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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,*,第二章 电力系统元件参数和等值电路,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,第二章 电力系统元件参数和等值电路,电力系统分析,第二,章,章,电,电,力,力系,统,统各,元,元件,的,的等,值,值电,路,路和,参,参数,计,计算,第一,节,节,架,架,空,空输,电,电线,路,路的,参,参数,第二,节,节架空,输,输电,线,线路,的,的等,值,值电,路,路,第三,节,节,变,变,压,压器,的,的等,值,值电,路,路和参,数,数,第四,节,节,标,标幺值,2.1,架空,输,输电,线,线路,的,的参,数,数,电力,系,系统,分,分析,和,和计,算,算的,一,一般,过,过程,首先将待,求,求物,理,理系,统,统进,行,行分,析,析简,化,化,,抽,抽象,出,出等,效,效电,路,路,(,物理,模,模型,),;,然后确定,其,其数,学,学模,型,型,,也,也就,是,是说,把,把待,求,求物,理,理问,题,题变,成,成数,学,学问,题,题;,最后用各,种,种数,学,学方,法,法进,行,行求,解,解,,并,并对,结,结果,进,进行,分,分析,。,。,2.1.1,输电,线,线路,1.,架空,线,线,导线,避雷,线,线,杆塔,绝缘,子,子,金具,2.1,架空,输,输电,线,线路,的,的参,数,数,架空,线,线路,金具,(,1,)导线,和,和避,雷,雷线:电,性,性能,,,,机,械,械强,度,度,,抗,抗腐,蚀,蚀能,力,力;,主要,材,材料,:,:铝,,,,铜,,,,钢,;,;例,:,:,LJTJLGJ,(,2,)杆,塔,塔,木塔,:,:较,少,少采,用,用,铁塔,:,:主,要,要用,于,于,220kV,及以,上,上系,统,统,钢筋,混,混凝,土,土杆,:,:应,用,用广,泛,泛,110kv,架空,线,线路,(,3,)绝缘子,针式:,10kV,及以下线,路,路,针式绝缘,子,子,悬式绝缘,子,子,主要用于,35kV,及以上系,统,统,根据,电,电压等级,的,的高低组,成,成数目不,同,同的绝缘,子,子链。,棒式绝缘,子,子,起到绝缘,和,和横担的,作,作用,应,用,用于,10,35kV,农网。,2.,电缆线路,导体,绝缘层,保护层,架空输电,线,线路参数,有,有四个,(,1,)电阻,r,0,:反映线,路,路通过电,流,流时产生,的,的有功功,率,率 损耗,效,效应。,(,2,)电感,L,0,:反映载,流,流导体的,磁,磁场效应,。,。,图,2-1,单位长线,路,路的一相,等,等值电路,图,2-11,单位长线,路,路的一相,等,等值电路,(,3,)电导,g,0,:线路带,电,电时绝缘,介,介质中产,生,生的泄漏,电,电流及导,体,体附近空,气,气游离而,产,产生有功,功,功率损耗,。,。,(,4,)电容,C,0,:带电导,体,体周围,的,的电场,效,效应。,输电线,路,路的以,上,上四个,参,参数沿,线,线路均,匀,匀分布,。,。,1.,电阻,有色金,属,属导线,单,单位长,度,度的直,流,流电阻,:,:,考虑如,下,下三个,因,因素:,(,1,)交流,集,集肤效,应,应和邻,近,近效应,。,。,(,2,)绞线,的,的实际,长,长度比,导,导线长,度,度长,2,3,。,(,3,)导线,的,的实际,截,截面比,标,标称截,面,面略小,。,。,因此交,流,流电阻,率,率比直,流,流电阻,率,率略为,增,增大:铜:,18.8,铝:,31.5,精确计,算,算时进,行,行温度,修,修正:,为温度,系,系数:,铜,铜,:,:,铝,:,集肤效,应,应又叫,趋,趋肤效,应,应,当交变,电,电流通,过,过导体,时,时,电流将,集,集中在,导,导体表,面,面流过,这种现,象,象叫集,肤,肤效应,。