电力系统元件参数及等值电路

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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力系统基础,(第二版),教学内容,第一章 电力系统基础,第二章 电力系统的接线,第三章 电力系统元件参数及等值电路,第四章 电力系统潮流计算,第五章 电力系统有功功率平衡与频率调整,第六章 电力系统无功功率平衡及电压调整,第七章 短路电流的计算与分析,第八章 电力系统的稳定性,电力系统基础,(,第二版,),第三章 电力系统元件参数及等值电路,第一节 输电线路的电气参数及等值电路,第二节 变压器参数及等值电路,第三节 发电机和负荷的参数及等值电路,第四节 标幺值及其应用,第五节 电力系统等值电流,电力系统基础,(,第二版,),第三章 电力系统元件参数及等值电路,电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部分,-,发电机、变压器、电力线路、负荷的特性和数学模型;由变压器和电力线路构成的电力网数学模型。,所涉及的电气量有,功率是,三相功率,,电压是,线电压,,电流是,线电流,,阻抗是,单相阻抗,,导纳是,单相导纳,。,复功率为,一、输电线路的电气参数,第三章 电力系统元件参数及等值电路,第一节 输电线路的电气参数及等值电路,表示,输电线路,和,变压器特性,的电气参数有:输电线路的阻抗和导纳,变压器的阻抗和导纳。,输电线路,电缆线路,架空线路,导线、避雷线,绝缘子、金具、杆塔,导体、绝缘层,保护包皮,第三章 电力系统元件参数及等值电路,输电线路的电气参数有,,(a),电阻,:线路通过电流时产生有功功率损失;,(b),电抗,:载流导体周围的磁场效应;,(c),电导,:线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流,及导线附近空气游离而产生的有功功,率损失;,(d),电纳,:带电导线周围的电场效应;,第三章 电力系统元件参数及等值电路,讨论输电线路的电气参数时,都假设三相电气参数是相同的。只有架空线路的空间位置选用使三相参数平衡的方法,三相参数才相同。,三相参数平衡的方法有,,(a),三相导线布置在等边三角形的顶点上时,三项参数是相同的。,(b),当三相导线不是布置在等边三角形的顶点上时,采用架空线换位的方法以减少三相参数不平衡。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(,一,),、电阻,在交流电路中,由于集肤效应和临近效应的影响,交流电阻比直流电阻要大;,此外,由于所用电线和电缆芯线大多是绞线,其中每股导线的实际长度要比电线本身的长度大,2%-3%,。,铜导线的电阻率为,铝导线的电阻率为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,工程上各类导线在,20,时的单位长度有效电阻计算值,r,20,列在,电力工程电气设计手册,中,可直接查阅,任意温度,t,时的电阻值,r,i,可按下式计算,(,二,),、电抗,1,、三相导线线路电抗,线路电抗是由于交流电流通过导线时,在导线周围及导线内产生,交变磁场,而引起的。,若线路的三相电抗相同,则每相导线单位长度的等值电抗为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,其中,几何均距与导线的具体布置方式有关。,A,B,C,D,ca,D,bc,D,ab,A,B,C,D,D,D,A,B,C,D,D,2D,第三章 电力系统元件参数及等值电路,将,f=50Hz,,,=1,代入式,(3-3),,可得每相导线单位长度电抗的计算公式为,2,、分裂导线线路电抗,目的,:对于高压及超高压远距离输电线路,为减少线路的电晕损耗及线路电抗,以增加输电线路的输送能力。,每一相由,2-6,根导线组成,每根间距,400-500mm,将均匀布置在半径为,R,的圆周上。其,R,比一根导线的外径大得多,可有效地减小线路电抗和电晕损耗,同时增大线路电容。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,分裂导线的等值半径,r,eq,来代替,式,(3-5),中的导线外径,r,,其,r,eq,可由下式算出。,因此,具有分裂导线的线路每相电抗为,分裂导线的线路电抗较采用单根导线的线路电抗减少约,20%,以上,视每相的分裂数及结构决定。(表,3-1,),第三章 电力系统元件参数及等值电路,对于同杆架设的双回线路,每一相线路电抗不仅取决于该线路本身电流所产生的磁通,而且和另一回线路电流产生的磁通相关。