电力网参数及等值电路

电力网参数及等值电路第一页，共十九页，2022年，8月28日第一节输电线参数及等值电路

电力线路按结构分为：

电缆线路架空线路

一、输电线路参数导线

：传导电流，输送电能。

避雷线

:将雷电流引入大地，避免线路遭到破坏。

杆塔：支持导线和避雷线，使导线与导线、导线与大地之间保持一定距离。

绝缘子：使导线与杆塔之间保持足够的绝缘距离。

金具：连接导线，使导线固定在绝缘子上，并将护线条和绝缘子固定在杆塔上。第二页，共十九页，2022年，8月28日

输电线路参数是指线路的电阻、电抗、电导、电纳。

线路电阻

每相导线单位长度的电阻可按下式计算

式中r1为导线单位长度的电阻，为导线材料的电阻率，

S为导线的额定截面积，

第三页，共十九页，2022年，8月28日线路电抗

对于频率为50Hz的三相普通架空导线，根据安培环路定理得到每相每千米感抗计算公式为：

式中r为导线的半径，cm或mm；

为导线材料的相对导磁系数，对于铜、铝，

Dpj为三相导线间的几何平均距离，cm或mm。

设三相导线的相间距离分别为D1、D2、D3，则

第四页，共十九页，2022年，8月28日线路电纳

线路电导

每相导线的每千米等值电纳可按下式计算：

每相线路单位长度的电导可用下式计算：

式中为三相线路每千米的三相电晕损耗，MW/kmU为线路线电压。

第五页，共十九页，2022年，8月28日二、输电线路等值电路

由于三相线路是对称的，因此只画一相即可。线路的四个参数实际是沿线均匀分布的。

为了简化计算，工程上按照输电线路的长度，将其分为短线路、中等长度线路和长线路。对于短线路和中等长度线路可用集中参数等值电路表示。

第六页，共十九页，2022年，8月28日短线路

以下的讨论中，以R、X、G、B、分别代表全线路每相的总电阻、总电抗、总电导、总电纳。当线路长度为l时，有

一般电导很小，可以忽略。

是指长度不超过100千米的架空线路，当电压不高时，线路的电纳可以略去。从而，可以得到“一”字形等值电路。

第七页，共十九页，2022年，8月28日中等长度线路

是指长度在100－300km之间的架空线路和不超过100km的电缆线路。这中线路的总电纳的影响已经不可忽略，可用形等值电路表示。第八页，共十九页，2022年，8月28日长线路

是指长度超过300km的架空线路和超过100km的电缆线路，对这种线路不能不考虑它们的分布参数特性。在工程上，如果只要求计算线路始末端的电压、电流和功率，仍可用形等值电路表示。

不过要对线路的总电阻、总电抗、总电纳进行修正。

参数修正系数的近似值为：

第九页，共十九页，2022年，8月28日一、双绕组变压器

由于三相是对称的，等值电路仅画出一相即可。常用形等值电路表示。

变压器出厂时，在铭牌上给出四个代表其电气特性的数据：短路损耗，短路电压百分数；空载损耗，空载电流百分数。

第二节变压器参数及等值电路

第十页，共十九页，2022年，8月28日电阻

变压器的短路试验是将一侧绕组短路，在另一侧绕组施加电压，使短路一侧的绕组达到额定电流，此时测得变压器的有功功率损耗为短路损耗

短路实验时，所施加的电压比额定电压低的多，故此时铁损很小，可略去不计，认为短路损耗近似等于铜损。即

于是

式中：

以V，VA，W为单位；

第十一页，共十九页，2022年，8月28日当

以kV，MVA，kW为单位时，则

式中

为变压器的额定短路损耗，Kw；

为变压器的额定容量，MVA；

为变压器额定电压，kV；

第十二页，共十九页，2022年，8月28日电抗

短路电压百分数，是变压器的绕组中通过额定电流时在阻抗上产生的电压降相对于额定电压的百分数。

于是

对于大型变压器，因为

所以

第十三页，共十九页，2022年，8月28日电导

变压器的空载实验是一侧开路，在另一侧加额定电压，测得变压器的空载损耗和空载电流。空载电流相对于额定电流的百分数称为空载电流百分数。

变压器的电导是用来表示铁芯损耗的。由于空载电流相对于额定电流来说很小，因此忽略铜损，可以近似认为变压器空载损耗等于铁芯损耗。即

于是

式中各物理量均为国际单位。

第十四页，共十九页，2022年，8月28日将物理量的单位换算后有

式中

为变压器的空载损耗，kW；

为变压器的额定电压，kV。

第十五页，共十九页，2022年，8月28日电纳

变压器的电纳参数是用来表征变压器励磁特性的。变压器的空载电流包含有功分量和无功分量。由于有功分量很小，因而无功分量和空载电流的数值几乎相等，即

又因为

所以

考虑到

因此

第十六页，共十九页，2022年，8月28日上述求取电阻、电抗、电导、电纳四个参数的公式中，其计算结果值是指归算到某一电压侧而言的，公式中代入哪一侧的电压值，就是归算到哪一侧的参数。

第十七页，共十九页，2022年，8月28日二、三绕组变压器

三绕组变压器导纳的求法与双绕组变压器相同，阻抗的求法与双绕组变压器也无本质区别。三绕组变压器的短路实验是分别令一个绕组开路、一个绕组短路，而在余下的一个绕组施加电压依次做得的。

短路实验时如果三个绕组的容量不同，短路损耗是在容量最小的绕组达到其额定电流时测得的。因此，计算电阻时应将短路损耗归算至变压器额定电流时的值。与求取电阻时不同，国家标准规定制造厂提供的短路电压百分数总是归算到各绕组中通过变压器额定电流时的数值。

第十八页，共十九页，