第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算(1)

1、1第二章第二章 电力网各元件的等值电力网各元件的等值 电路和参数计算电路和参数计算 2-1 架空输电线的参数 2-2 架空输电线的等值电路 2-3 变压器的等值电路和参数 2-4 标幺制系统等值模型的基本概念系统等值模型的基本概念 电力系统分析和计算的一般过程电力系统分析和计算的一般过程 首先首先将待求物理系统进行分析简化，抽象出将待求物理系统进行分析简化，抽象出等效电路等效电路(物理模型物理模型)； 然后然后确定其数学模型，也就是说把待求物理确定其数学模型，也就是说把待求物理问题变成数学问题；问题变成数学问题； 最后最后用各种数学方法进行求解，并对结果进用各种数学方法进行求解，并对结果进行分

2、析。行分析。系统等值模型的基本概念系统等值模型的基本概念 直流稳态直流稳态 交流稳态交流稳态 暂态暂态图1 输电线路等值电路 Riv IjX(RV) vdtdiLRi例例:输电线输电线路模型路模型6 对于三相对称的电力系统，假定所有元件均为星型接法。对于三角型接法的情况，则可转化为星型接法。 因此，只要研究其中一相的情况即可。1 1. .架空线架空线 导线导线 避雷线避雷线 杆塔杆塔 绝缘子绝缘子 金具金具第一节第一节 电力线路及结构电力线路及结构（1 1）导线和避雷线导线和避雷线：电性能，机械强度，抗腐：电性能，机械强度，抗腐蚀能力；蚀能力； 主要材料：铝，铜，钢；例：主要材料：铝，铜，钢；

3、例：LJ TJ LGJLJ TJ LGJ第一节第一节 电力线路及结构电力线路及结构（2 2）杆塔）杆塔 木塔：较少采用木塔：较少采用 铁塔：主要用于铁塔：主要用于220kV220kV及以上系统及以上系统 钢筋混凝土杆：应用广泛钢筋混凝土杆：应用广泛第一节第一节 电力线路及结构电力线路及结构（3 3）绝缘子绝缘子 针式针式：10kV10kV及以及以下线路下线路第一节第一节 电力线路及结构电力线路及结构针式绝缘子针式绝缘子 悬式绝缘子悬式绝缘子 主要用于主要用于35kV及以及以上系统，根据电压等上系统，根据电压等级的高低组成数目不级的高低组成数目不同的绝缘子链。同的绝缘子链。第一节第一节 电力线路

4、及结构电力线路及结构悬式绝缘子悬式绝缘子 棒式绝缘子棒式绝缘子 起到绝缘和横担起到绝缘和横担的作用，应用于的作用，应用于1035kV农网。农网。第一节第一节 电力线路及结构电力线路及结构棒式绝缘子棒式绝缘子2.2.电缆线路电缆线路 导体导体 绝缘层绝缘层 保护层保护层第一节第一节 电力线路及结构电力线路及结构线路的电磁现象和参数线路的电磁现象和参数线路的电磁现象和参数线路的电磁现象和参数20架空输电线的参数架空输电线的参数g0j C0r0 +jL0单位长线路的一相等值电路p 电阻：通过电流时产生的有功功率损失p 电感：载流导体产生的磁场效应p 电导：线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空

5、气游离产生的有功功率损失p 电容：带电导体周围的电场效应线路参数沿线路全长均匀分布电抗电抗1)1)单导线每相单位长度电感和电抗：单导线每相单位长度电感和电抗：式中：式中：D Deqeq为三相导线间的互几何均距，为三相导线间的互几何均距，D Ds s为导线的自几何均距为导线的自几何均距实际多股绞线的自几何均距：实际多股绞线的自几何均距：非铁磁材料的单股线：非铁磁材料的单股线：Ds=0.779rDs=0.779r非铁磁材料的多股线：非铁磁材料的多股线：Ds=Ds=（0.7240.7240.771)r0.771)r钢芯铝线：钢芯铝线： Ds=Ds=（0.770.770.9)r0.9)rseqaDDL

