电力系统分析第章ppt课件.ppt

第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 电力网各元件的等值电路电力网各元件的等值电路和参数计算和参数计算 电力系统正常运转时，三相对称，电力系统正常运转时，三相对称，只研讨一相等值电路和参数即可只研讨一相等值电路和参数即可本章引见计及了其他两相影响的元本章引见计及了其他两相影响的元件一相等值参数件一相等值参数第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算本章主要内容：本章主要内容：1.架空线路的参数及等值电路架空线路的参数及等值电路2.变压器的参数及等值电路变压器的参数及等值电路3.标幺制标幺制第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算n架空线路构成:第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算当当导体中体中经过电流流时，，对应其有功功率其有功功率损失效失效应的，的， r；；对应通通电导体周体周围磁磁场效效应的，的， x(ωL)；；对应导体周体周围电场效效应的，的，b(ω C) 。

g：：绝缘介介质中中电流的走漏及空气游离的有功流的走漏及空气游离的有功损失由于输电线在在设计时防止了防止了电晕景象的景象的发生，生，所以所以g≈0第一节第一节 架空输电线的参数架空输电线的参数第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算1、电阻的计算、电阻的计算 －导线的电阻率，对于铜导线：－导线的电阻率，对于铜导线：18.8 对于铝导线：对于铝导线：31.5 S－导线载流部分的标称截面积，单位：－导线载流部分的标称截面积，单位： 影响要素：影响要素：1.工频与直流工频与直流 2.多股多股2-3% 3.实践面积实践面积<额定面积额定面积第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算温度修正：温度修正：式中Cu: 17.376〔〔20o〕〕 22.88〔〔100o〕〕第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算银1.6×10-8 铜1.7×10-8 金金2.4×10-8 铝2.9×10-8 钨5.3×10-8 铂 1.0×10-7铁 1.0×10-7 汞汞 9.6×10-7 锰铜4.4×10-7 康康铜5.0×10-7 镍铬合金合金1.0×10-6 铁铬铝合金合金0.4×10-6铝镍铁合金合金1.6×10-6 石墨石墨(8～～13)×10-6 几种资料的电阻率：几种资料的电阻率：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算2、电感的计算：、电感的计算：根据电磁场实际的根本知识，根据电磁场实际的根本知识，，对于非铁磁资料制成的圆柱形导线，对于非铁磁资料制成的圆柱形导线，单导线自感：单导线自感：〔安培环路定律〔安培环路定律比奥比奥-沙瓦定律〕沙瓦定律〕平行导线间互感：平行导线间互感：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算其中，其中，DS－导线的自几何均距－导线的自几何均距单股线：单股线：铝绞线：铝绞线：钢心铝绞线：钢心铝绞线：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算对于三相输电线路：对于三相输电线路：1〕对称布置时：〕对称布置时：所以，所以，其中，其中，D为三相轴线间距。

为三相轴线间距第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算2) 三相不对称布置时三相不对称布置时将采取换位技术，使得三相电感一致将采取换位技术，使得三相电感一致123D12D23D31位置位置1位置位置2位置位置3 ABCCABBCA第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算分别列写三段中分别列写三段中a相磁链的表达式，并求平均，可得各相平相磁链的表达式，并求平均，可得各相平均电感：均电感：其中，三相导线互几何均距其中，三相导线互几何均距第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算电力系统中，电力系统中，220KV以上的输电线长采取分裂导线以上的输电线长采取分裂导线220KV不分或双分；不分或双分；330KV双分裂；双分裂；500KV三分裂或四分裂；三分裂或四分裂；750KV六分裂；六分裂；1000KV八分裂双分、三分和四分裂导线的自几何均距分别定义为：双分、三分和四分裂导线的自几何均距分别定义为：dddd: 分裂间距分裂间距第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算分裂导线的等值电感按下式计算：分裂导线的等值电感按下式计算：输电线的等值电抗可以一致表达为：输电线的等值电抗可以一致表达为：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算●讨论：：1〕由于〕由于Dsb>>DS,分裂分裂导线等等值电抗抗较小，所以超高小，所以超高压输电线常采取分裂常采取分裂导线；；2) 导线间距、距、导线截面的尺寸会影响截面的尺寸会影响Deq，，Ds，，Dsb等等的数的数值，从而影响，从而影响输电线的等的等值电抗大小，但由于它抗大小，但由于它们均位于均位于电抗表达式的抗表达式的对数符号内，故影响不数符号内，故影响不显著。

