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1電力系統(tǒng)分析

總學(xué)時：48主講：房德君電氣工程系PowerSystemAnalysis2023/4/2722:24

2§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)第二章電力網(wǎng)絡(luò)各元件的參數(shù)和等值電路一、等值電路：當三相交流系統(tǒng)對稱時，可用單相法進行分析；做電力線路的單相等值電路圖。解決電力工程問題的一般步驟：實際系統(tǒng)運行條件電網(wǎng)等值電路圖建立數(shù)學(xué)模型（方程式）計算計算機計算手工計算i1i2a相l(xiāng)ù1ù2零線2023/4/2722:24

3§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)網(wǎng)絡(luò)方程：由圖可見，輸電線路是一個無源的兩端口網(wǎng)絡(luò)。由電路理論：任何一個無源的兩端口網(wǎng)絡(luò)總可以用一個π型或者T電路表示。無源網(wǎng)絡(luò)U1●U2●I1●I2●輸電線路有四個參數(shù)：線路電阻R：反映電流在導(dǎo)線中流動時，產(chǎn)生的有功損耗（熱效應(yīng)）；

畫原理圖之前，先看一下描述電路的參數(shù)：2023/4/2722:24

4等值電路圖：即：Z=R+jX---線路阻抗Y=G+jB---線路導(dǎo)納線路電抗X：（線路電感）反映電流通過導(dǎo)體的磁場效應(yīng)；

線路電導(dǎo)G：反映絕緣介質(zhì)的泄漏、空氣游離（電暈）產(chǎn)生的有功損耗；其中，主要是電暈損耗；

線路電納B：（線路分布電容）反映帶電導(dǎo)體電場效應(yīng)。

Zπ型等值電路圖T型等值電路圖Y§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

5⑴π型或者T等值電路不能用Y—△變換，在分析中，一般都用π型等值電路；說明：⑵等值電路及參數(shù)為單相的；⑶輸電線路具有分布參數(shù)特性，不能簡單的單位長度的參數(shù)乘以距離（即集中參數(shù)表示），且線路距離越長，分布參數(shù)特性越不可忽略;當線路較短時(≤300km)，也可以用集中參數(shù)表示（忽略分布參數(shù)特性）。

這時：Z=z1l=(r1+jx1)l

§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

6其中，r1、x1、g1、b1為單位長度的參數(shù)；

Y=y1l=(g1+jb1)l

⑷一般晴天不發(fā)生電暈（線路的設(shè)計規(guī)則），所以分析中可以認為g1=0；對于短線路，l≤100km，有時也可以忽略b1。等值電路簡化為如圖所示。

Z短線路的簡化等值電路圖二、參數(shù)計算：電力系統(tǒng)常用導(dǎo)線：

高壓：鋼芯鋁絞線，例如：LGJ-300;額定載流截面積（mm），鋁線部分面積。低壓：鋁線、銅線（絞線）;§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

7通常取：1.單位長度電阻r1：?

說明：值已考慮了三方面的因素：?

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8對于LGJ來說，S僅考慮了鋁線部分的面積；不管用公式計算還是查表，都是20℃時的值，當環(huán)境溫度不同時，必須修正；α—溫度系數(shù)，2.單位長度電抗x1：X1應(yīng)包含于自感和互感。既與導(dǎo)線自身的幾何尺寸有關(guān)，也與導(dǎo)線之間的相互位置（導(dǎo)線排列方式）有關(guān)。?

?

