第2章

電力系統(tǒng)元件模型和參數(shù)計(jì)算1整體概述概述二點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容概述一點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容概述三點(diǎn)擊此處輸入相關(guān)文本內(nèi)容22.1系統(tǒng)等值模型的基本概念電力系統(tǒng)分析和計(jì)算的一般過(guò)程

首先將待求物理系統(tǒng)進(jìn)行分析簡(jiǎn)化，抽象出等效電路(物理模型)；

然后確定其數(shù)學(xué)模型，也就是說(shuō)把待求物理問(wèn)題變成數(shù)學(xué)問(wèn)題；

最后用各種數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。32.2.1輸電線(xiàn)路1.架空線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)避雷線(xiàn)桿塔絕緣子金具2.2輸電線(xiàn)路的等值電路和參數(shù)計(jì)算4（1）導(dǎo)線(xiàn)和避雷線(xiàn)：電性能，機(jī)械強(qiáng)度，抗腐蝕能力；主要材料：鋁，銅，鋼；例：LJTJLGJ2.2輸電線(xiàn)路的等值電路和參數(shù)計(jì)算5（2）桿塔木塔：較少采用鐵塔：主要用于220kV及以上系統(tǒng)鋼筋混凝土桿：應(yīng)用廣泛6110kv架空線(xiàn)路78（3）絕緣子針式：10kV及以下線(xiàn)路9針式絕緣子10懸式絕緣子主要用于35kV及以上系統(tǒng)，根據(jù)電壓等級(jí)的高低組成數(shù)目不同的絕緣子鏈。11懸式絕緣子12棒式絕緣子起到絕緣和橫擔(dān)的作用，應(yīng)用于10～35kV農(nóng)網(wǎng)。13棒式絕緣子142.電纜線(xiàn)路導(dǎo)體絕緣層保護(hù)層15架空輸電線(xiàn)路參數(shù)有四個(gè)(圖2-11）（1）電阻r0：反映線(xiàn)路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率損耗效應(yīng)。（2）電感L0：反映載流導(dǎo)體的磁場(chǎng)效應(yīng)。圖2-11單位長(zhǎng)線(xiàn)路的一相等值電路

16圖2-11單位長(zhǎng)線(xiàn)路的一相等值電路

（3）電導(dǎo)g0：線(xiàn)路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生的泄漏電流及導(dǎo)體附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損耗。（4）電容C0：帶電導(dǎo)體周?chē)碾妶?chǎng)效應(yīng)。輸電線(xiàn)路的以上四個(gè)參數(shù)沿線(xiàn)路均勻分布。171.電阻有色金屬導(dǎo)線(xiàn)單位長(zhǎng)度的直流電阻：考慮如下三個(gè)因素：（1）交流集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)。（2）絞線(xiàn)的實(shí)際長(zhǎng)度比導(dǎo)線(xiàn)長(zhǎng)度長(zhǎng)2～3％。（3）導(dǎo)線(xiàn)的實(shí)際截面比標(biāo)稱(chēng)截面略小。

因此交流電阻率比直流電阻率略為增大：銅：18.8鋁：31.5精確計(jì)算時(shí)進(jìn)行溫度修正：為溫度系數(shù)：銅：鋁:182.電抗三相導(dǎo)線(xiàn)排列對(duì)稱(chēng)(正三角形)，則三相電抗相等。三相導(dǎo)線(xiàn)排列不對(duì)稱(chēng)，則進(jìn)行整體循環(huán)換位后三相電抗相等。191)單導(dǎo)線(xiàn)每相單位長(zhǎng)度電感和電抗：式中：Deq為三相導(dǎo)線(xiàn)間的互幾何均距，Ds為導(dǎo)線(xiàn)的自幾何均距實(shí)際多股絞線(xiàn)的自幾何均距：非鐵磁材料的單股線(xiàn)：Ds=0.779r非鐵磁材料的多股線(xiàn)：Ds=（0.724～0.771)r鋼芯鋁線(xiàn)：Ds=（0.77～0.9)r在工程計(jì)算中，可以取架空線(xiàn)路的電抗為r為導(dǎo)線(xiàn)的計(jì)算半徑202）具有分裂導(dǎo)線(xiàn)的輸電線(xiàn)路的等值電感和電抗21Dsb為分裂導(dǎo)線(xiàn)的自幾何均距，隨分裂根數(shù)不同而變化。2分裂導(dǎo)線(xiàn)：3分裂導(dǎo)線(xiàn)：4分裂導(dǎo)線(xiàn)：通常，d>>Ds，因此，分裂導(dǎo)線(xiàn)自幾何均距Dsb比單導(dǎo)線(xiàn)自幾何均距Ds大，分裂導(dǎo)線(xiàn)的等值電感小。22四分裂導(dǎo)線(xiàn)23243.輸電線(xiàn)路的電導(dǎo)：用來(lái)反映泄漏電流和空氣游離所引起的有功功率損耗。（1）正常情況下，泄漏電流很小，可以忽略，主要考慮電暈現(xiàn)象引起的功率損耗。（2）電暈：局部場(chǎng)強(qiáng)較高，超過(guò)空氣的擊穿場(chǎng)強(qiáng)時(shí)，空氣發(fā)生游離，從而產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。

