表達(dá)式的對(duì)數(shù)符號(hào)內(nèi)，故影響不顯著.3)分裂愈多，電抗愈小，近

10、似計(jì)算時(shí)，單導(dǎo)線、二分裂、分裂愈多，電抗愈小，近似計(jì)算時(shí)，單導(dǎo)線、二分裂、三分裂、四分裂的每公里電抗可分別取三分裂、四分裂的每公里電抗可分別取0.4、0.33、0.30、0.28左右左右討論：討論： 為什么采用分裂導(dǎo)線？為什么采用分裂導(dǎo)線？. 電導(dǎo)（電導(dǎo)（G）電導(dǎo)是反映電導(dǎo)是反映泄露電流和空氣游離泄露電流和空氣游離引起的引起的有功有功功率損耗功率損耗。一般線路絕緣良好，泄露電流很小，。一般線路絕緣良好，泄露電流很小，可以忽略。主要只考慮電暈引起的功率損耗?？梢院雎浴Ｖ饕豢紤]電暈引起的功率損耗。 線路開始出現(xiàn)電暈的電壓稱為臨界電壓線路開始出現(xiàn)電暈的電壓稱為臨界電壓Ucr，經(jīng)驗(yàn)公式：經(jīng)驗(yàn)公式：m

11、1：導(dǎo)線表面狀況系數(shù)（：導(dǎo)線表面狀況系數(shù)（0.83-0.87）；）； m2：氣象狀況系數(shù)（：氣象狀況系數(shù)（0.8-1）；）； 為空氣相對(duì)密度，為空氣相對(duì)密度，P 為大氣壓力，為大氣壓力，r：導(dǎo)線半徑，單位：導(dǎo)線半徑，單位cm； t為大氣溫度；為大氣溫度；D：相間距離，單位：相間距離，單位cm。 提高提高Ucr：增大導(dǎo)線半徑：增大導(dǎo)線半徑1249.3lgcrDUm mrr3.92/(273)pt電導(dǎo)（電導(dǎo)（G）若三相線路每公里的電暈損耗為若三相線路每公里的電暈損耗為 ，則每相等，則每相等值電導(dǎo)：值電導(dǎo)： 式中：?jiǎn)挝粸椋ㄊ街校簡(jiǎn)挝粸椋∕W/km）；）；UL為線電壓，單位（為線電壓，單位（kV）。）

12、。 電暈危害：增加有功功率損耗，干擾無線電通信。電暈危害：增加有功功率損耗，干擾無線電通信。措施：措施：220kV以下線路，加大導(dǎo)線半徑；以下線路，加大導(dǎo)線半徑；220kV及以上線路，采用分裂導(dǎo)線增大導(dǎo)線等效半徑。及以上線路，采用分裂導(dǎo)線增大導(dǎo)線等效半徑。 由于設(shè)計(jì)時(shí)考慮正常天氣下不產(chǎn)生電暈，一般電力系統(tǒng)由于設(shè)計(jì)時(shí)考慮正常天氣下不產(chǎn)生電暈，一般電力系統(tǒng)計(jì)算中可忽略電暈損耗，即計(jì)算中可忽略電暈損耗，即g0。gP2(S/km)gLPgU電納（電納（B）電容電容（1）基本公式）基本公式反映導(dǎo)線帶電時(shí)在其周圍介質(zhì)中反映導(dǎo)線帶電時(shí)在其周圍介質(zhì)中建立的電場(chǎng)效應(yīng)的。其關(guān)系建立的電場(chǎng)效應(yīng)的。其關(guān)系C= q/U

13、其中，其中，q為導(dǎo)線所帶電荷，為導(dǎo)線所帶電荷， U為導(dǎo)線電位。為導(dǎo)線電位。23電納（電納（b）電容電容（2）線路的等值電容）線路的等值電容與三相導(dǎo)線互幾何均距與三相導(dǎo)線互幾何均距Deq和導(dǎo)線計(jì)算半徑和導(dǎo)線計(jì)算半徑r有關(guān)。有關(guān)。-60.024110F/kmlgeqCDr電納（電納（B）電容電容（3）分裂導(dǎo)線的等值電容）分裂導(dǎo)線的等值電容其中，其中， 為各相分裂導(dǎo)線重心間的幾何均距，為各相分裂導(dǎo)線重心間的幾何均距， 為一相導(dǎo)線組的等值半徑。為一相導(dǎo)線組的等值半徑。對(duì)于二分裂導(dǎo)線，對(duì)于二分裂導(dǎo)線， 三分裂導(dǎo)線，三分裂導(dǎo)線， d為分裂間距。為分裂間距。 四分裂導(dǎo)線，四分裂導(dǎo)線，分裂導(dǎo)線的等值半徑分裂導(dǎo)

14、線的等值半徑 大于大于r，故其電容大于單導(dǎo)線故其電容大于單導(dǎo)線。6eqeq0.024110 F/kmlgCDreqDeqr32eqrrd431.09eqrrdeqrrdeqr電納（電納（B）電容電容（4）三相輸電線的電納）三相輸電線的電納各種電壓等級(jí)下的電納值變化不大，單位各種電壓等級(jí)下的電納值變化不大，單位s/km單導(dǎo)線單導(dǎo)線二分裂二分裂三分裂三分裂四分裂四分裂2.810-6 3.410-6 3.810-6 4.110-6電纜參數(shù)計(jì)算復(fù)雜且不準(zhǔn)，都是實(shí)測(cè)。工程實(shí)際中，電纜參數(shù)計(jì)算復(fù)雜且不準(zhǔn)，都是實(shí)測(cè)。工程實(shí)際中，電力線路參數(shù)也都是從手冊(cè)上可查到。電力線路參數(shù)也都是從手冊(cè)上可查到。67.582

15、10/lgNeqeqbf CS kmDr電力線參數(shù)計(jì)算示例電力線參數(shù)計(jì)算示例【例例】2-1 220kV架空線路，導(dǎo)線型號(hào)為架空線路，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-400，導(dǎo)線計(jì)，導(dǎo)線計(jì)算直徑為算直徑為27mm，導(dǎo)線水平排列，相間距離為，導(dǎo)線水平排列，相間距離為6m。試求。試求該線路單位長(zhǎng)度的電阻、電抗和電納。該線路單位長(zhǎng)度的電阻、電抗和電納。解：解：1. 1. 線路電阻線路電阻 2. 2. 線路的電抗線路的電抗 3. 3. 線路的電納線路的電納eqs0.1445lgDxD1.26 60000.1445lg0.405/km0.9 27 0.56eq7.5810lgbDr667.58102.76 10 S/k

