第2章電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算

1、電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析Power System Analysis （二）（二） 主講人：卞建鵬預(yù)備知識(shí)預(yù)備知識(shí)1grIjbUiuL+- -iuC+- -UjxI2Nxf L wL1 1、電阻與電導(dǎo)（導(dǎo)電能力）、電阻與電導(dǎo)（導(dǎo)電能力）倒數(shù)倒數(shù)bC2 2、電抗與電納、電抗與電納倒數(shù)倒數(shù) 電抗：電抗：交流電流通過(guò)電感或者電容壓降時(shí)，交流電流通過(guò)電感或者電容壓降時(shí)，電壓與電流之比，虛數(shù)表示，單位歐姆電壓與電流之比，虛數(shù)表示，單位歐姆 3 3、阻抗與導(dǎo)納、阻抗與導(dǎo)納倒數(shù)倒數(shù) /kmrjx /S kmgjb第二章電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型第二章電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型第二章電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型第二章電

2、力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型1 1、發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等值電路及參數(shù)計(jì)算、發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等值電路及參數(shù)計(jì)算2 2、電力線路的等值電路及參數(shù)計(jì)算、電力線路的等值電路及參數(shù)計(jì)算3 3、變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算、變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算4 4、負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型、負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型5 5、電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)等值電路（標(biāo)幺制）、電力系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)等值電路（標(biāo)幺制）第二章電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型第二章電力系統(tǒng)各元件的數(shù)學(xué)模型觀察和分析電氣元件的物理現(xiàn)象和特性觀察和分析電氣元件的物理現(xiàn)象和特性元件建模：抽象出等值電路元件建模：抽象出等值電路( (發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)/ /變壓器變壓器/ /線路線路/ /負(fù)荷負(fù)荷) )系統(tǒng)建模：系統(tǒng)等值電路

3、，網(wǎng)絡(luò)方程系統(tǒng)建模：系統(tǒng)等值電路，網(wǎng)絡(luò)方程各種數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析各種數(shù)學(xué)方法進(jìn)行求解，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析國(guó)產(chǎn)國(guó)產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)汽輪發(fā)電機(jī)2.1 2.1 發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型10000kW水輪機(jī)轉(zhuǎn)子水輪機(jī)轉(zhuǎn)子唯一的唯一的注入有功功率注入有功功率元件元件原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（汽門、導(dǎo)水翼）原動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（汽門、導(dǎo)水翼）221111cos()cos2()22qdqdqdEUUUQXxxxxsinqdE UPX隱極機(jī)隱極機(jī)211sin()sin22qdqdE UUPXxx2cosqddE UUQXx凸極機(jī)凸極機(jī)2.1 2.1 發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型電阻：小，忽略電阻：小，忽略電抗：電抗：2%1003GNN

4、GNNNNUUXXZSZI22cos%100100NGNGNGNNUUXXXSP等值電路等值電路jXGEG機(jī)端機(jī)端P+jQ機(jī)端機(jī)端PU機(jī)端機(jī)端2.2 2.2 電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型v 電力線路按結(jié)構(gòu)可分為架空線路和電纜線路兩大類。電力線路按結(jié)構(gòu)可分為架空線路和電纜線路兩大類。 架空線路架空線路導(dǎo)線架設(shè)在室外的桿塔上。導(dǎo)線架設(shè)在室外的桿塔上。 電纜線路電纜線路鋪設(shè)地下的電纜溝或管道鋪設(shè)地下的電纜溝或管道中。中。v架空導(dǎo)線材料架空導(dǎo)線材料：鋁、銅、鋼：鋁、銅、鋼鋁合金鋁合金HL銅銅T最好，但貴最好，但貴鋁鋁L常用，機(jī)械強(qiáng)度不夠，鋼芯鋁線常用，機(jī)械強(qiáng)度不夠，鋼芯鋁線鋼鋼G導(dǎo)電性差，做避雷線導(dǎo)電性差

5、，做避雷線v導(dǎo)線結(jié)構(gòu)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：?jiǎn)喂?、多股單股、多?鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線（主要型式）（主要型式） 分裂導(dǎo)線分裂導(dǎo)線 擴(kuò)徑導(dǎo)線擴(kuò)徑導(dǎo)線 單股線單股線-單根實(shí)心金屬線（銅單根實(shí)心金屬線（銅T T或者鋁或者鋁L L） 少用少用 多股絞線多股絞線( (同材料同材料)-)-多根單股線紐絞多根單股線紐絞 ，標(biāo)號(hào)：，標(biāo)號(hào)：TJTJ- -銅絞，銅絞，LJLJ- -鋁鋁絞，絞，GJGJ- -鋼絞鋼絞 多股絞線多股絞線( (兩種材料兩種材料)-)-主要是主要是鋼芯鋁絞鋼芯鋁絞，好的導(dǎo)電性能好的導(dǎo)電性能和高的機(jī)械強(qiáng)度，普遍采用，標(biāo)號(hào)：和高的機(jī)械強(qiáng)度，普遍采用，標(biāo)號(hào)：LGJLGJ( (普通型普通型) )、LGJQ(L

6、GJQ(輕型輕型) )、LGJJ(LGJJ(加強(qiáng)型加強(qiáng)型) )型號(hào)型號(hào)：標(biāo)號(hào)：標(biāo)號(hào)+ +數(shù)字?jǐn)?shù)字( (主要載流截面積主要載流截面積/ /鋼芯截面積鋼芯截面積mmmm2 2) )如：如：LGJ-400/50LGJ-400/50表示載流額定截面積為表示載流額定截面積為400mm400mm2 2、鋼線額定截面積、鋼線額定截面積為為50mm50mm2 2的普通鋼芯鋁線。的普通鋼芯鋁線。導(dǎo)線的構(gòu)造和型號(hào)導(dǎo)線的構(gòu)造和型號(hào)電纜電纜 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：造價(jià)高（：造價(jià)高（1010倍架空線），檢修倍架空線），檢修費(fèi)時(shí)費(fèi)時(shí)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：不需架設(shè)桿塔，占地面積小；：不需架設(shè)桿塔，占地面積??；供電可靠，極少受外力破壞；對(duì)人身供電可

7、靠，極少受外力破壞；對(duì)人身較安全等。較安全等。電纜的電容有助于提高功率因數(shù)電纜的電容有助于提高功率因數(shù)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)木塔木塔已不用已不用2.2.桿塔桿塔鋼筋混凝土塔鋼筋混凝土塔單桿單桿鐵塔鐵塔用于跨越，超高壓輸電、耐張、轉(zhuǎn)角、用于跨越，超高壓輸電、耐張、轉(zhuǎn)角、 換位。獨(dú)根鋼管換位。獨(dú)根鋼管城市供電城市供電作用作用直線桿塔直線桿塔線路走向直線處，只承受導(dǎo)線自重線路走向直線處，只承受導(dǎo)線自重耐張桿塔耐張桿塔承受對(duì)導(dǎo)線的拉緊力承受對(duì)導(dǎo)線的拉緊力轉(zhuǎn)向桿塔轉(zhuǎn)向桿塔用于線路轉(zhuǎn)彎處用于線路轉(zhuǎn)彎處換位桿塔換位桿塔減少三相參數(shù)的不平衡減少三相參數(shù)的不平衡跨越桿塔跨越桿塔跨越寬度大時(shí)，塔高：跨越寬度大時(shí)，塔高：1002