254.等值電容和電納(1)單導(dǎo)線(xiàn)：電容電納26（2）分裂導(dǎo)線(xiàn)

Deq各相分裂導(dǎo)線(xiàn)重心間的幾何均距。req一相導(dǎo)線(xiàn)組的等值半徑。對(duì)二分裂導(dǎo)線(xiàn)：對(duì)三分裂導(dǎo)線(xiàn)：對(duì)四分裂導(dǎo)線(xiàn)：27微元段等值電路圖2-17長(zhǎng)線(xiàn)的等值電路

282.3變壓器等值電路和參數(shù)2.3.1變壓器等值電路雙繞組變壓器三繞組變壓器292.3.2雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算變壓器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)：短路實(shí)驗(yàn)：短路損耗，短路電壓的百分?jǐn)?shù)空載實(shí)驗(yàn)：空載損耗，空載電流的百分?jǐn)?shù)一、電阻302.3.2雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算電抗電導(dǎo)

312.3.2雙繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算電納變比：兩側(cè)繞組空載線(xiàn)電壓之比。

(1)對(duì)Y，y接法和D,d接法的變壓器

(2)對(duì)于Y,d接法的變壓器322.3.3三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算按三個(gè)繞組容量比的不同有三種不同的類(lèi)型：100/100/100、100/50/100、100/100/50按三個(gè)繞組排列方式的不同有兩種不同的結(jié)構(gòu)：升壓結(jié)構(gòu)：中壓內(nèi)，低壓中，高壓外降壓結(jié)構(gòu)：低壓內(nèi)，中壓中，高壓外33電阻由于容量的不同，對(duì)所提供的短路損耗要做些處理對(duì)于100/100/100

然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電阻34對(duì)于100/50/100或100/100/50首先，將含有不同容量繞組的短路損耗數(shù)據(jù)歸算為額定電流下的值。例如：對(duì)于100/50/100

然后，按照100/100/100計(jì)算電阻的公式計(jì)算各繞組電阻。

352.電抗根據(jù)變壓器排列不同，對(duì)所提供的短路電壓做些處理：然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電阻一般來(lái)說(shuō)，所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過(guò)歸算的363、導(dǎo)納GT-jBT及變比k12,k13,k23

計(jì)算方法與雙繞組變壓器相同372.4發(fā)電機(jī)和負(fù)荷模型2.4.1發(fā)電機(jī)電抗和電勢(shì)圖2-24發(fā)電機(jī)的等值電路(a)以電壓源表示；(b)以電流源表示381標(biāo)幺制的概念

注意：（1）相對(duì)單位制，標(biāo)幺值沒(méi)有量綱。（2）所選基準(zhǔn)值不同，標(biāo)幺值不同。

2.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制39例如：某發(fā)電機(jī)端電壓UG=10.5kV，如果選取基準(zhǔn)值UB=10.5kV，UG*=UG/UB=12.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制40若選電壓、電流、功率和阻抗的基準(zhǔn)值為UB，IB，SB，ZB，相應(yīng)的標(biāo)幺值如下：2.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制412基準(zhǔn)值的選取除了要求和有名值同單位外，原則上可以是任意值?？紤]采用標(biāo)幺值計(jì)算的目的。目的:（a)簡(jiǎn)化計(jì)算。（b)便于對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析比較。單相電路中：選四個(gè)基準(zhǔn)值，滿(mǎn)足:則在標(biāo)幺制中,可以得到:2.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制42結(jié)論:只要基準(zhǔn)值的選擇滿(mǎn)足約束條件則在標(biāo)幺制中,電路中各物理量之間的關(guān)系與有名值相同,有關(guān)公式可以直接應(yīng)用。三相電路的處理

2.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制43選基準(zhǔn)值，并滿(mǎn)足如下要求：則得到標(biāo)幺制中的計(jì)算公式：結(jié)論：在標(biāo)幺制中，三相電路的計(jì)算公式與單相電路的計(jì)算公式完全相同，線(xiàn)電壓與相電壓的標(biāo)幺值相同，三相功率與單相功率的標(biāo)幺值相同。2.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制44三相電路中的習(xí)慣做法：只選UB和SB，由下式計(jì)算ZB和ⅠB。電流與阻抗的標(biāo)幺值計(jì)算：2.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制45標(biāo)幺值結(jié)果換算成有名值：2.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制463不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值間的換算把標(biāo)幺阻抗還原成有名值：(適用于發(fā)電機(jī)及變壓器)新基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值：電抗器的換算公式：2.5電力系統(tǒng)的標(biāo)幺制472.6多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)幺值等值電路481精確等值電路，含理想變壓器各段分別取基準(zhǔn)電壓UB(I)、UB(II)、UB(III)，各段的基準(zhǔn)功率都選SB。有名值計(jì)算：

2.6多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)幺值等值電路49有名值計(jì)算：2.6多電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)幺值等值電路百分制也是一種相對(duì)單位制：百分值=標(biāo)幺值×10050指定基準(zhǔn)值下標(biāo)幺