,额定电压,(kV),导线分裂根数,电抗近似值,220-330,2,0.3-0.37,500,3,4,0.3,0.29,750,4,6,0.29,0.28,表,3-1,分裂导线线路电抗,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,例,3-1】,某三相单回输电线路,采用,LGJ-300,型导线,已知导线的相间距离为,D=6m,,求:,(1),三相导线水平配置,且完全换位时,每千米线路的电抗值。,(2),三相导线按等边三角形配置时,每千米线路的电抗。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,解,】,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,例,3-2】,某回,220kV,双分裂架空输电线路,已知每根导线的计算半径为,13.84mm,,各导体间相距,dm=400mm,,相间距离,D=5m,,三相导线水平排列,并经完全换位。求该线路每公里的电抗值。,【,解,】,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(,三,),、电纳,(,容纳,),电力线路运行时,各相间及相对地间都存在着电位差,因而导线间以及导线与大地间必有电容存在,也即存在着容性电纳。,若三相线路参数相同时,每相导线的等值电容为,电纳,(,容纳,),的大小与,相间的距离,、,导线截面,、,杆塔结构,等因素有关。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,当频率,f=50Hz,时,单位长度的电纳为,对于,架空线路,的电纳一般为,2.8510,-6,S/km,左右。,对于,分裂导线的线路,,仍可按上式计算其电纳,其半径应是等值半径,r,eq,。,对于,同杆并架双回线路,,仍可按上式计算。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,例,3-3】,一回,220kV,输电线路,导线在杆塔上位三角形布置,(,如图,3-6,所示,),,使用,LGJQ-400,型导线。求该线路单位长度的电阻、电抗和电纳。,【,解,】,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(,四,),、电导,在高压线路上,由于强电场作用,导线周围可能产生空气的电离现象,称之为,电晕,。电晕产生的有功功率损耗称为,电晕损耗,。,电晕损耗是当线路电压达到某一值时产生的,这一电压值称为,电晕临界电压,Ucr,。当线路正常工作电压高于,Ucr,时,电晕损耗将大大增加而不可忽略。,电晕产生的条件与导线上施加的,电压大小,、,导线半径,、,导线结构,及,导线周围的空气情况,有关。,除电晕损耗、电阻引起有功功率损耗外,还有由于沿线路绝缘子表面的泄露电流产生的有功功率损耗。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,电导,代表导线的泄露损耗及电晕损耗的电气现象。,式中,,g1-,导线单位长度的电导,,S/km,;,Pg-,实测三相电晕损耗的总功率,,kW/km,;,U-,线路电压,,kV,。,当线路实际电压高于电晕临界电压时,可通过实测的方法求取电导,与电晕相对应的电导为,二、输电线路的等值电路,第三章 电力系统元件参数及等值电路,电力线路的等值电路是以,电阻,、,电抗,、,电导,、,电纳,四个参数来表示。,实际中,输电线路的等值电路是参数均匀分布的电路,分布参数电路的计算是较复杂的,一般将,分布参数等值电路,转化成,集中参数等值电路,以简化计算。,当线路长度为,l,时,全线路每相得总电阻、总电抗、总电导、总电纳表示为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,输电线路的阻抗和导纳的复数表达式为,1,、一字形等值电路,对于线路长度不超过,100km,的架空线路,线路电压不高时,线路电纳的影响不大,可令,b1=0,。,因天气晴朗时不发生电晕,绝缘子泄露又很小,可令,g1=0,。,输电线路中只剩下,r1,、,x1,两个参数。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,图,3-7,一字形等值电路,1,U,1,I,R,X,2,U,2,I,2,、 形等值电路和,T,形等值电路,对于线路长度为,100-300km,的中等长度架空线路,或长度不超过,100km,的电缆线路,电容的影响不可忽略。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,图,3-8,中等长度线路的等值电路,1,U,1,I,Z,2,U,2,I,1,U,1,I,Z/2,2,U,2,I,Z/2,一、双绕组变压器,第三章 电力系统元件参数及等值电路,第二节 变压器参数及等值电路,图,3-11,双绕组变压器等值电路,R,T,jX,T,G,T,-jB,T,R,T,jX,T,(,a,),(,b,),反映励磁支路的导纳一般接在变压器的电源侧,但有时为了计算时与线路的电纳合并,励磁电路放在线路一侧。