,。是电,流,流或电,压,压以频,率,率较高,的,的电子,在,在导体,中,中传导,时,时,会聚集,于,于总导,体,体表层,而非平,均,均分布,于,于整个,导,导体的,截,截面积,中,中。,邻近效,应,应,当高频,电,电流在,两,两导体,中,中彼此,反,反向流,动,动或在,一,一个往,复,复导体,中,中流动,时,时,电,流,流会集,中,中于导,体,体邻近,侧,侧流动,的,的一种,特,特殊的,物,物理现,象,象。,导体内,电,电流密,度,度因受,邻,邻近导,体,体中电,流,流的影,响,响而分,布,布不均,匀,匀的现,象,象。,2.,电感,三相导,线,线排列,对,对称,(,正三角,形,形,),,则三,相,相电感,相,相等。,三相导,线,线排列,不,不对称,,,,则进,行,行整体,循,循环换,位,位后三,相,相电感,相,相等。,1),单导线,每,每相单,位,位长度,电,电感和,电,电抗:,式中:,D,eq,为三相,导,导线间,的,的互几,何,何均距,,,,,D,s,为导线,的,的自几,何,何均距,实际多,股,股绞线,的,的自几,何,何均距,:,:,非铁磁,材,材料的,单,单股线,:,:,Ds=0.779r,非铁磁,材,材料的,多,多股线,:,:,Ds=,(,0.724,0.771)r,钢芯铝,线,线:,Ds=,(,0.77,0.9)r,在工程,计,计算中,,,,可以,取,取架空,线,线路的,电,电抗为,r,为导线,的,的计算,半,半径,2,)具有,分,分裂导,线,线的输,电,电线路,的,的等值,电,电感和,电,电抗,D,sb,为分裂,导,导线的,自,自几何,均,均距,,随,随分裂,根,根数不,同,同而变,化,化。,2,分裂导线:,3,分裂导线:,4,分裂导线:,通常,,dD,s,,因此,分,裂,裂导线自几,何,何均距,D,sb,比单导,线自几何均,距,距,D,s,大,分裂导线的,等,等值电感小。,目前分裂导,线,线在我国电,网,网的应用情,况,况:,750kV,一般四分裂,或,或六分裂;,500kV,一般为四分,裂,裂导线,即,一,一相四根,,也,也见三分裂,;,;,330kV,多为双分裂,,,,也有四分,裂,裂;,220kV,多用双分裂,,,,即一相两,根,根;,110kV,多为单根导,线,线,即不分,裂,裂。,分裂导线的,作,作用:,相当于增大,了,了导线的半,径,径,可减少线路电,抗,抗和电晕放,电,电(电能损,耗,耗、干扰通,信,信),还可,提,提高线路的,输,输送功率。,750kV,六分裂导线,500kV,四分裂导线,架空线路参,数,数计算,四分裂导线,用,用阻尼间隔,棒,棒,3.,输电线路的,电,电导:用来反映泄,漏,漏电流和空,气,气游离所引,起,起的有功功,率,率损耗。,(,1,)正常情况,下,下,泄漏电,流,流很小,可,以,以忽略,主,要,要考虑电晕,现,现象引起的,功,功率损耗。,(,2,)电晕:局,部,部场强较高,,,,超过空气,的,的击穿场强,时,时,空气发,生,生游离,从,而,而产生局部,放,放电现象。,4 .,等值电容和,电,电纳,(1),单导线:电,容,容,电纳,(,2,)分裂导线,D,eq,各相分裂导,线,线重心间的,几,几何均距。,r,eq,一相导线组,的,的等值半径,。,。,对,二,二,分,分,裂,裂,导,导,线,线,:,:,对,三,三,分,分,裂,裂,导,导,线,线,:,:,对,四,四,分,分,裂,裂,导,导,线,线,:,:,2.2,架,空,空,输,输,电,电,线,线,的,的,等,等,值,值,电,电,路,路,集,中,中,参,参,数,数,元,元,件,件,:,:,假,假,定,定,元,元,器,器,件,件,伴,伴,随,随,的,的,电,电,磁,磁,过,过,程,程,都,都,分,分,别,别,集,集,中,中,在,在,各,各,元,元,件,件,内,内,部,部,进,进,行,行,,,,,这,这,种,种,元,元,件,件,就,就,称,称,为,为,集,集,总,总,参,参,数,数,元,元,件,件,,,,,简,简,称,称,为,为,集,集,总,总,元,元,件,件,。