电力系统的等值网络ppt课件

1、第二章 电力网参数及等值电路本章主要引见输电线路和变压器的等值电路以及参数计算，然后引见具有多个电压等级的电力网等值电路的构成，另外，引见标么制及其算法。第一节 输电线路参数及等值电路输电线路的构造与电特性参数线路分类：架空道路、电缆线路线路的物理景象及参数电流流过产生热量，耗费有功功率并产生电压降落R交流电流经过产生交变磁场并感应电势(自感、互感)X线路加电压产生交变电场，相相及相地间产生电容电流和容性功率B(电纳)高电压作用下，导线外表场强过高时，线路周围空气游离放电(电晕)及绝缘漏电(较小)G(电导)架空线路参数受线路构造、架设条件等要素的影响 短电力线路的等值电路U.1U.2ZI.2I

2、.1短电力线路的条件：长度 100km 、线路额定电压60kV的架空电力线路。或不长的电力电缆线路。短电力线路的电参数特点：1、电纳B=02、电导G=03、组抗值的计算公式如下：jXlrljXRZ式中，l-电力线路长度短电力线路的电路方程如下：短电力线路的电路方程如下：21221IIZIUU写成矩阵方式为：写成矩阵方式为：U.1I.1=ACBDI.1U.221KDD 架空线路参数计算分别用电阻r1、电抗x1、电纳b1、电导g1表示线路单位长度的参数。线路电阻r 1= /S (/km)-导线的电阻率，mm2/km，铜取18.8，铝取31.5(20)导线电阻率略大于直流电阻率集肤效应和临近效应绞线

3、额定截面与实践截面积有出入S-导线额定截面积， mm2可根据导线型号由直接查用，但能够需根据实践温度进展修正。r t=r 201+(t-20) (/km)电阻的温度系数，铜0.00382,铝0.0036(1/)线路电抗经换位后，频率为50Hz的三相普通每相一根架空导线r导线半径，cm或mm。r导线资料的相对磁导系数，铜铝为1；D j p三相导线间的几何平均间隔，简称几何均距， cm或mm。)/(1557. 0lg1445. 01kmrDxrjp留意r、Djp应同单位 几何均距与导线的详细布置方式有关，设几何均距与导线的详细布置方式有关，设D12D12、D23D23、D31D31为为三相导线两两

4、之间间隔三相导线两两之间间隔(m)(m)，那么，那么 等边三角形布置时，等边三角形布置时，D p j=D;D p j=D;程度布置时程度布置时D p j=1.26DD p j=1.26D该电抗为同时思索了其它两相互感影响后的一相等值电抗。该电抗为同时思索了其它两相互感影响后的一相等值电抗。线路的电抗与导线截面积及导线在杆塔上的布置有关，但由线路的电抗与导线截面积及导线在杆塔上的布置有关，但由于与几何均距和半径之比呈对数关系，因此各种架空线路的于与几何均距和半径之比呈对数关系，因此各种架空线路的电抗差别不大，近似取电抗差别不大，近似取0.4/km0.4/km。以上公式不适用于分裂导线。以上公式不

5、适用于分裂导线。DDDDeq1223313D D DD D线路电纳包容三相普通架空导线经整循环换位时频率为50Hz时,单位长度的正序电纳为线路电导：电晕损耗和泄露损耗很小电导计算U线电压，kV；Pg每千米的三相总电晕损耗，MW/km。)/(10lg0241. 061kmFrDcjp)/(10lg58. 726111kmSrDfccbjp)/(21kmSUPgg高压线路的电晕在高电压下，气体构成带电的离子和电子群。雨天与雾天，电晕景象更加严重一些。电晕损害耗费有功功率；对无线电通讯等产生干扰；腐蚀导线，运用寿命减小。防止电晕的措施增大导线半径，减小导线外表的电场强度；110kV不小于9.6mm,

6、220kV不小于21.28mm,330kV不小于33.2mm。66kV不会产生电晕，不用校验。采用分裂导线或扩径导线。设计线路时总是合理选择导线的构造和尺寸使好天气时不会发生电晕，故可忽略此参数，以为g1=0。例21导线型号LGJJ-300导线额定截面积为300mm2。留意r、D j p应同单位输电线等值电路等值电路只画出三相对称电路中的一相。线路的四个参数实践是沿线均匀发布的，等值电路为工程上为简化计算，按输电线路长度，分为短线路、中等长度线路和长线路。 只对超越300km的长线路，才计及分布参数特性。R、X、G、B分别表示全线路每相的总电阻、总电抗、总电导、总电纳。线路长度为l时 R =r