16、m1.26 6000lg27 0.531.50.079/km400rs27元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.1.3 電力線路的等值電路電力線路的等值電路分布參數(shù)等值電路分布參數(shù)等值電路圖2-8 線路的分布參數(shù)等值電路 29分布參數(shù)等值電路分布參數(shù)等值電路在正弦電壓作用下處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電流在正弦電壓作用下處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電流 在在dx微段阻抗微段阻抗中的電壓降中的電壓降流入流入dx微段并聯(lián)導(dǎo)納中的電流微段并聯(lián)導(dǎo)納中的電流 略去二階微小量，便得略去二階微小量，便得將式（將式（2-33）對(duì)）對(duì)x求導(dǎo)數(shù)，并計(jì)及式（求導(dǎo)數(shù)，并計(jì)及式（2-34）消去電流，）消去電流，便得便得00jdUI rL

17、dx（2-332-33） 00jdIUdUgCdx00jdIU gCdx（2-342-34） 200002jjd UgCrL Udx（2-352-35） I30分布參數(shù)等值電路分布參數(shù)等值電路上式為二階常系數(shù)齊次微分方程，可求出其通解上式為二階常系數(shù)齊次微分方程，可求出其通解 式中，式中， A1和和A2是積分常數(shù)，應(yīng)由邊界條件確定。是積分常數(shù)，應(yīng)由邊界條件確定。 稱為線路的稱為線路的傳播常數(shù)傳播常數(shù)，幅角在，幅角在 之間。之間。 稱為線路的稱為線路的波阻抗波阻抗（或特性阻抗）。（或特性阻抗）。傳播常數(shù)和波阻抗與線路的參數(shù)和頻率有關(guān)。傳播常數(shù)和波阻抗與線路的參數(shù)和頻率有關(guān)。12xxUAeA e1

18、2xxccAAIeeZZcZ0 900000jjjgCrLcj00cccc00jjjrLZRXZ egC分布參數(shù)等值電路分布參數(shù)等值電路對(duì)于高壓架空線對(duì)于高壓架空線則傳播常數(shù)則傳播常數(shù)其中，其中， 為衰減常數(shù)，它代表波行進(jìn)單位長(zhǎng)度后它的的振為衰減常數(shù)，它代表波行進(jìn)單位長(zhǎng)度后它的的振幅是原有振幅的幅是原有振幅的e分之一，分之一， =0表示無衰減；表示無衰減；a為相位系為相位系數(shù)，表示在波的傳播方向相距一單位長(zhǎng)度處，波在相位上數(shù)，表示在波的傳播方向相距一單位長(zhǎng)度處，波在相位上滯后的弧度數(shù)。滯后的弧度數(shù)。0000,grL（r=r=0 0 可略去）可略去）00000000jjjj2rCCrLL CL3

19、2分布參數(shù)等值電路分布參數(shù)等值電路對(duì)于高壓架空線對(duì)于高壓架空線則波阻抗則波阻抗其中，其中，Z c是向同一方向行進(jìn)的電壓波和電流波的比值，是向同一方向行進(jìn)的電壓波和電流波的比值，幅值是電壓波與電流波幅值之比，幅角是同一處電流波滯幅值是電壓波與電流波幅值之比，幅角是同一處電流波滯后電壓波的角度后電壓波的角度。單導(dǎo)線架空線的波阻抗約為單導(dǎo)線架空線的波阻抗約為370410 歐；分裂導(dǎo)線歐；分裂導(dǎo)線的波阻抗則為的波阻抗則為270310 歐。電纜線路由于其歐。電纜線路由于其C0較大而較大而L0 又較小，波阻抗約為又較小，波阻抗約為3050 歐。歐。0000,grL（r=r=0 0 可略去）可略去）0000

20、ccc0000j1jjj2rLLrZRXCCL C分布參數(shù)等值電路分布參數(shù)等值電路輸電線路的參數(shù)是沿線均勻分布的，以每公里作為一輸電線路的參數(shù)是沿線均勻分布的，以每公里作為一個(gè)單位作出的等值電路。在電力系統(tǒng)中，大多數(shù)情況下，個(gè)單位作出的等值電路。在電力系統(tǒng)中，大多數(shù)情況下，我們關(guān)心的是兩頭的情況下，即我們關(guān)心的是兩頭的情況下，即 ， ， ， 之間的關(guān)之間的關(guān)系，它是一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)微分方程求解并和兩端口系，它是一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)微分方程求解并和兩端口網(wǎng)絡(luò)通用方程相對(duì)照可得出如下結(jié)果：網(wǎng)絡(luò)通用方程相對(duì)照可得出如下結(jié)果：其中：其中：l為線路長(zhǎng)度為線路長(zhǎng)度符合符合無源二端口網(wǎng)絡(luò)通用方程無源二端

21、口網(wǎng)絡(luò)通用方程形式形式此時(shí)參數(shù)：此時(shí)參數(shù)：1U1I2U2I122c212cUU ch lI Z sh lUIsh lI ch lZ122122UAUBIICUDI ADch lcBZ sh lcsh lCZ集中參數(shù)等值電路（集中參數(shù)等值電路（型）型）圖圖2-9 線路的集中參數(shù)等值電路線路的集中參數(shù)等值電路（1）精確計(jì)算：）精確計(jì)算：根據(jù)根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)通用方程二端口網(wǎng)絡(luò)通用方程則得：則得：122122UAUBIICUDI cc2121ZBZ sh lAch lYBZ sh l 集中參數(shù)等值電路（集中參數(shù)等值電路（型）型）（2）修正計(jì)算：）修正計(jì)算：由于復(fù)數(shù)雙曲函數(shù)計(jì)算很不方便，一般又進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)

22、化由于復(fù)數(shù)雙曲函數(shù)計(jì)算很不方便，一般又進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)化其中其中r0、x0、b0 為每公里電阻、電抗和電納值，為每公里電阻、電抗和電納值，l為線路長(zhǎng)度。為線路長(zhǎng)度。（3）近似計(jì)算：）近似計(jì)算：直接用直接用線路參數(shù)的單位長(zhǎng)度值線路參數(shù)的單位長(zhǎng)度值乘以乘以長(zhǎng)度長(zhǎng)度作為線路總阻抗和作為線路總阻抗和總導(dǎo)納的近似值?？倢?dǎo)納的近似值。000rxbZk rljk x lYjk bl20 02200 00020 01131161112rxbkx b lbkx brlxkx b l 36集中參數(shù)等值電路計(jì)算示例集中參數(shù)等值電路計(jì)算示例【例例】2-2 220kV架空線路參數(shù)為：架空線路參數(shù)為：，。試分別計(jì)算長(zhǎng)度為。試

