第62讲电力线路及变压器参数和等值电路(二)(2010年新版)

个人收集整理仅供参考学习1/9（3）长线路的等值模型长线：指长度在300km以上的架空线路。此时需考虑分布特性。其等值电路如图所示。图中的参数Z′和Y′由下式计算。有时为避免双曲函数的运算，可取其级数展开式的前两项推导出近似表达式。架空线路的等值电路一般均采用π型，长线时应考虑参数的分布特征，中长和短线时可不计分布特征，短线还可略去并联导纳，使其进一步简化。其间还介绍了波阻抗、传播常数、无损线、自然功率等概念，既有助于了解电能的传输特性，也属于电力系统的基本常识。资料个人收集整理，勿做商业用途31.2变压器参数及其等值电路31.2.1双绕组变压器31.2.1.1通过变压器的短路实验数据确定变压器等值电路中的电阻和电抗阻抗ZT：变压器阻抗ZT可由短路试验测得。试验时，为便于测量，一般将低压绕组短接，在高压侧逐步加压至低压绕组电流为额定电流，读取此时高压侧电压（表为其与额定电压比值的百分值）和三相有功功率（单位为kW）。前者称为短路电压的百分值，记为US%，后者称为短路损耗，记为ΔPS。由于电力变压器激磁电流I0相对较小，从而短路损耗ΔPS近似等于额定电流流过变压器高低压绕组时在电阻上产生的损耗（俗称铜耗，虽然有的变压器绕组用铝或铝合金制造，但仍沿用此名），于是利用三相电路中有名制表示的基本关系，有资料个人收集整理，勿做商业用途又因电力系统计算中功率以MW为单位，而试验数据ΔPS的单位为kW，故因电力变压器的阻抗以电抗为主，于是可近似认为短路电压全部降于电抗上，即故个人收集整理仅供参考学习2/931.2.1.2通过变压器空载试验数据求变压器等值电路中的导纳和电纳导纳YT：变压器导纳YT可由空载试验测得。试验时，为安全起见，一般将低压绕组接电源，高压侧空载。读取低压侧电压为额定值时的空载电流（表为与额定电流比值的百分值）和三相有功功率（单位为kW）。前者称为空载电流的百分值，记为I0%；后者称为空载损耗，记为ΔP0。资料个人收集整理，勿做商业用途由于空载损耗近似等于变压器在额定电压下电导GT中的损耗（俗称铁耗），即故由于空载电流几乎全部流经变压器的电纳支路，即式中UPN为额定相电压。从而31.2.2三绕组变压器。31.2.2.1计算三绕组变压器的电阻RT的计算公式与两绕组时相同，但厂家提供的短路损耗为ΔPS(1−2)、ΔPS(2−3)和ΔPS(3−1)。按电力系统的惯例，此处1代表高压绕组，2代表中压绕组，3代表低压绕组。从而ΔPS(1−2)为第3绕组开路时高压、中压绕组进行短路试验时的短路损耗，即此时高压绕组和中压绕组的功率损耗之和。同理可理解ΔPS(2−3)和ΔPS(3−1)。为求出高压、中压和低压三个绕组的等值电阻，须先求出三个绕组的等值短路功率损耗ΔPS，而这和三个绕组的容量配置有关。资料个人收集整理，勿做商业用途第一种情况；容量比为100/100/100，三个绕组的容量相同。个人收集整理仅供参考学习3/9第二种和第三种情况：100/100/50和100/50/100。因其中均有一个绕组的容量为额定容量的50%，从而其额定电流只有容量为100绕组额定电流的1/2，需将厂家提供的短路试验数据折算到容量为100的标准情况，由于短路损耗与电流平方成正比，故资料个人收集整理，勿做商业用途有时厂家只给出一个短路损耗数据——最大短路损耗ΔPsmax，其为两个100%绕组流过额定电流IN，而另一绕组空载时的损耗。此时资料个人收集整理，勿做商业用途31.2.2.2计算三绕组变压器电抗求XT时由厂家提供的短路电压百分值US(1−2)%、Us(2−3)%和Us(3−1)%均已折算至额定情况，故有资料个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理仅供参考学习4/9再代入公式求取XT应指出，求出的X1、X2和X3中，必有一个值最小，近似为零甚至为一很小的负值，当其为负时并不意味着为容抗，因为它只是数学上等值的结果，并无实际的物理意义；且其对应于中间绕组，它和相邻绕组的漏抗较小，而内外两绕组距较远，漏抗较大，以至前二者之和小于后者，便出现负值。