第三章電力網(wǎng)的基本計(jì)算

1、1/97第第3 3章章 電力網(wǎng)的基本計(jì)算電力網(wǎng)的基本計(jì)算電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路的結(jié)構(gòu)電力網(wǎng)的等值電路和參數(shù)電力網(wǎng)的等值電路和參數(shù)開(kāi)式電力網(wǎng)功率分布和電壓計(jì)算開(kāi)式電力網(wǎng)功率分布和電壓計(jì)算2/973/97第第1 1節(jié)節(jié) 電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路按照結(jié)構(gòu)可以分為架空線路和電纜線路。電力線路按照結(jié)構(gòu)可以分為架空線路和電纜線路。1. 1. 架空線路架空線路導(dǎo)線導(dǎo)線避雷線避雷線桿塔桿塔絕緣子絕緣子金具金具4/97（1 1）導(dǎo)線、避雷線）導(dǎo)線、避雷線導(dǎo)線常用材料：導(dǎo)線常用材料：銅、銅、鋁、鋁合金、鋼鋁、鋁合金、鋼分類(lèi)：裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線分類(lèi)：裸導(dǎo)線、絕緣導(dǎo)線裸導(dǎo)線：?jiǎn)喂蓪?dǎo)線、多股絞線、鋼芯鋁絞線裸

2、導(dǎo)線：?jiǎn)喂蓪?dǎo)線、多股絞線、鋼芯鋁絞線架空線的型號(hào)：架空線的型號(hào)：TT銅線、銅線、LL鋁線、鋁線、GG鋼線、鋼線、TJTJ銅絞線、銅絞線、LJLJ鋁絞線、鋁絞線、LGJLGJ鋼芯鋁絞線、鋼芯鋁絞線、GJGJ鋼絞線鋼絞線例：例：LGJ-70LGJ-705/97銅絞線（銅絞線（TJTJ）：）：導(dǎo)電性能好，機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)風(fēng)雨和化學(xué)腐蝕作用導(dǎo)電性能好，機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)風(fēng)雨和化學(xué)腐蝕作用的抵抗力都較強(qiáng)，但價(jià)格較高。的抵抗力都較強(qiáng)，但價(jià)格較高。鋁絞線（鋁絞線（LJLJ）：）：導(dǎo)電性能較好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力較強(qiáng)，導(dǎo)電性能較好，重量輕，對(duì)風(fēng)雨作用的抵抗力較強(qiáng)，但對(duì)化學(xué)腐蝕作用的抵抗力較差。多用于但對(duì)化學(xué)

3、腐蝕作用的抵抗力較差。多用于6-10kV6-10kV的線路，其受力不大，的線路，其受力不大，桿距不超過(guò)桿距不超過(guò)100-125m100-125m。鋼芯鋁絞線（鋼芯鋁絞線（LGJLGJ）：）：在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)合和在機(jī)械強(qiáng)度要求較高的場(chǎng)合和35kV35kV及以上的架及以上的架空線路上多被采用?？站€路上多被采用。鋼絞線（鋼絞線（GJGJ）：）：避雷針避雷針6/97檔距：檔距：同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱(chēng)為架空線路的同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱(chēng)為架空線路的檔距（或跨距）。檔距（或跨距）。 弧垂：弧垂：導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低點(diǎn)的垂導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，

4、自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低點(diǎn)的垂直距離稱(chēng)為弧垂。直距離稱(chēng)為弧垂。線間距離：線間距離：380V為為0.40.6m；610kV為為0.81m；35kV為為23.5m；110kV 為為34.5m。7/97導(dǎo)線在桿塔上的排列方式：導(dǎo)線在桿塔上的排列方式： 三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全部垂多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；直排列；電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上面，電

5、壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通訊線架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通訊線路應(yīng)在下面。路應(yīng)在下面。8/97注意：注意：為了防止輸電線路導(dǎo)線產(chǎn)生為了防止輸電線路導(dǎo)線產(chǎn)生電暈并減少電感值電暈并減少電感值，超高壓架空線路，超高壓架空線路所使用的導(dǎo)線常采用分裂導(dǎo)線或者孔芯導(dǎo)線。所使用的導(dǎo)線常采用分裂導(dǎo)線或者孔芯導(dǎo)線。9/97（2 2）桿塔）桿塔木桿：基本不用木桿：基本不用鋼筋混凝土桿：鋼筋混凝土桿：220kV220kV及以下及以下鐵塔：鐵塔：220kV220kV