23、分別計(jì)算長(zhǎng)度為100、200、300、400 km線路的線路的型等值電路參數(shù)的近似值、修正值和精確值。型等值電路參數(shù)的近似值、修正值和精確值。解：解：100km線路的參數(shù)計(jì)算如下：線路的參數(shù)計(jì)算如下：（1）近似值：）近似值：00.05/kmr 00.417/kmx 602.7310S/kmb00(j)(0.05j0.417)1005j41.7Zrxl6400(j)(0j2.7310)100j2.7310SYgbl37集中參數(shù)等值電路計(jì)算示例集中參數(shù)等值電路計(jì)算示例（2）修正值：）修正值：262b0011110.4172.73101001.00951212kx b lr 0 x0(j)(0.99

24、620.05j0.99810.417)1004.981j41.621 Zk rk xl64b0jj1.0012.7310100j2.732610SYk b l262r0011110.4172.73101000.996233kx b l022x0000626211()611(0.4172.73100.052.7310/ 0.417)10060.9981bkx brlx38集中參數(shù)等值電路計(jì)算示例集中參數(shù)等值電路計(jì)算示例（3）精確值：）精確值：6c0000(j) / (j)(0.05j0.417) / (j2.7310)(391.528j23.389)Zrxgb6000041(j)(j)(0.05

25、j0.417)(j2.7310)(0.639j10.689)10 kmrxgb4(0.639j10.689)101000.00639j0.10689l(0.00639j0.10689)0.00635j0.10669sh lsh(0.00639j0.10689)0.9943j0.00068ch lchc(391.528j23.389)(0.00635j0.10669)4.982j41.624 ZZ sh lc42(1)2(0.9943j0.0000681)4.981j41.622(0.0003j2.7326)10Sch lYZ sh l39集中參數(shù)等值電路（集中參數(shù)等值電路（型）型）不同長(zhǎng)度的不

26、同長(zhǎng)度的型等值電路計(jì)算結(jié)果列于下表型等值電路計(jì)算結(jié)果列于下表40集中參數(shù)等值電路（集中參數(shù)等值電路（型）型）近似值的誤差近似值的誤差百分比百分比隨線路長(zhǎng)度增大而增隨線路長(zhǎng)度增大而增大，其中電阻最大，大，其中電阻最大，電抗次之，電納最小。電抗次之，電納最小。參數(shù)的修正值同精確參數(shù)的修正值同精確值的誤差也是隨線路值的誤差也是隨線路長(zhǎng)度增大而增大，但長(zhǎng)度增大而增大，但是修正后的參數(shù)已非是修正后的參數(shù)已非常接近精確參數(shù)，修常接近精確參數(shù)，修正效果顯著。正效果顯著。等值電路的精確參數(shù)中電導(dǎo)的數(shù)值很小，實(shí)際計(jì)算時(shí)可以忽略等值電路的精確參數(shù)中電導(dǎo)的數(shù)值很小，實(shí)際計(jì)算時(shí)可以忽略在工程計(jì)算中，既要保證必要的精度

27、，又要盡可能的簡(jiǎn)在工程計(jì)算中，既要保證必要的精度，又要盡可能的簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)線路長(zhǎng)度分以下三種情況來處理：化計(jì)算，根據(jù)線路長(zhǎng)度分以下三種情況來處理：41集中參數(shù)等值電路（集中參數(shù)等值電路（型）型） 35kV及以下電壓的輸電線路（不超及以下電壓的輸電線路（不超過過100km的架空線或不長(zhǎng)的電纜的架空線或不長(zhǎng)的電纜 ），），由于線路長(zhǎng)度較短，故也可略去并聯(lián)由于線路長(zhǎng)度較短，故也可略去并聯(lián)導(dǎo)納，只保留串連阻抗即可。導(dǎo)納，只保留串連阻抗即可。 中等長(zhǎng)度線路是指長(zhǎng)度在中等長(zhǎng)度線路是指長(zhǎng)度在100300km之間的架空線和不超過之間的架空線和不超過100km的電纜線的電纜線路路 ，這種線路的電納，這種線路的

28、電納B一般不能略去，一般不能略去，采用采用T型或型或型等值電路。可進(jìn)一步簡(jiǎn)型等值電路。可進(jìn)一步簡(jiǎn)化為化為 當(dāng)線路長(zhǎng)度大于當(dāng)線路長(zhǎng)度大于300公里時(shí)，可公里時(shí)，可采用修正公式進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也采用修正公式進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)也可用幾個(gè)可用幾個(gè)型等值電路串級(jí)相聯(lián)型等值電路串級(jí)相聯(lián)表示，只要一個(gè)表示，只要一個(gè)型等值電路表型等值電路表示的長(zhǎng)度小于示的長(zhǎng)度小于300公里即可。公里即可。0oZZrjx l0YYjb l 元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.2 變壓器的等值電路和參數(shù)變壓器的等值電路和參數(shù)43元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.2.1 變壓器的等值電路變壓器的等值電路

29、44變壓器結(jié)構(gòu)（變壓器結(jié)構(gòu)（外部）潛油泵潛油泵線夾線夾引線引線套管套管風(fēng)扇風(fēng)扇套管油位套管油位儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜瓦斯繼電器瓦斯繼電器45變壓器結(jié)構(gòu)（變壓器結(jié)構(gòu)（外部）油流繼電器油流繼電器分接頭機(jī)構(gòu)箱分接頭機(jī)構(gòu)箱油溫表油溫表油位表油位表46變壓器結(jié)構(gòu)（內(nèi)部：鐵芯、繞組）變壓器結(jié)構(gòu)（內(nèi)部：鐵芯、繞組）分接頭分接頭47變壓器等值電路變壓器等值電路雙繞組和三繞組變壓器等值電路如下雙繞組和三繞組變壓器等值電路如下 并聯(lián)導(dǎo)納中的電納前有負(fù)號(hào)說明是感性的，而并聯(lián)導(dǎo)納中的電納前有負(fù)號(hào)說明是感性的，而線路是容性的，兩者是不同的。線路是容性的，兩者是不同的。 48元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.2.