8、00米米終端桿塔終端桿塔只承受一側(cè)的耐張力，導(dǎo)線首末端只承受一側(cè)的耐張力，導(dǎo)線首末端2.2 2.2 電力線路的等值電路與參數(shù)模型2.2 2.2 電力線路的等值電路與參數(shù)模型 羊角型羊角型干字型干字型1000kV1000kV拉拉V V塔塔貓頭型貓頭型酒杯型酒杯型ABC換位桿塔換位桿塔 為為減少三相參數(shù)（電抗、相間電容及對(duì)地電容）的不平衡減少三相參數(shù)（電抗、相間電容及對(duì)地電容）的不平衡，改變，改變線路中三相導(dǎo)線相互位置（線路中三相導(dǎo)線相互位置（U110kV,L100km）。）。3.3.絕緣子和金具絕緣子和金具絕緣子絕緣子要求：足夠的電氣與機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕要求：足夠的電氣與機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕材料：瓷質(zhì)

9、與玻璃質(zhì)元件材料：瓷質(zhì)與玻璃質(zhì)元件類型：針式（類型：針式（35kV以下），懸式（以下），懸式（ 35kV以上）以上）片樹(shù)：片樹(shù)：35kV，110kV，220kV，330kV，500kV 3 7 13 19 24針式絕緣子針式絕緣子懸式絕緣子懸式絕緣子棒式絕緣子棒式絕緣子并溝線夾（接并溝線夾（接續(xù)金具）續(xù)金具）懸垂線夾懸垂線夾耐張線夾耐張線夾聯(lián)結(jié)金具（聯(lián)結(jié)金具（Z Z型掛板）型掛板）金具金具作用：連接導(dǎo)線和絕緣子作用：連接導(dǎo)線和絕緣子線夾：懸重、耐張線夾：懸重、耐張導(dǎo)線接續(xù)：接續(xù)、聯(lián)結(jié)導(dǎo)線接續(xù)：接續(xù)、聯(lián)結(jié)保護(hù)金具：護(hù)線條、預(yù)絞線、防震錘、阻尼線保護(hù)金具：護(hù)線條、預(yù)絞線、防震錘、阻尼線絕緣保護(hù)：懸

10、重錘絕緣保護(hù)：懸重錘架空導(dǎo)線會(huì)因微風(fēng)而振動(dòng)架空導(dǎo)線會(huì)因微風(fēng)而振動(dòng),利用防震錘來(lái)進(jìn)行消振利用防震錘來(lái)進(jìn)行消振 防震錘防震錘均壓環(huán)均壓環(huán)改善沿串改善沿串電壓分布，防電暈電壓分布，防電暈電場(chǎng)電場(chǎng) 線與線、線與大地分布電容線與線、線與大地分布電容 參數(shù)？參數(shù)？架空輸電線路的電磁現(xiàn)象架空輸電線路的電磁現(xiàn)象（1 1）線路通過(guò)交流電流）線路通過(guò)交流電流串聯(lián)串聯(lián)參數(shù)？參數(shù)？交變磁場(chǎng)交變磁場(chǎng)自感、互感自感、互感（2 2）線路加交流電壓）線路加交流電壓并聯(lián)并聯(lián)絕緣漏電，一定電壓下發(fā)光、放電絕緣漏電，一定電壓下發(fā)光、放電( (電暈電暈) )- -發(fā)熱，消耗有功功率發(fā)熱，消耗有功功率- -交流電流交流電流參數(shù)？參數(shù)？

11、參數(shù)？參數(shù)？v輸電線路的四個(gè)參數(shù)輸電線路的四個(gè)參數(shù)電阻電阻：反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生有功功率損失有功功率損失 r電抗電抗：反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)磁場(chǎng)效應(yīng) x=wL電導(dǎo)電導(dǎo)：反映線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄漏電流及導(dǎo)線附近空氣反映線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄漏電流及導(dǎo)線附近空氣游離而產(chǎn)生游離而產(chǎn)生有功功率損失有功功率損失 g電納電納：反映帶電導(dǎo)線周圍反映帶電導(dǎo)線周圍電場(chǎng)效應(yīng)電場(chǎng)效應(yīng) b=wC00rj L0g0j C單位長(zhǎng)線路的一相等值電路單位長(zhǎng)線路的一相等值電路二、單位長(zhǎng)度電力線路的參數(shù)二、單位長(zhǎng)度電力線路的參數(shù)1 1、電阻、電阻km/Sr交流電存在集膚

12、效應(yīng)，導(dǎo)流半徑減小，使電阻增大。交流電存在集膚效應(yīng)，導(dǎo)流半徑減小，使電阻增大。多股絞線采用使得導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度增加多股絞線采用使得導(dǎo)線實(shí)際長(zhǎng)度增加單位長(zhǎng)度的電阻值增加單位長(zhǎng)度的電阻值增加2-3%。實(shí)際制造的導(dǎo)線截面積實(shí)際制造的導(dǎo)線截面積S S實(shí)際實(shí)際Sr分裂導(dǎo)線分裂數(shù)分裂導(dǎo)線分裂數(shù)n n與其與其電抗值電抗值X X的關(guān)系圖的關(guān)系圖3 3）分裂導(dǎo)線）分裂導(dǎo)線每相每相req 單導(dǎo)線單導(dǎo)線r r LL分裂分裂Lrdr分裂導(dǎo)線的分裂導(dǎo)線的r reqeq較大較大分裂導(dǎo)線的電容較大分裂導(dǎo)線的電容較大分分裂導(dǎo)線電納比同等截面積單導(dǎo)線電納大裂導(dǎo)線電納比同等截面積單導(dǎo)線電納大。n三相輸電線的等值電容三相輸電線的等值電

13、容等值電容公式等值電容公式Dm：互幾何均距互幾何均距，與電抗表達(dá)式一致，與電抗表達(dá)式一致d 額定頻率下，額定頻率下，三相輸電線路的等值電納三相輸電線路的等值電納：67.58210/lgNmeqbCf CSkmDrbn146分裂數(shù)分裂數(shù)n n與其電納值與其電納值b b的關(guān)系圖的關(guān)系圖電纜與架空線相比？電纜與架空線相比？110kV110kV架空輸電線路的導(dǎo)線型號(hào)為架空輸電線路的導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-185LGJ-185，導(dǎo)線，導(dǎo)線水平排水平排列列，相間距離為，相間距離為4m4m。求線路參數(shù)。由手冊(cè)查得。求線路參數(shù)。由手冊(cè)查得LGJ-185LGJ-185的的導(dǎo)線導(dǎo)線計(jì)算直徑計(jì)算直徑為為19mm19mm。