著第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算n扩径导线多股绞线第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算3、电容和电纳的计算：、电容和电纳的计算：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算●分裂分裂导线的等的等值电容：容：●三相三相输电线等等值电容：容：其中，其中，req为分裂导线的等值半径，对于双分、三分和四分为分裂导线的等值半径，对于双分、三分和四分裂导线：裂导线：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算●等等值电纳：：类似地，分裂导线的等值电容和等值电纳较大类似地，分裂导线的等值电容和等值电纳较大第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二节第二节 架空输电线的等值电路架空输电线的等值电路图图2-7 长线的等值电路长线的等值电路第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算单位长度的阻抗和导纳：单位长度的阻抗和导纳：第二节第二节 架空输电线的等值电路架空输电线的等值电路一、输电线的方程一、输电线的方程第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算无损线路：无损线路：由边境条件由边境条件 确定确定 、、 。

最终得到方程：最终得到方程：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算当当 时：时：与二端口网络与二端口网络有同样的方式：有同样的方式：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算二端口网络等值电路二端口网络等值电路:(a)(b)二、线路等值电路二、线路等值电路:第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算解二端口网解二端口网络，， ∏型型电路参数得：路参数得：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算∏型电路参数有三种计算方法：1. 近似值：近似值：2.对近似值进展修正：对近似值进展修正： 其中其中3.准确计算：准确计算： 公式〔公式〔2-49〕〕第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 输电线的等值电路输电线的等值电路 〔a〕〔b〕〔c〕第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 波阻抗和自然功率波阻抗和自然功率 长线路或分布参数路或分布参数电路的特性阻抗和路的特性阻抗和传播系数是两个播系数是两个很有用的概念，很有用的概念， 运用运用这些概念作粗略估些概念作粗略估计时，可，可设r1 =0、、g1 =0。

对于于这种种“无无损耗〞耗〞线路，特性阻抗和路，特性阻抗和传播常数将分播常数将分别具具有如下方式：有如下方式： 这时的特性阻抗将是一个的特性阻抗将是一个纯电阻．常称波阻抗，阻．常称波阻抗，而而这时的的传播常数播常数仅有虚部有虚部β，称，称为相位系数相位系数第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 与波阻抗亲密相关的另一概念是自然功率，也称波与波阻抗亲密相关的另一概念是自然功率，也称波阻抗负荷所谓自然功率是指负荷阻抗为波阻抗时，阻抗负荷所谓自然功率是指负荷阻抗为波阻抗时，该负荷所耗费的功率如负荷端电压为线路额定电压．该负荷所耗费的功率如负荷端电压为线路额定电压．那么相应的自然功率为功率为那么相应的自然功率为功率为这时的z为纯电阻相应的自然功率自然为纯有功功率第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二节第二节 变压器的等值电路和参数变压器的等值电路和参数一、双绕组变压器一、双绕组变压器RT+jXTGT-jBTRT＋＋jXT：一、二次绕组漏抗：一、二次绕组漏抗GT－－jBT：励磁回路：励磁回路第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算△△Ps－短路－短路损耗〔耗〔KW〕〕Vs％－短路％－短路电压百分数百分数△△P0－空－空载损耗〔耗〔KW〕〕I0％－空％－空载电流百分数流百分数第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算所以，所以，留意：第留意：第5个参数，个参数， 变比变比K与绕组匝数的关系。

与绕组匝数的关系第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算留意：留意：VN－－KV；；2〕〕SN－－MVA；；3〕折算到哪一侧参数，用相应的额〕折算到哪一侧参数，用相应的额定电压定电压VN第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算高压绕组高压绕组中压绕组中压绕组低压绕组低压绕组升压变压器升压变压器降压变压器降压变压器三绕组变压器三绕组变压器第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算二、三绕组变压器二、三绕组变压器R1+jX1-jBTRT，，XT：绕组漏阻抗，：绕组漏阻抗，GT－－jBT：励磁回：励磁回路路R2+jX2R3+jX3GT第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 三绕组变压器进展短路实验时，依次使某一绕组开路，三绕组变压器进展短路实验时，依次使某一绕组开路，另两个绕组按双绕组变压器的方式进展短路实验由于三另两个绕组按双绕组变压器的方式进展短路实验由于三个绕组中能够有一个绕组容量较小，短路实验容量将遭到个绕组中能够有一个绕组容量较小，短路实验容量将遭到其限制。