30、2 雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算49雙繞組等值電路雙繞組等值電路四個(gè)參數(shù)：四個(gè)參數(shù)：RT，XT，GT，BT .變壓器等值電路變壓器等值電路思考：如何設(shè)計(jì)方法得出上述參數(shù)？思考：如何設(shè)計(jì)方法得出上述參數(shù)？基本參數(shù)基本參數(shù)雙繞組變壓器的四個(gè)參數(shù)（雙繞組變壓器的四個(gè)參數(shù)（RT，XT，GT，BT）可分別從變壓器出廠銘牌上的四個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，可分別從變壓器出廠銘牌上的四個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，即即 短路損耗短路損耗PK RT 短路電壓百分值短路電壓百分值 UK% XT 空載損耗空載損耗P0 GT 空載電流百分值空載電流百分值 I0% BT短路試驗(yàn)短路試驗(yàn) 將一側(cè)繞組短接，在另一側(cè)加電壓，使短路一將一

31、側(cè)繞組短接，在另一側(cè)加電壓，使短路一側(cè)繞組的電流達(dá)額定電流（另一側(cè)也達(dá)額定電側(cè)繞組的電流達(dá)額定電流（另一側(cè)也達(dá)額定電流），此時(shí)測(cè)得的變壓器的有功損耗稱為短路損流），此時(shí)測(cè)得的變壓器的有功損耗稱為短路損耗，同時(shí)將在變壓器上所施加的電壓值表示為相耗，同時(shí)將在變壓器上所施加的電壓值表示為相對(duì)于額定電壓的百分?jǐn)?shù)，稱為短路電壓百分值。對(duì)于額定電壓的百分?jǐn)?shù)，稱為短路電壓百分值。I = INUK%PK基本參數(shù)計(jì)算方法基本參數(shù)計(jì)算方法電阻電阻 在短路試驗(yàn)時(shí)所施加的電壓比額定電壓低的多，在短路試驗(yàn)時(shí)所施加的電壓比額定電壓低的多，故此時(shí)的鐵芯損耗特小，可以忽略不計(jì)，所以短故此時(shí)的鐵芯損耗特小，可以忽略不計(jì)，所以短

32、路損耗近似等于額定電流流過變壓器高低壓繞組路損耗近似等于額定電流流過變壓器高低壓繞組時(shí)的總銅耗，即時(shí)的總銅耗，即232kW,kV10kV AKNTNP URS 該公式需要掌握！該公式需要掌握！基本參數(shù)計(jì)算方法基本參數(shù)計(jì)算方法電抗電抗 在短路試驗(yàn)中的短路電壓，近似等于高低壓繞在短路試驗(yàn)中的短路電壓，近似等于高低壓繞組電阻和漏抗在額定電流下的壓降，可以用相對(duì)組電阻和漏抗在額定電流下的壓降，可以用相對(duì)于額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。于額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。大容量變壓器的繞組電阻比電抗小得多，如大容量變壓器的繞組電阻比電抗小得多，如110kV的的25000kVA變壓器，變壓器， / 16，可以近似，可以近似地

33、認(rèn)為產(chǎn)生電抗上的電壓降百分?jǐn)?shù)，所以有地認(rèn)為產(chǎn)生電抗上的電壓降百分?jǐn)?shù)，所以有 23NXTN%10100UUXSTXTR XK%UU 該公式需要掌握！該公式需要掌握！空載試驗(yàn)空載試驗(yàn) 將一側(cè)開路，在另一側(cè)加額定電壓，測(cè)得變壓將一側(cè)開路，在另一側(cè)加額定電壓，測(cè)得變壓器的有功損耗（即空載損耗）器的有功損耗（即空載損耗） P0 ，以及空載電流，以及空載電流相對(duì)于額定電流的百分?jǐn)?shù)相對(duì)于額定電流的百分?jǐn)?shù) I0% 。U=U0I0%P0基本參數(shù)計(jì)算方法基本參數(shù)計(jì)算方法電導(dǎo)電導(dǎo)變壓器的電導(dǎo)用來表示鐵芯損耗。由于空載試變壓器的電導(dǎo)用來表示鐵芯損耗。由于空載試驗(yàn)時(shí)繞組中的電流很小，銅損可以忽略不計(jì)，因驗(yàn)時(shí)繞組中的電流

34、很小，銅損可以忽略不計(jì)，因此，可以近似認(rèn)為變壓器此時(shí)的空載損耗等于鐵此，可以近似認(rèn)為變壓器此時(shí)的空載損耗等于鐵損，即損，即值得注意的是，在變壓器實(shí)際運(yùn)行中，銅損與值得注意的是，在變壓器實(shí)際運(yùn)行中，銅損與變壓器的負(fù)荷大小有關(guān)，必須根據(jù)流過變壓器的變壓器的負(fù)荷大小有關(guān)，必須根據(jù)流過變壓器的電流計(jì)算；而鐵損與電壓有關(guān)，電壓越高，鐵損電流計(jì)算；而鐵損與電壓有關(guān)，電壓越高，鐵損越大。一般運(yùn)行電壓與額定電壓相差不大，故鐵越大。一般運(yùn)行電壓與額定電壓相差不大，故鐵損可以直接近似使用空載損耗值。損可以直接近似使用空載損耗值。230NT10PUG30T2N10SPGU 該公式需要掌握！該公式需要掌握！基本參數(shù)計(jì)

35、算方法基本參數(shù)計(jì)算方法電納電納 變壓器的空載電流基本是無功性質(zhì)的勵(lì)磁電變壓器的空載電流基本是無功性質(zhì)的勵(lì)磁電流，可以近似看作是電納中流過的電流，即流，可以近似看作是電納中流過的電流，即 I0=IB（I0：空載電流：空載電流; IB：電納中流過的電流）。：電納中流過的電流）。0N0%100III NBT3UIB30N0NT2NN% 3%10100100IIISBUU 該公式需要掌握！該公式需要掌握！基本參數(shù)計(jì)算方法基本參數(shù)計(jì)算方法變比變比變壓器兩側(cè)繞組實(shí)際抽頭的空載電壓之比變壓器兩側(cè)繞組實(shí)際抽頭的空載電壓之比121NTNUKU檔位 檔距雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算雙繞組變壓器參數(shù)計(jì)算示例示例【例例】2-