,。,当,实,实,际,际,电,电,路,路,的,的,尺,尺,寸,寸,远,远,小,小,于,于,电,电,路,路,工,工,作,作,时,时,电,电,磁,磁,波,波,的,的,波,波,长,长,时,时,,,,,即,即,可,可,用,用,集,集,总,总,参,参,数,数,电,电,路,路,模,模,型,型,来,来,近,近,似,似,地,地,描,描,述,述,实,实,际,际,电,电,路,路,。,。,长线,路,路的,等,等值,电,电路,1,)长,距,距离,输,输电,线,线路,的,的稳,态,态方,程,程,设长,为,为,l,的输,电,电线,路,路其,参,参数,沿,沿线,均,均匀,分,分布,,,,单,位,位长,度,度阻,抗,抗和,导,导纳,分,分别,为,为,在距,离,离线,路,路末,端,端,x,处取,一,一微,段,段,d,x,。作,出,出等,值,值电,路,路,长线,路,路的,均,均匀,分,分布,参,参数,电,电路,dx,微段,串,串联,阻,阻抗,中,中的,电,电压,降,降落,为,为,dx,微段,并,并联,导,导纳,中,中的,支,支路,电,电流,为,为,将以,上,上两,式,式分,别,别变,形,形为,略去,二,二阶,微,微小,量,量,将式(,2-16,)对,x,微分,,,,可,得,得,(,2-20,),将其,微,微分,后,后代,入,入式(,2-16,),可得,解此,二,二阶,常,常系,数,数齐,次,次微,分,分方,程,程,,其,其通,解,解为,式中 称为线路,传播常数,;,称为,线,线路,的,的特性,阻,阻抗,(,波阻,抗,抗,),;,当,x,=0,时,,由通,解,解方,程,程式,当,x,=0,时,,从而,有,有,将此,式,式代,入,入式(,2-22,)、,(,(,2-23,)中,,便,便得,(,2-24,),稳态,解,解中,的,的常,数,数,C,1,、,C,2,可由,线,线路,的,的边,界,界条,件,件确,定,定,式(,2-24,)、,(,(,2-25,)又,可,可写,成,成矩,阵,阵形,式,式,当,x,=,l,时,,可,可得,首,首端,电,电压,和,和电,流,流的,表,表达,式,式,(,2-25,),(,2-26,),(,2-27,),A,B,C,D,AD-BC=1,二端,口,口的,外,外部,特,特性,可,可用,3,个参,数,数确,定,定,,则,则该,无,无源,二,二端,口,口可,表,表示,为,为,3,个阻,抗,抗(,导,导纳,),)的,组,组合,A=D,,符,合,合对,称,称二,端,端口,网,网络,特,特点,,,,输,电,电线,路,路可,看,看成,是,是对,称,称无,源,源二,端,端口,。,。可,用,用对称,的,的,T,型或,型等,值,值电,路,路表,示,示。,只研究,型等值电路,求,、,长线,路,路的,等,等值,电,电路,(a),型等,值,值电,路,路;,(b),型等,值,值电,路,路,2,)长,输,输电,线,线路,的,的集,中,中参,数,数等,值,值电,路,路,由等,值,值电,路,路,(a),依,二端,口,口网,络,络方,程,程,可得,即,化简,令全,线,线路,总,总阻,抗,抗和,总,总导,纳,纳分,别,别为,特性,阻,阻抗,(,(定义),传播,常,常数,l,l,修正,系,系数,进一,步,步化,简,简,,消,消去,双,双曲,函,函数,将全,线,线的,总,总阻,抗,抗,Z,和总,导,导纳,Y,分别,乘,乘以,相,相应,的,的修,正,正系,数,数即,可,可得,到,到对,应,应的,精,精确,参,参数,上式,只,只取,前,前两,项,项,(,2-35,),将,z,1,=r,1,+jx,1,,,y,1,= g,1,+jb,1,,以及,G=g,1,l,=0,代入式,(,2-35,),中,,展开后可得 的近似计算公式,式中,长线,路,路的,简,简化,等,等值,电,电路,4.,波阻,抗,抗,由于,超,超高,压,压线,路,路的,电,电阻,往,往往,远,远小,于,于电,抗,抗,,电,电导,则,则可,略,略去,不,不计,,,,即,可,可以,设,设,r,1,=0,g,1,=0,。