電力系統(tǒng)復(fù)習(xí)2

1、第二章 電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型一電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能的四大部分的特性和數(shù)學(xué)模型1.發(fā)電機(jī)組 2.變壓器3.電力線路 4.負(fù)荷二電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型 變壓器的數(shù)學(xué)模型一 雙繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型 三相變壓器的繞組可以接成星形或三角形。在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中，無論繞組的實(shí)際連接方式如何，都一概化成等值的Y接線方式進(jìn)行分析，并且用一相等值電路來反映三相的運(yùn)行情況。在電力系統(tǒng)中,為了簡(jiǎn)化起見,常把并聯(lián)的激磁支路移到變壓器的端部(常移到電源側(cè)),形成型等值電路。參數(shù) ， 和 由變壓器銘牌上提供的短路實(shí)驗(yàn)和空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，或者由實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算而得。2121,TTTTTTXXXR

2、RRTGTBNNkkNNTSUUUIUX100%100%32221000NNkTSUPR通過短路實(shí)驗(yàn)通過短路實(shí)驗(yàn),我們就得到了雙繞組變壓器的兩我們就得到了雙繞組變壓器的兩個(gè)參數(shù)個(gè)參數(shù) 和和 的計(jì)算公式的計(jì)算公式:TRTX注意注意:公式中各量的單位公式中各量的單位通過短路實(shí)驗(yàn)通過短路實(shí)驗(yàn),我們就得到了雙繞組變壓器的兩我們就得到了雙繞組變壓器的兩個(gè)參數(shù)個(gè)參數(shù) 和和 的計(jì)算公式的計(jì)算公式:TGTB201000NTUPG20100%NNTUSIB同樣也要注意同樣也要注意:公式中各量的單位公式中各量的單位二二 三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型由由電機(jī)學(xué)電機(jī)學(xué)知知,三繞組變壓器的等

3、值電路如下圖所示三繞組變壓器的等值電路如下圖所示:由上式可解出每一側(cè)繞組的短路損耗由上式可解出每一側(cè)繞組的短路損耗:)(21)(21)(21)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP由此可以得出各側(cè)繞組的電阻為由此可以得出各側(cè)繞組的電阻為:2233222222111000 ,1000 ,1000NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR(2).對(duì)于第二類和第三類繞組變壓器,當(dāng)兩側(cè)繞組容量不相等時(shí),通常給出的短路損耗是容量較小的一側(cè)達(dá)到其額定電流時(shí)的數(shù)值。因此，對(duì)于這三個(gè)短路損耗應(yīng)先將它們折算到對(duì)應(yīng)于變壓器

4、額定容量的電流下的短路損耗。例如，對(duì)于額定容量比為100/100/50的變壓器，如果給出的短路損耗分別為 ，則只有1-2側(cè)的短路損耗對(duì)應(yīng)于變壓器的額定電流,而1-3側(cè)和2-3側(cè)對(duì)應(yīng)于額定電流的一半,由于短路損耗與電流的平方成正比,因此,應(yīng)該先將短路損耗折算到變壓器額定容量下的損耗值,計(jì)算公式為:)32(2)32()32()31 (2)31 ()31 (4)2(4)2(KNNKKKNNKKPIIPPPIIPP)21 ( KP)31( KP)32( KP然后再由下列公式計(jì)算各繞組的電阻然后再由下列公式計(jì)算各繞組的電阻)(21)(21)(21)21()32()31(3)31()32()21(2)32

5、()31()21(1kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP2233222222111000 ,1000 ,1000NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR2 電抗電抗對(duì)于額定容量比為第一類變壓器有:%32)32(31)31(21)21(KKKKKKKKKUUUUUUUUU由上式可得:%)%(21%)%(21%)%(21%)21()32()31(3)31()32()21(2)32()31()21(1kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU由此由此,可得出各繞組得電抗為可得出各繞組得電抗為:NNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX100% ,100% ,100%2

6、33222211第三節(jié) 電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型一.電力線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述 電力線路按結(jié)構(gòu)可分為 架空線：導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等 電 纜：導(dǎo)線、絕緣層、保護(hù)層等1.架空線路的導(dǎo)線和避雷線 導(dǎo) 線：主要由鋁、鋼、銅等材料制成 避雷線：一般用鋼線二二. .電力線路的參數(shù)電力線路的參數(shù)(一) 電力線路的阻抗 1.有色金屬導(dǎo)線架空線路的電阻 有色金屬導(dǎo)線指鋁線、鋼芯鋁線和銅線 每相單位長(zhǎng)度的電阻： 其中： 鋁的電阻率為31.5 銅的電阻率為18.8 考慮溫度的影響則： Sr1)20(120trrt2 線路的電抗線路的電抗 當(dāng)三相導(dǎo)線中流過交流電流時(shí),交變磁場(chǎng)使導(dǎo)線產(chǎn)生磁鏈變化,從而在導(dǎo)線中產(chǎn)生感

