電力系統(tǒng)基礎(第二章)--71-華北電

1、North China Electric Power University電力工程系電力工程系Department of Electrical Engineering任 建 文電力系統(tǒng)分析基礎電力系統(tǒng)分析基礎Power System Analysis Basis （二）（二）第二章 電力網(wǎng)參數(shù)及等值電路本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：2. 2. 線路的結(jié)構線路的結(jié)構 3. 3. 線路的參數(shù)線路的參數(shù) 4. 4. 變壓器的參數(shù)變壓器的參數(shù)架空線由什么組成架空線由什么組成為什么要用擴徑導線和分裂導線為什么要用擴徑導線和分裂導線桿塔的形式桿塔的形式絕緣子的作用絕緣子的作用-單位長度查手冊單位長度查手冊短

2、路、空載實驗求短路、空載實驗求RT，XT，GT，BT如何求兩繞組：如何求兩繞組：RT，XT，GT，BT如何求三繞組：如何求三繞組：RT，XT，GT，BT 6. 6. 電力系統(tǒng)的等值電路電力系統(tǒng)的等值電路有名值有名值標幺值標幺值變壓器的等值歸算問題變壓器的等值歸算問題1. 1. 輸電方式輸電方式交流、直流、特交流、直流、特高壓、靈活交流高壓、靈活交流 5. 5. 發(fā)電機、電抗器、負荷的參數(shù)發(fā)電機、電抗器、負荷的參數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 輸電方式輸電方式經(jīng)濟方便、電壓可變化經(jīng)濟方便、電壓可變化超過超過100km時會發(fā)生穩(wěn)定問題時會發(fā)生穩(wěn)定問題1、以交流為主、以交流為主國內(nèi)最高國內(nèi)最高1000kv，加拿大，

3、加拿大735kv-1200km塔高：塔高：500kv-80m; 220kv-60m; 110kv-45mAC System AC System 一、現(xiàn)有的輸電技術一、現(xiàn)有的輸電技術第一節(jié)第一節(jié) 輸電方式輸電方式不會出現(xiàn)穩(wěn)定問題，適合長距離輸不會出現(xiàn)穩(wěn)定問題，適合長距離輸300400km2、直流輸電、直流輸電塔高：塔高：+250kv-35m需交需交-直流變換裝置，成本高直流變換裝置，成本高事故時電流小事故時電流小線路高度低，占地面積小線路高度低，占地面積小待研究待研究直流多端供電技術直流多端供電技術HVDCHVDC與與HVACHVAC的比較的比較當輸送相同功率時，直流線路造價低，架空線當輸送相同

4、功率時，直流線路造價低，架空線路桿塔結(jié)構較簡單，線路走廊窄，同絕緣水平的路桿塔結(jié)構較簡單，線路走廊窄，同絕緣水平的電纜可以運行于較高的電壓；電纜可以運行于較高的電壓； 直流輸電的功率和能量損耗??；直流輸電的功率和能量損耗??； 對通信干擾??；對通信干擾小； 線路穩(wěn)態(tài)運行時沒有電容電流，沒有電抗壓降線路穩(wěn)態(tài)運行時沒有電容電流，沒有電抗壓降, ,沿線電壓分布較平穩(wěn)沿線電壓分布較平穩(wěn), ,線路本身無需無功補償；線路本身無需無功補償； 直流輸電線聯(lián)系的兩端交流系統(tǒng)不需要同步運直流輸電線聯(lián)系的兩端交流系統(tǒng)不需要同步運行，因此可用以實現(xiàn)不同頻率或相同頻率交流系行，因此可用以實現(xiàn)不同頻率或相同頻率交流系統(tǒng)之間

5、的非同步聯(lián)系；統(tǒng)之間的非同步聯(lián)系； HVDCHVDC與與HVACHVAC的比較的比較( (續(xù)）續(xù)）直流輸電線本身不存在交流輸電固有的穩(wěn)定問直流輸電線本身不存在交流輸電固有的穩(wěn)定問題，輸送距離和功率也不受電力系統(tǒng)同步運行穩(wěn)題，輸送距離和功率也不受電力系統(tǒng)同步運行穩(wěn)定性的限制；定性的限制； 由直流輸電線互相聯(lián)系的交流系統(tǒng)各自的短路由直流輸電線互相聯(lián)系的交流系統(tǒng)各自的短路容量不會因互聯(lián)而顯著增大；容量不會因互聯(lián)而顯著增大； 直流輸電線的功率和電流的調(diào)節(jié)控制比較容易直流輸電線的功率和電流的調(diào)節(jié)控制比較容易并且迅速，可以實現(xiàn)各種調(diào)節(jié)、控制。如果交、并且迅速，可以實現(xiàn)各種調(diào)節(jié)、控制。如果交、直流并列運行，