6、及以上及以上材料：材料：支線桿塔（中間桿塔）支線桿塔（中間桿塔）轉(zhuǎn)角桿塔轉(zhuǎn)角桿塔耐張桿塔（承力桿塔）耐張桿塔（承力桿塔）終端桿塔終端桿塔換位桿塔換位桿塔跨越桿塔跨越桿塔用途：用途：102022-7-2桿塔：桿塔：用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地之間保持一定的安全距離。大地之間保持一定的安全距離。 電桿電桿木桿木桿水泥桿水泥桿金屬桿金屬桿鋼管桿鋼管桿型鋼桿型鋼桿鐵塔鐵塔機(jī)械強(qiáng)度大，維修工作量小，機(jī)械強(qiáng)度大，維修工作量小，使用年限長(zhǎng)，但價(jià)格較貴且使用年限長(zhǎng)，但價(jià)格較貴且材料來(lái)源比較緊張，主要應(yīng)材料來(lái)源比較緊張，主要應(yīng)用于高壓架空線路。用于

7、高壓架空線路。使用年限長(zhǎng)，維修工作量小，使用年限長(zhǎng)，維修工作量小，能節(jié)省大量的鋼材和木材，質(zhì)能節(jié)省大量的鋼材和木材，質(zhì)量大，運(yùn)輸與施工不方便。量大，運(yùn)輸與施工不方便。被淘汰被淘汰 11/97（3 3）金具）金具-連接固定導(dǎo)線或絕緣子所使用的金屬部件連接固定導(dǎo)線或絕緣子所使用的金屬部件12/9713/97架空線路使用的絕緣子：針式、懸式、棒式架空線路使用的絕緣子：針式、懸式、棒式針式絕緣子針式絕緣子 用于用于35kV35kV及以下線路，使用在直線桿塔或小轉(zhuǎn)角桿塔。及以下線路，使用在直線桿塔或小轉(zhuǎn)角桿塔。14/97懸式絕緣子懸式絕緣子 用于用于35kV35kV及以上線路，通常將它們組成絕緣子串使用

8、及以上線路，通常將它們組成絕緣子串使用（35kV35kV為為3 3片串接；片串接；60kV60kV為為5 5片串接；片串接；110kV110kV為為7 7片串接）。片串接）。15/97棒式絕緣子棒式絕緣子 用于用于110kV110kV及以下線路。及以下線路。16/97棒式絕緣子施工棒式絕緣子施工172022-7-2高壓針式絕高壓針式絕緣子緣子低壓針式絕低壓針式絕緣子緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷橫擔(dān)高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子絕緣子線路盤(pán)形懸式絕緣子線路盤(pán)形懸式絕緣子復(fù)合針式絕緣子復(fù)合針式絕緣子復(fù)合棒式絕緣子復(fù)合棒式絕緣子182022-7-22022年年7月月2日日帶電更換帶電更換

9、V V型串絕緣子型串絕緣子帶電更換耐張閃絡(luò)絕緣子帶電更換耐張閃絡(luò)絕緣子192022-7-2線路金具、線路金具、U型抱箍、掛板型抱箍、掛板 桿頂帽、拉桿頂帽、拉線抱箍線抱箍金具金具是用來(lái)連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱(chēng)。是用來(lái)連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱(chēng)。20/972. 2. 電纜線路電纜線路（1 1）電力電纜的結(jié)構(gòu)）電力電纜的結(jié)構(gòu) 電力電纜一般包括導(dǎo)體、絕電力電纜一般包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)包皮三部分。緣層和保護(hù)包皮三部分。（2 2）埋設(shè)方式埋設(shè)方式 直接埋入土中、電纜溝直接埋入土中、電纜溝敷設(shè)、穿管敷設(shè)。敷設(shè)、穿管敷設(shè)。212022-7-2電纜的結(jié)構(gòu)：電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三

10、部分。包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三部分。分為單芯、三芯和四芯等種類(lèi)。單芯電纜的分為單芯、三芯和四芯等種類(lèi)。單芯電纜的導(dǎo)體截面是圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)體導(dǎo)體截面是圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)體截面除圓形外，更多是采用扇形，如圖所示。截面除圓形外，更多是采用扇形，如圖所示。圖圖 扇形三芯電纜扇形三芯電纜1導(dǎo)體導(dǎo)體 2紙絕緣紙絕緣 3鉛包皮鉛包皮 4麻襯麻襯 5鋼帶鎧甲鋼帶鎧甲 6麻被麻被導(dǎo)體：由多股銅絞線或鋁絞線制成。導(dǎo)體：由多股銅絞線或鋁絞線制成。222022-7-2絕緣層：絕緣層：用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕緣材料一般有油浸

11、紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。緣。絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。 保護(hù)外皮：保護(hù)外皮：用來(lái)保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中用來(lái)保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中免不受機(jī)械損傷，并防止水分浸入和絕緣油外滲。常用的外皮有免不受機(jī)械損傷，并防止水分浸入和絕緣油外滲。常用的外皮有鋁皮和鉛皮。此外，在電纜的最外層還包有鋁皮和鉛皮。此外，在電纜的最外層還包有鋼帶鎧甲鋼帶鎧甲，以防止電，以防止電纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。232022-7-2電纜的敷設(shè)方式：電纜的敷設(shè)方式：直接埋入土中：埋設(shè)深度一般為直接埋入土中：埋設(shè)深度一般為0.70