7、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中，這一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)用電流流過電抗所產(chǎn)生的電壓降來代替。在近似計(jì)算中，可以取架空線路的電抗為0157. 0lg1445. 01rDxmkm/40. 0（3）分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗）分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗 分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。 分裂導(dǎo)線一般是將每相導(dǎo)線分裂為若干根，布置在正多角形的頂點(diǎn)上，實(shí)際應(yīng)用中分裂數(shù)不超過根。 d12d13d23d123ddddd21234二分裂三分裂四分裂可以證明分裂導(dǎo)線的電抗為：可以證明分裂導(dǎo)線的電抗為：根導(dǎo)線間的距離：某根導(dǎo)線與其余1)(0157. 0lg1445. 0113

8、12)1(113121ndddrddddrrnrDxnnnmnneqeqm式中：為分裂導(dǎo)線之間的中心幾何均距式中：為分裂導(dǎo)線之間的中心幾何均距為分裂根數(shù)為分裂根數(shù)為分裂導(dǎo)線的等值半徑為分裂導(dǎo)線的等值半徑mDneqr4232414. 1,4,3,2drdrnrdrnrdrneqeqeq時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)當(dāng)例如：例如：1. 線路的電納線路的電納(二) 電力線路的導(dǎo)納 線路的電納是由導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與大地之間的電容決定的。 在電力系統(tǒng)中，將用一相等值電容來反映本相導(dǎo)線上的在電力系統(tǒng)中，將用一相等值電容來反映本相導(dǎo)線上的電壓以及另外兩相導(dǎo)線上的電壓對(duì)這相導(dǎo)線上的電荷的影響。電壓以及另外兩相導(dǎo)線上的電壓對(duì)這相導(dǎo)線

9、上的電荷的影響。：6110lg58.7rDbm架空線路的電納變化不大，一般為kmS/1085. 26 2.架空線路的電導(dǎo)架空線路的電導(dǎo) 線路的電導(dǎo)取決于沿絕緣子串的泄漏和電暈 絕緣子串的泄漏：通常很小 電暈：強(qiáng)電場(chǎng)作用下導(dǎo)線周圍空氣的電離現(xiàn)象 導(dǎo)線周圍空氣電離的原因：是由于導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過了某一臨界值，以致空氣中原有的離子具備了足夠的動(dòng)能，使其他不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分導(dǎo)電。電暈起始電壓或臨界電壓電暈起始電壓或臨界電壓crU為單位為相電壓的有效值，以 KVUrDrmmrDrEUcrmmcrcrlg3 .49ln21采用分裂導(dǎo)線時(shí),電暈臨界電壓改變?yōu)?eqmmcrrDKnrmmUlg

10、3 .4921n:分裂導(dǎo)線根數(shù)Km :分裂導(dǎo)線表面的最大電場(chǎng)強(qiáng)度,ndrnKmsin) 1(21三三.電力線路的等值計(jì)算電力線路的等值計(jì)算1r中等長(zhǎng)度線路中等長(zhǎng)度線路線路長(zhǎng)度在100300Km的架空線路和不超過100Km的電纜線路，電壓等級(jí)在110220Kv。等值電路為:Z2Y2Y1U2U1I2I1三、標(biāo)么值及其應(yīng)用三、標(biāo)么值及其應(yīng)用1.標(biāo)么值的定義標(biāo)么值: 標(biāo)么值是一種相對(duì)值,它是某種物理量的有名值與所選取的與有名值同單位的基準(zhǔn)值之比。選三相功率 和線電壓 為基準(zhǔn)值，然后根據(jù)關(guān)系求出每相阻抗，導(dǎo)納，和線電流的基準(zhǔn)值。BSBUBBBBBBBBSUUSUIUZ233321BBBBUSZYBBBU

11、SI3電壓等級(jí)歸算電壓等級(jí)歸算（1）有名值的電壓等級(jí)的歸算對(duì)多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò),都需要將參數(shù)或變量歸算至同一電壓級(jí)基本級(jí)。通常選取網(wǎng)絡(luò)中最高電壓為基本級(jí)。2321.)(kkkRR2321.)(kkkXX2321).1(kkkGG2321).1(kkkBB.)(321kkkUU).1(321kkkII（2）標(biāo)么值的電壓等級(jí)歸算在多電壓網(wǎng)絡(luò)中,標(biāo)么值的電壓歸算有兩種方法 將網(wǎng)絡(luò)各元件阻抗、導(dǎo)納以及網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)電壓、電流的有名值都?xì)w算到基本級(jí)，然后除以與基本級(jí)相對(duì)應(yīng)的阻抗、導(dǎo)納、電壓和電流的基準(zhǔn)值。將未經(jīng)歸算的各元件阻抗，導(dǎo)納，以及網(wǎng)絡(luò)中各點(diǎn)電壓，電流的有名值除以由基本級(jí)歸算到這些量所在電壓級(jí)的阻抗，導(dǎo)納，電壓，電流基