§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

9目前架空線路的導(dǎo)線排列有多種形式：水平排列：垂直排列：§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

10水平排列：§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

11三角排列：耐張桿一般采用完全換位克服各相電抗不對稱?！?-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

12三相導(dǎo)線在∏形桿塔上輪流換位的情況實際中常用的滾式換位，一般不用換位桿塔換位方法有兩種：采用換位桿塔和滾式換位。架空輸電線路的一次完全換位完全換位：§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

13當線路進行完全換位時，在一次整換位循環(huán)內(nèi)，各相導(dǎo)線將輪流地占據(jù)A、B、C相的幾何位置，因而在這個長度范圍內(nèi)各相的電感（電抗）值就變得一樣了。當線路經(jīng)完全換位后，各相電感值就變得相等。目前，電壓在110千伏以上，線路在100km以外的輸電線路一般均需要進行完全換位。單相電抗計算：由電磁場理論推得，單相電抗表達式（單位長度）：1§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

14r---導(dǎo)線半徑；Dm---三相導(dǎo)線幾何均距；（公式中，r與Dm同單位）對于水平布置方式，由于Dab=D，Dbc=D，Dca=2D，故有abcDcaDabDbcDabacbDbcDca§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

15上式也可以寫成：分析：①式(1)、(2)是對單股導(dǎo)線推出，可直接應(yīng)用于求鋼芯鋁絞線電抗值，但，(2)式應(yīng)修正：2銅、鋁多股線，取：r′=（0.724~0.771）r3鋼芯鋁絞線，取：r′=（0.81~0.95）r4§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

16建議采用(1)式，若用(2)式應(yīng)記住r′公式(4);②由上式可見，Dm

x1，r

x1，但由于r、Dm在lg后，從而使x1變化不大，通常在x1=0.4/kM左右，近似計算時可取此值；③對于分裂導(dǎo)線：（一般在220kv以上，為了減少電暈損耗和電抗）例如：三分裂：cabaaaaaaaaa§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

17r—導(dǎo)體半徑a—根與根之間的幾何均距n—分裂根數(shù)可見，nx1

，一般分裂根數(shù)不能太大。④電抗公式是單相值，并考慮了相與相之間的互感等影響，對于同桿塔雙回路來說，相距雖然較近，但是由于三相對稱，所以兩回路之間的互感影響很小，可略去不計；req—分裂導(dǎo)線的等值半徑§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

18對于鋼導(dǎo)線：3.單位長度電導(dǎo)g1：電暈：強電場作用下導(dǎo)線周圍空氣的電離現(xiàn)象。鋼導(dǎo)線與鋁、銅導(dǎo)線的主要差別在于鋼導(dǎo)線導(dǎo)磁性材料。由于屬于導(dǎo)磁性材料，r1、x1與其通過電流大小有關(guān)。

r1=f（i），x1=f（i）一般實測；§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

19計算困難，工程認為，無電暈時g1=0。線路設(shè)計時，一般以晴天不發(fā)生電暈設(shè)計的，所以認為g1=0；(2)電暈起始電壓（電暈臨界電壓）：導(dǎo)線周圍空氣電離的原因：是由于導(dǎo)線表面的電場強度超過了某一臨界值，以致空氣中原有的離子具備了足夠的動能，使其他不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分導(dǎo)電。經(jīng)驗公式：§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

20其中，r-導(dǎo)體半徑(單位：cm)；m1-光滑系數(shù)；m2-氣象系數(shù)；

δ-空氣相對濕度；注意：對于水平排列的導(dǎo)線來說，上式計算應(yīng)修正：消除電暈的方法：增大導(dǎo)線的截面積（直徑）；ⅰ.采用分裂導(dǎo)線：二分裂§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

21分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而也減少了導(dǎo)線電抗。ⅱ.采用擴徑導(dǎo)線：人為擴大導(dǎo)線直徑，但不增加載流部分截面積。(3)電導(dǎo)需要實測：△Pg-實測三相電暈消耗功率（kW/kM）。1§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

224.單位長度電納b1：由于架空導(dǎo)線之間及導(dǎo)線與地之間是以空氣為絕緣介質(zhì)，因而導(dǎo)線之間或?qū)Ь€與地之間存在電容，其中線路電納主要是導(dǎo)線間電容引起。由電磁場理論(公式推導(dǎo)略)：分析：①同樣，由于Dm、r在lg之后，b1變化不大，一般b1=2.85×10-6西/公里，近似計算時可取此值。abc§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