6、ln203312312DDDDeqkmDDLfxseqNlg1445. 0241 reDsr r为导线的计算半径为导线的计算半径3 具有分裂导线的输电线路的等值电感和电抗具有分裂导线的输电线路的等值电感和电抗 增加一张分裂导线照片四四分分裂裂导导线线26n具有分裂导线的输电线的等值电感p 分裂导线：自几何均距增大等值电感减小a1a2a3b1b2b3c1c2c3D12D23D13三相分裂导线的布置dddddddd一相分裂导线的布置32dDDssb三分裂：4309. 1dDDssb四分裂：dDDssb二分裂：Dsb为分裂导线的自几何均距，随分裂根数不同而变化。为分裂导线的自几何均距，随分裂根数不同

7、而变化。2分裂导线：分裂导线：3分裂导线：分裂导线：4分裂导线：分裂导线： 通常，通常，dDs，因此，分裂导线自几何均距，因此，分裂导线自几何均距Dsb比比单导线自几何均距单导线自几何均距Ds大大，分裂导线的等值电感小。分裂导线的等值电感小。sbeqaDDLln204332dDDdDDdDDssbssbssbkmDDLfxsbeqNlg1445. 0241 reDs28小结小结)/(lg1445. 0kmDDxsbeq)/(10lg58. 726kmSrDCfbeqeqN)(lg3 .4921kvrDrmmVeqeqcr)/(2kmmmSr 各种线路的电抗值和电纳值变化都不大 分裂导线可以增大

8、等值半径，从而 提高电晕临界电压，减小电晕损耗 减小电抗导线换位可以使不对称排列的 三相导线参数恢复对称292-2 2-2 架空输电线的等值电路架空输电线的等值电路在电力系统分析中，由上图给出的在电力系统分析中，由上图给出的分布参数分布参数电路是不方便的，为此希望用一方便的电路是不方便的，为此希望用一方便的集中集中参数参数等值电路来表示线路。等值电路来表示线路。输电线路的方程式xLjrIVdd00)332(dd00LjrIxVxCjgVVIddd00İ1(g0 j b0) dx(r0+jx0)dx(g0 j b0) dx长线的等值电路dxxlİ+dİİİ2V.V1.V2.V+d.V.)342(

9、dd00CjgVxI)352(dd000022VLjrCjgxV)362(ee21xxAAV)372(eeeeddc2c1002100 xxxxZAZALjrAALjrxVI000000(238)gj Crj Lz yjc000cccc000e(239)jrj LzZRj XZgj Cy二阶常系数齐次微分方程通解线路的传播常数，(090)线路的波阻抗(特征阻抗)仅与线路的参数和频率有关的物理量32线路的传播常数和波阻抗线路的传播常数和波阻抗00(242)jjL C)382(0000jLjrCjgc000cccc000e(239)jrj LzZRj XZgj Cy)402(200000000CL

10、jLCrLjrCj)412(2100000000cCLrjCLCjLjrZ0cC0(243)LZRC波阻抗接近纯电阻，略呈电容性高压架空线路g00, r0 L0电缆线路；分裂导线；单导线架空线；503031027041037033积分常数积分常数)362(ee21xxAAV)372(eec2c1xxZAZAI212AAVc212/ZAAI2222212121IZVAIZVAccxccxccxcxcIZVZIZVZIIZVIZVVe21e21e21e2122222222xIxZVIxZIxVVccchshshch2222双曲函数表示lIlZVIlZIlVVccchshshch221221x=l221221IDVCIIBVAV二端口网络通用方程输电线是对称的无源二端口网络，可用对称的等值电路表示边界条件电力线路的二端口网络电力线路的二端口网络lIlZVIlZIlVVccchshshch22122135如何得到线路的如何得到线路的型集中参数等值电路？型集中参数等值电路？YZ/2Z/2İ2V2.İ1V1.Y/2Y/2Zİ2V2.İ1V1.ljbgYljxrZ00002 ch1sh;shZYlZYsh lKKlZYZYl53753)2(152)2(312)2/th(! 3)(! 3)(! 3)()(