,由于,Y,T,=1 / Z,0,,而,Z,0,为一感性激磁阻抗。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,变压器的,4,个参数可由变压器的,空载,和,短路,试验结果来求出。,变压器的短路损耗,P,k,变压器的短路电压百分数,U,k,%,电阻,R,T,、电抗,X,T,变压器的空载损耗,P,0,变压器的空载电流百分数,I,0,%,电导,G,T,、电纳,B,T,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(一)、电阻,R,T,变压器的电阻计算公式为,式中,,-,变压器高低压绕组的总电阻,,-,变压器额定短路损耗,,kW,-,变压器的额定容量,,MVA,-,变压器的额定电压,,kV,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(二)、电抗,X,T,变压器的电抗计算公式为,式中,,-,变压器高低压绕组的总电抗,,-,变压器短路电压的百分数,-,变压器的额定容量,,MVA,-,变压器的额定电压,,kV,-U,k,%,中的电抗压降百分数,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(三)、电导,G,T,变压器的电导计算公式为,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,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(四)、励磁电纳,B,T,变压器的电纳计算公式为,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,,MVA,-,变压器的额定电压,,kV,二、三绕组变压器,第三章 电力系统元件参数及等值电路,三绕组变压器的等值电路为,图,3-12,三绕组变压器等值电路,R,T1,jX,T1,G,T,-jB,T,R,T2,jX,T2,R,T3,jX,T3,1,I,0,I,3,I,2,I,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(一)、电阻,三绕组变压器其绕组容量比有三种类型:,(1)100/100/100,,即,3,个绕组的容量都等于变压器额定容量;,(2)100/100/50,,即第,3,绕组容量仅为变压器额定容量的,50%,;,(3)100/50/100,,即第,2,绕组容量为变压器额定容量的,50%,。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,对于第,1,类变压器,通过,短路试验,可得到,任两个绕组,的短路损耗,P,k12,、 ,P,k23,、 ,P,k31,,由此算出每个绕组的短路损耗,P,k1,、 ,P,k2,、 ,P,k3,。,求出各绕组的短路损耗后,用和双绕组变压器相似的公式计算出各绕组的电阻为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,对于其余三个绕组容量比不等的变压器,短路试验给出的功率损耗值是一对绕组中容量较小的一方达到它本身额定容量时的值。,这时,应首先将各绕组间的短路损耗归算为额定电流下的值,再运用上列公式求取各绕组的短路损耗和电阻。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,例如,对,100/50/100,类型的变压器,短路损耗,P,k12,和,P,k23,是在第,2,个绕组中流过额定电流,(,即为变压器额定容量电流的一半,),时所测得的数据。,因此,首先把它们归算到对应于变压器额定容量电流的值,计算式为,然后按式,(3-21),、式,(3-22),进行计算。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(二)、电抗,三绕组变压器按其,3,个绕组排列方式的不同分为,图,3-13,三绕组变压器的绕组排列方式,低,中,高,中,低,高,(a),降压结构,(b),升压结构,第三章 电力系统元件参数及等值电路,通常变压器铭牌上给出各绕组间的短路电压,U,k12,%,、,U,k23,%,和,U,k31,%,,可求出各绕组的短路电压为,可得到相应的各绕组电抗为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(三)、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。