7、1 l() ；X=x1 l() ;G=g1 l(S) ；B=b1 l(S) B通常可以为0。短线路：长度不超越100km的架空线路电压不高时，总电纳影响不大，可令B0。“一字形等值电路电缆线路不长，电纳影响不大时也可采用此等值电路。中等长度线路长度在100300km之间的架空线路和不超越100km的电缆线路。采用“或“T形等值电路。两种电路都是近似的等值电路，相互间并不等值。“T形等值电路添加了一个节点，计算任务量添加，运用较少。长线路长度超越300km的架空线路和超越100km的电缆线路须思索分布参数特性工程上，假设只需求计算线路首末端电压、电流、功率时，可运用如下形等值电路。适用于3007

8、50km的架空线及100250km的电缆线。1121121112112121)(6131,bxlKxbrbxlKbxlKBKBXKXRKRbxrbxr750km以上的架空线路和250km以上的电缆线路，需采用修正系数准确值和按均匀分布参数线路方程计算。lyljbgYlzljxrZyzyzZlYllZYllZlccc1111111111)(;)(,/22ltanhsinh) 1(cosh21sinhsinhZZ Z Y 2 2 Y 2 2 1 2 例22长线路假设不思索分布参数特性，计算结果误差相当大，电阻为最，电抗次之，电纳最小。近似思索分布特性，即可得足够准确结果。变压器的参数和等值电路作用

9、：电能经济传输、合理地分配和平安运用按相数分：单相变压器、三相变压器。按每相绕组数分：双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器等。变压器构造绕组：原边绕组一次、副边绕组二次铁心双绕组变压器等值电路“形等值电路，其中反映励磁支路的电纳接在电源侧。有时为了简化计算，略去导纳。RT、XT、GT、BT由短路和空载实验的结果求出。短路实验：短路损耗PKNRT；短路电压百分数U k XT。空载实验：空载损耗P0GT；空载电流百分数I 0 BT。电阻RTAWVNIU k短路损耗电阻式中，PKN、UN、SN单位分别为W、V、VA。式中，PKN、UN、SN单位分别为KW、KV、MVA。TNNTNNTNKNFeFe

10、cuKNRUSRUSRIPPPPP2222)3( 330,)(22NNKNTSUPR)(100022NNKNTSUPR电抗XT短路电压百分数U k式中，XT、UN、SN单位分别为、KV、MVA。)(100%,100%1003%22NNkTTTNNkTNTNkSUUXRXSUUZUZIU电导GT表征变压器铁损。因I0很小，电导P0、UN单位分别为KW、KV。AWV0IU 1NTNTNcuFecuGUGUPPPPP2200)3( 3, 0,)(100020SUPGNT电纳BT表征变压器的励磁特性。空载电流式中，UN、SN单位分别为KV、MVA。)(100%,3100%,20000SUSIBBUII

11、IIIIIINNTTNNbgbg得由很小，留意：各量单位：各量单位： S S、 U U、P P分别为分别为MVA MVA 、KVKV、KWKW。UNUN为哪侧的，那么算出的参数、等值电路为折合到该侧的。为哪侧的，那么算出的参数、等值电路为折合到该侧的。三相变压器的原副边电压比不一定等于匝数比。如绕组接法三相变压器的原副边电压比不一定等于匝数比。如绕组接法为为三相变压器不论其接法如何，求出的参数都是等值成三相变压器不论其接法如何，求出的参数都是等值成Y/YY/Y接法接法中的一相参数。中的一相参数。变压器的电纳符号与线路相反变压器的电纳符号与线路相反j BTj BT，为感性；线路电，为感性；线路电

12、纳为容性。纳为容性。 励磁支路放在功率输入侧励磁支路放在功率输入侧( (电源侧、一次侧电源侧、一次侧) )212N1Nnn3UU：Y三绕组变压器等值电路123同相三个绕组的阻抗归算至同一基准电压下励磁支路也可以用功率损耗表示P0+Q0导纳参数计算同双绕组变压器电阻和电抗需由三个绕组两两做短路实验得出。三绕组变压器三侧绕组的额定容量能够不等。我国制造的三绕组变压器三侧绕组的额定容量有三类1)100/100/100;2)100/100/50;3)100/50/100)(100020SUPGNT)(100%20SUSIBNNT电阻RT1、RT2、RT3第一类变压器两两做短路实验得出PK(1-2)、

