第3章 电力网的等值电路

第3章电力网的等值电路3.1电力线路的参数及其等值电路3.2变压器的参数及其等值电路学习目标1、会计算电力线路和变压器的参数2、会画电力线路和变压器的等值电路1．电阻导线的电阻式中—导线电阻，；—导线材料的电阻率，·m。与温度有关，温度为20℃时，铜导线铝导线—导线的长度，m；—导线的截面积，m2。SlRRm81088.1m81015.3lS3.1电力线路的参数及其等值电路2.电抗（1）单相导线线路电抗式中——导线单位长度的电抗，／km；——导线外半径，mm；——交流电的频率，Hz；——导线材料的相对导磁系数；铜和铝钢——三根导线间的几何平均距离，简称几何均距，mm。4110)5.0lg6.4(2rDfxm1xrfmD113cabcabmDDDD0157.0lg1445.01rDxm（2）分裂导线线路电抗式中——每一相分裂导线的根数。——分裂导线的等值半径，mm；式中——每根导线的实际半径，mm；——某根导线与其余n－1根导体间的距离.——各根导线间的几何均距，mm.nrDxeqm0157.0lg1445.01neqrnnmnneqrddddrr)1(11312)(rddd:分裂间距nddd11312,,,md750kV的六分裂扩径导线1000kV的八分裂导线国家电网公司晋东南至荆门特高压交流试验示范工程起于山西长治，经河南南阳，南至湖北荆门，跨越黄河、汉江两大河流，全长约６５３．８公里，工程总投资约５６．８８亿元，系统额定电压１０００千伏。3.电导当线路实际电压高于电晕临界电压时，与电晕相对应的电导为S／km式中——导线单位长度的电导，S／km；——实测三相电晕损耗的总功率，kW／km——线路电压，kV。32110UPgg1ggPU4.电纳电力线路的电纳（容纳）是由导线间以及导线与大地间的分布电容所确定的。每相导线的等值电容（F／km）当频率为50Hz时，单位长度的电纳为6110lg0241.0rDCm)/(10lg58.72611kmSrDfCbm5.线路每相总电阻、总电抗、总电导和总电纳当线路长度为时，线路每相总电阻、总电抗、总电导和总电纳为l）（）（）（）（SlbBSlgGlxXlrR11116.输电线路的等值电路（1）一字形等值电路条件：L100km的架空线,忽略g，b线路电压不高（2）形等值电路和T形等值电路条件：100-300km的架空线或100km的电缆线，近似等值，不能用星—三角变换例330kV线路的导线结构有以下两个方案：①使用LGJ—630/45型导线，直径33.6mm；②使用2×LGJK—300型分裂导线，直径27.44mm，分裂间距为400mm。两个方案中，导线均水平排列，相间距离8m，试求两种方案导线单位长度的电阻、电抗和电纳。ACB①②电阻LGJ—630/45型：2×LGJK—300型：km)/(0525.02/300/5.31/1Srmm400dm8Dm8Dm8Dm8D1/31.5/6300.05(/km)rS电抗33eqabbcca881610.08(m)DDDD①②1eq0.1445lg(/)0.01570.1445lg(10080/16.8)0.01570.417(/km)xDr)km/(316.02/0157.0)10.74/10080lg(1445.0)/0157.0()/lg(1445.0eqm1nrDxLGJ—630/45型：2×LGJK—300型：)mm(741040072.132121eqnnrdr电纳①②LGJ—630/45型：)S/km(1073.210)/lg(/58.766m1rDb2×LGJK—300型：)mm(10.7440072.132121eqnnrdr)S/km(1055.310)1.74/10080lg(/58.710)/lg(/58.7666eqm1rDb1．双绕组变压器（1）等值电路a）形等值电路b）简化等值电路反映励磁支路的导纳接在变压器的一次侧。图中所示变压器的四个参数可由变压器的空载和短路试验结果求出。3.2变压器的参数及其等值电路（2）试验参数1）短路试验由变压器的短路试验可得变压器的短路损耗和变压器的短路电压。2）空载试验由变压器的空载试验可得变压器的空载损耗和空载电流。利用这四个量计算出变压器的、、和。kPkU0P0ITRTXTGTB电阻式中——变压器一次、二次绕组的总电阻，；——变压器额定短路损耗，kW；——变压器的额定电压，kV；——变压器的额定容量，kVA。23210NNkTSUPRTRkPNUNS电抗式中——变压器一次、二次绕组的总电抗，；——变压器短路电压的百分数；——大型变压器中的电抗压降百分数；——变压器的额定容量，kVA。——变压器的额定电压，按归算到变压器某一侧，kV。NNkNNpTSUUSUUX10%10%22TX%kU%pU%%kpUUNSNU励磁电导式中——变压器的电导，S；——变压器额定空载损耗，kW；——变压器的额定电压，kV。23010NTUPGTG0PNU励磁电纳式中——变压器的电纳，S；——变压器额定空载电流的百分值；——变压器的额定容量，kVA；——变压器的额定电压，kV。52010%NNTUSIBTB%0INSNU△Pk－短路损耗（kW）Uk％－短路电压百分数△P0－空载损耗（kW）I0％－空载电流百分数注意单位！！UN－kV，折算到哪一侧参数，用相应的额定电压U；SN－kVA；sUSIBsUPGSUUXSUPRNNTNTNNkTNNkT3203203232210100%1010100%102．