电力工程（第2版） 教学课件 ppt 作者 鞠平 2 第2章 输电设备.pdf

电力工程河海大学 第1篇电力设备 Part I Electric Apparatus 输电设备 电力负荷 同步发电机组 开关类设备 高压绝缘与保护控制 电力工程河海大学 第2章 输电设备 1、、电力线路的参数和数学模型电力线路的参数和数学模型 2、、变压器的参数和数学模型变压器的参数和数学模型 3、、电抗器的数学模型电抗器的数学模型 4、、电力网的数学模型电力网的数学模型 电力工程河海大学 电力线路 1、导线 架空线：导线、避雷器、杆塔、绝缘子、金具 电缆线：导线、绝缘层、保护层 要求：导电好、机械强度大、抗腐蚀能力强 铝—L—常用，机械强度不够，钢芯铝线 材料 钢—G—导电性差，做避雷线 铜—T—最好，但贵 铝合金—HL §2.1 电力线路的参数和数学模型 一.线路的结构 电力工程河海大学 结构 多股线绞合—J 排列：1、6、12、18 普通型：LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型：LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻型：LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积 扩径导线—K 扩大直径，不增加截面积LGJK- 300相当于LGJQ-400 和普通钢芯相区别，支撑层6股 分裂导线——每相分成若干根，相互之间保持一 定距离400-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 电力工程河海大学 四 分 裂 导 线 电力工程河海大学 结构 木塔——已不用 2.杆塔 钢筋混凝土塔—单杆、型杆 铁塔—用于跨越，超高压输电、耐张、转角、 换位。

独根钢管—城市供电 作用分 直线杆塔—线路走向直线处，只承受导线自重 耐张杆塔—承受对导线的拉紧力 转向杆塔—用于线路转弯处 换位杆塔—减少三相参数的不平衡 跨越杆塔—跨越宽度大时，塔高：100—200米 终端杆塔—只承受一侧的耐张力，导线首末端 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 A B C §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 3.绝缘子和金具 绝缘子 要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀 材料：瓷质与玻璃质元件 类型：针式（35KV以下），悬式（35KV以上） 片树：35KV，110KV，220KV，330KV，500KV 3 7 13 19 24 金具 作用：连接导线和绝缘子 线夹：悬重、耐张 导线接续：接续、联结 保护金具：护线条、预绞线、防震锤、阻尼线 绝缘保护：悬重锤 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 二、单位长度电力线路的参数 1、电阻 r1=ρ/ s S 截面积 mm2 单位：Ω•mm2/km 一般是查表 rt=r20(1+α(t-20)) 钢线电阻：导磁集肤、磁滞效应交流电阻 直流电阻，和电流有关查手册 ρ电阻率 铜：18.8铝: 31.3 与温度有关 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 2、电抗 物理意义：导线通交流电，产生磁场自感、互感 外电抗 内电抗 r779.0'rDDDD 3 cabcabm  等效半径等效半径几何均距几何均距 对数关系：导线截面和布置无显著影响，一般0.4 Ω/km 正三角布置Dm=D；水平布置Dm=1.26D 分裂导线：改变磁场，增大了半径，减少了电抗 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 3、电纳 物理意义：导线通交流电，产生电场容感 对数关系：变化不大，一般 2.85Х10-6 S /km 分裂导线：增大了等效半径，电纳增大，用req替代r计算 Dm与r的意义与电抗表达式一致 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 4、电导 物理意义 绝缘子表面泄露——很小，忽略 实测损耗，计算电导，一般忽略 110KV—9.6mm 空气电离——电晕损耗，临界电压Ucr， 好天不产生，坏天可有 规定最小直径 220KV—21.28mm 330KV—32.2mm 分裂导 线 km/S 10 U P g 3 2 g 1         电缆参数计算复杂，查手册 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 三、电力线路的等值电路 r1jx1 g1jb1 r1jx1 g1jb1 r1jx1 g1jb1 r1jx1 g1jb1 一般线路的等值电路（正常运行时忽略g） 1、短线路（一字型等值电路） 条件：L100km的架空线,忽略g，b 线路电压不高 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 2、中等长度线路（π型和T型等值电路） 条件：100-300km的架空线或100km的电缆线，近似等值， 不能用星—三角变换 Z Y/2Y/2 Z/2Z/2 Y 3、长线路（分布参数—双曲函数） 书上例题 P51 §2.1 电力线路的参数和数学模型 电力工程河海大学 电阻、电感、对地电导、对地电容电阻、电感、对地电导、对地电容 计及其余两相影响的一相等值参数计及其余两相影响的一相等值参数 内推法（分析法）内推法（分析法） 电力工程河海大学 2.1.1 线路电阻 ()rSkm 20[1 (20)] t rrt 电阻温度系数 反映导体通电流后发热的有功功率损失 2 18.8 mm km 2 31.5 mm km 电力工程河海大学 线路电抗 20.0628ln () 0.1445lg () eq sb eq sb D xLfLkm D D km D   导线换位导线换位 分裂导线分裂导线 反映载流导体的磁场效应 3 122331eq DD D D sb D 互几何均距 自几何均距 0.4 0.33 0.30 0.28 电力工程河海大学 线路对地电导 反映泄漏电流和空气游离引起的有功损耗 电晕现象：局部放电 增大导线半径（用分裂导线）是减小损耗的有 效方法； 通常忽略不计 2 () g L P gS km V   电力工程河海大学 线路对地电容（电纳） 6 7.58 210 () lg eq eq bCfCS km D r    反映导体带电时在周围介质中建立电场效应的。