6、有助于提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性和直流并列運行，有助于提高交流系統(tǒng)的穩(wěn)定性和改善整個系統(tǒng)的運行特性。改善整個系統(tǒng)的運行特性。 HVDCHVDC與與HVACHVAC的比較的比較( (續(xù)）續(xù)）交直流輸電的等價距離交直流輸電的等價距離HVDCHVDC與與HVACHVAC的比較的比較( (續(xù)）續(xù)） 由于由于HVDCHVDC的線路造價較低，而變電站設備較的線路造價較低，而變電站設備較HVACHVAC昂貴，在某一輸電距離下，交、直流兩種輸昂貴，在某一輸電距離下，交、直流兩種輸電方式的造價費用相等，這一距離成為等價距離。電方式的造價費用相等，這一距離成為等價距離。 概括的說，從經(jīng)濟性考慮，當輸電距離超過概括的說，

7、從經(jīng)濟性考慮，當輸電距離超過等價距離時，采用直流有利；輸電距離小于等價等價距離時，采用直流有利；輸電距離小于等價距離時，采用交流有利。距離時，采用交流有利。 根據(jù)國外經(jīng)驗，架空線路的等價距離大約為根據(jù)國外經(jīng)驗，架空線路的等價距離大約為500800km500800km。電纜線路的等價距離大約為。電纜線路的等價距離大約為3050km3050km。第一節(jié)第一節(jié) 輸電方式輸電方式3、靈活交流輸電、靈活交流輸電FACTS - FACTS - Flexible AC Transmission SystemsFlexible AC Transmission SystemsFACTS:FACTS:指裝有電力電

8、子型或其他靜止型控制器以指裝有電力電子型或其他靜止型控制器以實實現(xiàn)對電力系統(tǒng)電壓、參數(shù)現(xiàn)對電力系統(tǒng)電壓、參數(shù)( (如線路阻抗如線路阻抗) )、相位角、相位角、功率潮流的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線功率潮流的連續(xù)調(diào)節(jié)控制，從而大幅度提高輸電線路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損路輸送能力和提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定水平，降低輸電損耗。耗。FACTSFACTS裝置：指裝置：指FACTSFACTS家族中具體的成員，指用于提家族中具體的成員，指用于提供一個或多個控制交流輸電系統(tǒng)參數(shù)的電力電子系供一個或多個控制交流輸電系統(tǒng)參數(shù)的電力電子系統(tǒng)或其他靜止設備統(tǒng)或其他靜止設備提高交流輸電傳輸功率的方法（提

9、高交流輸電傳輸功率的方法（FACTSFACTS）第一節(jié)第一節(jié) 輸電方式輸電方式不易發(fā)生與雷擊和雪害等自然災害有關故障不易發(fā)生與雷擊和雪害等自然災害有關故障成本高成本高5、地下輸電、地下輸電出故障難找出故障難找散熱差、允許電流受限制散熱差、允許電流受限制10001500kv(交流交流)；+600kv以上以上(直流直流)1000萬萬KW4、UHV交流輸電交流輸電須解決：電暈噪音、線間絕緣強度、輸須解決：電暈噪音、線間絕緣強度、輸 電線用避雷器、絕緣子耐污電線用避雷器、絕緣子耐污塔高：塔高：80m-144m用用500kv需雙回線需雙回線7回回用用1000kv需雙回線需雙回線1回回Ultra High

10、 Voltage第一節(jié)第一節(jié) 輸電方式輸電方式二、新型輸電技術二、新型輸電技術1、新型直流輸電、新型直流輸電l電容換相直流輸電電容換相直流輸電換相變二次側(cè)串電容換相變二次側(cè)串電容無需大容量無功補償裝置無需大容量無功補償裝置取代常規(guī)高壓直流輸電取代常規(guī)高壓直流輸電l多端直流輸電多端直流輸電多電源供電，多落點受點多電源供電，多落點受點孤立交流系統(tǒng)之間直流互連孤立交流系統(tǒng)之間直流互連基于電壓源換流器實現(xiàn)基于電壓源換流器實現(xiàn)第一節(jié)第一節(jié) 輸電方式輸電方式2、半波交流輸電、半波交流輸電半波長（半波長（3000km）超遠距離輸電）超遠距離輸電過電壓水平不高過電壓水平不高空載與負載時電壓變化不大，不需無功補

