第二章-电力网的等值电路及其计算课件.ppt

1、2-1架空线路的参数 r0和g0? r0 线路通过电流时,产生的有功功率损失 g0 导体带电时,绝缘介质中产生的泄漏电流和导体周围空气游离产生的有功功率损失 L0载流导体产生的磁场效应， C0带电导线周围的电场效应 r0、g0 、 L0 、 C0每单位长度的参数，通常可以认为这些参数沿全长均匀分布。一、电阻 导线型号 LGJ-300 载流导体的标称截面积 导线电阻 电阻率mm2/km 载流部分标称截面积 铝的电阻率取31.5， 其直流电阻率为28.5 可查手册 T 增加，r 增加Sr二、电感1.基本算式 磁路导磁率为常数时,与导体交链的磁链和产生它的电流成正比关系 自感电感系数为磁链和产生它的

2、电流的比值，单位电流产生的磁链 互感 单位B导线中的电流在A导线中产生的磁链iLBABABiM 非铁磁材料，圆形长导线每单位长度的自感 l 长度, r半径，lr, 0空气导磁率 , Ds圆柱形导线的自几何均距 单导线 多股绞线mDlLs/H) 12(ln20mDlM/H) 12(ln20rreDs9.077.041 两圆柱形长导线互感 D 两导线之间的距离2. 三相输电线路的等值电感 三相输电线对称排列,通过对称电流时,a相等值电感： 三相电流共同作用下，a相所得的总磁链除以a相电流aaaiL)(cbaaiiMLicbasaLLLmHDDMLL)/()(ln20abcD与a相交链的磁链:a相等

3、值电感aiML)(不对称排列通过导线换位的方法使三相参数相等,有seqcbaDDLLLln203132312DDDDeq三相导线的互几何均距三相导线间的几何平均距离水平排列时, D12=D23=D13 /2 Deq=1.26D3 分列导线每相分裂成若干根, 扩径作用,减小电抗4 等值电抗sbeqaNaNaDDLfLxlg1445.02三、电导 反映的是泄漏电流和电晕 电晕临界电压 天气导线半径 r导线间距 D220 kV一下按避免电晕选导线220kV及以上线路分裂导线以增加 rkVlg3.4921rDrmmVcr四、电容 与电压有关，空载也有电容电流 I=Vbl b 电容电纳 计算公式60.0

4、24110F /kmlgeqCDr比较 电纳6610lg1058.7eqeqNrDCbsbeqaNaDDLxlg1445.02-3变压器的等值电路和参数一、双绕组变压器1.等值电路2.参数计算 短路试验确定阻抗 RT+jXT先一侧短路，另一侧逐步升高电压，使短路电流=IN时,测得（三相）短路功率PS 短路电压(线电压)VS 从等值电路看，TNSTNSRIGVRIP2223333TNTTNTNSXIXRIZIV33322计及得%100%3NSSNNNVVVVSI)(10100%32NNSTSVVX)(10322NNSTSVPR 空载试验确定励磁导纳 GT+jBT一侧开路，另一侧加额定电压，测得空

5、载电流I0, 空载损耗 P0 （三相功率） TNTSGVGVP22033TNTTNTNBVBGVYVI333220计及得%100%00NIII)(10100%320SVSIBNNT)(10320SVPGNT二、三绕组变压器参数计算一般- 高压侧， -中压侧，-低压侧1.参数计算 (a)空载试验确定 GT、BT，同双绕组变压器 (b)短路试验确定阻抗 , 三个阻抗 作三次短路试验212212)21(33SSNNSPPRIRIP323222)32(33SSNNSPPRIRIP313212)31(33SSNNSPPRIRIP 解出212212)21(33SSNNSPPRIRIP323222)32(3

6、3SSNNSPPRIRIP313212)31(33SSNNSPPRIRIP)32()31()21(121SSSSPPPP)31()32()21(221SSSSPPPP)21()32()31(321SSSSPPPP 则 同理)3,2,1()(10322iSVPRNNSii)3,2,1()(10100%32iSSVVXNNsii2. 容量比问题 两绕组变压器一、二次侧通过的功率相同 三绕组变压器三个绕组不可能同时满载运行假设一次侧 SN1=100MVA VN1=110kV I N1=0.525kA 二次侧 SN2=100MVA VN2=11kV IN2=5.25kA 三次侧 SN3=100MVA