14、解：解：1 1、線路的電阻：、線路的電阻：km/mm5 .312kmsr/17. 01855 .31321.26mDDD DD水平排列時(shí)三相導(dǎo)線的水平排列時(shí)三相導(dǎo)線的互幾何均距互幾何均距0rjx0gjb1.26 40000.1445lg0.1445l/19 0.5mDxkmr6667.587.5810102.78 10/1.26 4000lglg19 0.5mbS kmDr線路的線路的電抗電抗：線路的線路的電納電納：線路的線路的電導(dǎo)電導(dǎo) g0g00rjx0gjbr1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1u關(guān)心線路關(guān)心線路1 1、2 2兩端電量關(guān)系（非沿線分

15、布）：兩端電量關(guān)系（非沿線分布）：分布式參數(shù)分布式參數(shù) 全長(zhǎng)集中參數(shù)全長(zhǎng)集中參數(shù) u推導(dǎo)思想：推導(dǎo)思想：解出兩端口電壓與電流關(guān)系解出兩端口電壓與電流關(guān)系 用用集中參數(shù)表示的二端口等值集中參數(shù)表示的二端口等值網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)（電路原理）（電路原理）2.2 2.2 電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型單相等值電路單相等值電路三相電力線路三相電力線路集中參數(shù)集中參數(shù)分布參數(shù)分布參數(shù)u300km，電壓等級(jí)在，電壓等級(jí)在330kV以上以上 1 1）短輸電線路）短輸電線路 a a）架空線路長(zhǎng)度）架空線路長(zhǎng)度100km100km，線路額定電壓，線路額定電壓60kV60kV；b b）很短的電纜。）很短的電纜。電壓等級(jí)不高，電導(dǎo)、

16、電納不計(jì)。即電壓等級(jí)不高，電導(dǎo)、電納不計(jì)。即g g0 0；b b0 000ZRjXr ljx l21221IIZIVV2211101IVZIVor單位長(zhǎng)線路的一相等值電路單位長(zhǎng)線路的一相等值電路R jX1V2V1I2I 2 2）中等長(zhǎng)度輸電線路）中等長(zhǎng)度輸電線路( (重點(diǎn)重點(diǎn)) ) a)a)架空線路長(zhǎng)度架空線路長(zhǎng)度100100300km300km，線路額定電壓，線路額定電壓110110220kV220kV； b)b)電纜長(zhǎng)度電纜長(zhǎng)度100km300km300km，電壓等級(jí)在，電壓等級(jí)在330kV330kV及以上；及以上； b) b)電纜長(zhǎng)度電纜長(zhǎng)度100km100km以上。以上。( (需要考慮

17、分布參數(shù)特性需要考慮分布參數(shù)特性) )xdxl1V2VVVdV1I2IIIdIdxLjr)(00dxCjg)(00dxCjg)(00在正弦電壓作用下處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電流在在正弦電壓作用下處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電流在 dx dx 阻抗中的電壓降阻抗中的電壓降dxLjrIVd)+(=00流入流入 dx dx 并聯(lián)導(dǎo)納中的電流并聯(lián)導(dǎo)納中的電流 dxCjgVdVId)(00對(duì)對(duì)dVdV式中的式中的 x x 求導(dǎo)，代入求導(dǎo)，代入dI/dxdI/dxVLjrCjgdxVd)+)(+(=0000220 00000()()z ygjwCrjwLj.12xxVAeA e.12xxccAAIeeZZ線路的傳播常數(shù)線路的傳播常數(shù)

18、000000CCczrjwLjXygjwCZR特性阻抗特性阻抗得到輸電線的通用方程得到輸電線的通用方程對(duì)稱的無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)對(duì)稱的無(wú)源二端口網(wǎng)絡(luò)2211IVDBCAIVlchDAlshZBclshZCc1當(dāng)當(dāng)x=0 x=0時(shí)時(shí).2VV.2II.122.2221()21()2ccAVZ IAVZ I代入通解代入通解整理并應(yīng)用整理并應(yīng)用雙曲函數(shù)雙曲函數(shù)sh2xxeexch2xxeex.22.22ccVV ch xI Z sh xVIsh xI ch xZxl代入代入雙曲正弦雙曲正弦型等值電路型等值電路1V2V1I2I2YZ2Ysinhsinhtanh1 2(cosh1)2sinh2cclZZlZll

19、lYYlZl 分布參數(shù)修正系數(shù)分布參數(shù)修正系數(shù)sinh()tanh(/2)/2ZYlKllKl0000ZRjXr ljx lYGjBg ljb l；實(shí)際計(jì)算中采用的實(shí)際計(jì)算中采用的型型簡(jiǎn)化修正參數(shù)計(jì)算簡(jiǎn)化修正參數(shù)計(jì)算 20 0113rkx b l 2200 00011()6xbkx brlx 20 01112bkx bl 00rxZk rljk x l0bYjk b l略去輸電線的電導(dǎo)，再利用修正系數(shù)的簡(jiǎn)化公式，得到電路的略去輸電線的電導(dǎo)，再利用修正系數(shù)的簡(jiǎn)化公式，得到電路的修正參數(shù)公式修正參數(shù)公式1V2V1I2I2YZ2Y例例2-2 330kV2-2 330kV架空線路的參數(shù)為：架空線路的參

20、數(shù)為： 。試分別計(jì)算長(zhǎng)度為。試分別計(jì)算長(zhǎng)度為100100，200200，300300，400400和和500km500km線路的線路的型等值電路參數(shù)的近似值、修正值和精確值。型等值電路參數(shù)的近似值、修正值和精確值。解：首先計(jì)算解：首先計(jì)算100km100km線路的參數(shù)線路的參數(shù)（一）近似參數(shù)計(jì)算（一）近似參數(shù)計(jì)算（二）修正參數(shù)計(jì)算（二）修正參數(shù)計(jì)算 00.0579/kmr 00.316/kmx 00g 603.55 10 S/kmb00()(0005790.316) 100 5.7931.6Zrjx ljj66000()(03.55 10 ) 1003.55 10 SYgjb ljj2620

21、011110.316 3.55 101000.996333rkx b l 62262200 000113.55 101()10.316 3.55 100.0579 1000.9982660.316xbkx brlx 2620 011110.316 3.55 101001.00091212bkx b l 00(0.9963 0.05790.9982 0.316) 100 5.768331.5429rxZk rljk x ljj6401.0009 3.55 10100 3.5533 10 SbYjk b lj0000()/()299.591427.2201 300.82555.192CZrjxgj

22、bj40000()()(0.966310.6355) 10 kmrjxgjbj42(0.966310.6355) 10100 (0.966310.6355) 10ljjsh lth()2lsh() sh cosch sinxjyxyjxyshsinth()2chcosxjyxjyxy2shshxcosch sin(0.96090.6160) 10lyjxyj雙曲函數(shù)雙曲函數(shù)-2-2-2-2-2sh(0.9663 10 )sin(10.6355 10 )th()(0.48455.3226) 102ch(0.9663 10 ) cos(10.6355 10 )ljj精確參數(shù)精確參數(shù)2sh(299.