,三、自耦变压器的参数和等值电路,第三章 电力系统元件参数及等值电路,从端子等效,自耦变压器和普通三绕组变压器是同样的。,图,3-14,变压器接线图,(,a,),(,b,),1,I,3,I,2,I,1,U,3,U,2,U,N1,N3,N2,1,U,3,U,2,U,2,I,1,I,3,I,第三章 电力系统元件参数及等值电路,自耦变压器的参数和等值电路,和普通三绕组变压器是相同的。,只是因自耦变压器第三绕组的容量小于变压器的额定容量,S,N,,而短路试验数据中的,P,k23,、,P,k31,和,U,k23,%,、,U,k31,%,一般是,未经归算,的。,用此数据进行参数计算时有一个容量归算问题即,短路损耗,P,k23,、,P,k31,乘以 ;,短路电压百分值,U,k23,%,、,U,k31,%,乘以 ;,通过以上归算后再代入相应的公式计算变压器的阻抗。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,最大短路损耗,,是指两个,100%,容量绕组中流过额定电流,另一个,100%,或,50%,容量绕组空载的损耗。此时,计算公式为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【3-4】,某,10kV,变电所装有一台,SJL1-630/10,型变压器,其铭牌数据为:,S,N,=0.63MVA,,,U,N1,/U,N2,=10/0.4kV,,,P,k,=8.4kW,,,P,0,=1.3kW,,,U,k,%=4,,,I,0,%=2,。,求变压器的各项参数。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,解,】,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【3-5】,某发电厂内装设一台,SSPSL10-120000/220,型变压器,三个绕组容量比为,100/100/50,,铭牌给出的其他数据:,S,N,=120MVA,,,P,0,=129kW,,,P,k12,=465kW,,,P,k23,=258kW,,,P,31,=276kW,,,U,k12,%=12.75,,,U,k23,%=8.15,,,U,k31,%=5.3,,,I,0,%=0.65,。,三个绕组的额定电压比,242/121/10.5kV,。,求变压器的各项参数。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,解,】,第三节 发电机和负荷的参数及等值电路,一、发电机的参数和等值电路,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(,一,),、发电机的电抗,制造厂一般给出以,发电机额定阻抗,为基准的发电机电抗百分比,X,G,(%),,即,故,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(,二,),、发电机的等值电路,当发电机的,d,、,q,轴电抗相等,(,或可认为相等,),时发电机的等值电路可表示如下:,d,轴,q,轴,图,3-15,发电机的等值电路,G,E,jX,G,机端,(,a,),P+jQ,机端,(,b,),(,c,),P,机端,U,二、负荷的参数和等值电路,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(,一,),、以功率表示,在电力系统稳态分析中,以给定的负荷有功功率,P,l,和无功功率,Q,l,接在相应的负荷节点上即可。,图,3-16,负荷的等值电路,负荷点,(,a,)以功率表示,S,l,=P,l,+jQ,l,(,b,)以阻抗表示,R,l,jX,l,U,l,I,l,(,c,)以导纳表示,G,l,-jB,l,U,l,I,l,负荷点,负荷点,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(,二,),、以阻抗或导纳表示,用阻抗表示负荷时,假设已知单相复功率,S,l,为,故,负荷为感性时,,Q,l,0,,因而,X,l,0,,等值阻抗,Z,l,呈感性;,负荷为容性时,,Q,l,0,,因而,X,l,0,,等值阻抗,Z,l,呈容性;,第三章 电力系统元件参数及等值电路,当负荷以导纳,Y,l,等值时,分析方法与以阻抗,Z,l,等值时类似,且两者之间的关系为,第四节 标幺值及其应用,一、标幺值,第三章 电力系统元件参数及等值电路,有名值,:实际数字和明确的物理量纲相结合的物理量值。,例如,三相对称系统中,第三章 电力系统元件参数及等值电路,选择基准值的限制条件:,(1),基准值的单位应与有名值单位相同。