显,然,然,,采,采用,这,这些,假,假设,就,就相,当,当于,设,设线,路,路上,没,没有,有,有功,功,功率,损,损耗,。,。,对于超,高,高压架,空,空线路,,,,,r,1,L,1,,,g,1,0,“无损耗”线路,仅有虚,部,部,,称为相,位,位系数,为纯电阻,,,,称为波,阻,阻抗,2.3.1,双绕组变,压,压器,电力系统,中,中,双绕,组,组变压器,一,一般采用,由,由电阻、,电,电抗、励,磁,磁电导和,电,电纳组成,的,的,型等效电,路,路。,图,2-,双绕组变,压,压器的等,效,效电路,a,),型等效电,路,路,b,)励磁支,路,路用功率,表,表示的等,效,效电路,c,)简化等,效,效电路,并用空载损耗,代,代替电导、励磁功率,代,代替电纳,,35kV,及以下的,变,变压器中,,,,励磁支,路,路可忽略,不,不计,简,化,化为等效,电,电路,),。,注意:变压器等,值,值电路中,的,的电纳的,符,符号与线,路,路等值电,路,路中电纳,的,的符号相,反,反,前者,为,为负,后,者,者为正;,因,因为前者,为,为感性,,后,后者为容,性,性。,以上参数,应,应根据铭,牌,牌数据计,算,算得出,2.3,变压器等,值,值电路和,参,参数,试验参数,1,)短路试,验,验,由变压器,的,的短路试,验,验可得变,压,压器的短,路,路损耗,和变压器,的,的短路电,压,压,。,。,2,)空载试,验,验,由变压器,的,的空载试,验,验可得变,压,压器的空,载,载损耗,和空载电,流,流,。,。,利用这四,个,个量计算,出,出变压器,的,的,、,、 、,和,和,。,电阻,R,T,:,由于,所以,(,(,),电抗,X,T,:短路实,验,验时,变,压,压器上通,过,过额定电,流,流,其阻,抗,抗上电压,降,降的百分,比,比,对小容量变压器, 则,注意:计,算,算到的数,值,值为折算,到,到某一侧,之,之后高、,低,低压侧的,电,电阻、电,抗,抗之和。,短路实验,时,时,一侧,绕,绕组短接,,,,另一侧,绕,绕组上所,加,加的电压,使,使该绕组,通,通过额定,电,电流 ,,此,此时测得,的,的功率即,为,为短路损,耗,耗。,所以(,S,),电导,G,T,:,变压器的,电,电导是用,来,来表示铁,心,心损耗的,(,(空载实,验,验),电纳,B,T,:,变压器的,电,电纳是用,来,来表征变,压,压器的励,磁,磁特性的,。,。,所以,(,(,S,),由,得,得:,因此,(,(,S,),说明:,以上各式,中,中,,U,、,S,、,P,、,Q,、的单位,分,分别为,kV,、,kVA,、,kW,和,kvar,。,2.3.2,三绕组变,压,压器,三绕组变,压,压器的等,效,效电路如,图,图,2-19,所示。,图,2-19,三绕组变,压,压器的等,效,效电路,a,)励磁回,路,路用导纳,表,表示,b,)励磁回,路,路用功率,表,表示,电阻,R,T1,、,R,T2,、,R,T3,三绕组变,压,压器容量,比,比有三种,不,不同类型,:,:,100/100/100,:,三个绕组,的,的容量均,等,等于变压,器,器的额定,容,容量;,100/100/50,:第三个,绕,绕组的容,量,量为变压,器,器额定容,量,量的,50%,;,100/50/100,:第二个,绕,绕组的容,量,量为变压,器,器额定容,量,量的,50%,。