23、591427.2201)(0.96090.6160) 105.768431.5429CZZljjj-2422(0.48455.3226) 102(0.00063.5533) 10 S299.591427.2201ClthjYjZj說(shuō)明：說(shuō)明：近似參數(shù)的誤差隨線路的長(zhǎng)度而增大近似參數(shù)的誤差隨線路的長(zhǎng)度而增大，電阻的誤差最大（，電阻的誤差最大（1010），），電抗次之（電抗次之（4.74.7），電納最?。ǎ?，電納最?。?.32.3）。）。修正后的參數(shù)非常接近精確參數(shù)。修正后的參數(shù)非常接近精確參數(shù)。在工頻穩(wěn)態(tài)下采用近似參數(shù)計(jì)算時(shí)，長(zhǎng)度不超過(guò)在工頻穩(wěn)態(tài)下采用近似參數(shù)計(jì)算時(shí)，長(zhǎng)度不超過(guò)300km300k

24、m的線路可用的線路可用一個(gè)一個(gè)型電路來(lái)代替。型電路來(lái)代替。采用修正參數(shù)時(shí)，一個(gè)采用修正參數(shù)時(shí)，一個(gè)型電路可用來(lái)代替型電路可用來(lái)代替500500600km600km長(zhǎng)的線路長(zhǎng)的線路?？偨Y(jié)： 1 1）短輸電線路）短輸電線路 a a）100km100km，60kV60kV；b b）很短的電纜。）很短的電纜。Z R jX 1V2V 2 2）中等長(zhǎng)度輸電線路）中等長(zhǎng)度輸電線路( (重點(diǎn)重點(diǎn)) ) a)a) 100100300km300km，110110220kV220kV； b)b)電纜長(zhǎng)度電纜長(zhǎng)度100km300km300km，330kV330kV及以上；及以上； b) b)電纜長(zhǎng)度電纜長(zhǎng)度100km

25、100km以上。以上。sinhsinhtanh1 2(cosh1)2sinh2cclZZlZlllYYlZl 超高壓輸電線路超高壓輸電線路電阻遠(yuǎn)小于電抗電阻遠(yuǎn)小于電抗，電導(dǎo)可忽略（無(wú)損耗），電導(dǎo)可忽略（無(wú)損耗）0000()()gjwCrjwLj0000CCcrjwLjXgjwCZR00000rg0000cjw C LLZC4 4）波阻抗與自然功率）波阻抗與自然功率自然功率：自然功率：在無(wú)損線路中，當(dāng)負(fù)荷阻抗等于波阻抗時(shí)，該負(fù)荷在無(wú)損線路中，當(dāng)負(fù)荷阻抗等于波阻抗時(shí)，該負(fù)荷所消耗的功率。所消耗的功率。2NnncVSPZ常用來(lái)常用來(lái)衡量長(zhǎng)距離輸電線的輸電能力衡量長(zhǎng)距離輸電線的輸電能力，220kV22

26、0kV及以上電壓等級(jí)架空線路的輸電能力大致接近于自然功率。及以上電壓等級(jí)架空線路的輸電能力大致接近于自然功率。4 4）波阻抗與自然功率）波阻抗與自然功率.22.22ccVV ch xI Z sh xVIsh xI ch xZ.122.122(cossin)(cossin)j xj xVVxjxV eIIxjxI e上式說(shuō)明，在無(wú)損線路中，當(dāng)輸送功率為自然功率時(shí)，沿線各點(diǎn)電上式說(shuō)明，在無(wú)損線路中，當(dāng)輸送功率為自然功率時(shí)，沿線各點(diǎn)電壓與電流有效值分別相等，而且同一點(diǎn)電壓與電流都同相位，即壓與電流有效值分別相等，而且同一點(diǎn)電壓與電流都同相位，即線路各點(diǎn)無(wú)功功率都等于零線路各點(diǎn)無(wú)功功率都等于零。000

27、00rg當(dāng)輸送的功率當(dāng)輸送的功率=Pe=Pe時(shí)，線路僅輸送有功功率，線路上的電壓處處相等。時(shí)，線路僅輸送有功功率，線路上的電壓處處相等。當(dāng)當(dāng)PePe時(shí)，線路相當(dāng)于大的電抗，線路產(chǎn)生電壓降。時(shí)，線路相當(dāng)于大的電抗，線路產(chǎn)生電壓降。當(dāng)當(dāng)PePe時(shí)，線路相當(dāng)于容抗，線路產(chǎn)生電壓升。時(shí)，線路相當(dāng)于容抗，線路產(chǎn)生電壓升。.122.122(cossin)(cossin)j xj xVVxjxV eIIxjxI e2.2 2.2 電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型線路電壓線路電壓(kV)導(dǎo)線分裂數(shù)導(dǎo)線分裂數(shù) Zc(歐歐)自然功率自然功率Pe（MW）22013801272202300160330230036050032

28、808935004260962架空線路的波阻抗和自然功率架空線路的波阻抗和自然功率600.024110lgmeqCDr00cLZC00ln2meqDLr2.3 2.3 變壓器的數(shù)學(xué)模型220KV油浸電力變壓器 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(wú)論繞組的實(shí)際連接方式如何，都析中，無(wú)論繞組的實(shí)際連接方式如何，都一概化成等值的一概化成等值的Y Y，y(y(即即Y/Y)Y/Y)接線方式來(lái)進(jìn)行分析，并且接線方式來(lái)進(jìn)行分析，并且用一相等值電路來(lái)反映三用一相等值電路來(lái)反映三相的運(yùn)行情況。相的運(yùn)行情況。雙繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模

29、型雙繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型 三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器變壓器型型等值電路等值電路潛油泵潛油泵線夾線夾引線引線套管套管風(fēng)扇風(fēng)扇套管油位套管油位儲(chǔ)油柜儲(chǔ)油柜瓦斯繼電器瓦斯繼電器油流繼電器油流繼電器分接頭機(jī)構(gòu)箱分接頭機(jī)構(gòu)箱油溫表油溫表油位表油位表v 220kV220kV三相雙繞組無(wú)載調(diào)壓強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷低損耗銅芯三相雙繞組無(wú)載調(diào)壓強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷低損耗銅芯升壓變升壓變壓器壓器v 型號(hào)：型號(hào)： SFP10-160000/220SFP10-160000/220v 空載額定變比：空載額定變比： 242 2 2.5%/1