23②分裂導(dǎo)線：③上式適合于任何導(dǎo)體。三、電纜線路：額定電壓0.6~1KV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜電力電纜導(dǎo)線之間相對距離太近，介質(zhì)復(fù)雜，難以用公式計算，一般廠家提供參數(shù)?！?-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

24但從公式看，由于Dm小，所以，x1<r1，b1很大。四、輸電線路的等值電路簡化及分布特性的考慮：長輸電線路具有均勻分布參數(shù)特性，因而采用集中參數(shù)表示線路會帶來誤差，且線路越長，誤差越大，所以在長線路情況下，應(yīng)考慮線路的分布參數(shù)特性。可見，單位長度參數(shù)乘以線路長度的計算方法有誤差（集中參數(shù)表示）?！?-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

25下面根據(jù)線路長短，分三種情況討論。⒈短線路：架空線在100kM以下，電壓在35kV以下，屬于短線路。這種線路特征:處理方法:采用集中參數(shù)表示。同時簡化:由于線路較短，電壓不高，可忽略b1和g1。等值電路圖為：Z=R+jX§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

26⒉中長線路：一般指架空線路在300kM以下，電纜線路在100kM以下。電壓一般在110kV~220kV。參數(shù)用集中參數(shù)表示。（有偏差，能滿足工程需要）考慮晴天不發(fā)生電暈，g1=0；Z等值電路：參數(shù)：3§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

27⒊長輸電線路的等值電路：架空線路超過300kM，電纜線路超過100kM，應(yīng)考慮線路的分布參數(shù)特性?？紤]方法有兩種：將長輸電線路分成幾個中等長的輸電線路，每一段用一個集中參數(shù)表示的π型等值電路來描述。整個輸電線等值電路就是多個串級連接的π型等值電路；用計及分布特性的參數(shù)來描述輸電線路的等值電路；下面通過均勻傳輸線方程來推導(dǎo)其參數(shù)表達式。輸電線路具有分布參數(shù)的特性，且是一個兩端對稱的雙端口網(wǎng)絡(luò)。單相等值電路圖如下：§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

28圖中的r1，x1，g1，b1分別表示線路單位長度的電阻、電抗、電導(dǎo)和電納。下面畫成如下簡圖。l

dxxz1dxy1dx§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)圖中，單位長度參數(shù)：z1=r1+jx1y1=g1+jb12023/4/2722:24

29l

dxxz1dxy1dx§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)由上圖可見，長度為dx線段中，串聯(lián)阻抗中的電壓降落為:流入dx段并聯(lián)導(dǎo)納中的電流：略去二階微小量2023/4/2722:24

30§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)對（1）式求導(dǎo)，并考慮（2）式：得微分方程：二階常系數(shù)齊次微分方程微分方程通解為：將(3)代入（1）式得：或?qū)憺椋?023/4/2722:24

31§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)衰減系數(shù)相位系數(shù)式中：其中，Z=z1lY=y1l高壓架空輸電線：r1<<(x1=ωL1)，g1≈0級數(shù)展開取前2項可見：ZC接近于純電阻，略呈電容性。2023/4/2722:24

32§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)對于無損線路：r1=0，g1=0實數(shù)，阻性純虛數(shù)由邊界條件：輸電線方程中積分常數(shù)C1、C2的確定：解得：2023/4/2722:24

33§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)考慮雙曲函數(shù)定義:當x=l時，可得線路首端電壓和電流的表達式：2023/4/2722:24

34又因為輸電線路是一個無源的兩端口網(wǎng)絡(luò)?？捎靡粋€π型電路表示。該方程同樣可以描述這個電路由電路：該電路圖可以可由兩端口網(wǎng)絡(luò)方程描述兩方程的系數(shù)對應(yīng)相同21§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

35（1）、（2）式比較應(yīng)有：§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)輸電線路精確的參數(shù)計算公式；2023/4/2722:24