,通过短路试验可得到任两个绕组的短路损耗 、 、,,,则每一个绕组的短路损耗为,对,100/100/100,的变压器,:,:,(1),按各绕组,之,之间的短,路,路损耗计,算,算电阻,由 得:,所,以,以,短,路,路,试,试,验,验,时,时,只,只,能,能,使,使容,量,量,小,小,的,的,绕,绕,组,组,达,达,到,到,它,它,的,的,额,额,定,定,电,电,流,流(,有,有,两,两,组,组,数,数,据,据,是,是,按,按,50%,容,量,量,的,的,绕,绕,组,组,达,达,到,到,额,额,定,定,容,容,量,量,时,时,测,测,量,量,的,的,值,值,),),。,。,而,而,式,式,中,中,的,的,S,N,指,的,的,是,是,100%,绕,组,组,的,的,额,额,定,定,容,容,量,量,。,。,因,因,此,此,,,,,应,应,先,先,将,将,各,各,绕,绕,组,组,的,的,短,短,路,路,损,损,耗,耗按,变,变,压,压,器,器,的,的,额,额,定,定,容,容,量,量,进,进,行,行,折,折,算,算,,然,然,后,后,再,再,计,计,算,算,电,电,阻,阻,。,。,如,如,对,对,容,容,量,量,比,比,为,为,100/100/50,的,变,变,压,压,器,器,,,,,编,编,号,号,1,为,高,高,压,压,绕,绕,组,组,,,,,其,其,折,折,算,算,公,公,式,式,为,为,式中, 、 为未折算的绕组间短路损耗(铭牌数据);,、,为折算到变压器额定容量下的绕组间短路损耗。,对,100/100/50,和,100/50/100,的,变,变,压,压,器,器,:,:,最,大,大,短,短,路,路,损,损,耗,耗,是,是,指,指两,个,个,100%,额,定,定,容,容,量,量,的,的,绕,绕,组,组,通,通,过,过,额,额,定,定,电,电,流,流,I,N,(,额,定,定,功,功,率,率,S,N,),,而,另,另,一,一,个,个,100%,或,50%,额,定,定,容,容,量,量,的,的,绕,绕,组,组,空,空,载,载时,的,的,有,有,功,功,损,损,耗,耗,。,。,电,阻,阻,归,归,算,算,至,至,同,同,一,一,电,电,压,压,等,等,级,级,,,,,若,若,S,N1,=S,N2,=S,N,,则,R,T1,=R,T2,=R,T,(,100,),(2),按变压器最,大,大短路损耗,计,计算电阻,假设,1,、,2,绕组的额定,容,容量为,100%S,N,,则,上式中,P,k.max,(W)U,N,(V)S,N,(VA),将其变为实,用,用制单位,,(,2-51,),(,2-52,),若,S,N3,=S,N1,/2=S,N,/2,,则,R,T3,=R,T,(,50,),=2R,T,(,100,),即,P,k.max,(kW)U,N,(kV)S,N,(,k,VA),,则,电抗,X,T1,、,X,T2,、,X,T3,所以,由 得:,电导,G,T,与电纳,B,T,:,同双绕组变,压,压器。,说明:,1,)厂家给出,的,的短路电压,百,百分数已归,算,算到变压器,的,的额定容量,,,,因此在计,算,算电抗时,,不,不论变压器,各,各绕组的容,量,量比如何,,其,其短路电压,百,百分数不必,再,再进行折算,。,。,2,)参数计算,时,时,要求将,参,参数归算到,哪,哪一电压等,级,级,则计算,公,公式中的,U,N,为相应等级,的,的额定电压,。,。,升压变压器,,,,低压绕组,放,放中间,即,中,中 低,高,高;降压变,压,压器,中压,绕,绕组放中间,,,,即 低,中,中 高。,对于升压变,压,压器,输入,端,端为 低,,输,输出端为,高,高或中;低,放,放中间可使,得,得 低,-,高、低,-,中 的距离,最,最短,从而,减,减小电抗,,从,从而提高了,变,变压器的能,量,量转换效率,。,。,对于降压变,压,压器从运行,和,和制造成本,出,出发,低,-,中,-,高的排列,,更,更合理一些,。,。,1,、从运行考,虑,虑:降压变,压,压器,低压,侧,侧往往供近,距,距离的负载,。