13、PK(2-3) 、 PK(3-1)13)13(32)32(21)21(kkkkkkkkkPPPPPPPPP由此得出各绕组的电阻为PK、UN、SN单位分别为KW、KV、MVA。)21()32()13(3)13()21()32(2)32()12()21(1212121kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP)(1000)(1000)(1000223322222211NNKTNNKTNNKTSUPRSUPRSUPR对第二类和第三类变压器， 由于参数是对应变压器额定容量下的参数,而容量为50%的绕组参与短路实验时，短路损耗只是容量较小一侧到达额定电流时的数值，因此必需将50%容量的绕组对应的短

14、路实验数据归算至变压器额定容量。以100/100/50变压器为例，给出PK(1-2)、 PK(2-3) 、 PK(3-1) ， PK(2-3) 、 PK(3-1)需按归算至额定容量，然后再按公式 进展电阻参数计算。)32(2)32()32()13(2)13()13(4242KNNkkKNNkkPIIPPPIIPP)(100022NNKiTiSUPR电抗XT1、XT2、XT3短路实验得到UK(1-2)%、 UK(2-3) 、 UK(3-1)%。由得到%13)13(32)32(21)21(kkkkkkkkkUUUUUUUUU%)U%U%(U21%U%)U%U%(U21%U%)U%U%(U21%U2

15、)k(13)k(21)k(3k31)k(32)k(13)k(2k23)k(21)k(32)k(1k1国家规范规定制造厂给出的短路电压百分数是归国家规范规定制造厂给出的短路电压百分数是归算到变压器额定容量的，所以第二、三类变压器算到变压器额定容量的，所以第二、三类变压器短路电压百分数普通不需归算。短路电压百分数普通不需归算。各绕组的等值电抗的大小，与绕组的陈列有关。各绕组的等值电抗的大小，与绕组的陈列有关。普通来说，最外层的绕组等值电抗最大，接近铁普通来说，最外层的绕组等值电抗最大，接近铁心的绕组次之，中间的绕组等值电抗较小或为负心的绕组次之，中间的绕组等值电抗较小或为负值，但并不代表该绕组电抗

16、为容性。值，但并不代表该绕组电抗为容性。 )(100%)(100%)(100%233222211NNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX留意：留意：R1R1、R2R2、R3R3是折算到同一侧后的各绕组的等是折算到同一侧后的各绕组的等值电阻；值电阻；X1X1、X2X2、X3X3是折算到同一侧后的各是折算到同一侧后的各绕组的等值电抗。绕组的等值电抗。UNUN取哪侧即归算至哪侧。取哪侧即归算至哪侧。 SNSN是变压器容量，不是绕组容量。是变压器容量，不是绕组容量。自耦变压器等值电路自耦变压器等值电路自耦变压器的等值电路和参数与普通变压器自耦变压器的等值电路和参数与普通变压器根本一样。根本一样

17、。三绕组自耦变压器 低压绕组独立，普通接成三角形，其容量小于变压器容量。 高压和中压绕组普通接为Y型，中性点直接接地。自耦变压器短路实验中，高低、中低间的数据短路损耗和短路电压百分数需先进展折算，再进展计算。例24变压器电阻、电抗、电导、电纳计算公式如何求PK1、 PK2、 PK3；UK1%、 UK2、 UK3%。UN用哪一侧的值？等值电路等值电路中参数的标注，电纳需特别留意。电力网等值电路建立多电压等级电力网的等值电路，必需将各元件的参数以及这些元件所处电压等级的电流、电压由所在电压等级归算到同一电压等级。根本级通常取电力网中最高电压级为根本级。各量的归算221221)()(KKXXKKRR

18、221221)1()1(KKBBKKGG)1()(2121KKIIKKUUR、X、G、B、U、I归算前的电阻、电抗、电导、电纳和相应的电压、电流值；R、X、G、B、U、I归算后的电阻、电抗、电导、电纳和相应的电压、电流值；K变压器的变比。K的分子向着根本级一侧的电压，分母是向着待归算一侧的电压。例25电力网接线如图示，各元件参数见表。试采用额定变比，作出归算到110kV和6kV侧的网络等值电路。变压器的电阻、导纳、线路的电导略去不计。10kV T1 110kV T2 6kV k1 L1 k2 L2变压器额定容量MVA)额定电压kVU k% PkN(kW)I0(%) P0 (kW)T131.51

