电力系统各元件的特性和数学模型

第二章电力系统各元件特征和数学模型电力系统各元件的特性和数学模型第1页上节回顾：1.双绕组变压器等值电路图？2.双绕组变压器参数计算中，用到参数PK,UK%,P0,I0%分别经过什么试验得到？3.上题中提到试验，是怎样进行？4.三绕组变压器等值电路图？电力系统各元件的特性和数学模型第2页上节回顾：5.三绕组变压器中当容量比为1:1:1时，绘制等值电路计算步骤？6.三绕组变压器中当容量比为1:0.5:1时，绘制等值电路计算步骤？7.题六相比题五计算多步骤为？怎样进行？电力系统各元件的特性和数学模型第3页第二节变压器参数和数学模型变压器基本知识双绕组变压器等值电路和数学模型三绕组变压器等值电路和数学模型三绕组自耦变压器等值电路和数学模型电力系统各元件的特性和数学模型第4页1、三绕组自耦变压器等值电路

与三绕组变压器相同2、三绕组自耦变压器参数计算电阻、电纳、电导计算

三绕组自耦变压器参数计算依据与三绕组变压器相同，电阻、电纳、电导计算方法也相同。另外，自耦变压器各绕组电阻不是各绕组实际电阻，而是等效电阻，而且可能出现负值情况，这是自耦变压器高压绕组和中压绕组之间存在电直接联络原因。电力系统各元件的特性和数学模型第5页电抗计算

计算三绕组自耦变压器各绕组等效电抗时，未归算必须将铭牌提供短路电压先归算到变压器额定容量之下，然后再按三绕组变压器电抗计算方法进行计算。短路电压归算公式：电力系统各元件的特性和数学模型第6页例题讲解P24例2-2电力系统各元件的特性和数学模型第7页练习：

三相三绕组自耦变压器部分技术数据以下：额定容量为100/100/50MVA，额定电压为10/100/200kv，空载电流为2%，空载损耗为100kw。短路电压和短路损耗（未归算）如表所表示。试绘制此三绕组自耦变压器等值电路和计算参数。（归算至高压侧）电力系统各元件的特性和数学模型第8页答案：RT1=0.2,RT2=1,RT3=3XT1=16,XT2=40,XT3=40GT=0.25*10-5BT=0.5*10-4电力系统各元件的特性和数学模型第9页第三节电力线路参数和数学模型电力线路简述电力线路阻抗电力线路导纳电力线路数学模型电力系统各元件的特性和数学模型第10页1.输电线路模型

直流稳态交流稳态

暂态

输电线路等值电路数学模型电力系统各元件的特性和数学模型第11页一、电力线路简述电力线路按结构可分为

架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等

电缆：导线、绝缘层、保护层等思索：架空线和电缆线各自特点？电力系统各元件的特性和数学模型第12页一、电力线路简述1、架空输电线路导线避雷线杆塔绝缘子金具电力系统各元件的特性和数学模型第13页（1）架空线路导线和避雷线架空线路标号

比如：LGJ—400/50

表示载流额定截面积为400、钢线额定截面积为50普通钢芯铝线。

电力系统各元件的特性和数学模型第14页（1）架空线路导线和避雷线

导线：主要由铝、钢、铜等材料制成

电性能，机械强度，抗腐蚀能力；主要材料：铝，铜，钢；例：LJTJLGJ电力系统各元件的特性和数学模型第15页为增加架空线路性能而采取办法

目标：降低电晕损耗或线路电抗。多股线其安排规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层为6股，第二层为12股，第三层为18股，以这类推扩径导线人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不一样之处于于支撑层仅有6股，起支撑作用。分裂导线又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持一定距离。但会增加线路电容。电力系统各元件的特性和数学模型第16页（2）杆塔木塔：较少采取铁塔：主要用于220kV及以上系统钢筋混凝土杆：应用广泛（3）绝缘子