36、3 雙繞組降壓變壓器雙繞組降壓變壓器SFL1 31500/35，變比為，變比為35/11。銘牌數(shù)據(jù)：銘牌數(shù)據(jù)：PK =177kW，UK% =8，P0 =30kW ，I0% =1.2。 試計(jì)算歸算到高壓側(cè)的變壓器參數(shù)。試計(jì)算歸算到高壓側(cè)的變壓器參數(shù)。解：解：由型號(hào)知由型號(hào)知SN=31500kVA，高壓側(cè)額定電壓，高壓側(cè)額定電壓UN=35kV。思考：為什么題目中有思考：為什么題目中有“歸算到高壓側(cè)的歸算到高壓側(cè)的”的定語(yǔ)的定語(yǔ) ？ 2233KNT22N1773510100.21931500P URS2233NKTN%83510103.11110010031500UUXS3350T22N301010

37、2.44910S35PGU3350NT22N%1.231500101030.85710S10010035ISBU59元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.2.3 三繞組變壓器參數(shù)計(jì)算三繞組變壓器參數(shù)計(jì)算等值電路等值電路 等值電路如下圖所示，它采用勵(lì)磁支路前移的星型等等值電路如下圖所示，它采用勵(lì)磁支路前移的星型等值電路，各支路阻抗分別代表各個(gè)繞組折算后的等值阻抗。值電路，各支路阻抗分別代表各個(gè)繞組折算后的等值阻抗。其中其中R1，R2，R3分別為各繞組等值電阻，分別為各繞組等值電阻，X1，X2，X3分分別為各繞組等值電抗，別為各繞組等值電抗，GT和和-jBT分別為勵(lì)磁支路等值電導(dǎo)、分

38、別為勵(lì)磁支路等值電導(dǎo)、電納。參數(shù)均為歸算到某一側(cè)的。電納。參數(shù)均為歸算到某一側(cè)的。三繞組變壓器等值電路三繞組變壓器等值電路61繞組的排列方式繞組的排列方式三繞組變壓器分升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型三繞組變壓器分升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型高壓繞阻因絕緣問題排在外面。低壓繞組在中間，有利于高壓繞阻因絕緣問題排在外面。低壓繞組在中間，有利于低壓側(cè)向高中壓測(cè)傳送功率低壓側(cè)向高中壓測(cè)傳送功率(升壓變壓器）；中壓繞組在升壓變壓器）；中壓繞組在中間，有利于功率從高壓側(cè)傳向中、低壓側(cè)（降壓變壓中間，有利于功率從高壓側(cè)傳向中、低壓側(cè)（降壓變壓器）。另外，由于器）。另外，由于X1和和X3數(shù)值較大，也有利于降低低壓數(shù)

39、值較大，也有利于降低低壓側(cè)的短路電流。側(cè)的短路電流。2 3 13 2 1電阻（電阻（ R1、R2、R3 ）確定三個(gè)繞組的等值阻抗，需要有三種短路試驗(yàn)的數(shù)確定三個(gè)繞組的等值阻抗，需要有三種短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，三繞組變壓器的短路試驗(yàn)是依次讓一個(gè)繞組開路，按據(jù)，三繞組變壓器的短路試驗(yàn)是依次讓一個(gè)繞組開路，按雙繞組來做的。雙繞組來做的。 短路損耗分別為：短路損耗分別為：于是可以獲得各繞組的短路損耗于是可以獲得各繞組的短路損耗1 1、加電壓、加電壓2 2、短路、短路3 3、開路、開路22K(1-2)N1N2K1K 222K(2-3)N23K 2K 322K(3-1)N3N1K 3K1333333NPI RI

40、 RPPPI RI RPPPI RI RPP232101 2 3KiNiNP URiS、 K 1K (12 )K ( 31 )K ( 23 )K 2K (12 )K ( 23 )K ( 31 )K 3K ( 23 )K ( 31 )K (12 )1()21()21()2PPPPPPPPPPPP 該公式需要掌握！該公式需要掌握！電阻（電阻（ R1、R2、R3 ）注意：這里是假定各繞組的容量都相等，即容量比為注意：這里是假定各繞組的容量都相等，即容量比為100/100/100。變壓。變壓器銘牌上的容量是高壓繞組的容量，即容量最大的一個(gè)繞組的容器銘牌上的容量是高壓繞組的容量，即容量最大的一個(gè)繞組的容

41、量。當(dāng)三個(gè)繞組的容量不等時(shí)，如量。當(dāng)三個(gè)繞組的容量不等時(shí)，如100/100/50或或100/50/100。銘。銘牌上的短路損耗是較小繞組流過額定電流時(shí)的損耗，因而必須對(duì)牌上的短路損耗是較小繞組流過額定電流時(shí)的損耗，因而必須對(duì)銘牌上提供的短路損耗進(jìn)行歸算，這時(shí)變壓器的容量是指最大容銘牌上提供的短路損耗進(jìn)行歸算，這時(shí)變壓器的容量是指最大容量繞組的容量。量繞組的容量。其中，其中， ， ， 為銘牌參數(shù)；為銘牌參數(shù)； ， ， 為歸算后為歸算后的參數(shù)。的參數(shù)。2NK(1 2)K(1 2)2N2K(2 3)K(2 3)2N3N2NK(3 1)K(3 1)3N()()min,()NSPPSSPPSSSPPS(

42、1 2)KP(2 3)KP(3 1)KP(1 2)KP(2 3)KP(3 1)KP 該公式需要掌握！該公式需要掌握！電阻（電阻（ R1、R2、R3 ）特殊情況：特殊情況：當(dāng)廠家只提供一個(gè)短路損耗，即是最大短路損耗，它當(dāng)廠家只提供一個(gè)短路損耗，即是最大短路損耗，它指的是兩個(gè)指的是兩個(gè)100容量的繞組通過額定電流，另一個(gè)繞組容量的繞組通過額定電流，另一個(gè)繞組空載時(shí)的損耗。根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)中按電流密度相等選擇各空載時(shí)的損耗。根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)中按電流密度相等選擇各繞組截面積的原則，則：繞組截面積的原則，則：（除以（除以2變成一個(gè)繞組的損耗）變成一個(gè)繞組的損耗）另一繞組的容量為另一繞組的容量為 時(shí)，則時(shí)，則