一相导线组的等值半径 各相导线重心间的几何均距 电力工程河海大学 线路的等值电路 ∏型等值电路 R jX j 2 b j 2 b 电力工程河海大学 变压器的等值电路 双绕组变压器 T Rj T X T G -j T B T Rj T X T Rj T X 00 jPQ  电力工程河海大学 2.2 变压器参数 电阻、电抗、对地电导、对地电纳电阻、电抗、对地电导、对地电纳 外测法：短路试验，空载试验外测法：短路试验，空载试验 短路损耗，短路电压；空载损耗，空载电流短路损耗，短路电压；空载损耗，空载电流 S P% S V 0 P 0 %I 3 %100 NT S N I X V V  0 0% 100 N I I I  电力工程河海大学 2、参数计算 电阻电阻 电抗电抗 对地电导对地电导 对地电纳对地电纳 变比变比 2 3 2 10 N TS N V RP S   2 3 % 10 100 SN T N VV X S  3 0 2 1 10 S T N GP V    3 0 2 % 10 S 100 N T N IS B V   1 2 N T N V k V  * S T N P R S   * % 100 S T V X 0 *T N P G S   0 * % 100 T I B 电力工程河海大学 一、双绕组变压器 u1 I1n1:n2I2 u21、理想变压器 I1n1=I2n2  I2=kI1 u1/n1=u2/n2  u2=u1/k k=n1/n2 特征：无铜损、铁损、漏抗、激磁电流 2、实际变压器 RTjXT -jBTGT 通过短路和开路试 验求RT、XT、BT、GT §2.2 变压器的数学模型 电力工程河海大学 3、短路试验求RT、XT 条件：一侧短路，另一侧加电压使短路绕组电流达到额定值 短路损耗：R U S R U3 S RIPT2 N 2 N T 2 T 2 Nk N N 33                     注意单位：UN（V）、SN（VA）、Pk（W） )( 2 2  S U PR N N kT )( S1000 U PR2 N 2 N kT    如UN（KV）、SN（MVA）、Pk（KW）时 §2.2 变压器的数学模型 电力工程河海大学 短路电压百分比 %100 3 % U ZI u N TN k    S U%u I U%u Z N 2 N k N k N T 1003100     S U%u I U%u XRX N 2 Nk N kN TTT 1003100    UN（KV）、SN（MVA） §2.2 变压器的数学模型 电力工程河海大学 4、开路试验求GT、BT 条件：一侧开路，另一侧加额定电压 空载损耗： )S( U1000 P G2 N T 0     空载电流百分比 I0% 有功分量Ig 无功分量Ib B U IIT N b0 3    III I I IbN0 N 0 0 100 %I 100%     U SI B2 N N0 T 100 %    §2.2 变压器的数学模型 电力工程河海大学 二、三绕组变压器 -jBT RT1jXT1 GT 参数的求法与双绕组相同 注 意 三绕组容量比不同 各绕组排列不同 导纳的求法与双绕组相同 短路试验求RT、XT 条件：令一个绕组开路，一个绕组短路，而在余下的一个 绕组施加电压，依此得的数据（两两短路试验） §2.2 变压器的数学模型 电力工程河海大学 1、由短路损耗求RT 1) 对于第Ⅰ类（100/100/100） PPRIRIP PPRIRIP PPRIRIP 3k2k3T 2 N2T 2 N)32(k 3k1k3T 2 N1T 2 N)31(k 2k1k2T 2 N1T 2 N)21(k 33 33 33                                        PPPP PPPP PPPP )21(k)32(k)31(k3k )31(k)32(k)21(k2k )32(k)31(k)21(k1k 2 1 2 1 2 1                                     S1000 U P R S1000 U P R S1000 U P R 2 N 2 N 3T 2 N 2 N 2T 2 N 2 N 1T 3k 2k 1k             §2.2 变压器的数学模型 电力工程河海大学 对于第Ⅱ类（100/50/100）第Ⅲ类（100/100/50） P I 5 . 0 I PP P I 5 . 0 I PP ' )32(k 2 ' )32(k)32(k ' )21(k 2 ' )21(k)21(k 4 4 N N N N        。