电力系统分析第2章

第二章系统元件的等值电路和参数计算第二章系统元件的等值电路和参数计算电力系统正常运行时，三相对称，只研究一相等值电路和参数即可。本章介绍计及了其余两相影响的元件一相等值参数。第二章系统元件的等值电路和参数计算第一节架空输电线的等值电路和参数一、输电线的等值电路对于长度不超过300Km的输电线，采取型等值电路即可满足精度要求。Z=R+jXjwcY第二章系统元件的等值电路和参数计算输电线的型等值电路中，R对应其有功功率损耗，X对应通电导线的磁场效应，C对应输电线对地的电场效应。由于输电线在设计时避免了电晕现象的发生，其对地电导G≈0。第二章系统元件的等值电路和参数计算1、电阻的计算sr0－导线的电阻率，对于铜导线：18.8；对于铝导线：31.5。kmmm/2kmmm/2S－导线载流部分的标称截面积，单位：。2mm第二章系统元件的等值电路和参数计算2、电感的计算：根据电磁场理论的基本知识，iL，BABABiM对于非铁磁材料制成的圆柱形导线，单导线自感：平行导线间互感：mHDlLs/)12(ln20mHDlM/)12(ln20第二章系统元件的等值电路和参数计算其中，DS－导线的自几何均距41reDS单股线：铝绞线：钢心铝绞线：rDs)771.0724.0(rDs)9.077.0(第二章系统元件的等值电路和参数计算对于三相输电线路：1）对称布置时：asaascbaaiDDiDliDliiMLiln2))(12(ln2)12(ln2)(000所以，acbSaLLLDDL,ln20其中，D为三相轴线间距。第二章系统元件的等值电路和参数计算2)三相不对称布置时将采取换位技术，使得三相电感一致。123D12D23D31位置1位置2位置3ABCCABBCA第二章系统元件的等值电路和参数计算分别列写三段中a相磁链的表达式，并求平均，可得各相平均电感：seqcbaDDLLLln20其中，三相导线互几何均距3312312DDDDeq第二章系统元件的等值电路和参数计算电力系统中，220KV以上的输电线长采取分裂导线。具体说来，220KV线路不分或双分，330KV线路双分裂，500KV线路三分裂或四分裂，如图示：双分、三分和四分裂导线的自几何均距分别定义为：4332,,dDDdDDdDDSsbSsbSsbdddd:分裂间距第二章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：sbeqDDLln20输电线的等值电抗可以统一表达为：kmDDDxsbSeq/)(lg1445.0第二章系统元件的等值电路和参数计算●讨论：1）由于DsbDS,分裂导线等值电抗较小，所以超高压输电线常采取分裂导线；2)导线间距、导线截面的尺寸会影响Deq，Ds，Dsb等的数值，从而影响输电线的等值电抗大小，但由于它们均位于电抗表达式的对数符号内，故影响不显著。第二章系统元件的等值电路和参数计算●分裂导线的等值电容：3、电容和电纳的计算：●三相输电线等值电容：kmFrDDCeq/10)(lg0241.06kmFrDCeqeq/10lg0241.06其中，req为分裂导线的等值半径，对于双分、三分和四分裂导线：43322,,drerdrrdreqeqeq第二章系统元件的等值电路和参数计算●等值电纳：kmSrDfcCbeqeq/10lg58.726类似地，分裂导线的等值电容和等值电纳较大。第二章系统元件的等值电路和参数计算第二节变压器的等值电路和参数一、双绕组变压器RT+jXTGT-jBTRT＋jXT：一、二次绕组漏抗GT－jBT：励磁回路第二章系统元件的等值电路和参数计算△Ps－短路损耗（KW）Vs％－短路电压百分数△P0－空载损耗（KW）I0％－空载电流百分数TNsRIP2310031003%NTNNTNSVXIVZIVTNGVP2010031003%0NTNNTNIBVIYVI第二章系统元件的等值电路和参数计算所以，sVSIXsVPGSVVXSVPRNNTNTNNSTNNST3203203232210100%1010100%10第二章系统元件的等值电路和参数计算注意：1)VN－KV；2）SN－MVA；3）折算到哪一侧参数，用相应的额定电压VN。