43、單位：?jiǎn)挝唬篘23K maxN()2N102SPURSNSNNN()()NSSSRRS電抗（電抗（X1、X2、X3）制造廠提供的短路電壓百分值制造廠提供的短路電壓百分值UK(1-2)%、UK(2-3) % 、UK(1-2) % ，總是歸算至變壓器的額定容量，因此計(jì)算電抗，總是歸算至變壓器的額定容量，因此計(jì)算電抗時(shí)不需進(jìn)行歸算，只要求出各繞組的短路電壓百分值即可。時(shí)不需進(jìn)行歸算，只要求出各繞組的短路電壓百分值即可。各繞組的短路電壓百分值分別為：各繞組的短路電壓百分值分別為：再按雙繞組變壓器相似的計(jì)算公式，求各繞組的電抗再按雙繞組變壓器相似的計(jì)算公式，求各繞組的電抗 S的單位為的單位為kVAK1K

44、(1 2)K(3 1)K(2 3)K2K(1 2)K(2 3)K(3 1)K3K(2 3)K(3 1)K(1 2)1%(%)21%(%)21%(%)2UUUUUUUUUUUU23KNN%10100iiUUXS 該公式需要掌握！該公式需要掌握！電導(dǎo)電導(dǎo)G和電納和電納B三繞組的導(dǎo)納和變比計(jì)算與雙繞組變壓器相同三繞組的導(dǎo)納和變比計(jì)算與雙繞組變壓器相同302kW10kVTNPGU302%kV10100kVANTNISBU67變比變比112211NNUKU檔位檔距檔位檔距13131/NNKUU檔位檔距23231/NNKUU檔位檔距68元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.3 發(fā)電機(jī)的等值電

45、路和參數(shù)發(fā)電機(jī)的等值電路和參數(shù)69元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.3.1 發(fā)電機(jī)概述發(fā)電機(jī)概述發(fā)電機(jī)類型發(fā)電機(jī)類型(a) 大型發(fā)電廠：大型發(fā)電廠：三相交流三相交流同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)(b) 汽油引擎發(fā)電機(jī)：汽油引擎發(fā)電機(jī)：?jiǎn)蜗嘟涣鲉蜗嘟涣魍桨l(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)(c) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)：風(fēng)力發(fā)電機(jī)：感應(yīng)感應(yīng)發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)、永磁永磁發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)類型發(fā)電機(jī)類型轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系轉(zhuǎn)速與頻率的關(guān)系:同步發(fā)電機(jī)按轉(zhuǎn)子磁極的形狀，可分為同步發(fā)電機(jī)按轉(zhuǎn)子磁極的形狀，可分為隱極式隱極式和和凸極式凸極式。 隱極式發(fā)電機(jī)：火力發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機(jī)采用隱極式轉(zhuǎn)子隱極式發(fā)電機(jī)：火力發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機(jī)采用隱

46、極式轉(zhuǎn)子磁極，其氣隙均勻，轉(zhuǎn)子做成圓柱形，機(jī)械強(qiáng)度高，適合磁極，其氣隙均勻，轉(zhuǎn)子做成圓柱形，機(jī)械強(qiáng)度高，適合于汽輪機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)，一般汽輪機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速可達(dá)于汽輪機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)，一般汽輪機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速可達(dá)3000r/min (1對(duì)極時(shí)對(duì)極時(shí))或或1500r/min (2對(duì)極時(shí)對(duì)極時(shí))。 凸極式發(fā)電機(jī)：凸極式發(fā)電機(jī)： 水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用凸極式，這種形式水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用凸極式，這種形式的磁極氣隙不均勻，極弧下氣隙較小，極間部分較大，旋的磁極氣隙不均勻，極弧下氣隙較小，極間部分較大，旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣阻力較大，適合于水輪機(jī)組的低速旋轉(zhuǎn)。另外，轉(zhuǎn)時(shí)的空氣阻力較大，適合于水輪機(jī)組的低速旋轉(zhuǎn)。另外，凸極式轉(zhuǎn)子上除

47、勵(lì)磁繞組外，還常裝有阻尼繞組，以減小凸極式轉(zhuǎn)子上除勵(lì)磁繞組外，還常裝有阻尼繞組，以減小負(fù)序電流對(duì)同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子過熱和震蕩。負(fù)序電流對(duì)同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子過熱和震蕩。60 fnp安裝了線圈和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)子安裝了線圈和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)子定子鐵芯與線圈定子鐵芯與線圈發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖三相交流汽輪發(fā)電機(jī)三相交流汽輪發(fā)電機(jī) 三峽臥式水輪發(fā)電機(jī)三峽臥式水輪發(fā)電機(jī)76元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.3.2 發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等值電路發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等值電路等值電路等值電路圖圖2-13 隱極式發(fā)電機(jī)等值電路和相量圖隱極式發(fā)電機(jī)等值電路和相量圖 等值電路關(guān)系式等值電路關(guān)系式 qd(j)EUrx I 該

48、圖需要掌握！該圖需要掌握！功率方程功率方程發(fā)電機(jī)輸出功率發(fā)電機(jī)輸出功率 由于定子繞組電阻很小，常忽略不計(jì)，由于定子繞組電阻很小，常忽略不計(jì)，r0. 隱極式發(fā)電機(jī)的功率方程隱極式發(fā)電機(jī)的功率方程 在穩(wěn)態(tài)分析計(jì)算時(shí)，發(fā)電機(jī)模型非常簡(jiǎn)單，一般可以在穩(wěn)態(tài)分析計(jì)算時(shí)，發(fā)電機(jī)模型非常簡(jiǎn)單，一般可以用其發(fā)出的有功功率用其發(fā)出的有功功率P和無功功率和無功功率Q，或有功功率，或有功功率 P 和其和其端電壓端電壓 U 來表示。來表示。qd(j)EUrx Ij(cosjsin )PQU IUI 該公式推導(dǎo)需要掌握！該公式推導(dǎo)需要掌握！cosPUIsinQUI Eq U dx I j I dcosIxqdsinE U

49、x2qddcosE UUxxqsinEdsinIxUqcosE運(yùn)行約束與運(yùn)行約束與P-Q極限極限（1）有功功率約束（有功功率約束（DC）。）。（2）定子繞組電流約束定子繞組電流約束(AC為半徑）。為半徑）。（3）勵(lì)磁繞組電流約束勵(lì)磁繞組電流約束(OC為半徑）為半徑） 。（4）發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)約束。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)約束。圖圖2-14 發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的P-Q極限極限 約束約束（1）有功功率約束。有功功率約束。原動(dòng)機(jī)和發(fā)原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的出力和機(jī)械強(qiáng)度都是電機(jī)的出力和機(jī)械強(qiáng)度都是按額定有功功率按額定有功功率 設(shè)計(jì)的，雖設(shè)計(jì)的，雖有一定裕度，但在運(yùn)行中不有一定裕度，但在運(yùn)行中不宜超過宜超過PN。由于原動(dòng)