11、償空載與負載時電壓變化不大，不需無功補償半波長特定超遠距離輸電時，經(jīng)濟性優(yōu)于直流輸電半波長特定超遠距離輸電時，經(jīng)濟性優(yōu)于直流輸電實現(xiàn)點對點的交流輸電實現(xiàn)點對點的交流輸電問題：線路中部電壓變化大，超長距離保護等問題：線路中部電壓變化大，超長距離保護等第一節(jié)第一節(jié) 輸電方式輸電方式3、分頻輸電、分頻輸電傳輸功率與阻抗成反比，降頻可提高輸送功率極限傳輸功率與阻抗成反比，降頻可提高輸送功率極限適應于水電與風電等再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)適應于水電與風電等再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)通過倍頻變壓器向工頻電力系統(tǒng)供電通過倍頻變壓器向工頻電力系統(tǒng)供電問題：諧波電流問題：諧波電流4、多相交流輸電、多相交流輸電降低了先電壓和

12、相電壓比值降低了先電壓和相電壓比值正序電抗下降，輸送功率提高正序電抗下降，輸送功率提高四相輸電與六相輸電有研究意義四相輸電與六相輸電有研究意義問題：網(wǎng)架復雜，短路類型多，繼保難以實現(xiàn)問題：網(wǎng)架復雜，短路類型多，繼保難以實現(xiàn)第一節(jié)第一節(jié) 輸電方式輸電方式5、無線輸電、無線輸電l微波輸電微波輸電介于無線與紅外線之間的電磁波介于無線與紅外線之間的電磁波發(fā)射（工頻變微波）接收（微波變工頻）發(fā)射（工頻變微波）接收（微波變工頻）過去傳信息，現(xiàn)在傳能量過去傳信息，現(xiàn)在傳能量l激光輸電激光輸電激光是頻率極高的高強度光束激光是頻率極高的高強度光束激光能量到電能的轉(zhuǎn)換可通過光電池完成激光能量到電能的轉(zhuǎn)換可通過光電

13、池完成主要問題：相互轉(zhuǎn)換過程中的電磁輻射主要問題：相互轉(zhuǎn)換過程中的電磁輻射第二節(jié) 電力線路的結(jié)構電力線路電力線路一一. .導線導線架空線：導線、避雷器、桿塔、絕緣子、金具架空線：導線、避雷器、桿塔、絕緣子、金具電纜線：導線、絕緣層、保護層電纜線：導線、絕緣層、保護層要求：導電好、機械強度大、抗腐蝕能力強要求：導電好、機械強度大、抗腐蝕能力強鋁鋁L常用，機械強度不夠，鋼芯鋁線常用，機械強度不夠，鋼芯鋁線材料材料鋼鋼G導電性差，做避雷線導電性差，做避雷線銅銅T最好，但貴最好，但貴鋁合金鋁合金HL第二節(jié) 電力線路的結(jié)構結(jié)構結(jié)構多股線絞合多股線絞合J排列：排列：1、6、12、18普通型：普通型：LGJ

14、 鋁鋁/鋼鋼 比比5.66.0加強型：加強型：LGJJ 鋁鋁/鋼鋼 比比4.34.4輕輕 型：型：LGJQ 鋁鋁/鋼鋼 比比8.08.1LGJ-400/50數(shù)字表示截面積數(shù)字表示截面積擴徑導線擴徑導線K擴大直徑，不增加截面積擴大直徑，不增加截面積LGJK- 300相當于相當于LGJQ-400和普通鋼芯相區(qū)別，支撐層和普通鋼芯相區(qū)別，支撐層6股股分裂導線分裂導線每相分成若干根，相互之間保持一每相分成若干根，相互之間保持一 定距離定距離400-500mm,防電暈，減小了電抗，電容增大防電暈，減小了電抗，電容增大第二節(jié) 電力線路的結(jié)構結(jié)構結(jié)構木塔木塔已不用已不用二二. .桿塔桿塔鋼筋混凝土塔鋼筋混凝

15、土塔單桿、單桿、型桿型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。獨根鋼管換位。獨根鋼管城市供電城市供電作用分作用分直線桿塔直線桿塔線路走向直線處，只承受導線自重線路走向直線處，只承受導線自重耐張桿塔耐張桿塔承受對導線的拉緊力承受對導線的拉緊力轉(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，塔高：跨越寬度大時，塔高：100200米米終端桿塔終端桿塔只承受一側(cè)的耐張力，導線首末端只承受一側(cè)的耐張力，導線首末端第二節(jié) 電力線路的結(jié)構新材料與超導技術新材料與超導技術1、復合材料

16、、復合材料-桿塔與合成芯導線桿塔與合成芯導線優(yōu)點：尺寸小、重量輕、強度高、絕緣與抗腐蝕性能好優(yōu)點：尺寸小、重量輕、強度高、絕緣與抗腐蝕性能好2、納米材料、納米材料優(yōu)點：利用憎水型防冰涂覆材料可以抵抗污染，防止覆冰優(yōu)點：利用憎水型防冰涂覆材料可以抵抗污染，防止覆冰3、高溫超導技術（相對與、高溫超導技術（相對與-268.95C較高的臨界溫度）較高的臨界溫度）l性價比性價比10倍于銅導線倍于銅導線l超導發(fā)電機、電纜、變壓器、故障電流限制器超導發(fā)電機、電纜、變壓器、故障電流限制器第二節(jié) 電力線路的結(jié)構第二節(jié) 電力線路的結(jié)構第二節(jié) 電力線路的結(jié)構第二節(jié) 電力線路的結(jié)構第二節(jié) 電力線路的結(jié)構第二節(jié) 電力線