36分析：(3)式是輸電線路的精確的參數(shù)計算公式；3從上式可見，其考慮線路分布特性的參數(shù)相當于集中參數(shù)乘上了一個分布修正系數(shù)；kz和ky是一個復(fù)數(shù)；將kz、ky雙曲函數(shù)展開，取前兩項，并以Y=jb1l,Z=r1l+jx1l帶入上式，可得：§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

37雙曲函數(shù)展開為級數(shù)4§2-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

38從而，等值電路：注意：（4）式是一個簡化公式，當線路很長時，例如：架空線路>750km，電纜線路>250km時，也會帶來較大誤差，這時應(yīng)該用精確計算公式計算參數(shù)?！?-1電力線路的等值電路和參數(shù)2023/4/2722:24

39第二章電力網(wǎng)絡(luò)各元件的參數(shù)和等值電路雙繞組變壓器結(jié)構(gòu)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)：(雙繞組變壓器)

鐵芯：一般是三相三柱式；

線圈布置：高壓線圈在外側(cè)，低壓線圈在內(nèi)側(cè)。高壓線圈在外側(cè)有利于絕緣。

繞組接線：有星形接線和三角形接線。工程中一般總有一個繞組采用三角形接線?！?-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

40§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路1.等值電路：在電機學(xué)中，一般應(yīng)用T型等值電路：(注意是單相等值電路)。R1+jX1Rm+jXm在電力系統(tǒng)中應(yīng)用時，對其進行修改。變壓器的參數(shù)計算和等值電路在電機學(xué)中已經(jīng)學(xué)過，這里僅僅根據(jù)工程需要做一下修正。一、雙繞組變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

41①勵磁阻抗比繞組漏抗遠遠大，可將勵磁回路放到電路的一端（一般放在變壓器的電源側(cè)）；且一次和二次側(cè)的電阻和漏抗合并：§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路R1+jX1Rm+jXmRTjXTRm+jXm②勵磁阻抗用導(dǎo)納支路表示；GTRTjXT-jBT2023/4/2722:24

42§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2.參數(shù)計算：變壓器的參數(shù)計算，在電機學(xué)中已經(jīng)學(xué)過，這里僅對其參數(shù)計算公式進行整理：由電機學(xué)知，變壓器的參數(shù)計算可通過變壓器的空載試驗和短路試驗數(shù)據(jù)計算：變壓器試驗：2023/4/2722:24

43試驗數(shù)據(jù)可由變壓器制造廠家提供，或者設(shè)計手冊中獲得；

試驗數(shù)據(jù)的百分值是以變壓器的額定參數(shù)為基準計算的；§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路說明：

由電機學(xué)知道：2023/4/2722:24

44WAV~**ⅰ.電阻RT:變壓器的短路損耗：△PK=Pcu+PfeGTRTjXT-jBT△PKIN●Uk●由于變壓器做短路試驗時，試驗電壓較低，所以，鐵耗Pfe可忽略；這是RT上的有功損耗§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

45說明：使用單位：RT—Ω，△PK—kW；UN—kV（線電壓）；SN—MVA（三相功率）這是一組工程常用的單位；RT是歸算后的值，是高、低壓繞組的總電阻；公式中UN用哪一側(cè)的電壓，RT就歸算到那一側(cè)；ⅱ.變壓器繞組漏抗XT:用短路電壓Uk%計算。由于變壓器短路試驗時，變壓器二次側(cè)短路，一次側(cè)的外施電壓必須很低，通常為（0.05～0.15）UN。§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

46GTRTjXT-jBT△PKIN●Uk●§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路試驗電壓低，可以忽略勵磁電流注意：2023/4/2722:24

47說明：使用單位：XT—Ω，UN—kV（線電壓）；SN—MVA（三相功率）式中的%不參加運算；對于小容量的變壓器，RT上的電壓損耗應(yīng)考慮；ⅲ.電導(dǎo)GT:用空載損耗P0計算。P0GTRTjXT-jBTI0●UN●由空載試驗：§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