12、.70.8m0.8m，應(yīng)在凍土層以下。當(dāng)多條電纜并列，應(yīng)在凍土層以下。當(dāng)多條電纜并列敷設(shè)時(shí)，應(yīng)留有一定距離，以利于散熱。敷設(shè)時(shí)，應(yīng)留有一定距離，以利于散熱。 電纜溝敷設(shè)：當(dāng)電纜條數(shù)較多時(shí)，宜采用電纜溝敷設(shè)，電纜置于電纜溝的支架電纜溝敷設(shè)：當(dāng)電纜條數(shù)較多時(shí)，宜采用電纜溝敷設(shè)，電纜置于電纜溝的支架上，溝面用水泥板覆蓋。上，溝面用水泥板覆蓋。穿管敷設(shè)：當(dāng)電力電纜在室內(nèi)明敷或暗敷時(shí)，為了防電纜受到機(jī)械損壞，一般穿管敷設(shè)：當(dāng)電力電纜在室內(nèi)明敷或暗敷時(shí)，為了防電纜受到機(jī)械損壞，一般多采用穿鋼管的敷設(shè)方式。多采用穿鋼管的敷設(shè)方式。242022-7-21.電阻電阻：線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的：線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的有

13、功功率損失有功功率損失效應(yīng)，由電場(chǎng)效應(yīng)，由電場(chǎng)產(chǎn)生。產(chǎn)生。2.電感電感(電抗電抗)：載流導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)，由磁場(chǎng)產(chǎn)生。：載流導(dǎo)線產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)，由磁場(chǎng)產(chǎn)生。3.電導(dǎo)電導(dǎo)：線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)表面產(chǎn)生泄漏電流及附近空氣：線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)表面產(chǎn)生泄漏電流及附近空氣游離而產(chǎn)生的有功功率損失。游離而產(chǎn)生的有功功率損失。4.電容電容(電納電納)：反映帶電導(dǎo)線周?chē)妶?chǎng)效應(yīng)。：反映帶電導(dǎo)線周?chē)妶?chǎng)效應(yīng)。第第2 2節(jié)節(jié) 電力網(wǎng)的等值電路和參數(shù)電力網(wǎng)的等值電路和參數(shù)一一. . 輸電線路的參數(shù)輸電線路的參數(shù)252022-7-21 電阻（電阻（Rresistance）：）：?jiǎn)胃鶎?dǎo)線單位長(zhǎng)度的單根導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的直流電阻

14、直流電阻為：為： 1rF導(dǎo)線的交流電阻比直流電阻增大導(dǎo)線的交流電阻比直流電阻增大0.2%1%，主要是因?yàn)椋?，主要是因?yàn)椋篎應(yīng)考慮應(yīng)考慮趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響；的影響；F導(dǎo)線為多股絞線，使每股導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度比線路長(zhǎng)度大導(dǎo)線為多股絞線，使每股導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度比線路長(zhǎng)度大;F導(dǎo)線的導(dǎo)線的額定截面（即標(biāo)稱(chēng)截面額定截面（即標(biāo)稱(chēng)截面）一般略大于實(shí)際截面。）一般略大于實(shí)際截面。 通常取通常取 ; ; 2Cu18.8mm /km2Al31.5mm /km線路通過(guò)電流時(shí)的線路通過(guò)電流時(shí)的有功功率損耗有功功率損耗有色金屬導(dǎo)線架空線路的電阻。有色金屬導(dǎo)線指鋁線、鋼芯鋁有色金屬導(dǎo)線架空線路的電阻。有

15、色金屬導(dǎo)線指鋁線、鋼芯鋁線和銅線。線和銅線。262022-7-2工程計(jì)算中，可先查出工程計(jì)算中，可先查出導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻值導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻值 r1，則，則1Rrl需要指出：需要指出：手冊(cè)中給出的手冊(cè)中給出的 r1值，則是指溫度為值，則是指溫度為20時(shí)的導(dǎo)線電阻，時(shí)的導(dǎo)線電阻，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于20時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行修正：時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行修正： )20(120rr式中，式中，為電阻的溫度系數(shù)為電阻的溫度系數(shù)(1/)，銅取，銅取0.00382（1/），鋁?。X取0.0036（1/）。）。 272022-7-22 電感和電抗：電感和電抗：線路電抗是由于導(dǎo)線中有交流電流流過(guò)，