17、路的結(jié)構ABC第二節(jié) 電力線路的結(jié)構第二節(jié) 電力線路的結(jié)構三三. .絕緣子和金具絕緣子和金具絕緣子絕緣子要求：足夠的電氣與機械強度、抗腐蝕要求：足夠的電氣與機械強度、抗腐蝕材料：瓷質(zhì)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：片樹：35KV，110KV，220KV，330KV，500KV 3 7 13 19 24金具金具作用：連接導線和絕緣子作用：連接導線和絕緣子線夾：懸重、耐張線夾：懸重、耐張導線接續(xù)：接續(xù)、聯(lián)結(jié)導線接續(xù)：接續(xù)、聯(lián)結(jié)保護金具：護線條、預絞線、防震錘、阻尼線保護金具：護線條、預絞線、防震錘、阻尼線絕緣

18、保護：懸重錘絕緣保護：懸重錘第三節(jié) 電力線路的參數(shù)與等值電路一一. .單位長度電力線路的參數(shù)單位長度電力線路的參數(shù)1 1、電阻、電阻r1=/ sS 截面積截面積 mm2單位：單位：mm2/km一般是查表一般是查表 rt=r20(1+(t-20)鋼線電阻：導磁鋼線電阻：導磁集膚、磁滯效應集膚、磁滯效應交流電阻交流電阻直流電阻，和電流有關直流電阻，和電流有關查手冊查手冊電阻率電阻率銅：銅：18.8 鋁鋁: 31.3與溫度有關與溫度有關第三節(jié) 電力線路的參數(shù)與等值電路2 2、電抗、電抗物理意義：導線通交流電，產(chǎn)生磁場物理意義：導線通交流電，產(chǎn)生磁場自感、互感自感、互感rlg1445.00157.0r

19、lg1445.0)5.0rlg6.4(f2DD10Dxmm4rm1 外電抗外電抗內(nèi)電抗內(nèi)電抗r779.0rDDDD3cabcabm 等等效效半半徑徑幾幾何何均均距距對數(shù)關系：導線截面和布置無顯著影響，一般對數(shù)關系：導線截面和布置無顯著影響，一般0.4 /km正三角布置正三角布置Dm=D；水平布置；水平布置Dm=1.26D分裂導線：改變磁場，增大了半徑，減少了電抗分裂導線：改變磁場，增大了半徑，減少了電抗nn2ii1eqeqm1drrDxrn0157.0lg1445.0 第三節(jié) 電力線路的參數(shù)與等值電路3 3、電納、電納物理意義：導線通交流電，產(chǎn)生電場物理意義：導線通交流電，產(chǎn)生電場容感容感km

20、/Srlg58.7fC2bkm/Frlg0241.0C10D10D6m116m1 對數(shù)關系：變化不大，一般對數(shù)關系：變化不大，一般 2.8510-6 S /km分裂導線：增大了等效半徑，電納增大，用分裂導線：增大了等效半徑，電納增大，用req替代替代r計算計算DmDm與與r r的意義與電抗表達式一致的意義與電抗表達式一致第三節(jié) 電力線路的參數(shù)與等值電路4 4、電導、電導物理意義物理意義絕緣子表面泄露絕緣子表面泄露很小，忽略很小，忽略實測損耗，計算電導，一般忽略實測損耗，計算電導，一般忽略110KV9.6mm110KV9.6mm空氣電離空氣電離電暈損耗，臨界電壓電暈損耗，臨界電壓Ucr，好天不產(chǎn)

21、生，壞天可有好天不產(chǎn)生，壞天可有規(guī)定最小直徑規(guī)定最小直徑220KV21.28mm220KV21.28mm330KV32.2mm 330KV32.2mm 分裂導線分裂導線km/S10UPg32g1 電纜參數(shù)計算復雜，查手冊電纜參數(shù)計算復雜，查手冊第三節(jié) 電力線路的參數(shù)與等值電路二、電力線路的等值電路二、電力線路的等值電路r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1一般線路的等值電路（正常運行時忽略一般線路的等值電路（正常運行時忽略g）1、短線路（一字型等值電路）、短線路（一字型等值電路）條件：條件：L100km的架空線的架空線,忽略忽略g，b線路電壓不高線路電