,。且电压等,级,级低,保护,水,水平要低一,些,些。因此,,我,我们希望,低,低,-,高,的,的阻,抗,抗大,一,一些,为,为好,。,。而,中,中压,往,往往,是,是供,比,比较,远,远的,负,负载,,,,我,们,们希,望,望它,们,们间,的,的阻,抗,抗小,一,一些,为,为好,。,。这,样,样的,排,排列,,,,正,好,好满,足,足这,个,个要,求,求。,2,、从,制,制造,成,成本,考,考虑,,,,变,压,压器,铁,铁心,是,是接,地,地的,。,。低,压,压线,圈,圈在,里,里面,,,,线,圈,圈对,铁,铁心,的,的绝,缘,缘距,离,离可,以,以小,一,一些,。,。这,样,样三,个,个线,圈,圈的,主,主绝,缘,缘尺,寸,寸总,和,和会,小,小一,些,些。,整,整个,变,变压,器,器的,重,重量,、,、体,积,积都,相,相对,要,要比,中,中,-,低,-,高,的,的排,列,列要,小,小一,些,些。,例,2.4,某变电所装有一台型号为,SFSL,1,-20000/110,,容量比为,100/100/50,的三绕组变压器,,试求变压器的参数并做出等值电路。,解:,1,)先,对,对与,容,容量,较,较小,绕,绕组,有,有关,的,的短,路,路损,耗,耗进,行,行折,算,算,2,)计,算,算各,绕,绕组,的,的短,路,路损,耗,耗,3,)计,算,算各,绕,绕组,的,的电,阻,阻,4,)计,算,算各,绕,绕组,的,的电,抗,抗:,短,短路,电,电压,各绕,组,组的,电,电抗,为,为,变压,器,器电,导,导电,纳,纳及,功,功率,损,损耗,在等,值,值电,路,路参,数,数中,,,,有,时,时会,出,出现,一,一个,电,电抗,为,为不,大,大的,负,负值,现,现象,(,(常,做,做,0,处理,),)。,负,负值,都,都出,现,现在,中,中间,位,位置,的,的绕,组,组上,,,,原,因,因是,处,处于,其,其两,侧,侧绕,组,组的,互,互感,作,作用,很,很强,,,,超,过,过了,绕,绕组,的,的自,感,感作,用,用。,自耦,变,变压,器,器和,普,普通,变,变压,器,器的,短,短路,试,试验,、,、参,数,数的,求,求法,和,和等,值,值电,路,路的,确,确定,完,完全,相,相同,。,。,三绕,组,组自,耦,耦变,压,压器,的,的短,路,路试,验,验中,,,,短,路,路损,耗,耗,P,k,未归,算,算,,甚,甚,至短,路,路电,压,压百,分,分比,U,k,(%),也未归算,。,。因此其,归,归算式为,2.3.3,自耦变压,器,器的参数,和,和等值电,路,路,(,2-55,),(,2-56,),P,k,、,U,k,表示未归,算,算值,即,出,出厂时的,原,原始数据,S,N3,:第三绕,组,组的额定,容,容量。,含理想变,压,压器的等,值,值电路,变压器的,型等值电,路,路,图,2-11,带有变压比的等值电路,如果略去,励,励磁支路,或,或另作处,理,理,可表,示,示为图,2,22,(,a),由图(,a),得:,由上式解,出,出:,令,Y,T,=1/Z,T,,上式变,为,为:,变压器的,型等值电,路,路的变压,原,原理,三个支路,的,的阻抗值,之,之和恒等,于,于零,构,成,成谐振三,角,角形,产,生谐振环,流,流,在原,、,、副方间,的,的阻抗上,产,产生电压,降,降,实现,变压的作,用,用。,型等值电,路,路的两个,并,并联支路,的,的阻抗(,导,导,纳)的符,号,号总是相,反,反的。,三绕组变,压,压器的情,况,况,变压器变,比,比:额定,变,变比、实,际,际变比。,2.4,标幺值,2.4.1,以,有名制表,示,示的等值,网络,进行电力,系,系统计算,时,时,采用,有,有单位的,阻,阻抗、导,纳,纳、电压,、,、,电流、功,率,率等进行,运,运算的,,称,称为有名制。