50、機(jī)和鍋。由于原動(dòng)機(jī)和鍋爐等方面存在技術(shù)最小負(fù)荷，爐等方面存在技術(shù)最小負(fù)荷，使得發(fā)電機(jī)的輸出有功功率使得發(fā)電機(jī)的輸出有功功率也有一下限值也有一下限值 。（2）定子繞組電流約束。定子繞組電流約束。定子繞定子繞組導(dǎo)體的截面積、發(fā)電機(jī)的組導(dǎo)體的截面積、發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)都是按照額定電流冷卻系統(tǒng)都是按照額定電流設(shè)計(jì)的，運(yùn)行中定子電流不設(shè)計(jì)的，運(yùn)行中定子電流不可大于額定電流，也就限制可大于額定電流，也就限制了發(fā)電機(jī)的視在功率。了發(fā)電機(jī)的視在功率。81約束約束（3）勵(lì)磁繞組電流約束。勵(lì)磁繞組電流約束。如果勵(lì)磁如果勵(lì)磁繞組電流超過額定勵(lì)磁電流，繞組電流超過額定勵(lì)磁電流，勵(lì)磁繞組溫升會(huì)超過允許溫升，勵(lì)磁繞組溫升會(huì)

51、超過允許溫升，所以運(yùn)行中勵(lì)磁電流不可大于所以運(yùn)行中勵(lì)磁電流不可大于它的額定值。它的額定值。（4）發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)約束。發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)約束。發(fā)電發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)同時(shí)輸出有功功機(jī)正常運(yùn)行時(shí)同時(shí)輸出有功功率和無功功率，而有些特殊情率和無功功率，而有些特殊情況下根據(jù)系統(tǒng)要求需要輸出有況下根據(jù)系統(tǒng)要求需要輸出有功功率同時(shí)吸收無功功率，此功功率同時(shí)吸收無功功率，此時(shí)功率因數(shù)超前，稱為進(jìn)相運(yùn)時(shí)功率因數(shù)超前，稱為進(jìn)相運(yùn)行。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，定子端部的行。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，定子端部的漏磁將大于滯后功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)的漏磁，會(huì)在定子端部鐵心及金屬漏磁將大于滯后功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)的漏磁，會(huì)在定子端部鐵心及金屬板等處感生過大的渦流，導(dǎo)

52、致溫度升高，這就要求限制吸收的無功板等處感生過大的渦流，導(dǎo)致溫度升高，這就要求限制吸收的無功功率。功率。82元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.3.3 發(fā)電機(jī)電抗參數(shù)的計(jì)算發(fā)電機(jī)電抗參數(shù)的計(jì)算發(fā)電機(jī)電抗參數(shù)的計(jì)算發(fā)電機(jī)電抗參數(shù)的計(jì)算制造廠家提供的發(fā)電機(jī)電抗是以其額定阻抗制造廠家提供的發(fā)電機(jī)電抗是以其額定阻抗ZN為基準(zhǔn)為基準(zhǔn)的電抗百分值的電抗百分值于是于是22GNGNNGNN%cos100100XUXUXSPGNGNGG2NNN3%100100100XI XS XXZUU元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.4 電網(wǎng)等值電路及其標(biāo)幺值電網(wǎng)等值電路及其標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算參

53、數(shù)計(jì)算標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算需要掌握標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算需要掌握85元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.4.1 標(biāo)幺值的基本概念標(biāo)幺值的基本概念標(biāo)幺值的目的和意義標(biāo)幺值的目的和意義在前面已經(jīng)給出了線路、變壓器和發(fā)電機(jī)等在前面已經(jīng)給出了線路、變壓器和發(fā)電機(jī)等元件的等值電路及其參數(shù)計(jì)算方法，電力系統(tǒng)是元件的等值電路及其參數(shù)計(jì)算方法，電力系統(tǒng)是這些元件構(gòu)成的一個(gè)整體。直觀地考慮，對(duì)于電這些元件構(gòu)成的一個(gè)整體。直觀地考慮，對(duì)于電網(wǎng)只需畫出各元件的等值電路并按照其連接關(guān)系網(wǎng)只需畫出各元件的等值電路并按照其連接關(guān)系將它們連在一起就可構(gòu)成電網(wǎng)的等值電路。將它們連在一起就可構(gòu)成電網(wǎng)的等值電路。然而實(shí)際電網(wǎng)由

54、不同電壓等級(jí)的元件通過變?nèi)欢鴮?shí)際電網(wǎng)由不同電壓等級(jí)的元件通過變壓器的電磁耦合連接構(gòu)成的，前面介紹的參數(shù)計(jì)壓器的電磁耦合連接構(gòu)成的，前面介紹的參數(shù)計(jì)算方法所得的元件參數(shù)均為實(shí)際值，也就是有名算方法所得的元件參數(shù)均為實(shí)際值，也就是有名值。值。標(biāo)幺值的目的和意義標(biāo)幺值的目的和意義 在電網(wǎng)等值電路中，需要將有名值參數(shù)歸算到在電網(wǎng)等值電路中，需要將有名值參數(shù)歸算到同一個(gè)電壓等級(jí)，才能將等值電路連接起來。這同一個(gè)電壓等級(jí)，才能將等值電路連接起來。這在復(fù)雜系統(tǒng)有時(shí)是很困難的，因而更多地采用標(biāo)在復(fù)雜系統(tǒng)有時(shí)是很困難的，因而更多地采用標(biāo)幺值來表示元件的參數(shù)。幺值來表示元件的參數(shù)。標(biāo)幺值的概念標(biāo)幺值的概念有名值：