48說明：使用單位：P0—kW；UN—kV（線電壓）；ⅳ.電納BT:變壓器的空載電流基本上為無功性質(zhì)的電流，所以I0%可以看做是電納中的電流。GTRTjXT-jBTI0●UN●P0Ib●Ig●§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

49注意：①如變壓器不工作在主抽頭，則上式中的UN應(yīng)采用變壓器實際抽頭電壓；②公式中的SN為變壓器的額定容量；③公式中UN取用哪一側(cè)的電壓值，則參數(shù)為歸算到那一側(cè)的值；④在地方電力網(wǎng)（配電網(wǎng)）中或近似計算時，常忽略變壓器導(dǎo)納支路的影響；§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

50⑤變壓器的勵磁支路可用功率表示：S0=P0+jQ0ZT=RT+jXTU2·′U1·1.等值電路：在電機學(xué)中已經(jīng)學(xué)過三繞組變壓器的等值電路圖，在電力工程中采用導(dǎo)納支路前移的等值電路（移到電源側(cè)）。如圖：110KV35KV10KV三繞組變壓器的符號：§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路二、三繞組變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

51ZT1=RT1+jXT1ZT2=RT2+jXT2ZT3=RT3+jXT3-------各繞組的等值阻抗2.參數(shù)計算：-jBTjXT1GTRT1jXT2jXT3RT3RT2123ⅰ.電導(dǎo)GT、電納BT計算:計算方法同于雙繞組變壓器。利用變壓器的空載試驗數(shù)據(jù)（P0、I0%）?！?-2變壓器的參數(shù)和等值電路-jBTGTZT1ZT3ZT2123或：等值電抗2023/4/2722:24

52ⅱ.電阻計算:特點：a.各繞組電阻在圖中是分開的；-jBTjXT1GTRT1jXT2jXT3RT3RT2123b.繞組容量不同，三繞組變壓器按容量比不同，有三種類型：舊產(chǎn)品§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

53c.短路試驗是兩兩繞組做短路試驗；有三個短路損耗：Pk(1-2)、Pk(2-3)、Pk(1-3)下面按照容量比不同，分兩種情況討論：容量比：100/100/100:由于各繞組容量相同，短路試驗時，各側(cè)繞組電流都能達到額定電流；-jBTjXT1GTRT1jXT2jXT3RT3RT2123Uk(1-3)●Pk(1-3)IN●Pk2Pk1§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

54(a)求各繞組的短路損耗：（不計鐵耗）由兩兩繞組的短路損耗：Pk(1-2)、Pk(2-3)、Pk(1-3)得：每個繞組的短路損耗（銅耗）：-jBTjXT1GTRT1jXT2jXT3RT3RT2123Pk(1-3)IN●Pk2Pk1Uk(1-3)●§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

55容量比：100/50/100、100/100/50:(b)求各繞組的電阻：（應(yīng)用雙繞組變壓器公式）對于容量比不相等的三繞組變壓器，制造廠家提供的是：較小容量繞組達到本身額定電流下進行的兩兩繞組的短路試驗，即：50%繞組為額定電流時的短路試驗，此時100%繞組只能達到IN/2。§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

56例如：100/50/100得到的短路損耗是：其中，Pk(1-2)、Pk(2-3)都是未達到1、3繞組額定容量下的短路損耗，根據(jù)電機學(xué)歸算方法，應(yīng)將其歸算到SN（變壓器的額定容量）下的短路損耗。-jBTjXT1GTRT1jXT2jXT3RT3RT2123Pk2Pk1IN2●I1=IN1/2●●Pk(1-2)由于2繞組容量比1繞組小一半，所以2繞組到達滿載的時候，1繞組電流僅僅達到其額定電流的一半。10010050Uk(1-2)●§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

57計算原理當Pk(1-2)、Pk(2-3)歸算后，就可按照100/100/100容量比的變壓器計算公式進行計算了。另外，若不知道制造廠家給出的短路損耗，可根據(jù)國家標準數(shù)據(jù)查出變壓器的最大損耗Pmax。所謂的最大短路損耗：原邊為額定電流，而負荷側(cè)電流分配最不均勻時的短路損耗。§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