为获得变压器额定容量其限制为获得变压器额定容量SN下的等值参数，短路损下的等值参数，短路损耗应进展如下折算：耗应进展如下折算：励磁回路参数：励磁回路参数：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算那么第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算Vs％不用折算％不用折算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算自耦自耦变压器器—节省省资料、容量不等、减少体料、容量不等、减少体积Π型等型等值电路路—理想理想变压器器第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第三节第三节 标幺制标幺制一、概念一、概念有名制：用实践有名单位表示物理量的单位制系统有名制：用实践有名单位表示物理量的单位制系统标幺制：用相对值表示物理量的单位制系统标幺制：用相对值表示物理量的单位制系统标幺值无单位，基值不同时，物理量的标幺值也相应变标幺值无单位，基值不同时，物理量的标幺值也相应变化第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算二、基准值的选取二、基准值的选取单相交流电路中，单相交流电路中，三相交流电路中，三相交流电路中， ，所以，所以V，，I，，Z，，S四个四个电气量的基值中选定其中两个，其他相应可得。

普通选定电气量的基值中选定其中两个，其他相应可得普通选定SB〔〔100MVA〕〕,VB,于是于是 ：：第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算三、不同基准值的标幺值间的换算三、不同基准值的标幺值间的换算步骤〔步骤〔1〕把各设备本身的标幺值复原为有名值；〕把各设备本身的标幺值复原为有名值； 〔〔2〕再把各有名值换算一致〕再把各有名值换算一致SB、、VB下地标幺值下地标幺值第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算四、多级电压网络中各元件参数标幺值计算四、多级电压网络中各元件参数标幺值计算〔〔a〕有名制的主要问题在于参数的折算，对于图示电力〕有名制的主要问题在于参数的折算，对于图示电力系统：系统：ⅠⅡⅢ折算到折算到I时，时，KT1：1KT2：1第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算〔〔b〕标幺制中，取一致〕标幺制中，取一致SB，并为每一电压等级规定，并为每一电压等级规定VB〔〔VB1，，VB2，，VB3〕，相应地每一电压等级阻抗基值为：〕，相应地每一电压等级阻抗基值为：〔i=1，2，3〕此时只需留意，变压器变比的标幺值，假设取相邻电压等此时只需留意，变压器变比的标幺值，假设取相邻电压等级基准电压之比等于变压器变比，那么一切变压器变比标级基准电压之比等于变压器变比，那么一切变压器变比标幺值幺值 。

但是，又出现问题：同一电压级别的电网基准值不同，例但是，又出现问题：同一电压级别的电网基准值不同，例第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算 实践上，回路中有多个践上，回路中有多个电压等等级时，上述，上述VB取取值很很难全部全部满足要求 如：前述系如：前述系统中，假中，假设VN1＝＝10KV，，VN2＝＝110KV，，VN3＝＝10KV时，，KT1＝＝10.5/121KV，，KT2＝＝110/11KV，， 假假设取取VB1＝＝10.5KV，那么，那么VB2＝＝121KV，相，相应VB3＝＝121 × 11 / 110=12.1KV 10KV电压等等级通通畅出出现了两个不同的了两个不同的VB 另外，在另外，在环形网形网络中某一段中某一段线路无法确定路无法确定VB，如，如P40图2-17第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算工程工程计算中常采取以下近似算中常采取以下近似计算：算：——平均平均额定定电压Uav1〕〕VB≈1.05VN 〔〔3.15，，6.3，，10.5，，15.75，，37，，115，， 230，，345，，525KV〕；〕；2) 以以为变压器的器的额定定变比等于相比等于相邻电压等等级基准基准电压之比之比, 即：即： ；；3〕〕发电机、机、变压器、器、电抗器的技抗器的技术数据中常数据中常给出：出： 即：元件即：元件额定参数的定参数的标幺幺值，必需将其，必需将其换算至系算至系统一致的一致的 SB，，VB下，忽略元件下，忽略元件额定定电压与相与相应电压等等级VB的差的差别，， 第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算第二章第二章 系统元件的等值电路和参数计算系统元件的等值电路和参数计算四、标幺制的优点四、标幺制的优点1〕易于比较系统各元件的特性及参数；如：〕易于比较系统各元件的特性及参数；如：Xd，，Xq，， Vs％等。

％等2〕简化计算；〕简化计算；简化了相关公式如：标幺制下，三相简化了相关公式如：标幺制下，三相/单相系统，线单相系统，线/相相 电压不再有区别电压不再有区别。