22、壓不高第三節(jié) 電力線路的參數(shù)與等值電路2、中等長度線路（、中等長度線路（型和型和T型等值電路）型等值電路）條件：條件：100-300km的架空線或的架空線或100km的電纜線，近似等值，的電纜線，近似等值，不能用星不能用星三角變換三角變換ZY/2Y/2Z/2Z/2Y3、長線路（分布參數(shù)、長線路（分布參數(shù)雙曲函數(shù)）雙曲函數(shù)）書上例題書上例題 P68第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路一、雙繞組變壓器一、雙繞組變壓器u1I1n1:n2I2u21、理想變壓器、理想變壓器I1n1=I2n2 I2=k I1 u1/n1=u2/n2 u2=

23、 u1/kk=n1/n2特征：無銅損、鐵損、漏抗、激磁電流特征：無銅損、鐵損、漏抗、激磁電流2、實際變壓器、實際變壓器RTjXT-jBTGT通過短路和開路試通過短路和開路試驗求驗求RT、XT、BT、 GT第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路3、短路試驗求、短路試驗求RT、XT條件：一側(cè)短路，另一側(cè)加電壓使短路繞組電流達到額定值條件：一側(cè)短路，另一側(cè)加電壓使短路繞組電流達到額定值短路損耗：短路損耗：RUSRU3SRIPT2N2NT2T2NkNN33 注意單位：注意單位：UN（V）、）、SN（VA）、）、Pk（W）)(SUPR2N2NkT )(S1000UPR2N2NkT 如如 UN（KV）、）、S

24、N（MVA）、）、Pk（KW）時）時第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路短路電壓百分比短路電壓百分比%1003%UZIuNTNk SU%uIU%uZN2NkNkNT1003100 SU%uIU%uXRXN2NkNkNTTT1003100 UN（KV）、）、SN（MVA）第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路4、開路試驗求、開路試驗求GT、BT條件：一側(cè)開路，另一側(cè)加額定電壓條件：一側(cè)開路，另一側(cè)加額定電壓空載損耗：空載損耗：)S(U1000PG2NT0 空載電流百分比空載電流百分比 I0%有功分量有功分量Ig無功分量無功分量Ib BUIITNb03 IIIIIIbN0N00100%I100% USI

25、B2NN0T100% 第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路二、三繞組變壓器二、三繞組變壓器-jBTRT1jXT1GTRT2jXT2RT3jXT3參數(shù)的求法與雙繞組相同參數(shù)的求法與雙繞組相同注注意意三繞組容量比不同三繞組容量比不同各繞組排列不同各繞組排列不同導納的求法與雙繞組相同導納的求法與雙繞組相同短路試驗求短路試驗求RT、XT條件：令一個繞組開路，一個繞組短路，而在余下的一個條件：令一個繞組開路，一個繞組短路，而在余下的一個繞組施加電壓，依此得的數(shù)據(jù)（兩兩短路試驗）繞組施加電壓，依此得的數(shù)據(jù)（兩兩短路試驗）第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路1、由短路損耗求、由短路損耗求RT對于第對于第類（類（

26、100/100/100）PPRIRIPPPRIRIPPPRIRIP3k2k3T2N2T2N)32(k3k1k3T2N1T2N)31(k2k1k2T2N1T2N)21(k333333 PPPPPPPPPPPP)21(k)32(k)31(k3k)31(k)32(k)21(k2k)32(k)31(k)21(k1k212121 S1000UPRS1000UPRS1000UPR2N2N3T2N2N2T2N2N1T3k2k1k 第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路對于第對于第類（類（100/50/100）第）第類（類（100/100/50）PI5 . 0IPPPI5 . 0IPP)32(k2)32(k)32

27、(k)21(k2)21(k)21(k44NNNN 試驗時小繞組不過負荷，存在歸算問題，歸算到試驗時小繞組不過負荷，存在歸算問題，歸算到SN對于（對于（100/50/100）對于（對于（100/100/50）PI5 . 0IPPPI5 . 0IPP)32(k2)32(k)32(k)31(k2)31(k)31(k44NNNN 代入可計算代入可計算第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路只給出一個最大短路損耗只給出一個最大短路損耗Pkmax時（兩個時（兩個100%繞組間短路）繞組間短路）%)100(2%)50(2000%)100(RRSUPRTT2N2NmaxkT 2、由短路電壓百分比求、由短路電壓百分比

28、求XT（制造商已歸算，直接用）（制造商已歸算，直接用） (%)(%)(%)21(%)(%)(%)(%)21(%)(%)(%)(%)21(%)UUUUUUUUUUUU)21(k)32(k)31(k3k)31(k)32(k)21(k2k)32(k)31(k)21(k1k S100U(%)UXS100U(%)UXS100U(%)UXN2N3TN2N2TN2N1T3k2k1k 排列不同，阻抗不同，中間繞組最小，甚至為負，一般取排列不同，阻抗不同，中間繞組最小，甚至為負，一般取0第四節(jié) 電力變壓器的參數(shù)與等值電路三、自耦變壓器三、自耦變壓器特點：電阻小、損耗小、運行經(jīng)濟、結(jié)構緊湊、電抗小、特點：電阻小、