,近似计算,中,中,可不,按,按实际变,比,比,而假,定,定变压器,的,的变比为,各,各电压等,级,级的平均,额,额定电压,之,之比,即,变,变压器的,变,变比为变,压,压器两侧,电,电力线路,平,平均额定,电,电压之比,。,。,各级平均,额,额定电压,规,规定为:,3.15kV,、,6.3kV,、,10.5kV,、,15.75,、,37kV,、,115kV,、,230kV,、,345kV,、,525kV,。,在变压器,联,联系的多级电压,网,网络的计算中,,,,必须将,不,不同电压,级,级的各元,件,件参数归,算,算到同一,电,电压等级,基本级。,相应地,(,2-68,),(,2-69,),有名值归,算,算时按下,式,式计算,K,1,、,K,2,、,K,n,为变压器,的,的变比;,R,、,X,、,G,、,B,、,U,、,I,为归算后,的,的有名值,。,。,图,2-18,中,如需,将,将,l,3,的参数折,算,算至,220kV,侧,即变压器,的,的变比应,从,从基本级,到,到待归算,级,级,变比的大,小,小,在需,精,精确计算,时,时应取变,压,压器的实,际,际变比;,在,在近,计算的场,合,合,变压,器,器变比可,取,取其两侧,平,平均电压,之,之比。,2.4.2,以,标幺制表,示,示的等值,网络,进行电力,系,系统计算,时,时,采用,没,没有单位,的,的阻抗、,电,电压、电,流,流、功率,等,等的相对,值,值进行运,算,算,称为,标,标幺制。,标,标幺值的,定,定义为,(,2-72,),1,)便于同,类,类产品性,能,能对比;,同,同一类型,的,的电机、,变,变压器等,,,,其额定,容,容量和电,压,压等级差,别,别很大,,采,采用标幺,值,值后,同,一,一性能参,数,数都在一,个,个范围内,变,变化,便,于,于分析对,比,比。,2,)采用,标,标幺值,能,能够简,化,化计算,公,公式;,3,)采用,标,标幺值,能,能在一,定,定程度,上,上简化,计,计算工,作,作。,1.,采用标,幺,幺制的,优,优点,2.,基准值,的,的选取,三相系,统,统中,,各,各物理,量,量间的,关,关系满,足,足:,故选定,各,各物理,量,量的基,准,准值间,满,满足:,通常先,选,选定基,准,准容量,S,B,和基准,电,电压,U,B,,则基,准,准电流,I,B,和基准,电,电抗,Z,B,分别为,:,:,各标幺,值,值之间,关,关系,3.,不同基,准,准值的,标,标幺值,间,间的换,算,算,电力系,统,统中各,电,电气设,备,备如发,电,电机、,变,变压器,、,、电抗,器,器等所,给,给出的,标,标幺值,都,都是以,其,其自身,的,的额定,值,值为基,准,准值的,标,标幺值,不能,直,直接进,行,行运算,,,,进行,短,短路电,流,流计算,时,时必须,将,将它们,换,换算成,统,统一基,准,准值的,标,标幺值,。,。,换算方,法,法是:,先将以,额,额定值,为,为基准,的,的标幺,值,值还原,为,为有名,值,值,选,定,定,S,B,和,U,B,,,计算以,此,此为基,准,准的标,幺,幺值。,4.,统一基,准,准值下,各,各元件,电,电抗标,幺,幺值的,计,计算,发电机:,通常给出,S,N,、,U,N,和额定电抗标幺值,则,实际值,统一基,准,准值下,的,的标幺,值,值,变压器:,通常给出,S,N,、,U,N,和短路电压百分数,,,所以,输电线,路,路:通常给,出,出线路,长,长度和,每,每公里,的,的电抗,值,值,则,电抗器,:,:通常给,出,出,I,N,、,U,N,和电抗,百,百分数,阻抗有,名,名值,统一基,准,准值下,的,的标幺,值,值,5.,多级电,压,压网络,中,中各元,件,件参数,标,标幺值,的,的计算,1,)确定,基,基本级,及,及其基,准,准电压,;,;,1.,准确计,算,算法,(1),方法一,:,:将各,电,电压级,参,参数的,有,有名值,都,都归算,至,至基本,级,级,在,基,基本级,按,按统一,的,的,S,B,、,U,B,求标幺,值,值;,5.,多级电,压,压网络,中,中各元,件,件参数,标,标幺值,的,的计算,2,)按变,压,压器的,变,变比确,定,定其余,各,各电压,级,级的电,压,压基准,值,值;,3,)按全,网,网统一,的,的基准,功,功率和,各,各级基,准,准,电,电压计,算,算网络,各,各元件,的,的电抗,标,标幺值,。