30、3.8kV242 2 2.5%/13.8kVv 最高工作電壓最高工作電壓 ： 252kV252kVv 額定容量額定容量 160000kVA(160MVA)160000kVA(160MVA) v 接線組別接線組別 YN,d11YN,d11v 阻抗電壓阻抗電壓 v 中性點(diǎn)運(yùn)行方式中性點(diǎn)運(yùn)行方式 220kV220kV側(cè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，但允許中側(cè)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，但允許中 斷開(kāi)運(yùn)行斷開(kāi)運(yùn)行v 負(fù)載損耗負(fù)載損耗 P Pk k=399.5kW=399.5kWv 空載損耗空載損耗 P P0 0=106.8kW=106.8kW 0%0.17I%13SV空載電流空載電流三繞組變壓器三繞組變壓器高壓繞組高壓

31、繞組中壓繞組中壓繞組低壓繞組低壓繞組升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器 高壓繞組高壓繞組因絕緣與分接開(kāi)關(guān)要求因絕緣與分接開(kāi)關(guān)要求排在外層排在外層。 升壓變壓器升壓變壓器: :低壓繞組位于中層低壓繞組位于中層，與高、中壓繞組均有緊密聯(lián)系，與高、中壓繞組均有緊密聯(lián)系，有利于功率從低壓側(cè)向高、中壓側(cè)傳送。有利于功率從低壓側(cè)向高、中壓側(cè)傳送。 降壓變壓器降壓變壓器: :中壓繞組位于中層中壓繞組位于中層，與高壓繞組聯(lián)系緊密，有利于，與高壓繞組聯(lián)系緊密，有利于功率從高壓側(cè)向中壓側(cè)傳送。功率從高壓側(cè)向中壓側(cè)傳送。升壓變壓器升壓變壓器降壓變壓器降壓變壓器u1I1n1:n2I2u21、理想變壓器、理想變壓

32、器u1/n1=u2/n2 u2= u1/kk=n1/n2特征：無(wú)銅損、鐵損、漏抗、激磁電流特征：無(wú)銅損、鐵損、漏抗、激磁電流雙繞組變壓器雙繞組變壓器雙繞組變壓器雙繞組變壓器2、實(shí)際變壓器、實(shí)際變壓器222=ZkZ22UkUk/I=I22YT1/ZT ZTRT+jXT； YTGTjBT參數(shù)都折算到參數(shù)都折算到一次側(cè)一次側(cè)TGTjB22UkU變壓器的激磁阻抗比變壓器的漏阻抗大得多，故變壓器并聯(lián)支路的變壓器的激磁阻抗比變壓器的漏阻抗大得多，故變壓器并聯(lián)支路的電流比較小，一般約為額定電流的電流比較小，一般約為額定電流的0.5-2%0.5-2%，把并聯(lián)的激磁支路移到把并聯(lián)的激磁支路移到變壓器的端部變壓器

33、的端部( (常移到電源側(cè)常移到電源側(cè)) )變壓器的等值電路（變壓器的等值電路（型）型）1212TTTTTTRRRXXX1TR2TR分別為兩側(cè)繞組的電阻分別為兩側(cè)繞組的電阻1TX2TX原、副邊繞組的漏抗原、副邊繞組的漏抗TG與變壓器鐵芯中有功功率損耗與變壓器鐵芯中有功功率損耗( (鐵耗鐵耗) )相關(guān)的電導(dǎo)相關(guān)的電導(dǎo) TB為變壓器的激磁電納，反映鐵芯中的激磁電流為變壓器的激磁電納，反映鐵芯中的激磁電流 1V2VTRTGTjBTjXkT:11V2VTRTGTjBTjX變壓器的等值電路（變壓器的等值電路（型）型）雙繞組變壓器的四個(gè)參數(shù)（雙繞組變壓器的四個(gè)參數(shù)（R RT T，X XT T，G GT T，

34、B BT T）可分別從變壓器）可分別從變壓器出廠銘牌上的四個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，即出廠銘牌上的四個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，即 短路損耗短路損耗P PK K R RT T 短路電壓百分值短路電壓百分值U UK K% % X XT T 空載損耗空載損耗P P0 0 G GT T 空載電流百分值空載電流百分值I0% BTkT:1短路試驗(yàn)短路試驗(yàn) 二次側(cè)短路，一次側(cè)施加可調(diào)三相對(duì)稱電壓，逐漸增加外施二次側(cè)短路，一次側(cè)施加可調(diào)三相對(duì)稱電壓，逐漸增加外施電壓使電壓使二次側(cè)電流達(dá)到額定值二次側(cè)電流達(dá)到額定值IN 。由于此時(shí)外加電壓較小，相應(yīng)的鐵耗也小，認(rèn)為由于此時(shí)外加電壓較小，相應(yīng)的鐵耗也小，認(rèn)為223 /3 kNTTkN

35、PIRRPI /3NNNISV22kNTNPVRSPs WVN VSN V.A 0kcuFeFePPPP- - 當(dāng)變壓器通過(guò)額定電流時(shí)，在電抗當(dāng)變壓器通過(guò)額定電流時(shí)，在電抗X XT T上產(chǎn)生的電壓降的大小，上產(chǎn)生的電壓降的大小，可以用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即可以用額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即 X33%100%100NTNTSNNI ZI XVVVV2%100SNTNVVXS短路電壓百分?jǐn)?shù)（銘牌上）短路電壓百分?jǐn)?shù)（銘牌上）高低壓繞組總電抗：高低壓繞組總電抗：VN VSN V.A- -2.2. 空載試驗(yàn)空載試驗(yàn)二次側(cè)開(kāi)路，一次側(cè)施加對(duì)稱二次側(cè)開(kāi)路，一次側(cè)施加對(duì)稱三相額定電壓三相額定電壓。 測(cè)得的三相變

36、壓器消耗的總有功功率稱為空載損耗測(cè)得的三相變壓器消耗的總有功功率稱為空載損耗P P0 0（1 1）空載損耗近似看成鐵芯中的有功損耗）空載損耗近似看成鐵芯中的有功損耗2203(/3)NTNTTV GPV GG02TNPGV P0 W VN V GT S 0kcuFecuPPPP- -電導(dǎo)電導(dǎo)1003%0NTNIBVI002%3%100100NNTNNIIISBVV0000%100 %1003TTBNNBBTNIIGBIIIVIIIBI又SN VAVN V空載電流相空載電流相量圖量圖電納電納空載電流百分?jǐn)?shù)空載電流百分?jǐn)?shù)3 3、變壓器額定電壓比、變壓器額定電壓比v 是指是指高壓繞組與低壓繞組的額定電