,(2),阻抗、导纳、电压、电流、功率的基准值之间,负荷电路的基本关系,比如,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。,每相阻抗、导纳的基准值,三相功率的基准值,第三章 电力系统元件参数及等值电路,五个基准值中只有两个可以任选,其余三个派生而得。,通常,先选定,S,B,、,U,B,,,再求出其他基准值,,第三章 电力系统元件参数及等值电路,若电抗以 表示,用统一基准值表示的电抗标幺值为,式中,,U,B,、,I,B,-,统一基准值;,X-,电抗有名值。,在电力系统计算中采用统一基准值。因此就要求将额定值为基准的标幺值与统一基准值的标幺值相互转换。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,用额定值作基准值的电抗标幺值为,由上式求出电抗有名值,X,,代入式,(3-33),可得,把电流用电压和功率代换后,可得,第三章 电力系统元件参数及等值电路,变压器铭牌参数短路电压百分值为,将其除,100,就变为以额定值为基准的变压器电抗标幺值,代入式,(3-36),就可以变成统一基准值的变压器电抗标幺值为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【3-6】,有一台,SLPF12000/220,型双绕组变压器,额定容量为,120MVA,,额定电压为,220/38.5kV,,短路电压百分值为,13.61,,求以基准功率,S,B,=100MVA,,基准电压,U,B,=230kV,。计算变压器的标幺电抗。,【,解,】,第三章 电力系统元件参数及等值电路,标幺值的,优点,:,(1),三相计算公式与单相计算公式一致,省去了,333,倍的常数,不必考虑相电压、线电压的差别和三相功率、单相功率的差别。,(2),多级电压网中可以避免繁琐的按变比来回归算,在精确计算中只需对基准电压归算一次。而在近似计算中则不必归算,使计算大大简化。,(3),使各种设备参数便于比较,易于识别设备性能。,(4),容易对计算结果做分析,比较及判断正、吴。,第五节 电力系统等值电路,一、有名制等值电路,第三章 电力系统元件参数及等值电路,若系统只有一个电压等级,那么按照前述方法算出各元件的参数,并做出各元件的等值电路再按元件的连接关系将它们各自的等值电路连接就得到电力系统的等值电路。,若电力系统有多个电压等级,则在计算中,还需要不同电压等级下的阻抗、导纳、电压、电流等有名制归算至,同一电压级,,该电压级称为,基本级,。,电力系统的等值网络是由构成系统的各元件的等值电路按这些元件在实际电力系统中的连接顺序连接而成。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,一般取所计算系统的,最高电压级作为基本级,归算时的计算式为,归算前,归算后,变比,第三章 电力系统元件参数及等值电路,220kV,500kV,500kV,242/500,T4,500/121,T3,110/38.5,T2,110kV,35kV,T1,35/11,10kV,图,3-17,具有不同电压等级的电力网,式中变比一般取相应变压器两侧额定电压比值。,其分子为变压器靠近基本级一侧的绕组的额定变比,而靠近带归算级一侧绕组的额定电压作为变比的分母。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【3-7】,电力系统接线如图,3-18,所示。图中各元件的技术数据见表,3-3,、表,3-4,。试作该系统归算至,100kV,的有名值表示的等值电路。变压器的电阻、导纳、线路的电导都略去不计。,10kV,110kV,k1,T1,k2,T2,6kV,L1,L2,图,3-18,电力系统接线图,第三章 电力系统元件参数及等值电路,名称,符号,额定容量,S,N,(MVA),额定电压,U,N,(kV),U,k,%,变压器,T1,T2,31.5,20,10.5/121,110/6.6,10.5,10.5,名称,符号,导线型号,长度,电压,电阻,电抗,电纳,线路,L1,L2,LGJ-185,LGJ-300,100,5,110,6,0.17,0.105,0.38,0.383,3.1510,-6,表,3-4,线路技术参数,表,3-3,变压器技术参数,10kV,110kV,k1,T1,k2,T2,6kV,L1,L2,图,3-18,电力系统接线图,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,解,】,变压器,T1,的电抗,线路,L1,的电阻、电抗和电纳为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,变压器,T2,的电抗,线路,L2,的电阻、电抗为,以有名值表示的电力系统等值电路为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,图,3-19,以有名值表示的电力系统等值电路,17,j38,j48.8,145.8,j531.9,j63.5,T1,L1,T2,L2,j0.1757,jx,T1,R,L1,jX,L1,0.0612,j0.1368,j0.228,jx,T2,R,L2,jX,L2,0.525,j1.915,jB,L1,/2,jJ4.376,10,-2,jB,L1,/2,j4.376,10,-2,归算到,6KV,侧,二、标幺制等值电路,第三章 电力系统元件参数及等值电路,对于单电压级电力系统,其等值电路的制定与有名值等值电路的指定方式相同,所不同的仅是将各元件的参数用标幺值来表示。