针式：35KV以下线路

悬式：35KV及以上线路通常可依据绝缘子串上绝缘子片数来判断线路电压等级，普通一个绝缘子负担1万V左右电压。电力系统各元件的特性和数学模型第17页电力系统各元件的特性和数学模型第18页

悬式绝缘子

主要用于35kV及以上系统，依据电压等级高低组成数目不一样绝缘子链。电力系统各元件的特性和数学模型第19页

棒式绝缘子

起到绝缘和横担作用，应用于10～35kV电网。电力系统各元件的特性和数学模型第20页电力系统各元件的特性和数学模型第21页2.架空线路换位问题

在高压输电线路上，当三相导线排列不对称时，各相电抗、电容不一样，会出现零序电压，这是所不希望。改进对策有：三相导线对称布置和整换位循环。

整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线都分别处于三个不一样位置，完成一次完整循环。

2.架空线路换位问题

在高压输电线路上，当三相导线排列不对称时，各相电抗、电容不一样，会出现零序电压，这是所不希望。改进对策有：三相导线对称布置和整换位循环。

整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线都分别处于三个不一样位置，完成一次完整循环。

电力系统各元件的特性和数学模型第22页电力系统各元件的特性和数学模型第23页3.电缆线路导体绝缘层保护层电力系统各元件的特性和数学模型第24页三、架空输电线路参数1、参数类型（1）电阻r0：反应线路经过电流时产生有功功率损耗效应，实际上就是导体对电流妨碍作用。（2）电感L0：反应载流导体磁场效应，实际上就是电流磁场在导线中所产生感应电动式对电流妨碍作用。（3）电导g0：线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导体附近空气游离而产生有功功率损耗。（4）电容C0

：带电导体周围电场效应，实际上就是导线与大地和导线之间电容。

输电线路以上四个参数沿线路均匀分布。电力系统各元件的特性和数学模型第25页2、架空输电线路参数确定（1）电阻

①计算法

式中：

—计算时，所采取导线电阻率，它比导体材料直流电阻率要大，原因以下：

◆

交流集肤效应和邻近效应。

◆

绞线实际长度比导线长度长2～3％。

◆绞线影响，导线实际截面比标称截面略小。铜：

铝：

—导线标称截面，即导线导电部分截面积，单位电力系统各元件的特性和数学模型第26页

②查表法

国内生产各种型号导线单位长度电阻，已经列表，应用时，只要依据导线型号查表即可。

电力系统各元件的特性和数学模型第27页③准确计算时修正

导线电阻与温度相关，表中所给出数值和计算所得数值都是导体温度为时数值，准确计算时需进行修正，修正公式式中—温度修正系数。铜：铝：电力系统各元件的特性和数学模型第28页（1）电抗①电抗物理本质电抗实际上是线路中电流所产生与线路交链磁通（包含本相线路自感磁通和其它两相电流在本相中所产生互感磁通）在线路中所产生感应电动势对电流妨碍作用。电力系统各元件的特性和数学模型第29页③计算法单导线每相单位长度电感和电抗：式中：为三相导线间互几何均距，为导线计算半径；为导线材料相对磁导率；等效半径；

非铁磁材料单股线：非铁磁材料多股线：钢芯铝线：电力系统各元件的特性和数学模型第30页对于铜（铝）绞线

同杆双回路架空线路电感与电抗近似计算时，因为一回路三相电流在另一回路中任何一相导线中产生互感磁通可忽略不计，所以其电抗计算同单回路一样。

分裂导线架空线路电感与电抗在远距离输电线路中，限制输送容量主要是线路电抗，为减小电抗能够经过增加导线截面和缩小导线之间距离来实现，后者受绝缘限制不能减小，前者将增加有色金属耗量，且效果也不显著。通常采取方式是利用分裂导线，其原理是在不增加导线实际有色金属耗量基础上，增加导线计算半径。电力系统各元件的特性和数学模型第31页电力系统各元件的特性和数学模型第32页四分裂导线电力系统各元件的特性和数学模型第33页分裂导线电抗式中为分裂导线等值半径，其值按下式确定。为分裂导线分裂根数；为每根子导线计算半径；