16、在導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生線路電抗是由于導(dǎo)線中有交流電流流過(guò)，在導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)磁場(chǎng)形形成的。對(duì)于三相電路，每相電路都存在成的。對(duì)于三相電路，每相電路都存在互感和自感互感和自感。當(dāng)三相線路。當(dāng)三相線路對(duì)稱(chēng)排列，或雖然不對(duì)稱(chēng)排列但經(jīng)完全換位對(duì)稱(chēng)排列，或雖然不對(duì)稱(chēng)排列但經(jīng)完全換位后，每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)后，每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電抗度的等值電抗相等相等，為：，為：1jpjp42100(4.6lg0.5) 100.1445lg0.0157rrxLfLDDrr式中，式中，r為為相對(duì)磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率，銅和鋁的，銅和鋁的 ; r為導(dǎo)線半徑（為導(dǎo)線半徑（m）；）；Djp為三相導(dǎo)線的線間幾何均距為三相導(dǎo)線的線間幾何均距（m）,

17、電抗單位電抗單位 /km。1r282022-7-23 電容和電納：電容和電納：線路相間與對(duì)地之間都存在電位差，并由空氣等絕緣介質(zhì)隔開(kāi)，因線路相間與對(duì)地之間都存在電位差，并由空氣等絕緣介質(zhì)隔開(kāi)，因此相間與對(duì)地之間都有此相間與對(duì)地之間都有分布電容分布電容存在。當(dāng)三相線路存在。當(dāng)三相線路對(duì)稱(chēng)排列，或雖對(duì)稱(chēng)排列，或雖然不對(duì)稱(chēng)排列但經(jīng)完全換位然不對(duì)稱(chēng)排列但經(jīng)完全換位后，每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容后，每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（F/km）為：）為： 610.024110246lgjpCDr式則單位長(zhǎng)度的電納（則單位長(zhǎng)度的電納（S/km）為）為： 6111jp7.56210lgbCfCDr1Bb l2920

18、22-7-2分裂導(dǎo)線線路的電容、電納分裂導(dǎo)線線路的電容、電納617.5810 (S/km)lgjpDbDr610.024110 lgjpDCDr和一般三相架空線路的差別是：導(dǎo)線半徑和一般三相架空線路的差別是：導(dǎo)線半徑增加，電納增加，電納增加。增加。302022-7-24 電導(dǎo)（電導(dǎo)（G）：）： 電導(dǎo)參數(shù)是反映沿線路絕緣子表面的電導(dǎo)參數(shù)是反映沿線路絕緣子表面的泄漏電流泄漏電流和導(dǎo)線周?chē)諝夂蛯?dǎo)線周?chē)諝怆婋x產(chǎn)生的電離產(chǎn)生的電暈現(xiàn)象電暈現(xiàn)象而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的有功功率損耗有功功率損耗 。（。（主要由電暈損耗主要由電暈損耗決定決定）電暈現(xiàn)象：電暈現(xiàn)象：強(qiáng)電場(chǎng)作用下導(dǎo)線周?chē)諝獾碾婋x現(xiàn)象。在架空線路強(qiáng)電場(chǎng)

19、作用下導(dǎo)線周?chē)諝獾碾婋x現(xiàn)象。在架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線周?chē)目諝獗浑婋x而產(chǎn)生度時(shí)，導(dǎo)線周?chē)目諝獗浑婋x而產(chǎn)生局部放電局部放電的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 312022-7-2 當(dāng)線路電壓高于當(dāng)線路電壓高于電暈臨界電壓電暈臨界電壓時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗，與電暈相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線單時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗，與電暈相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電導(dǎo)（位長(zhǎng)度的等值電導(dǎo)（S/km）近似為：）近似為： 32110UPgglgG1因此，因此， 式中，式中， 為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（kW/k

20、m）。）。 gP注意：注意：通常由于線路絕緣良好，泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路通常由于線路絕緣良好，泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，除特高壓線路之除特高壓線路之外外，近似認(rèn)為，近似認(rèn)為G=0。 在設(shè)計(jì)架空線路時(shí)依據(jù)電暈臨界電壓規(guī)定了不需要驗(yàn)算電暈的在設(shè)計(jì)架空線路時(shí)依據(jù)電暈臨界電壓規(guī)定了不需要驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線導(dǎo)線最小外徑：最小外徑：110kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于9.6mm；220kV導(dǎo)線外徑不應(yīng)導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于小于21.3mm；60kV及以下的導(dǎo)線不必驗(yàn)算電暈臨界電壓；及以下的導(dǎo)線不

21、必驗(yàn)算電暈臨界電壓；220kV以上的超高壓輸電線，采用以上的超高壓輸電線，采用分裂導(dǎo)線分裂導(dǎo)線或或擴(kuò)徑導(dǎo)線擴(kuò)徑導(dǎo)線以增大每相導(dǎo)線的以增大每相導(dǎo)線的等值半徑等值半徑，提高，提高電暈臨界電壓。電暈臨界電壓。322022-7-2例：已知某例：已知某110kV110kV架空輸電線路全長(zhǎng)架空輸電線路全長(zhǎng)100km100km，導(dǎo)線型號(hào)為，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-LGJ-185185，試畫(huà)出其，試畫(huà)出其型等效電路。型等效電路。解：查得：解：查得：kmSbkmxkmr/1058. 2,/4 . 0,/17. 06111SlbBlxXlrR461111058. 21001058. 2401004 . 01710017