,对于多电压级电力系统的标幺制等值电路的制定有两种方法可供采用。,【,方法,1】,(1),指定一个基本级,将所有非基本级的有名值参数都归算到基本级。,(2),指定一套基本级下的基准值(基值)。,(3),将上述,(1),求得的有名值参数除以,(2),指定的同一套基值中的对应基值,即,第三章 电力系统元件参数及等值电路,式中,,-,有名值,-,基值,-,标幺值,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,方法,2】,(1),在基本级下指定一套基值。,(2),将由,(1),指定的基值分别归算到各电压级,使每一电压级都有一套相应的基值。,(3),每电压级的各参数除以本电压级下一套基值中的相应基值,即,第三章 电力系统元件参数及等值电路,-,基本级下的基值,式中,,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【3-8】,系统接线图和元件参数同,例,3-7,,请采用标幺制计算各元件的参数,并作出系统的等值电路。取,100kV,的基准值为:,S,B,=100MVA,,,U,B,=110kV,。,10kV,110kV,k1,T1,k2,T2,6kV,L1,L2,图,3-18,电力系统接线图,第三章 电力系统元件参数及等值电路,【,解,】,方法,1,:,第三章 电力系统元件参数及等值电路,方法,2,:,三、等值变压器模型,第三章 电力系统元件参数及等值电路,凡涉及多电压级网络的计算,都必须将网络中所有参数和变量归算到同一电压级。,(a),原始多电压级网络,(b),接入理想变压器前的等值电路,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(c),接入理想变压器后的等值电路,由图可见,流入理想变压器的功率为 ,,流出理想变压器的功率为,流入、流出理想变压器的功率应相等,得,由图,3-21(c),,列出的方程为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(c),接入理想变压器后的等值电路,由上式可得,,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(d),变压器的 型等值电路模型,设母线,1-2,之间的电路可以以一 形等值电路表示,则从等值电路列出方程为,第三章 电力系统元件参数及等值电路,对照上式,可得,令 ,就可得到变压器模型,(e),以及阻抗,表示的变压器模型,(f),。,第三章 电力系统元件参数及等值电路,(e),形等值电路支路以导纳表示时,(f),形等值电路支路以阻抗表示时,第三章 电力系统元件参数及等值电路,图,3-21,等值双绕组变压器模型,四、电力网络的数学模型,第三章 电力系统元件参数及等值电路,制定电力网络等值电路模型方法有:,(1),有名制。,(2),标幺制。,对多电压级网络,因采用变压器模型的不同分两大类:,(1),采用 形或,T,形等值电路模型时,所有参数和变量都要作电压级归算。,(2),采用等值变压器模型时,所有参数和变量可不进行归算。,总 结,第三章 电力系统元件参数及等值电路,输电线路的参数及等值电路,变压器的参数及等值电路,发电机和负荷的参数及等值电路,标幺值及其应用,电力系统元件参数及等值电路,电压级的归算,对于多电压级网络,无论是采用标么制还是有名制,都需将参数或变量归算至同一电压级。才能得到网络的等值电路,。,采用有名值时的电压级归算,(有名值等值电路),采用标么值时的电压级归算,(标么值等值电路),采用有名值时的电压级归算,选取基本级(一般选最高电压等级),确定变比,变压器变比,K,值的选取,变压器实际的变比,平均额定变比,参数的归算,准确归算,:采用变压器实际额定变比,近似归算,:采用平均额定变比,实际额定电压变比,k,k=UI/UII,UI、UII :,分别为与变压器高、低压绕组相对应的额定电压。