19、0.5/12110.5190332T220110/6.610.52.822归算至110kV侧导线型号长度km电压kV电阻/km)电抗/km)电纳S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.1510-6L2LGJ-300560.1050.383)(8 .485 .311211005 .10100%:1221NNkTSUUXT)(10575. 11001015. 3212121)(3810038. 0)(1710017. 0:146111111SlbBlxXl rRLLLL采用高压侧UN，不用归算1.中等长度线路，采用型等值电路；2.本身在110kV，不用归算)(5 .632011

20、01005 .10100%:2222NNkTSUUXT)(9 .531)6 . 6110(5383. 0)(8 .145)6 . 6110(5105. 0:22222222222lkxXlkrRLLL采用高压侧UN，不用归算1.短线路，采用一字型等值电路；2.本身在6kV，由6kV归算至110kV2.归算至6kV侧)(1757. 0)1106 . 6(8 .48100%:122221kSUUXTNNkT)(10376. 4)6 . 6110(10575. 1/2121)(1368. 0)1106 . 6(38)(0612. 0)1106 . 6(17:122422112221122211Skl

21、bBlkxXlkrRLLLL由110kV归算至6kV1.由110kV归算至6kV；2.导纳的归算为除以k2)(228. 0206 . 61005 .10100%:2222NNkTSUUXT)(915. 15383. 0)(525. 05105. 0:22222lxXlrRLLL采用低压侧UN，不用归算本身在6kV，不用归算标么制有名制 标么制标么值有名值：以实践数字和明确单位表示其量值。标么值位）基准值（与实际值同单实际值（有单位）标么值 标么值是一个相对值，本身无单位；基准值为与实践值同单位的量。基准值不同，标么值也不同。选定电压、电流、功率、阻抗和导纳的基准值为Uj、Ij、Sj、Zj、Yj

22、时*;jBGYjBGYYYjXRZjXRZZZjQPSQjSPSjQPSSSIIIUUUjjjjjjjjjj基准值的选择原那么上是恣意的。但通常选取某设备的额定值或整个系统选取一个便于计算的共同基准值。基准值Sj、 Uj、Ij、Zj、Yj之间满足根本电路关系即功率方程和欧姆定律jjjjjjjjjjjjYZSIUIUSUIZU133333由上可知，线电压与相电压的标么值相等，三相功率与单相功率的标么值相等。即标么制中三相电路的计算公式与单相一样，简化了公式，方便计算。五个基准值中只需两个可恣意选择通常选线电压和三相视在功率，其他由下式得到。*3333SIUIUUISSSIZUUUUUUjjjjj

23、不同基准值的标么值之间的换算电力系统元件参数常以元件本身额定值为基准值的标么值方式给出，如2233jjjjjjjjjjjUSYSUIUZUSI22/100%)(100%NNTkNNkTUSXUSUUX将某一基准值SN、UN下的标么值换算到另一基准值Sj、Uj下jNNNNjjNNjNNNjjNNjNNjNSSjQPjQPUUSSIIUUUUUUSSYYUUSSZZ)()()(*2*2*具有变压器的多电压等级网络标么值等值电路的建立准确法：潮流、稳定计算中用。取电网的标称电压为电压基准值，本节引见。 近似法：短路电流计算中用。取电网的平均电压为电压基准值，第四章中引见。功率基准值普通取1000/1

24、00MVA。采用准确法建立多电压等级标么值等值电路的方法选定根本级及根本级的基准电压Uj和基准功率Sj方法1：将一切有名值按变压器实践变比归算至根本级，再在根本级进展标么值的计算。方法2：将根本级的基准值按变压器实践变比归算至元件所在的电压级，在该电压级进展标么值的计算。基准功率不需归算。两种方法等效。举例阐明:例25中，选定110kV为根本级，取Sj=1000MVA,Uj=110kV,那么Zj= Uj2/ Sj=12.1()第一种方法：线路L2的电阻有名值归算至110kV为145.8，标么值为RL2*=148.5/12.1=12.05第二种方法：将110kV的基准值归算至6kVUj= Uj/k=110/(110/6.6)=6.6(kV)Zj= Uj 2/ Sj6.6