22、. 0因此，其等效電路為：因此，其等效電路為：332022-7-2二二. . 變壓器的參數(shù)變壓器的參數(shù)342022-7-2n變壓器有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器、分裂變壓變壓器有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器、分裂變壓器等。器等。變壓器的參數(shù)包括電阻、電導(dǎo)、電抗和電納變壓器的參數(shù)包括電阻、電導(dǎo)、電抗和電納，這些參數(shù)要，這些參數(shù)要根據(jù)變壓器銘牌上廠家提供的根據(jù)變壓器銘牌上廠家提供的短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)和空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)求短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)和空載試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)求取取。變壓器一般都是三相的，在正常運(yùn)行的情況下，由于三相變。變壓器一般都是三相的，在正常運(yùn)行的情況下，由于三相變壓器是壓器是均衡對(duì)稱(chēng)均衡對(duì)稱(chēng)

23、的電路，的電路，因此等值電路可以只用一相代表因此等值電路可以只用一相代表。下面。下面以電機(jī)學(xué)為基礎(chǔ)，討論變壓器的參數(shù)和等值電路。以電機(jī)學(xué)為基礎(chǔ)，討論變壓器的參數(shù)和等值電路。352022-7-2短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)：把電壓加在變壓器的高壓側(cè)，將低壓側(cè)直接短路。：把電壓加在變壓器的高壓側(cè)，將低壓側(cè)直接短路。接線圖接線圖kUkIWAVkpAxXaTA注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)（1）接通電源前）接通電源前TA調(diào)零（調(diào)零（2）升壓過(guò)程緩慢單方向進(jìn)行）升壓過(guò)程緩慢單方向進(jìn)行 （3）電壓加至短路電流為高壓側(cè)額定電流電壓加至短路電流為高壓側(cè)額定電流，讀數(shù)準(zhǔn)確迅，讀數(shù)準(zhǔn)確迅速速高壓側(cè)額定電流NkII1變壓器短路損耗kp變壓器

24、短路電壓 kU362022-7-2空載試驗(yàn)：把電壓加在變壓器的低壓側(cè)，將高壓側(cè)開(kāi)路。空載試驗(yàn)：把電壓加在變壓器的低壓側(cè)，將高壓側(cè)開(kāi)路。接線圖接線圖1U0IWAV0pAxXaTA注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)（1）接通電源前）接通電源前TA調(diào)零（調(diào)零（2）升壓過(guò)程緩慢單方向進(jìn)行）升壓過(guò)程緩慢單方向進(jìn)行 （3）電壓加至低壓側(cè)額定電壓電壓加至低壓側(cè)額定電壓，讀數(shù)準(zhǔn)確，讀數(shù)準(zhǔn)確低壓側(cè)額定電壓NUU21變壓器空載損耗0p變壓器空載電流 0I372022-7-2n變壓器的電阻是用來(lái)表示繞組中的銅耗的。變壓器做變壓器的電阻是用來(lái)表示繞組中的銅耗的。變壓器做短路試驗(yàn)短路試驗(yàn)時(shí)，時(shí)，通常將低壓側(cè)繞組短接，在高壓側(cè)繞組施加電壓

25、，使短路電流達(dá)通常將低壓側(cè)繞組短接，在高壓側(cè)繞組施加電壓，使短路電流達(dá)到額定值，此時(shí)變壓器的有功損耗即為短路損耗到額定值，此時(shí)變壓器的有功損耗即為短路損耗PKPK，外施電壓即，外施電壓即為短路電壓為短路電壓UKUK，通常用百分值，通常用百分值UK%UK%表示。由于此時(shí)外加電壓較小，表示。由于此時(shí)外加電壓較小，相應(yīng)鐵耗亦小，故認(rèn)為短路損耗相應(yīng)鐵耗亦小，故認(rèn)為短路損耗PKPK即等于變壓器通過(guò)額定電流時(shí)即等于變壓器通過(guò)額定電流時(shí)一、二次側(cè)繞組電阻總損耗（亦稱(chēng)銅耗），即一、二次側(cè)繞組電阻總損耗（亦稱(chēng)銅耗），即 1 1）電阻電阻: :是用來(lái)表示是用來(lái)表示繞組中的銅耗繞組中的銅耗TGTjBTRTjXkpT