29、損耗小、運行經(jīng)濟、結(jié)構緊湊、電抗小、輸送容量大、重量輕、便于運輸輸送容量大、重量輕、便于運輸接線：接線：Y Y0 0/Y/Y0 0/，第三繞組容量比額定容量小，第三繞組容量比額定容量小參參 數(shù)數(shù)舊標準舊標準損耗未歸算損耗未歸算電壓電壓%未歸算未歸算 SSPPSSPP3N3N2)32(k)32(k2)31(k)31(kSSUUSSUUNNkkkk3%3%)32()32()31()31(新標準新標準最大短路損耗最大短路損耗歸算的電壓歸算的電壓%例題：例題：P39 例例2-2補充：電力變壓器的運行補充：電力變壓器的運行1、正常過負荷能力、正常過負荷能力不縮短壽命為前提不縮短壽命為前提自然循環(huán)自然循環(huán)

30、30%，強迫循環(huán)，強迫循環(huán)20%2、事故過負荷能力、事故過負荷能力以犧牲變壓器壽命為代價以犧牲變壓器壽命為代價計算過負荷時犧牲的天數(shù)計算過負荷時犧牲的天數(shù)3、三繞組變壓器、三繞組變壓器容量：容量：100/100/100，100/100/50，100/50/100接線：接線：Y/Y/ ，穩(wěn)定繞組，改善波形，穩(wěn)定繞組，改善波形自耦：體積小、損耗小，自耦：體積小、損耗小，110KV以上用以上用結(jié)構：結(jié)構：升壓：鐵芯升壓：鐵芯中壓中壓低壓低壓高壓高壓降壓：鐵芯降壓：鐵芯低壓低壓中壓中壓高壓高壓4、并列運行、并列運行原副邊額定電壓相等，變比相等原副邊額定電壓相等，變比相等接線組別對應一致接線組別對應一致

31、額定短路電壓相等額定短路電壓相等第五節(jié) 發(fā)電機、電抗器、負荷的參數(shù)與等值電路一、發(fā)電機一、發(fā)電機電阻：小，忽略電阻：小，忽略電抗：電抗：SUI3UZZXXN2NNNNNGG%100% PUXSUXI3UXXNN2NGN2NGNNGGcos100%100%100% 等值電路等值電路jXGEG機端機端P+jQ機端機端PU機端機端補充：同步發(fā)電機的運行補充：同步發(fā)電機的運行唯一的注入功率元件唯一的注入功率元件調(diào)負荷調(diào)負荷原動機轉(zhuǎn)速（汽門、導水翼）原動機轉(zhuǎn)速（汽門、導水翼）調(diào)電壓調(diào)電壓勵磁勵磁1、同步發(fā)電機的允許運行范圍、同步發(fā)電機的允許運行范圍EqnXdINUNINUNEqnjINXdsindqXU

32、EP 補充：同步發(fā)電機的運行補充：同步發(fā)電機的運行受限條件受限條件定子繞組：定子繞組： IN為限為限S園弧園弧轉(zhuǎn)子繞組：轉(zhuǎn)子繞組： 勵磁電流為限勵磁電流為限F園弧園弧原動機出力：額定有功功率原動機出力：額定有功功率BC直線直線其它約束：其它約束： 靜穩(wěn)、進相導致漏磁引起溫升靜穩(wěn)、進相導致漏磁引起溫升T弧弧fedqniXE定子繞組不超過額定電流定子繞組不超過額定電流勵磁繞組不超過額定電流勵磁繞組不超過額定電流受原動機出力限制受原動機出力限制進相運行時受定子端部發(fā)熱進相運行時受定子端部發(fā)熱限制限制留穩(wěn)定儲備留穩(wěn)定儲備補充：同步發(fā)電機的運行補充：同步發(fā)電機的運行2、同步發(fā)電機的進相與調(diào)相運行、同步發(fā)