58例：100/50/100:Pkmax是兩個100繞組通過IN，50繞組開路時的短路損耗。求取RT的方法：求取RT的方法是“按同一電流密度選擇變壓器各線圈導(dǎo)線截面積”的變壓器選擇原則?！?-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

59例：100/50/100根據(jù)Pkmax定義：計算原理：有：RT2=RT1RT3=2RT1ⅲ.等值電抗xT1、xT2、xT3計算:注意幾個問題：§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

60等值電抗利用短路電壓計算，廠家提供的短路電壓是兩兩繞組的短路電壓，且這些試驗數(shù)據(jù)已歸算到額定容量下的值，不必管它的容量比問題；-jBTjXT1GTRT1jXT2jXT3RT3RT2123Pk(1-3)IN●Uk(1-3)●Uk1●Uk2●由于三繞組變壓器一般都為大容量的，X>>R，所以電抗壓降近似等于短路電壓。制造廠家提供的實驗數(shù)據(jù)：Uk(1-2)%、Uk(1-3)%、Uk(2-3)%；(a)求各繞組的短路電壓：§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

61(b)求各繞組的電抗：-jBTjXT1GTRT1jXT2jXT3RT3RT2123Pk(1-3)IN●Uk(1-3)●Uk1●Uk2●忽略繞組電阻：解出：§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

62說明：公式中的各量單位同于雙繞組變壓器；公式中的SN應(yīng)采用變壓器的額定容量，不能用繞組額定容量；上式計算出的電抗值可能會出現(xiàn)負值，這是由于三繞組變壓器結(jié)構(gòu)的影響；近似計算時，可取為0?！?-2變壓器的參數(shù)和等值電路12023/4/2722:24

63三繞組變壓器的三個繞組有兩種排列方式：從外：高、低、中順序；三繞組變壓器結(jié)構(gòu)高壓中壓低壓由于中間的繞組的漏抗會小于其它兩繞組對它的互感抗，從而中間繞組的等值電抗為一個數(shù)值很小的負數(shù)。這種結(jié)構(gòu)的變壓器，有利于低壓功率向高壓繞組輸送，所以稱為升壓結(jié)構(gòu)?！?-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

64從外：高、中、低順序；三繞組變壓器結(jié)構(gòu)高壓中壓低壓這種結(jié)構(gòu)的變壓器，有利于高壓功率向中、低壓繞組輸送，所以稱為降壓結(jié)構(gòu)。零電抗發(fā)生在中壓繞組?！?-2變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

65自耦變壓器的參數(shù)和等值電路與普通變壓器的一樣。注意：對于三繞組的自耦變壓器，第三繞組容量總是小于變壓器的額定容量；制造廠家或手冊中給出的短路損耗和短路電壓都是未歸算到額定容量下的值，必須歸算后才能使用這些值；§2-2變壓器的參數(shù)和等值電路三、自耦變壓器的參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

66第二章電力網(wǎng)絡(luò)各元件的參數(shù)和等值電路電抗器符號：作用：限制短路電流。制造廠家提供的參數(shù)：XR%、UN、IN等值電路：jXR參數(shù)計算：§2-3電抗器參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

67第二章電力網(wǎng)絡(luò)各元件的參數(shù)和等值電路同步發(fā)電機符號：～等值電路（陰極發(fā)電機）：jXd"E"●jXd"E"●或參數(shù)計算：一般制造廠家給出的是：x"d*（標幺值）同步發(fā)電機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不同的結(jié)構(gòu)和不同的運行條件，等值電路是不一樣的。§2-4同步發(fā)電機參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

68§2-4同步發(fā)電機參數(shù)和等值電路2023/4/2722:24

69第二章電力網(wǎng)絡(luò)各元件的參數(shù)和等值電路一、等值電路建立：電力網(wǎng)一般都是由多個電壓級組成的，例如：可以畫出每個元件的等值電路和計算出參數(shù)來。123456110kVl135kVl210kVl3k2k1Zl1Zl2Zl3ZT1ZT2由于各元件參數(shù)不在同一個電壓等級，必須將它們歸算到同一個電壓等級，才能將電路連接在一起?！?-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