37、壓之比高壓繞組與低壓繞組的額定電壓之比( (工作時(shí)兩側(cè)繞組工作時(shí)兩側(cè)繞組實(shí)際實(shí)際抽頭的空載線電壓抽頭的空載線電壓之比之比) )，所以額定電壓比，所以額定電壓比 k k1 1。 它與繞組匝數(shù)比是有區(qū)別的。它與繞組匝數(shù)比是有區(qū)別的。1121(1 0.025)110.5Tk若若T1T1工作于工作于+2.5%+2.5%抽頭抽頭221000kNTNPVRS2%100SNTNVVXS021000TNPGV02%100NTNISBV SN MVA VN kV Pk kW BT S型等值電路一定是歸算到某一側(cè)的電路型等值電路一定是歸算到某一側(cè)的電路；V VN N取哪一取哪一側(cè)就是歸算到哪一側(cè)側(cè)就是歸算到哪一側(cè)

38、；kT:11V2V1I2ITTTjZRXTGTjB2V2I0IK:1一臺(tái)一臺(tái)SFLSFLl l20000/11020000/110型，向型，向10kV10kV網(wǎng)絡(luò)供電的網(wǎng)絡(luò)供電的降壓變壓器降壓變壓器，銘牌上的，銘牌上的試驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù): :P PS S=135kW=135kW，V Vs s=10.5=10.5，P PO O=22kW=22kW，I IO O=0.8=0.8。試計(jì)算。試計(jì)算歸算到歸算到高壓側(cè)高壓側(cè)的變壓器參數(shù)。的變壓器參數(shù)。 解：知，解：知，S SN N=20000kVA=20MVA=20000kVA=20MVA，高壓側(cè)額定電壓，高壓側(cè)額定電壓V VN N=ll0kV=ll0kV

39、。2222135 1104.0810001000 20KNTNP URS22%10.5 11063.5310010020SNTNVVXS6022221.82 10 S10001000 110TNPGV622%0.82013.2 10 S100100 110ONTNISBV121101011NTNVkV022LwCBjjTTTYGjB00rj L0/2j C為正（容性）為正（容性）虛部為負(fù)（感性）虛部為負(fù)（感性）5 5、輸電線路與變壓器等值模型的對(duì)比、輸電線路與變壓器等值模型的對(duì)比kT:1TRTjX在變壓器實(shí)際運(yùn)行中，在變壓器實(shí)際運(yùn)行中，銅損與變壓器的負(fù)荷大小有關(guān)銅損與變壓器的負(fù)荷大小有關(guān)，必須

40、根據(jù)流過(guò)變壓器的電流計(jì)算；必須根據(jù)流過(guò)變壓器的電流計(jì)算；鐵損與電壓有關(guān)鐵損與電壓有關(guān)，電壓越高，鐵損越大。一般，電壓越高，鐵損越大。一般運(yùn)行電壓與額定電壓運(yùn)行電壓與額定電壓相差不大相差不大，故鐵損可以直接近似使用，故鐵損可以直接近似使用空載損耗空載損耗值。值。00PjQ2230002%10 ( var)100100NNTNNNISIQV BVSkV4 4、變壓器等值模型的簡(jiǎn)化、變壓器等值模型的簡(jiǎn)化kT:1勵(lì)磁損耗勵(lì)磁損耗三、三、 三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算三繞組變壓器的參數(shù)計(jì)算勵(lì)磁回路參數(shù)：勵(lì)磁回路參數(shù)：02021000%100TNNTNPGVISBV1.1.導(dǎo)納導(dǎo)納G GT T-jB-jBT T

41、及變比及變比k k1212、k k1313、k k2323（與雙繞組變壓器相同）（與雙繞組變壓器相同）2RTGTjB1jX3R1R2jX3jX變比變比: :NNNNNNVVkVVkVVk311332232112/變壓器額定容量變壓器額定容量S SN N：容量最大的一個(gè)繞組的容量：容量最大的一個(gè)繞組的容量高壓繞組容量高壓繞組容量高高中中低低2.2.電阻電阻R1、R2、R3（1 1）三繞組容量相等三繞組容量相等100/100/100100/100/100依次使某一繞組開(kāi)路，另兩個(gè)繞組按雙繞組變壓器的方式進(jìn)行短路依次使某一繞組開(kāi)路，另兩個(gè)繞組按雙繞組變壓器的方式進(jìn)行短路試驗(yàn)。試驗(yàn)。22(1 2)12

42、1233kNNSSPI RI RPP22(2 3)232333kNNSSPI RI RPP22(3 1)313133kNNSSPI RI RPP22(1,2,3)1000kiNiNP VRiS(1 2)(3 1)(2 3)1(1 2)(2 3)(3 1)2(3 1)(2 3)(1 2)3222kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP2RTGTjB1jX3R1R2jX3jXNI（2 2）三個(gè)繞組容量不等三個(gè)繞組容量不等我國(guó)目前生產(chǎn)的三繞組容量比：我國(guó)目前生產(chǎn)的三繞組容量比：100/100/100 100/100/100 100/50/100100/50/100100/100/50100/

43、100/50-100/100/66.7-100/100/66.7 (90/90/60MVA) (90/90/60MVA)(50% )(100% )2RRR1/R1/繞組容量繞組容量S SN N變壓器設(shè)計(jì)原則之一：按變壓器設(shè)計(jì)原則之一：按同一電流密度同一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截面積選擇各繞組導(dǎo)線截面積第二側(cè)導(dǎo)線截面減少一半第二側(cè)導(dǎo)線截面減少一半/2/2NNIssI/2NNSS2RRu100/50/100 2(1 2)(1 2)(1 2)2(2 3)(2 3)(2 3)4/24/2NkkkNNkkkNIPPPIIPPPI(1 3)(1 3)(2 3)(2 3)44kkkkPPPP2RTGTjB1j

44、X3R1R2jX3jX2NIu100/100/502(1 2)2(1 2)()(/2)kNkNPIZPIZ（2 2）三繞組容量不相等三繞組容量不相等制造廠提供的制造廠提供的短路損耗短路損耗是按容量較小的額定電流進(jìn)行試驗(yàn)，即是按容量較小的額定電流進(jìn)行試驗(yàn)，即 。應(yīng)先將各繞組的短路損耗值應(yīng)先將各繞組的短路損耗值歸算為額定電流下的值歸算為額定電流下的值。2NI2.max(100%)22000kNTNPVRSn新標(biāo)準(zhǔn)，制造廠只給出最大短路損耗新標(biāo)準(zhǔn)，制造廠只給出最大短路損耗P Pkmaxkmax，額定容量為，額定容量為S SN N的繞組的繞組電阻電阻(50%)(100%)2TTRRP Pkmaxkma