33、電機的進相與調(diào)相運行進相進相發(fā)有功，吸收無功發(fā)有功，吸收無功輸電線路長、電容大、輕載時電壓升高，需吸收無功輸電線路長、電容大、輕載時電壓升高，需吸收無功 時，發(fā)電機從遲相轉(zhuǎn)為進相，時，發(fā)電機從遲相轉(zhuǎn)為進相，If越小，越小， 越大越大靜穩(wěn)態(tài)儲備下降、端部嚴重發(fā)熱、影響出力靜穩(wěn)態(tài)儲備下降、端部嚴重發(fā)熱、影響出力cosUEIqf調(diào)相調(diào)相只發(fā)或吸收無功只發(fā)或吸收無功調(diào)壓需要調(diào)壓需要水輪機低水位水輪機低水位汽輪機處于檢修汽輪機處于檢修汽輪機的經(jīng)濟技術指標很低汽輪機的經(jīng)濟技術指標很低補充：同步發(fā)電機的運行補充：同步發(fā)電機的運行3、同步發(fā)電機的非正常運行、同步發(fā)電機的非正常運行a、過負荷運行、過負荷運行允許

34、短時運行允許短時運行和時間有關和時間有關和冷卻方式有關和冷卻方式有關b、異步運行、異步運行c、不對稱運行、不對稱運行失磁后，進入異步狀態(tài)，發(fā)異步有功，吸收無功失磁后，進入異步狀態(tài)，發(fā)異步有功，吸收無功汽輪機汽輪機滑差率小，允許運行滑差率小，允許運行1530分鐘分鐘水輪機水輪機滑差率大，不允許運行滑差率大，不允許運行定子中產(chǎn)生負序電流定子中產(chǎn)生負序電流轉(zhuǎn)子感應轉(zhuǎn)子感應2倍頻電流倍頻電流引起發(fā)熱和振動引起發(fā)熱和振動第五節(jié) 發(fā)電機、電抗器、負荷的參數(shù)與等值電路二、電抗器二、電抗器電阻：小，忽略電阻：小，忽略電抗：電抗：I3UZZXXNNNNRR%100% I3UXXNNRR100% jXR等值電路：

35、等值電路：高電壓等級可用于低電高電壓等級可用于低電壓等級，不用壓等級，不用SN第五節(jié) 發(fā)電機、電抗器、負荷的參數(shù)與等值電路三、負荷三、負荷以功率表示：以功率表示：SL=PL+jQL以阻抗和導納表示：以阻抗和導納表示：RTjXTIL。UL。-jBLGLUL。IL。XRUZUIUQPSLL2LL2LLLLLLjj *)j(jQPSUSSUSUXRLL2L2LL2L2LL2LLL QSUXPSURL2L2LLL2L2LL 第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路一、多電壓等級網(wǎng)絡中參數(shù)和變量的歸算（有名值）一、多電壓等級網(wǎng)絡中參數(shù)和變量的歸算（有名值）電力線、變壓器等值電路級聯(lián)成電力網(wǎng)等值電路電力線、變壓器等值電

36、路級聯(lián)成電力網(wǎng)等值電路注意：多級電壓網(wǎng)存在一個不同電壓級之間的歸算問題注意：多級電壓網(wǎng)存在一個不同電壓級之間的歸算問題變壓器的參數(shù)與變壓器的參數(shù)與UN有關，歸算到哪一側(cè)，值不同有關，歸算到哪一側(cè)，值不同變壓器的負載阻抗歸算到某一側(cè)時，和變比平方有關變壓器的負載阻抗歸算到某一側(cè)時，和變比平方有關要級聯(lián)等值電路，須將不同電壓級下的阻抗、導納、要級聯(lián)等值電路，須將不同電壓級下的阻抗、導納、電壓、電流歸算到同一級電壓、電流歸算到同一級基本級（取電網(wǎng)最高電壓）基本級（取電網(wǎng)最高電壓）)kn2k1k1( II)kn2k1k( UUYYZZ)kn2k1k1()kn2k1k(22 歸算歸算第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等

37、值電路K的取值的取值分子是向著基本級一側(cè)的電壓分子是向著基本級一側(cè)的電壓K的計算的計算分母是向著待歸算一側(cè)的電壓分母是向著待歸算一側(cè)的電壓手算手算實際變比實際變比計算機計算機先取線路額定電壓比值，然而再修正先取線路額定電壓比值，然而再修正T3500/121T4242/500T2110/38.5220KV500KV110KV35KV10KVT135/11第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路例題：電力網(wǎng)接線如圖所示，圖中各元件的技術數(shù)據(jù)見表例題：電力網(wǎng)接線如圖所示，圖中各元件的技術數(shù)據(jù)見表1、表表2，試作出歸算到，試作出歸算到110KV側(cè)和側(cè)和6KV側(cè)的電網(wǎng)等值電路側(cè)的電網(wǎng)等值電路T1T2 k210KV11

38、0KV6KVk1L1L2符號符號額定容量（額定容量（MVA） 額定電壓（額定電壓（KV）Uk%Pk(KW)I0%P0(KW)T131.510.5/12110.5190332T220110/6.610.51352.822符號符號導線型號導線型號長度（長度（KmKm）電壓電壓(KV)(KV)電阻電阻(/km)(/km) 電抗電抗(/km)(/km) 電納電納(S/km)(S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.1510-6L2LGJ-300560.1050.383表表1:表表2:第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路解解: : 變壓器的電阻、導納，線路的電導都略去不計變壓器的電阻、導納，線