70§2-5電力網(wǎng)的等值電路例如：一個變壓器，由電機學(xué)知道：kZLU2U1等值電路歸算到一次側(cè)ZT1Zm對于多電壓級的電力網(wǎng)來說，需要先找一個電壓級，其它電壓級的參數(shù)都歸算到該級來，這個電壓級稱為基本級。例如：2023/4/2722:24

71123456110kVl135kVl210kVl3k2k1Zl1Zl2Zl3ZT1ZT2選110kV為基本級，其它各電壓級(待歸算級)的參數(shù)需要全部歸算到該電壓級；即：所以：被歸算的阻抗（導(dǎo)納）參數(shù)與基本級隔幾個變壓器就需要乘（或除）幾個變壓器變比的平方。§2-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

72推廣于一般情況：123456110kVl135kVl210kVl3k2k1U6Zl1Zl2Zl3ZT1ZT2U66注意變比定義等值電路圖中電壓和電流也是歸算值，而不是實際值電網(wǎng)的最終等值電路圖§2-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

73做系統(tǒng)等值電路圖的步驟：先找一個基本級（在電力系統(tǒng)中,通常取最高電壓級為基本級），則其它電壓級為待歸算級；將各待歸算級的參數(shù)全部歸算到基本級來；將各元件等值電路相連接，并在電路圖中標注歸算后的參數(shù)值；注：a.在電機學(xué)中，變壓器的變比規(guī)定為k>1,而在電力系統(tǒng)中，變比規(guī)定:§2-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

74例如：Zl3歸算后：b.用這種等值電路計算出的運行量U、I是歸算到基本級的歸算量，不是實際電壓級的運行量。二、參數(shù)歸算的近似計算法：當一個阻抗與基本級相隔多臺變壓器時，精確的計算法是：通過上面1式可見，由于變壓器變比的不匹配，使參數(shù)歸算非常繁瑣。1§2-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

75近似計算法：（簡化法）

以變壓器兩端的線路額定電壓之比代替變壓器的實際變比：精確法：近似法：待歸算阻抗只要乘以基本級的額定電壓與待歸算級的額定電壓之比的平方。而不必管它們中間隔了多少個變壓器?！?-5電力網(wǎng)的等值電路Zl3是10kv側(cè)的參數(shù)32023/4/2722:24

76

以線路平均額定電壓之比代替變壓器的實際變比：平均額定電壓：也是一種規(guī)定的電壓，它是在每一個線路額定電壓等級上規(guī)定了一個計算用電壓值。額定電壓：3KV，6KV，10KV，35KV，110KV，220KV，330KV，500KV平均額定電壓：3.15KV，6.3KV，10.5KV，37KV，115KV，230KV，345KV，525KV可見，平均額定電壓比額定電壓高約5%：§2-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

77例如：待歸算阻抗只要乘以基本級的平均額定電壓與待歸算級的平均額定電壓之比的平方值。

還可進一步化簡：各參數(shù)的計算公式中的額定電壓也可以用平均額定電壓代替；例如：§2-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

78220kV基本級110kV230/11535kV115/37T2T16kVT337/6.3即：不管變壓器參數(shù)在哪個電壓級上，只要將公式中的額定電壓用基本級的平均額定電壓代替，則這個參數(shù)就已經(jīng)歸算到基本級了?！?-5電力網(wǎng)的等值電路XT32023/4/2722:24

79說明：

上面兩種近似法大大簡化了多級變比的計算，可直接用基本級與待歸算級的額定電壓（或平均額定電壓）比值計算，不管中間有多少電壓級。或進一步簡化：變壓器等元件的參數(shù)計算公式中的額定電壓直接換成基本級的額定電壓（或平均額定電壓）即成為歸算值；