45、x: :兩個(gè)兩個(gè)100100容量繞組的通過(guò)額定電流，另一個(gè)繞組空載時(shí)容量繞組的通過(guò)額定電流，另一個(gè)繞組空載時(shí)的損耗。的損耗。100/50/100100/50/1002RTGTjB1jX3R1R2jX3jXNI（2 2）三繞組容量不相等三繞組容量不相等3.3.電抗電抗X1、X2、X3短路電壓短路電壓V VS S（1-21-2）% %、V VS S（2-32-3）% %、V VS S（3-13-1） ( (手冊(cè)和制造廠所提供手冊(cè)和制造廠所提供的短路電壓，是的短路電壓，是已經(jīng)折算已經(jīng)折算到各個(gè)繞組中通過(guò)對(duì)應(yīng)于到各個(gè)繞組中通過(guò)對(duì)應(yīng)于變壓器額定電變壓器額定電流流時(shí)的數(shù)值時(shí)的數(shù)值) ) ，各繞組的短路電壓

46、為，各繞組的短路電壓為(1 2)(3 1)(2 3)1(1 2)(2 3)(3 1)2(3 1)(2 3)(1 2)3%2%2%2kkkkkkkkkkkkVVVVVVVVVVVV各繞組等值電抗：各繞組等值電抗：2%100kiNiNVVXS 通常，放置在最外層的繞組，其等值電抗最大，靠近鐵芯次之，通常，放置在最外層的繞組，其等值電抗最大，靠近鐵芯次之，而中間繞組等值電抗為負(fù)數(shù)。而中間繞組等值電抗為負(fù)數(shù)。 但不要把這一負(fù)電抗理解為容性電抗，因?yàn)槠浔举|(zhì)還是電感性的。但不要把這一負(fù)電抗理解為容性電抗，因?yàn)槠浔举|(zhì)還是電感性的。 原因：原因：等值電路實(shí)質(zhì)是將變壓器用一個(gè)只有漏磁通而等值電路實(shí)質(zhì)是將變壓器用

47、一個(gè)只有漏磁通而沒(méi)有局部互沒(méi)有局部互磁通磁通的變壓器來(lái)等值。的變壓器來(lái)等值。 (1 3)(2 3)(1 2)3%02kkkkVVVV 高、中壓繞組相隔最遠(yuǎn)，二者間漏磁通最大。高、中壓繞組相隔最遠(yuǎn)，二者間漏磁通最大。1 13 32 2某某發(fā)電廠發(fā)電廠內(nèi)裝設(shè)一臺(tái)三繞組變壓器，容量為內(nèi)裝設(shè)一臺(tái)三繞組變壓器，容量為120000kVA120000kVA，三個(gè)繞組，三個(gè)繞組容量比為容量比為100/100/50100/100/50，額定電壓為，額定電壓為242/121/10.5kV242/121/10.5kV，P P0 0=129kW=129kW，I I0 0%=0.65%=0.65，短路電壓短路電壓( (

48、已折算已折算) )和和短路損耗短路損耗( (未經(jīng)折算未經(jīng)折算) )如表所示。求如表所示。求變壓器折算到變壓器折算到高壓側(cè)高壓側(cè)的阻抗、導(dǎo)納并作出等值電路。的阻抗、導(dǎo)納并作出等值電路。三繞組變壓器的短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)三繞組變壓器的短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)繞組繞組高高- -中中高高- -低低中中- -低低短路電壓百分?jǐn)?shù)短路電壓百分?jǐn)?shù)U UK K% %24.724.714.714.78.88.8短路損耗短路損耗P PK K(kW)(kW)465465276276258258高高-1-1中中-2-2低低-3-31.1.進(jìn)行短路損耗的折算進(jìn)行短路損耗的折算各繞組的短路損耗為各繞組的短路損耗為(1 2)(1 3)(1 3)

49、(2 3)(2 3)465kW41104kW41032kWKKKKKPPPPP11(4651104 1032kW2KP-）=268.521(4651032 1104kW2KP-）=196.531(11041032 465kW2KP-）=835.5212222232268.52421.0921000120196.52420.7991000120835.52423.3981000120TTTRRR各繞組的電阻為各繞組的電阻為2.2.計(jì)算各繞組的短路電壓計(jì)算各繞組的短路電壓1231%(24.714.78.8)=15.321%(24.78.814.7)=9.421%(14.78.824.7)=0.62

50、KKKUUU各繞組的電抗為各繞組的電抗為21222315.324274.669100 1209.424245.875100 1200.62422.928100 120TTTXXX 注意，低壓繞組的注意，低壓繞組的等值漏抗為負(fù)數(shù)。等值漏抗為負(fù)數(shù)。3.3.計(jì)算并聯(lián)導(dǎo)納計(jì)算并聯(lián)導(dǎo)納62521292.2 10S10002420.65 1201.33 10S100242TTGB折算到變壓器高壓側(cè)的等值電路折算到變壓器高壓側(cè)的等值電路 kT:1kT:1四、自耦變壓器四、自耦變壓器優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：電阻小、損耗小、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊、電抗小、輸送容量電阻小、損耗小、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊、電抗小、輸送容量大、重量輕、

51、便于運(yùn)輸。大、重量輕、便于運(yùn)輸。沈變集團(tuán)單相自耦變壓器沈變集團(tuán)單相自耦變壓器 四、自耦變壓器四、自耦變壓器除了磁路耦合外，還有電的聯(lián)系。除了磁路耦合外，還有電的聯(lián)系。為了防止一側(cè)故障影響到另一側(cè)，為了防止一側(cè)故障影響到另一側(cè)，三相自耦變壓器的三相自耦變壓器的高壓和中壓繞組一高壓和中壓繞組一般接成星形般接成星形(Y(Y形形) )，其中性點(diǎn)直接接，其中性點(diǎn)直接接地。地。第三繞組容量小，第三繞組容量小，一般接成三角形一般接成三角形，用于消除因變壓器鐵芯飽和而產(chǎn)生的用于消除因變壓器鐵芯飽和而產(chǎn)生的三次諧波，并可用來(lái)供給低壓負(fù)載。三次諧波，并可用來(lái)供給低壓負(fù)載。 Y0/Y0/ t3sin)120 tsi

52、n3(Ii t3sin)120- tsin3(Ii t3sin303m3C303m3B33mmmAIIIi由于負(fù)荷中的整流電路產(chǎn)生波形畸變，其中以三倍頻諧波為主，由于負(fù)荷中的整流電路產(chǎn)生波形畸變，其中以三倍頻諧波為主，將造成功率損耗增加、過(guò)熱、中性線過(guò)載等。將造成功率損耗增加、過(guò)熱、中性線過(guò)載等。三相三次諧波電流分量三相三次諧波電流分量同相位、等幅值同相位、等幅值, ,即：即：NoImage參參 數(shù)數(shù)舊標(biāo)準(zhǔn)舊標(biāo)準(zhǔn)損耗未歸算損耗未歸算電壓電壓%未歸算未歸算新標(biāo)準(zhǔn)新標(biāo)準(zhǔn)最大短路損耗最大短路損耗歸算的電壓歸算的電壓%)(2)(,minbaKNbNaNbaKPSSSP%,min%)()(baKNbNa