三绕组变压器（1）等值电路24（2）试验参数电阻变压器三个绕组容量比为100／100／100（％）的三绕组变压器，通过短路试验可以得到任两个绕组的短路损耗、、。由此算出每个绕组的短路损耗、、。12kP23kP31kP1kP2kP3kP22331121kkkkPPPP23123122kkkkPPPP21231233kkkkPPPP2321110NNkTSUPR2322210NNkTSUPR2323310NNkTSUPR电抗通常变压器铭牌上给出各绕组间的短路电压、、，由此可求出各绕组的短路电压：%12kU%23kU%31kU2%%%%2331121kkkkUUUU2%%%%3123122kkkkUUUU2%%%%1231233kkkkUUUUNNkTSUUX10%211NNkTSUUX10%222NNkTSUUX10%233导纳三绕组变压器导纳的计算方法和求双绕组变压器导纳的方法相同。例某双绕组变压器的额定容量为20000kVA，短路损耗为130kW,额定变比为220/11kV，则归算到高压侧的等值电阻为多少？例某双绕组变压器的额定容量为15000kVA，短路电压百分值为10.5,额定变比为220/38.5kV，则归算到低压侧的等值电抗为多少？)(10037.641211005.40315.2100%)(10393.612110006.931000)(766.395.4010012111100%)(092.25.4010001214.234100062206220222222SUSIBSUPGSUUXSUPRNNTNTNNkTNNkT【例】三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110，额定容量为40500kVA，额定电压为121/10.5kV，ΔPk=234.4kW，Uk%=11，ΔP0=93.6kW；I0%=2.315.求该变压器的参数。解：将变压器参数归算至高压侧,作等值电路如图所示：28【例】一台双绕组变压器，型号为SFL1-40000/110,121/10.5kV，Y，d11，铭牌给出的实验数据为△Pk=230kW,△P0=57kW,Uk%=10.5,I0%=2.5,试计算归算到高压侧的变压器参数。2233kN1T22N2233kN1T2N23012110102.25S40000%10.5121101038.433100S10040000PURUUX3330NT22N13330T22N1%2.54000010106.8310S100U1001215710103.89310SU121ISBPG解：由型号SFL1-40000/110得SN=40000kVA，,UN1=121kV,UN2=10.5kV，计算归算到高压侧的参数，将各计算式中UN取UN1得例题：电力网接线如图所示，图中各元件的技术数据见表1、表2，试作出归算到110kV侧和6kV侧的电网等值电路T1T2k210KV110KV6KVk1L1L2符号额定容量（MVA）额定电压（KV）Uk%∆Pk(KW)I0%∆P0(KW)T131.510.5/12110.5190332T220110/6.610.51352.822符号导线型号长度（Km）电压(KV)电阻(Ω/km)电抗(Ω/km)电纳(S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.15✕10-6L2LGJ-300560.1050.383表1:表2:解:变压器的电阻、导纳，线路的电导都略去不计1)归算到110KV侧变压器T1的电抗：)(8.485.311005.10100%121SUUX2N2N1k1T变压器T2的电抗：)(5.63201005.10100%110SUUX2N2N2k2T线路L1的电阻、电抗和电纳为：)S(575.110015.3212121)(3810038.0)(1710017.01010bBxXR46111111111线路L2的电阻、电抗为：)(8.5315383.0)(8.1455105.06.6110xX6.6110R22222222j48.8ΩjxT1RL1jXL117Ωj38ΩJ63.5ΩjxT2RL2jXL2145.8Ωj531.8ΩjBL1/2j1.575Х10-4jBL1/2j1.575Х10-4j0.1757ΩjxT1RL1jXL10.0612Ωj0.1368Ωj0.228ΩjxT2RL2jXL20.525Ωj1.915ΩjBL1/2jJ4.376Х10-2jBL1/2j4.376Х10-22)归算到6KV侧)(1757.08.481106.61106.6XX221T'1T)(228.05.631106.61106.6XX222T'2T)S(376.42121)(1368.0)(0612.0106.6110BB1106.6XX1106.6RR221L'1L21L'1L21L'1L)(915.15383.0)(525.05105.022'2L22'2LxXR331．标么值任意一个物理量对基准值的比值称为标么值，它是个无单位的比值。实际值（具有单位）标么值＝————————————基准值（与实际值同单位）一个物理量的标么值是实际有名值与具有同样单位的一个有名基准值的比值，本身已不再具有单位。标么值实际上是一个相对值。3.3标幺值2、基准值的选取三相交流电路中，，所以U，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,UB,于是：IZUUIS33B