第二章系统元件的等值电路和参数计算二、三绕组变压器R1+jX1-jBTRT，XT：绕组漏阻抗，GT－jBT：励磁回路R2+jX2R3+jX3GT第二章系统元件的等值电路和参数计算三绕组变压器进行短路试验时，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行短路试验。由于三个绕组中可能有一个绕组容量较小，短路试验容量将受到其限制。为获得变压器额定容量SN下的等值参数，短路损耗应进行如下折算：sVSIBsVPGNNTNT32032010100%10励磁回路参数：第二章系统元件的等值电路和参数计算23')13()13(232')32()32(22')21()21()()},min{()(NNssNNNssNNssSSPPSSSPPSSPP第二章系统元件的等值电路和参数计算222)21()32()13(3)13()32()21(2)32()13()21(1ssssssssssssPPPPPPPPPPPP)3,2,1(10322iSVPRNNSii则第二章系统元件的等值电路和参数计算Vs％不必折算。32)21()32()13(3)13()32()21(2)32()13()21(110100%2%%%%2%%%%2%%%%NNSiissssssssssssSVVXVVVVVVVVVVVV第二章系统元件的等值电路和参数计算第三节标幺制一、概念有名制：用实际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。基准值实际有名值标幺值＝标幺值无单位，基值不同时，物理量的标幺值也相应变化。BBBBZZZSSSVVVIII****,,,第二章系统元件的等值电路和参数计算二、基准值的选取三相交流电路中，，所以V，I，Z，S四个电气量的基值中选定其中两个，其余相应可得。一般选定SB（100MVA）,VB,于是：IZVVIS33BBBBBBBBSVIVZVSI23,3第二章系统元件的等值电路和参数计算三、计算公式多电压等级网络中，有名制的主要问题在于参数的折算，对于图示电力系统：ⅠⅡⅢ折算到VI时，)()(222122211CRTTTLTTGXXKKXXKXXXKT1：1KT2：1第二章系统元件的等值电路和参数计算标幺制中，取统一SB，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：BBiBiSVZ2（i=1，2，3）若取相邻电压等级基准电压之比等于变压器变比，则所有变压器变比标幺值。而且，由于各电压等级电抗基值之比相应电压基值之比的平方，在标么制电抗的计算中就不必再考虑折算问题了，以XL为例：1KBBILTBBLSVXKSVX2212第二章系统元件的等值电路和参数计算实际上，回路中有多个电压等级时，上述VB取值很难全部满足要求。如：前述系统中，若VN1＝10KV，VN2＝110KV，VN3＝10KV时，KT1＝10.5/121KV，KT2＝110/11KV，若取VB1＝10.5KV，则VB2＝121KV，相应VB3＝121/110×11=12.1KV,10KV电压等级居然出现了两个不同的VB。第二章系统元件的等值电路和参数计算工程计算中常采取以下近似计算：1）VB＝1.05VN（3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525KV）；2)认为变压器的额定变比等于相邻电压等级基准电压之比,即：；3）发电机、变压器、电抗器的技术数据中常给出：即：元件额定参数的标幺值，必须将其换算至系统统一的SB，VB下，忽略元件额定电压与相应电压等级VB的差异，1K%,%,,)(*RNGXVsX第二章系统元件的等值电路和参数计算20*2)(*22)(*)(*22)(*)(*3100%100%100%BBLBBRNRNRBRTNBsBBTNTNsBTGNBNGBBGNGNNGBGVSLXXVSIVXXSSVVSSVVXSSXVSSVXX第二章系统元件的等值电路和参数计算四、标幺制的优点1）易于比较系统各元件的特性及参数；如：Xd，Xq，Vs％等。2）简化计算；3)简化了相关公式。如：标幺制下，三相/单相系统，线/相电压不再有区别。