26、NRI23=382022-7-223NkTIPRNNNUSI 3)( 22NNkTSUPR注意單位注意單位:式中各量均采用國(guó)際單位：式中各量均采用國(guó)際單位：RT為為、PK為為W、UN為為V、SN為為VA。也可采用慣用的實(shí)用單位：。也可采用慣用的實(shí)用單位：RT為為、PK為為MW、UN為為kV、SN為為MVA。392022-7-2n電抗可由短路電壓百分值電抗可由短路電壓百分值UK%UK%來(lái)求得。來(lái)求得。n變壓器銘牌上給出的短路電壓變壓器銘牌上給出的短路電壓UK%UK%，是指變壓器短路試驗(yàn)時(shí)，是指變壓器短路試驗(yàn)時(shí)通過(guò)的額定電流在變壓器阻抗上產(chǎn)生的電壓降的百分?jǐn)?shù)，通過(guò)的額定電流在變壓器阻抗上產(chǎn)生的電壓

27、降的百分?jǐn)?shù)，即即2 2）電抗）電抗 TGTjBTRTjX1003NTNkUZI%UNNkSUU2100%402022-7-2)( 100%2NNkTSUUX對(duì)大容量的變壓器，有對(duì)大容量的變壓器，有X XT TRRT T，可以近似地認(rèn)為，可以近似地認(rèn)為ZTXTZTXT，故，故412022-7-23）電納：）電納：是用來(lái)表示變壓器勵(lì)磁功率的參數(shù)是用來(lái)表示變壓器勵(lì)磁功率的參數(shù)變壓器空載試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得空載電流百分?jǐn)?shù)變壓器空載試驗(yàn)時(shí)，測(cè)得空載電流百分?jǐn)?shù)I0%，它包含有功分，它包含有功分量和無(wú)功分量，但有功分量數(shù)值很小，所以無(wú)功分量幾乎和空量和無(wú)功分量，但有功分量數(shù)值很小，所以無(wú)功分量幾乎和空載電流相等。載

28、電流相等。20100%NNTUSIB (S)%0I1000NII0ITNBU3由由及及得得NNTUIIB3100%0422022-7-2n值得注意的是：在應(yīng)用上面的公式計(jì)算變值得注意的是：在應(yīng)用上面的公式計(jì)算變壓器參數(shù)時(shí)，用變壓器哪一側(cè)繞組的額定壓器參數(shù)時(shí)，用變壓器哪一側(cè)繞組的額定電壓，即相當(dāng)于把變壓器的參數(shù)歸算到了電壓，即相當(dāng)于把變壓器的參數(shù)歸算到了哪一側(cè)。哪一側(cè)。432022-7-2mRmX1r2r1x2xmRmX1r2r1x2xTGTjBTRTjXmmTTjXRjBG1變壓器等值電路RT,XT-繞組電阻繞組電阻,電抗電抗GT,BT-激磁電導(dǎo)激磁電導(dǎo),電納電納注意注意:BT符號(hào)為負(fù)符號(hào)為負(fù)

29、重點(diǎn)掌握重點(diǎn)掌握442022-7-2雙繞組變壓器一般采用雙繞組變壓器一般采用形等效電路。形等效電路。雙繞組變壓器雙繞組變壓器這四個(gè)參數(shù)，可以通過(guò)短路損耗這四個(gè)參數(shù)，可以通過(guò)短路損耗P Pk k、空載損耗、空載損耗P P0 0 、短路電壓百分?jǐn)?shù)、短路電壓百分?jǐn)?shù)U Uk k% %、空載電流百分?jǐn)?shù)空載電流百分?jǐn)?shù)I I0 0% %進(jìn)行計(jì)算。進(jìn)行計(jì)算。452022-7-2雙繞組變壓器等值電路如圖所示雙繞組變壓器等值電路如圖所示11mmmmmmYGjBZRjX T 形等效電路形等效電路 形等效電路形等效電路 雙繞組變壓器（三相雙繞組變壓器（三相每相計(jì)算）每相計(jì)算）勵(lì)磁支路勵(lì)磁支路折算后的一二次繞組折算后的

30、一二次繞組462022-7-2雙繞組變壓器采用雙繞組變壓器采用型等效電路，如圖所示。型等效電路，如圖所示。35kV及以下及以下的變壓器，的變壓器，勵(lì)磁勵(lì)磁支路支路可忽略不計(jì)，可用簡(jiǎn)化等效電路?？珊雎圆挥?jì)，可用簡(jiǎn)化等效電路。圖圖 雙繞組變壓器的等效電路雙繞組變壓器的等效電路a）型等效電路型等效電路 b）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路 c）簡(jiǎn)化等效電路）簡(jiǎn)化等效電路注意：注意：變壓器等值電路中的電納的符號(hào)與線路等值電路中電納的符號(hào)相反，變壓器等值電路中的電納的符號(hào)與線路等值電路中電納的符號(hào)相反，前者為負(fù)，后者為正；因?yàn)榍罢邽楦行?，后者為容性。前者為?fù)，后者為正；因?yàn)榍罢?/p>