39、路的電導都略去不計歸算到歸算到110KV110KV側(cè)側(cè)變壓器變壓器T T1 1的電抗：的電抗：)(8 .485 .311005 .10100%121SUUX2N2N1k1T 變壓器變壓器T T2 2的電抗：的電抗：)(5 .63201005 .10100%110SUUX2N2N2k2T 線路線路L L1 1的電阻、電抗和電納為：的電阻、電抗和電納為：)S(575.110015.3212121)(3810038.0)(1710017.01010bBxXR46111111111 第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路線路線路L L2 2的電阻、電抗為：的電阻、電抗為：)(8 .5315383.0)(8 .14

40、55105.06 .6110 xX6 .6110R22222222 j48.8 jxT1RL1jXL117j38J63.5jxT2RL2jXL2145.8j531.8jBL1/2j1.57510-4jBL1/2j1.57510-4第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路j0.1757jxT1RL1jXL10.0612j0.1368j0.228jxT2RL2jXL20.525j1.915jBL1/2jJ4.37610-2jBL1/2j4.37610-2歸算到歸算到6KV6KV側(cè)側(cè))(1757. 08 .481106 . 61106 . 6XX221T1T )(228. 05 .631106 . 61106 .

41、 6XX222T2T )S(376. 42121)(1368. 0)(0612. 0106 . 6110BB1106 . 6XX1106 . 6RR221L1L21L1L21L1L )(915.15383.0)(525.05105.0222L222LxXR 第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路二、標幺值（標么值）二、標幺值（標么值）1、定義：標幺值、定義：標幺值=有名值（歐、西、千伏、千安、兆伏安）有名值（歐、西、千伏、千安、兆伏安）基準值（與對應有名值的量剛相同）基準值（與對應有名值的量剛相同）標幺值標幺值沒有單位的相對值參數(shù)沒有單位的相對值參數(shù)三相與單相公式一致三相與單相公式一致結(jié)果清晰結(jié)果清晰易于

42、判斷結(jié)果對否易于判斷結(jié)果對否簡化計算簡化計算無量剛，概念不清無量剛，概念不清第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路2、基準值的選取、基準值的選取基準值的單位與對應有名值的單位相同基準值的單位與對應有名值的單位相同各種量的基準值之間應符合電路的基本關系各種量的基準值之間應符合電路的基本關系YZZIUIUSBBBBBBBB133 五個量中任選兩個，其余三個派生，一般取五個量中任選兩個，其余三個派生，一般取SB，UB， SB總功率或某發(fā)、變額定功率，總功率或某發(fā)、變額定功率， UB基本級電壓基本級電壓 幺幺值值相相同同三三相相功功率率和和單單相相功功率率標標相相同同線線電電壓壓和和相相電電壓壓標標幺幺值值IUS

43、ZIU* 第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路3、電力系統(tǒng)的標幺值等值電路的制定、電力系統(tǒng)的標幺值等值電路的制定多電壓等級系統(tǒng)仍存在歸算問題，有兩種求法多電壓等級系統(tǒng)仍存在歸算問題，有兩種求法歸算有名值歸算有名值 指定基本級，將其它級有名值歸算到基本級指定基本級，將其它級有名值歸算到基本級 指定一套基本級下的基準值指定一套基本級下的基準值 用標幺值定義求用標幺值定義求歸算基準值（就地歸算）歸算基準值（就地歸算） 將基準值歸算到各電壓級，形成相應基值將基準值歸算到各電壓級，形成相應基值 在基本級下指定一套基準值在基本級下指定一套基準值 各電壓級參數(shù)除以本級下的基值各電壓級參數(shù)除以本級下的基值給出元件的額定標幺值，須換算為統(tǒng)一基準值下的標幺值給出元件的額定標幺值，須換算為統(tǒng)一基準值下的標幺值SSUUXUSZXUSZXNjjN2N*2jjjj*2NNNN*XXXX 第六節(jié) 電力系統(tǒng)的等值電路三、端部條件完全等值的變壓器模型三、端部條件完全等值的變壓器模型目標：端部條件與實際電路中的值相等（不需歸算）目標：端部條件與實際電路中的值相等（不需歸算）的等值電路的等值電路1、雙繞組、雙繞組理想變壓器理想變壓器1:kI,1I2U1U2RTjXT-jBTGT1:kI,1I2U1U2I11212推導目的：等值電路中端部條件（推導目的：等值電路中端部條件（ ， ） （ ， ）不變）不變變壓器參數(shù)受變比影響變壓器