55、有名值：在一般的電路計(jì)算中，電壓、電流、功率和在一般的電路計(jì)算中，電壓、電流、功率和阻抗的單位分用阻抗的單位分用V、A、W、表示，這種用實(shí)際有、表示，這種用實(shí)際有名單位表示物理量的方法稱為有名單位制。名單位表示物理量的方法稱為有名單位制。在電力系統(tǒng)計(jì)算中，還廣泛地采用標(biāo)幺制在電力系統(tǒng)計(jì)算中，還廣泛地采用標(biāo)幺制（per unit，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱p.u.）。）。 標(biāo)幺值：標(biāo)幺值：相對(duì)單位制的一種，在標(biāo)幺制中各物理量都相對(duì)單位制的一種，在標(biāo)幺制中各物理量都用標(biāo)幺值表示。用標(biāo)幺值表示。 標(biāo)幺值的概念標(biāo)幺值的概念標(biāo)幺值：標(biāo)幺值：式中基準(zhǔn)值采用與有名值相同單位，所以標(biāo)式中基準(zhǔn)值采用與有名值相同單位，所以標(biāo)幺值

56、是沒有量綱的數(shù)值，一般用變量后帶幺值是沒有量綱的數(shù)值，一般用變量后帶*表示。表示。對(duì)于同一個(gè)實(shí)際有名值，基準(zhǔn)值選得不同，對(duì)于同一個(gè)實(shí)際有名值，基準(zhǔn)值選得不同，其標(biāo)幺值也就不同。因此，當(dāng)給出一個(gè)量的標(biāo)幺其標(biāo)幺值也就不同。因此，當(dāng)給出一個(gè)量的標(biāo)幺值時(shí)，還須同時(shí)說明它的基準(zhǔn)值，否則，標(biāo)幺值值時(shí)，還須同時(shí)說明它的基準(zhǔn)值，否則，標(biāo)幺值的意義是不明確的。的意義是不明確的。 有名值標(biāo)幺值基準(zhǔn)值各類變量的標(biāo)幺值計(jì)算各類變量的標(biāo)幺值計(jì)算當(dāng)選定電壓、電流、功率和阻抗的基準(zhǔn)值分當(dāng)選定電壓、電流、功率和阻抗的基準(zhǔn)值分別為別為UB， IB ，SB和和ZB ，相應(yīng)的標(biāo)幺值如下，相應(yīng)的標(biāo)幺值如下*B*B*BBBB*BBBB

57、jjjjjjUUUIIISPQPQSPQSSSSZRXRXZRXZZZZ元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.4.2 基準(zhǔn)值的選擇基準(zhǔn)值的選擇基準(zhǔn)值的選擇基準(zhǔn)值的選擇 基準(zhǔn)值的選擇，除了要求基準(zhǔn)值與有名值同單基準(zhǔn)值的選擇，除了要求基準(zhǔn)值與有名值同單位外，原則上可以是任意的。但是，采用標(biāo)幺值位外，原則上可以是任意的。但是，采用標(biāo)幺值的目的是為了簡(jiǎn)化計(jì)算和便于對(duì)計(jì)算結(jié)果作出分的目的是為了簡(jiǎn)化計(jì)算和便于對(duì)計(jì)算結(jié)果作出分析評(píng)價(jià)。因此，采用基準(zhǔn)值時(shí)應(yīng)考慮滿足電路計(jì)析評(píng)價(jià)。因此，采用基準(zhǔn)值時(shí)應(yīng)考慮滿足電路計(jì)算的關(guān)系。算的關(guān)系。 單相電路：?jiǎn)蜗嚯娐罚?基準(zhǔn)值應(yīng)滿足基準(zhǔn)值應(yīng)滿足 則標(biāo)幺值可滿足則

58、標(biāo)幺值可滿足PPPUZISU I，P BB BP BP B BUZ ISUIP* *P*P* *UZ ISU I基準(zhǔn)值之間的換算關(guān)系基準(zhǔn)值之間的換算關(guān)系 在選擇基準(zhǔn)值時(shí)，習(xí)慣上只選定在選擇基準(zhǔn)值時(shí)，習(xí)慣上只選定UB和和SB， IB和和ZB可由下式得出：可由下式得出：?jiǎn)蜗啵簡(jiǎn)蜗啵核伎迹合啾戎拢嚯娐酚?jì)算公式的形式？思考：相比之下，三相電路計(jì)算公式的形式？=PBPBPBSIU2PBPBPBPBPBPBPBPBUUUZSISU標(biāo)幺值換算為有名值標(biāo)幺值換算為有名值 標(biāo)幺值計(jì)算所得結(jié)果最后還要換算成有名值，標(biāo)幺值計(jì)算所得結(jié)果最后還要換算成有名值，其換算公式正好與有名值換算為標(biāo)幺值相反，分其換算公式正

59、好與有名值換算為標(biāo)幺值相反，分別為別為 ：*BB* B*B*B2BB3jUU USII IIZSS SUZRXS（）元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算2.4.3 不同基準(zhǔn)值間的不同基準(zhǔn)值間的標(biāo)幺值換算標(biāo)幺值換算換算目的換算目的在電力系統(tǒng)計(jì)算中，在制訂標(biāo)幺值的等值電在電力系統(tǒng)計(jì)算中，在制訂標(biāo)幺值的等值電路時(shí)，各元件的參數(shù)必須按路時(shí)，各元件的參數(shù)必須按統(tǒng)一的基準(zhǔn)值統(tǒng)一的基準(zhǔn)值進(jìn)行歸進(jìn)行歸算。算。然而，從手冊(cè)和產(chǎn)品說明書中查得的電機(jī)和然而，從手冊(cè)和產(chǎn)品說明書中查得的電機(jī)和電器的阻抗值，一般都是電器的阻抗值，一般都是以各自的額定容量和額以各自的額定容量和額定電壓為基準(zhǔn)的標(biāo)幺值定電壓為基準(zhǔn)

60、的標(biāo)幺值。由于各元件的額定值可。由于各元件的額定值可能不同，因此，必須把不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺阻抗能不同，因此，必須把不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺阻抗換換算成統(tǒng)一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值算成統(tǒng)一基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值。換算步驟換算步驟發(fā)電機(jī)和變壓器的標(biāo)幺電抗發(fā)電機(jī)和變壓器的標(biāo)幺電抗的換算過程：的換算過程：先把額定標(biāo)幺值還原為有名值先把額定標(biāo)幺值還原為有名值若統(tǒng)一選定的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率分別為若統(tǒng)一選定的基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)功率分別為UB和和SB ，那么以此為基準(zhǔn)的標(biāo)幺電抗值應(yīng)為那么以此為基準(zhǔn)的標(biāo)幺電抗值應(yīng)為 2NNN()NNUXXZXS（ ）*（ ）*有名值2NBBBN22BBNB1USSXXXXZUSU（ ）*（ ）*（有名值）（有