兩種算法雖然是近似計算，經(jīng)過對變比的修正后，可成為精確計算方法，應(yīng)用于計算機計算是極為方便的；§2-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

80

平均額定電壓計算法在電力系統(tǒng)故障計算中是常用的計算方法，在手算中它比線路額定電壓之比法要精確些；

近似計算法避免了環(huán)網(wǎng)中，由于變比不匹配帶來的參數(shù)歸算的麻煩?！?-5電力網(wǎng)的等值電路2023/4/2722:24

81§2-6標幺制及參數(shù)用標幺值表示的系統(tǒng)等值電路一、標幺制：第二章電力網(wǎng)絡(luò)各元件的參數(shù)和等值電路在工程和生活中一個物理量的表達方式通常有三種方法：2兩饅頭一半（0.5個,1/2）饅頭50%個饅頭要想知道是多少饅頭，還必須知道一個饅頭是多重。實際上，標幺值和百分值的表達是一個相對值的表達，是基于某一個基準的表達方法。即占這個基準的幾分之幾或百分之幾。2023/4/2722:24

82§2-6標幺制及參數(shù)用標幺值表示的系統(tǒng)等值電路工程中的參數(shù)表示方法：在電力系統(tǒng)中，參數(shù)的有名值表示常用在系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運行分析，標幺值用于故障分析，而百分值常用于表示元件的試驗數(shù)據(jù)。1.標幺值的定義：2023/4/2722:24

83有名值：Z(Ω)、Y(S)、I(kA)、U(kV)、S(MVA)、P(MW)、Q(MVAR)基準值：ZB(Ω)、YB(S)、IB(kA)、UB(kV)、SB(MVA)2.標幺值的特點：(1)標幺值是一個相對值：有名值參數(shù)基準值(2)百分值：百分值比標幺值大100倍。(3)標幺值和百分值無單位；§2-6標幺制及參數(shù)用標幺值表示的系統(tǒng)等值電路對應(yīng)有名值的基準值參數(shù)2023/4/2722:24

84(4)在有名值中，各參數(shù)應(yīng)滿足基本電路關(guān)系：所選的一組基準值也應(yīng)滿足基本電路關(guān)系：(5)基準值是可以任選的：§2-6標幺制及參數(shù)用標幺值表示的系統(tǒng)等值電路2023/4/2722:24

85共有5個基準值，由上式可見，由于基本關(guān)系的限制，實際上只有兩個是可以任選的，其它由基本關(guān)系派生。在電力系統(tǒng)中，一般選定：SB和UB；其它三個派生：基準值的選擇原則：SB—通常選?。耗骋话l(fā)電廠總功率、系統(tǒng)總功率；也可以選某一發(fā)電機的功率或變壓器的功率；也可以取一個整數(shù)：§2-6標幺制及參數(shù)用標幺值表示的系統(tǒng)等值電路2023/4/2722:24

86SB=100MVA或SB=1000MVAUB—為了方便，一般選系統(tǒng)中作為基本級的額定電壓或平均額定電壓；(6)在電路圖中，各標幺值表示的參數(shù)量仍滿足基本電路關(guān)系，且使關(guān)系變的簡單化：例如：三相參數(shù)關(guān)系用標幺值表示：如同單相參數(shù)關(guān)系式二、參數(shù)用標幺值表示的系統(tǒng)等值電路：決定了基準值，就可以將有名值參數(shù)化為標幺值，但仍存在著多電壓級的歸算問題?！?-6標幺制及參數(shù)用標幺值表示的系統(tǒng)等值電路2023/4/2722:24

87§2-6標幺制及參數(shù)用標幺值表示的系統(tǒng)等值電路有兩種標幺值計算方法：(1)先將各電壓級的有名值參數(shù)（Z、Y、I、U）以有名值方法歸算到基本級后，然后用基本級的一組基準值對參數(shù)取標幺值。220kV基本級110kVUB=230kVSB=100MVAK：1待歸算級Z2=2+j4