53、NbaKUSSSU四、自耦變壓器四、自耦變壓器1V2V1I2ITTTjZRXTGTjB2V2I0IK:1五、五、 變壓器的變壓器的型等值電路型等值電路若參數(shù)是折算到一次側(cè)，要計(jì)算二次側(cè)的實(shí)際電壓電流，需要按若參數(shù)是折算到一次側(cè)，要計(jì)算二次側(cè)的實(shí)際電壓電流，需要按變比再折算回去。變比再折算回去。含理想變壓器的等值電路含理想變壓器的等值電路如何去掉磁耦合變?yōu)榧冸娐啡绾稳サ舸篷詈献優(yōu)榧冸娐奉愃凭€路類似線路型等值電路的推導(dǎo)型等值電路的推導(dǎo) 如果略去勵(lì)磁支路或另作處理，可表示為如果略去勵(lì)磁支路或另作處理，可表示為1V2V1I2ITTTjZRX2V2IK:11V2V1I2ITTTjZRX2V2IK:1由上

54、式解出：由上式解出：.11221221TVZ IVkVIIIk.1211121.112.221212222.1221 ()(1 ) ()TTTTTTTTTTTTTTTTVk VVk Vk Vk VIZZZZZZkkVVVZZk VkVk Vk Vk VkVIZZZZZZkkkVVVZZ由圖得：由圖得：.1211121.112.221212222.1221 ()(1 ) ()TTTTTTTTTTTTTTTTVk VVk Vk Vk VIZZZZZZkkVVVZZk VkVk Vk Vk VkVIZZZZZZkkkVVVZZ.1121.12221()(1)()TTTTkkIVVVZZkk kIVV

55、VZZ1V2V1I2I/TZk1TZk(1)TZk k 五、五、 變壓器的變壓器的型等值電路型等值電路1V2V1I2ITTTjZRX2V2IK:1.1211.12221()(1)()TTTTkkIVUVZZkk kIVVVZZ.1121.1222(1)()()(1)TTTTIk Y VkY VVIkY VVk kY V令令YT=1/ZT1V2V1I2ITkY(1)kTY(1)k kTY 去掉了磁耦合，適合計(jì)算機(jī)計(jì)算：去掉了磁耦合，適合計(jì)算機(jī)計(jì)算：由此求出二次側(cè)電量即為二次由此求出二次側(cè)電量即為二次側(cè)電壓等級(jí)下的數(shù)值，無(wú)需歸算。側(cè)電壓等級(jí)下的數(shù)值，無(wú)需歸算。 三個(gè)支路阻抗之和恒等于零，構(gòu)成諧振三

56、角形。三角形內(nèi)產(chǎn)生諧三個(gè)支路阻抗之和恒等于零，構(gòu)成諧振三角形。三角形內(nèi)產(chǎn)生諧振環(huán)流。振環(huán)流。 （型的串聯(lián)支路）產(chǎn)生的電壓降，實(shí)現(xiàn)了原、副方的變壓型的串聯(lián)支路）產(chǎn)生的電壓降，實(shí)現(xiàn)了原、副方的變壓 而諧振電流本身又完成了原、副方的電流變換而諧振電流本身又完成了原、副方的電流變換 三阻抗三阻抗( (導(dǎo)納導(dǎo)納) )是數(shù)是數(shù)學(xué)等值，均與變比學(xué)等值，均與變比k k有關(guān)有關(guān)(k=1?)(k=1?) 無(wú)物理含義；無(wú)物理含義；變壓器的變壓器的型等值電路的特點(diǎn)型等值電路的特點(diǎn)1V2V1I2I/TZk1TZk(1)TZk k 2.2.三繞組變壓器的三繞組變壓器的型等值電路型等值電路額定電壓為額定電壓為110/11k

57、V110/11kV的三相變壓器折算到高壓側(cè)的電抗為的三相變壓器折算到高壓側(cè)的電抗為100100，繞組電阻和勵(lì)磁電流均略去。給定原方相電壓繞組電阻和勵(lì)磁電流均略去。給定原方相電壓 kV kV， 試就試就 和和 A A這兩種情況，利用這兩種情況，利用型等值電路計(jì)算副型等值電路計(jì)算副方的電壓和電流。方的電壓和電流。110/ 301I 501I 解：變壓器的一相等值電路如圖所示，其參數(shù)為：解：變壓器的一相等值電路如圖所示，其參數(shù)為：K=110/11=10， Z12=ZT /k=j100/10=j10Z10=ZT /(1k)=j100 /(1-10 )=-j11.111Z20=ZT /k(k1)=j10

58、0/10(101)=j1.111K:112ZT1V2V1I2I12Z10Z1210I20I12I20Z21/VV k21IkI10110110/63.5/11.115.715kA3(11.11)IV Zjjj1211005.7155.715kAIIIjj 1212 1210 (5.715) 57.15kVVZ Ijj 211263.5 57.15 6.35 11/ 3kVVVV20220/6.35/ 1.115.715kAIVZjj212200III當(dāng)當(dāng) 時(shí)，副方電壓和電流的計(jì)算時(shí)，副方電壓和電流的計(jì)算10I 150A 0.05kAI 10110/63.5/11.115.715kAIV Zjj

59、121100.055.715kAIIIj1212 1210 (0.055.715kA)0.5 57.15kVVZ Ijjj211263.5 ( 0.5 57.15)6.350.5kVVVVjj20220/(6.350.5)/ 1.1115.715 0.45kAIVZjjj在負(fù)載情況下，直接由在負(fù)載情況下，直接由 和和 算出副方的電壓和電流。算出副方的電壓和電流。 211()/TVVZ Ik21IkI六、電抗器六、電抗器電阻：小，忽略電阻：小，忽略電抗：電抗：%1003NRRNNNUXXZZII3UXXNNRR100% jXR等值電路：等值電路：電抗器起限流作用，需要準(zhǔn)確計(jì)算電抗器起限流作用，需

60、要準(zhǔn)確計(jì)算高電壓等級(jí)可用于低電壓等級(jí)，如高電壓等級(jí)可用于低電壓等級(jí)，如10kV10kV電抗電抗器用于器用于6kV6kV系統(tǒng)中系統(tǒng)中不用不用SN六、電抗器六、電抗器并聯(lián)電抗器并聯(lián)電抗器吸收容性無(wú)功電流，防止線路末端電壓升高吸收容性無(wú)功電流，防止線路末端電壓升高串聯(lián)電抗器串聯(lián)電抗器降低變電所的短路電流降低變電所的短路電流2.4 2.4 負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型一、基本概念一、基本概念 負(fù)荷是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，分析電力系統(tǒng)在各種狀態(tài)負(fù)荷是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，分析電力系統(tǒng)在各種狀態(tài)下的特性必須研究系統(tǒng)的負(fù)荷特性并建立其數(shù)學(xué)模型。下的特性必須研究系統(tǒng)的負(fù)荷特性并建立其數(shù)學(xué)模型。廠用電：廠用電：維