7、VN3=6.3kV IN3=9.16kA这是100/100/100的容量比还有100/100/50的容量比或100/50/100的,即 二次侧 SN2=50MVA VN2=11kV IN2=2.63kA这时,归算到一次侧的中压绕组电流 IN2=0.263kA= I N1 /2, 做短路试验,就受到限制 做短路试验只能在较小的电流下进行NNNNIISS12122121)(3321222222122)21(RRVSRIRIPNNNNS 计算时，要求的是第一绕组的额定电流，即)(3321221221121)21(RRVSRIRIPNNNNS进行归算)21()21(221)21(2221)21(4SS

8、NNSNNSPPSSPSSP)32()32(4SSPP)31()31(SSPP同理 绕组在铁心上的排列次序决定了各绕组的等值电抗的大小)21()32()31(321SSSSVVVV三、变压器型等值电路1221211IkIZVkVZVVITTXTV2k：12021221212211011ZVZVVIZVVZVI 带理想变压器型等值电路V2三、变压器型等值电路TTTZVkVkIkIZVkVZVVI22112212112021221212211011ZVZVVIZVVZVI 带理想变压器型等值电路 加减项TTTTZVkkZVVkIZVkVkZVkVI2221221111)()(变压器的型等值电路TZ

9、VkV2112211I kIZVVITTZ2V1V2V1I2I1 :k1V2V1I2I12Z20Z10Z2021221212211011ZVZVVIZVVZVITTZVkkVVkIZVkVkVkVI2221221111)()(TZVkVk2212-4标幺制一、标幺制的概念 定义：标幺值=有名值/基准值（与有名值同单位）不同基值，标幺值不同运行电压10.3kV, 选基值VB=10kV, V*=1.03 VB=10.5kV,V*=1.03/1.05=0.98100百分值标幺值 100100%*SNSSVVVV电流电压为基准值时,功率也应该为基准值 基准电流在基准阻抗上的电压降应为基准电压BBBBB

10、BZIVIVS33二、基值选择1.选择要求：1) 概念清楚 2)公式简单，方程式形式不变2 .单相电路的基值 有名值的公式为 S=VI, V=IZBBBBBBSIVIVSIIVVSS*,BSSS*选择BBBIVS *IVS BSSS *由标幺值的定义把有名值改写成S=P+jQ BBBBBQPSjQPSjQPSSS*3 .三相电路的基值 有名值的公式为BBBBBBSIVIVSIIVVSS*3,3BSSS*选择*IVS 33SVIVIZBpBBBVZIV.33同理选择*ZIV BpBBBSIVS.33 由标幺值的定义 把有名值改写成在S,V,Z,I中，选定SB , VB,可得BBBVSI3BBBB

11、BSVIVZ23三、不同基值的标幺值间的换算 不同基值的标幺值 有名值 统一基值的标幺值NNSVXXN2)*(有名22)*(2)()*(BBNNBBBVSSVXVSXXN有名值对于限制短路电流的电抗器NNNRRIVXX3)*(有名2)*()()*(33BBNNNRNNRBRVSIVXIVXX有名值四、具有变压器联系的多级电压网络中个元件参数标幺值的计算将所有参数的有名值都归算到基本级，在化成标幺值)(21*IBBLLVSXkXG kT1:1 kT2:1 26. 05 .1030)*()()(NGNGNGXkVVMVAS 电抗器 输电线路 电缆121/5 .105 .105 .311%)(1TS

12、NTkVMVAS6 . 6/1105 .10151%)(2TSNTkVMVAS5%3 . 06)()(RNRNRXkAIkVVkml804 . 0每公里电抗kml5 . 208. 0每公里电抗四、具有变压器联系的多级电压网络中个四、具有变压器联系的多级电压网络中个元件参数标幺值的计算元件参数标幺值的计算将所有参数的有名值都归算到基本级，再化成标幺值向各级归算基准电压)(21*IBBLLVSXkX21)(2)(*kVSXVSXXIBBLIIBBLL四、具有变压器联系的多级电压网络中个四、具有变压器联系的多级电压网络中个元件参数标幺值的计算元件参数标幺值的计算将所有参数的有名值都归算到基本级，再化