31、為感性，后者為容性。47/97二、等效電路二、等效電路變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的“T”T”形等效電路形等效電路48/97 u2e2e1e1 u1i0i2=0 1 原邊原邊繞組繞組副邊副邊繞組繞組 變壓器的空載運(yùn)行變壓器的空載運(yùn)行空載時(shí)，原繞組接到電源電壓空載時(shí)，原繞組接到電源電壓u u1 1后將流過(guò)空載電流后將流過(guò)空載電流i i0 0，電流產(chǎn)，電流產(chǎn)生相應(yīng)的空載磁勢(shì)生相應(yīng)的空載磁勢(shì)F F0 0= =i i0 0W W1 1，在，在F F0 0的作用下鐵心內(nèi)將建立磁通。的作用下鐵心內(nèi)將建立磁通。 49/97 三相變壓器的空載實(shí)驗(yàn)和短路試驗(yàn)的接線圖三相變壓器的空載實(shí)驗(yàn)和短路試驗(yàn)的接線圖

32、W1W2U1NVWAAA三相變壓器的空載實(shí)驗(yàn)三相變壓器的空載實(shí)驗(yàn)WW1W2USVWAAA三相變壓器的短路實(shí)驗(yàn)三相變壓器的短路實(shí)驗(yàn)WI1N50/97第第3 3節(jié)節(jié) 開(kāi)式電力網(wǎng)功率分布和電壓計(jì)算開(kāi)式電力網(wǎng)功率分布和電壓計(jì)算開(kāi)式電力網(wǎng)：開(kāi)式電力網(wǎng)：負(fù)荷只能從一個(gè)方向獲得電能的電力網(wǎng)。開(kāi)式電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)負(fù)荷只能從一個(gè)方向獲得電能的電力網(wǎng)。開(kāi)式電力網(wǎng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可分成無(wú)變壓器的單，可分成無(wú)變壓器的同一電壓等級(jí)同一電壓等級(jí)開(kāi)式電力網(wǎng)和有變壓器的開(kāi)式電力網(wǎng)和有變壓器的多級(jí)電壓的多級(jí)電壓的開(kāi)式電力網(wǎng)。開(kāi)式電力網(wǎng)。討論討論同一電壓等級(jí)開(kāi)式電力網(wǎng)的潮流計(jì)算同一電壓等級(jí)開(kāi)式電力網(wǎng)的潮流計(jì)算。即電力網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)電壓和線段功。

33、即電力網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)電壓和線段功率。率。UAbcd123 S L D b SL D cS L D dA同級(jí)電壓的開(kāi)式電力網(wǎng)同級(jí)電壓的開(kāi)式電力網(wǎng)51/97一、負(fù)荷的表示方法一、負(fù)荷的表示方法三相復(fù)功率的表達(dá)方法：三相復(fù)功率的表達(dá)方法：IUS3或或IUS3E三三相相負(fù)負(fù)荷荷PUPIa相b相c相負(fù)荷功率負(fù)荷功率：用：用復(fù)功率復(fù)功率或電流表示或電流表示52/970PUPIP*I容性負(fù)荷容性負(fù)荷感性負(fù)荷感性負(fù)荷 負(fù)荷功率的計(jì)算方法負(fù)荷功率的計(jì)算方法0PUPIP*I 相相量圖量圖PPPIUS53/972 2、線路的功率損耗、線路的功率損耗供電線路的有功功率損耗、無(wú)功功率損耗可安下式計(jì)算：供電線路的有功功率損耗、

34、無(wú)功功率損耗可安下式計(jì)算：1U1BQj2Bj1, 1ISjXR2, 2IS2U2Bj2BQj線路線路54/973 3、變壓器的功率損耗、變壓器的功率損耗變壓器的功率損耗，包括有功功率損耗變壓器的功率損耗，包括有功功率損耗PTPT和無(wú)功功率損耗和無(wú)功功率損耗QTQT。有功損耗又分為空載損耗和負(fù)載損耗兩部分。有功損耗又分為空載損耗和負(fù)載損耗兩部分?？蛰d損耗又稱(chēng)鐵損，它是變空載損耗又稱(chēng)鐵損，它是變壓器主磁通在鐵芯中產(chǎn)生的有功功率損耗，因?yàn)橹鞔磐ㄖ慌c外加電壓和頻壓器主磁通在鐵芯中產(chǎn)生的有功功率損耗，因?yàn)橹鞔磐ㄖ慌c外加電壓和頻率有關(guān)，當(dāng)外加電壓率有關(guān)，當(dāng)外加電壓U U和頻率和頻率f f為恒定時(shí)，鐵損也為