,。,根据变,比,比是实,际,际变比,或,或近似,值,值,分,准,准确计,算,算法和,近,近似计,算,算法。,如图,,假,假定,为基本,段,段,,、,段的基,准,准电压,为,为:,1.,准确计,算,算法,(2),方法二,:,:在基,本,本级选,定,定,S,B,、,U,B,,将,U,B,归算到,各,各电压,级,级,然,后,后在各,电,电压级,求,求元件,电,电抗标,幺,幺值。,(,(此法,应,应用较,多,多),而后按,全,全网统,一,一的基,准,准功率,和,和各级,基,基准电,压,压计算,网,网络各,元,元件的,电,电抗标,幺,幺值。,由,由于采,用,用实际,变,变比,,计,计算结,果,果准确,,,,但计,算,算复杂,。,。当网,络,络中变,压,压器较,多,多时,,各,各段的,基,基准电,压,压仍较,复,复杂。,2.,近似计,算,算法,在实际,计,计算中,,,,总是,希,希望基,准,准电压,等,等于(,或,或接近,于,于)该,电,电压级,的,的额定,电,电压。,考,考虑到,电,电力系,统,统中同,一,一电压,等,等级的,各,各元件,额,额定电,压,压也不,同,同,取,该,该电压,级,级的平,均,均额定,电,电压,U,av,。将变压器的,变,变比用其两,侧,侧网络的平,均,均额定电压,之,之比来代替,称近似计,算,算法。,我国现有的,电,电压等级的,U,av,额定电压,U,N,/ kV,3,6,10,35,110,220,330,500,平均额定电压,U,av,/kV,3.15,6.3,10.5,37,115,230,345,525,表线路的额定,电,电压与平均,额,额定电压,根据近似法,,,,图中,K,1,可用近似变,比,比,10.5/115,代替,设,U,B1,=10.5KV,则,各段的基准,电,电压即为该,段,段网络的,U,av,,不需再计,算,算。,必需注意:,采,采用近似法,时,时,各元件,的,的额定电压,一,一律采用该,元,元件所在段,网,网络的平均,额,额定电压代,替,替,只有电,抗,抗器除外。,对于电力系,统,统稳态运行,的,的分析和计,算,算,一般可,用,用精确的以,有名制表示,的,的等值网络,。,。对于网络,较,较大时,较,多,多采用精确,的,的以,标幺值表示,的,的等值网络,。,。用于电力,系,系统故障的,分,分析和计算,一,一般多用近,似,似的标幺值,表,表示的等值,网,网络。,【,例,2.5】,有一三级电,压,压的简单电,力,力系统如图,所,所示。不计,元,元件的阻抗,和,和导纳,试,求,求下列情况,下,下各元件电,抗,抗标幺值。,1),精确计算:,将,将各电压级,参,参数的有名,值,值归算到基,本,本级,UB=110kV,,,SB=100MVA,;,2),精确计算:,将,将基本级电,压,压归算到其,它,它级;,3),近似计算,解:,1),将各电压级,参,参数有名值,归,归算到基本,级,级;,以,110kV,段为基本段,令,U,B,=110kV,,,S,B,=100MVA,,则各元件,电,电抗标幺值,解,2),将基本级选,定,定的基准电,压,压归算到其,它,它级;,令,U,B2,=110kV,,,S,B,=100MVA,则,10kV,等级,解,3),近似计算,令,U,B,=U,av,,,S,B,=100MVA,
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