三绕组变压器的三个绕组在排列时应遵循两个原则：为便于绝缘，高压线组排列在最外层；传递功率的绕组应紧靠，以减小漏磁损失。因此，升压变压器的三绕组排列顺序由外至内为高—低—中，降压变压器的排列顺序为高—中—低。从而，对升压变压器，低压绕组的等值电抗最小；对降压变压器，中压绕组的等值电抗最小。资料个人收集整理，勿做商业用途31.3电力网的等值电路31.3.1有名值表示的电力网的等值电路变比的定义：变压器一次侧绕组与二次侧绕组匝数之比称为变比，近似可用一次侧与二次侧额定电压之比表示资料个人收集整理，勿做商业用途31.3.2标幺值表示的电力网等值电路进行电力系统计算时，除采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算外，还可以采用没有单位的相对值进行计算。前者称有名制，后者称标么制。标么制之所以能在相当宽广的范围内取代有名制，是由于标么制具有计算结果清晰、便于迅速判断计算结果的正确性、可以大量简化计算等优点。31.3.2.1基准值的选取如阻抗、导纳的基准值为每相阻抗、导纳；电压、电流的基准值为线电压、线电流；功率的基准值为三相功率，则这些基准值之间应有如下关系个人收集整理仅供参考学习5/9五个基准值中只有两个可以任意选择，其余三个必须根据上列关系派生。通常是，先选定三相功率和线电压的基准值SB、UB。然后求出每相阻抗、导纳和线电流的基准值。资料个人收集整理，勿做商业用途计及三相对称系统中，线电压为相电压的3倍，三相功率为单相功率的3倍，如取线电压基准值为相电压基准值的3倍，三相功率的基准值为单相功率基准值的3倍，则线电压和相电压的标么值数值相等，三相功率和单相功率的标么值数值相等。资料个人收集整理，勿做商业用途31.3.2.2基准值变化时的标幺值的计算对于不同基准值之间的标么值要进行换算，例如，某发电机的同步电抗标么值xd＝0.2，是以电机自身的SN、UN为基准，若待计算的电力网络基准为SB、UB，则必须对其进行归算31.3.2.3多电压等级电力网标幺值等值电路多电压级网络中，标么值的电压级归算有两条途径：一是将网络各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值都归算到同一电压级——基本级，然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流基准值，一是将未经归算的各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值除以由基本级归算到这些量所在电压级的阻抗、导纳、电压、电流基准值个人收集整理仅供参考学习6/9例：例1：有一长度为100km的110kV输电线路，导线型号为LGJ-185，导线水平排列，相间距离为4m，求线路参数及输电线路的等值电路。资料个人收集整理，勿做商业用途解：线路单位长度电阻为由手册查得LGJ-185的计算直径为19mm.三相导线的几何均距为线路单位长度电抗为线路单位长度电纳为不计电导参数，全线路的集中参数为该线路等值电路的修正系数应取为:1Zk,1Yk，则等值电路如1-9图所示：个人收集整理仅供参考学习7/9例2：已知某三绕组变压器铭牌上的参数有:额定容量120MVA，容量比为100/100/50，变比为220/121/10.5kv，0%I0.9，△P0=123.1KW，(12)Pk=660KW，(31)'Pk=256KW，(23)'Pk=227KW，(12)Uk%=24.7，(31)Uk%=14.7，(23)Uk%=8.8。试计算变压器参数，并作等值电路。资料个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理仅供参考学习8/9电抗参数为个人收集整理仅供参考学习9/9在变压器参数计算时，应根据题目要求，将参数归到某一侧，计算时NU就应选用该侧的额定电压。