,平均额定变比:,网络的平均额定电压之比,平均额定电压:某电压等级线路最高额定电压与最低额定电压的平均值,所以平均额定电压比线路额定电压高,5,U,N,(kv),3,6,10,35,110,220,330,U,p,(kv),3.15,6.3,10.5,37,115,230,345,额定电压和平均额定电压,1,)准确归算,:采用变压器实际额定变比,把待归算侧的参数归算到基本级,2,)近似归算,:采用变压器平均额定变比,把待归算侧的参数归算到基本级,举例:,220,KV,10,KV,35,KV,110,KV,500,KV,500,KV,242:5,00,35:11,110:38.5,500:121,T-4,T-3,T-2,T-1,如需将,10KV,侧的参数和变量归算至500,KV,侧,则变压器,T-1、T-2、T-3、,实际变比:,k,1,、k,2,、k,3,应分别取35/11、110/38.5、500/121,平均变比:,k,1p,、k,2p,、k,3p,应分别取3,7/10.5,、11,5/37,、5,25/115,取,10kV,为基本级,则,110kV,级线路,l-2,阻抗归算如下,:,例,准确,近似,采用标幺值时的电压级归算,根据计算精度要求的不同,求取标么值的方法有两种:,准确算法和近似算法。,准确算法:,参数按变压器的实际变比归算,近似算法:,参数按平均额定变比归算。,归算的方法有两种:,方法,1,:先有名值归算,后求标么值,方法,2,:先基准值归算,后求标么值,法,1,:,先有名值归算,后求标么值,先选定基本级及其基准值(,S,B,、,U,B,),然后将网络中需要归算的各元件阻抗、导纳都归算到基本级,然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳的基准值。,法,2,:,先基准值归算,后求标么值,先选定基本级及其基准值(,S,B,、,U,B,),把它们归算到各电压等级,作为各电压等级的基准值(,S,B,、 ),以(,SB,、 )为各电压等级基准值,求标么值。,注意:基准功率不存在归算,1,),采用近似计算时,(即变压器变比取平均额定变比)。标么值的计算会大为简化。,讨论:,原因,:,采用近似计算时,认为处于同一电压等级的各元件,它们的额定电压都近似等于平均额定电压。当基本级选取平均额定电压为基准值时,其它电压等级的基准电压就是它的平均额定电压。,2,),把归算后的各元件的标么值连接起来,即可得到多电压等级网络的标么值等值电路,。,一、,三相电力线路结构参数和数学模型,输电线路各主要参数(电阻、电抗、电纳、电导等)的计算方法及等效电路的意义,分裂导线作用,三相线路换位的目的,本章重点,二、双绕组和三绕组变压器参数和等效电路,1、,空载和短路实验及变压器参数计算公式推导,根据空载及短路试验,参数,R,T,、X,T,、G,T,、B,T,的计算公式:,2、变压器,形等值电路图求解,三、电力网络的等值电路,1、标幺值,1)标幺值有名值(实际值)/基准值;,2)在标幺制下,线量(如线电流、线电压等)与相量(如相电流、相电压等)相等,三相与单相的计算公式相同,3)对于不同系统采用标幺值计算时,首先要折算到同一基准下。,描述电力网的等值电路,:,以有名值表示,用标么值表示,对于,有名值,表示的等值电路,主要存在电压归算的问题,2.,通过电压级的归算求电网等值电路,对于求取,标么值,表示的等值电路,有两种归算方法,由于所选变比不同,可分为,准确计算法,和,近似计算法,(,重点,)求多电压级网络标么值等值电路的两种方法,1)参数归算法(,先有名值归算,后求标么值,),取基本级(,S,B,S,N,,U,B,U,N,);,参数折算(将各级电压折算到基本级侧);,求标幺值。,2)基准值归算法(,先基准值归算,后求标么值,),取基本级(,S,B,S,N,,U,B1,U,N1,);,基本级折算(将基本级,S,B,、U,B1,折算到各电压级,分别求出,U,B2,、U,B3,、U,Bn,);,求标幺值。,标出题图中各元件的额定电压,1,、两台,SFP-400000/220,型变压器并列运行,,变比为,24222.5%/18,,,I,0,%,0.8,,,p,0,250kW,,,p,k,970kW,,,u,k,%,14,。,求归算到高压侧的变压器有名值参数,并画出等值电路。,2,系统接线示于如图,各元件参数如图中所示。试用有名制的计算方法计算等值电路参数,并画出等值电路图。,3,对于题,2,的电力系统,若各电压级均选平均额定电压作为基准电压,并近似地认为各元件的额定电压等于平均额定电压,计算其参数的标幺值。,试计算图(,a,)所示输电系统各元件电抗的标幺值。已知各元件的参数如下:,发电机:,,变压器,T-1,:,变压器,T-2,:,电抗器,:,架空线路长,80km,,每公里电抗为 ;,电缆线路长,2.5km,每公里电抗为 。,习 题,第三章 电力系统元件参数及等值电路,P62 3-3,、,4,、,10,、,13,、,16,
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