13、成标幺值向各级归算基准电压- 根据变压器变比确定基准电压含理想变压器的等值电路（精确算法） 取基准值为平均额定电压VB=Vav)(21*IBBLLVSXkX21)(2)(*kVSXVSXXIBBLIIBBLL含理想变压器的等值电路（精确算法） 选各电压等级的VN或Vav为电压基值 变压器变比1*基准变比实际变比k 变比不等于1的变压器称之为非基准变比的变压器 适用于计算机(书上例题2-9)G kT1:1 kT2:1 26. 05 .1030)*()()(NGNGNGXkVVMVAS 电抗器 输电线路 电缆121/5 .105 .10%5 .311)(1TSNTkVMVAS6 . 6/1105

14、.10%151)(2TSNTkVMVAS5%3 . 06)()(RNRNRXkAIkVVkml804 . 0每公里电抗kml5 . 208. 0每公里电抗10.5/121110/6.6 选基本段SB=100MVA, VB =Vav 发电机 变压器87. 05 .10100305 .1026. 0222)()(2)()*()*(IBBNGNGNGBGVSSVXX33. 05 .105 .311005 .101005 .10100%222)()(12)(12IBNTBNTSVSSVVX64. 0115151001101005 .10100%222)(2)(24IIBNNTBSVVSSVX 线路 电

15、抗器24. 0115100804 . 022)(3IIBBLVSXX45. 13 . 61003 . 03605. 0322)(5IIIBBNNRVSIVXX四、具有变压器联系的多级电压网络中个元件参四、具有变压器联系的多级电压网络中个元件参数标幺值的计算数标幺值的计算将所有参数的有名值都归算到基本级，在化成标幺值向各级归算基准电压含理想变压器的等值电路（精确算法） 取基准值为平均额定电压VB=Vav)(21*IBBLLVSXkX21)(2)(*kVSXVSXXIBBLIIBBLL 平均额定变比法1 取平均额定电压Vav为电压基值2 所有变压器变比取两侧平均平均额定电压之比3 除电抗器外，其他

16、元件的额定电压VN=VavG kT1:1 kT2:1 26. 05 .1030)*()()(NGNGNGXkVVMVAS 电抗器 输电线路 电缆121/5 .105 .10%5 .311)(1TSNTkVMVAS6 . 6/1105 .10%151)(2TSNTkVMVAS5%3 . 06)()(RNRNRXkAIkVVkml804 . 0每公里电抗kml5 . 208. 0每公里电抗10.5/121110/6.6 选基本段SB=100MVA, VB =Vav 发电机 变压器不用考虑原来精确计算公式中电压的差别87. 03010026. 0)()*()*(NGBNGBGSSXX33. 05 .

17、311001005 .10100%)(12NTBSSSVX7 . 0151001005 .10100%)(24NTBSSSVX22)(24100%BNNTBSVVSSVX 线路 电抗器24. 0115100804 . 0223avBLVSXX45. 13 . 61003 . 03605. 03225avBNNRVSIVXX 书上例题2-9是精确做法,习题要求是近似做法,请注意,书上的近似做法见第135页例6-2三绕组变压器的升压结构和降压结构 高压绕组在外层 中层绕组等值电抗较小 升压变压器低压绕组常在中层 降压变压器中压绕组常在中层高压绕组中压绕组低压绕组铁芯升压变压器 降压变压器S21 2S 2 3S 3-11%2SUUUU精品课件精品课件！精品课件精品课件！五、使用标幺值的好处 易于比较个元件的特性和参数 简化计算公式 频率用标幺值， 当频率为额定值时,NNNNfffffff22,*简化计算 变压器的标幺值不论归算到哪一侧, 都相等,等于其短路电压的标幺值1*fEILLX*EXILILX*V