35、常數(shù)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)。為恒定時(shí)，鐵損也為常數(shù)，與負(fù)荷大小無(wú)關(guān)。負(fù)載損耗又稱(chēng)銅損，它是變壓器負(fù)荷電流在一次、二次繞組的電阻中產(chǎn)生負(fù)載損耗又稱(chēng)銅損，它是變壓器負(fù)荷電流在一次、二次繞組的電阻中產(chǎn)生的有功功率損耗，其值與負(fù)載電流平方成正比。同樣無(wú)功功率損耗也由兩的有功功率損耗，其值與負(fù)載電流平方成正比。同樣無(wú)功功率損耗也由兩部分組成，一部分是變壓器空載時(shí)，由產(chǎn)生主磁通的勵(lì)磁電流所造成的無(wú)部分組成，一部分是變壓器空載時(shí)，由產(chǎn)生主磁通的勵(lì)磁電流所造成的無(wú)功功率損耗，另一部分是由變壓器負(fù)載電流在一、二次繞組電抗上產(chǎn)生的功功率損耗，另一部分是由變壓器負(fù)載電流在一、二次繞組電抗上產(chǎn)生的無(wú)功功率損耗。無(wú)功功率損耗

36、。55/97UTjBTGIS,RT+jXT變壓器變壓器變壓器的功率損耗，包括有功功率變壓器的功率損耗，包括有功功率損耗損耗PTPT和無(wú)功功率損耗和無(wú)功功率損耗QTQT。56/974 4、電壓降落、電壓降落網(wǎng)絡(luò)元件的電壓降落 元件首末端兩點(diǎn)電壓的向量差。1U1S1IRjX2S2I2ULDS1221)()(IjXRIjXRUU57/97 若以若以 參考向量，已知參考向量，已知 , , 就是就是電壓降向量電壓降向量 把之分解為與把之分解為與 平行和垂直的兩個(gè)向量平行和垂直的兩個(gè)向量 和和22cos,I2U)(2jXRI2UADBD2222222222sincossincosRIXIUBDXIRIUA

37、DAB58/9722221)(UUBDADIjXRUU 式中式中 和和 分別稱(chēng)為電壓降落的分別稱(chēng)為電壓降落的縱分量縱分量和和橫橫分量。分量。 電力網(wǎng)習(xí)慣用功率運(yùn)算電力網(wǎng)習(xí)慣用功率運(yùn)算2U2U22222222222sincosIjUIUjQPIUS22222222URQXPUUXQRPU2222222222sincossincosRIXIUXIRIU59/97因此因此, , 由末端電壓和功率可求得首端電壓由末端電壓和功率可求得首端電壓122222222221UURQXPjUXQRPUUUUU222221)()(UUUU2221 -UUUtg60/97電壓損耗和電壓偏移 電壓損耗電壓損耗: :兩點(diǎn)

38、間電壓模值之差兩點(diǎn)間電壓模值之差 或表示為百分值或表示為百分值: : 電壓偏移電壓偏移: :線路始末端電壓與線路額定電壓之差線路始末端電壓與線路額定電壓之差OADBG1U2U2U221UAGUUU%100(%)NNUUU電壓偏移%100%21NUUUU61/97 電壓損耗 電壓損耗指電力網(wǎng)兩點(diǎn)電壓的代數(shù)差 電壓損耗示意圖12UUUAD一條線路的電壓損耗百分?jǐn)?shù)在線路通過(guò)最大負(fù)荷時(shí)一般不應(yīng)超過(guò)10%。 電壓偏移 電壓偏移指電力網(wǎng)中某點(diǎn)的實(shí)際電壓同網(wǎng)絡(luò)該處的額定電壓之差，可用偏差表示，也可用額定電壓的百分比表示電壓偏移直接反映供電電壓的質(zhì)量100NNUUU電壓偏移（）62/975 5、線路中潮流的方

39、向、線路中潮流的方向 VPXVVQXV VQRPXVVQXPRV 對(duì)于高壓電力網(wǎng)而言，一般情況下的電抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大雨電阻值，為了簡(jiǎn)對(duì)于高壓電力網(wǎng)而言，一般情況下的電抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)大雨電阻值，為了簡(jiǎn)化分析，可用一下公式計(jì)算線路的電壓變化：化分析，可用一下公式計(jì)算線路的電壓變化：22P XjVOADBG1V2V2VdV63/972122122222122212P XV VsinPsinV VXVQ XV V cosVcosQV VX 222222Q XVVP XVV VQRPXVVQXPRV 高壓輸電線路的特性 XR,可令R0,則：22Q XV22P XjVOADBG1V2V2VdV電力網(wǎng)絡(luò)中功率的方向用無(wú)功功率和有功功率表示用無(wú)功功率和有功功率表示電壓的變化，則有式（電壓的變化，則有式（3-3-3535）64/97從以上分析可以看出，線路中的感性功率