第二章電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算10310

1、第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算2.1 架空輸電(shdin)線路的參數(shù) 2.2 架空輸電線的等值電路 2.3 變壓器的等值電路和參數(shù) （掌握）2.4 標(biāo)幺制 （重點(diǎn)掌握）7/19/20221電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁引言(ynyn)電力系統(tǒng)元件各種一次設(shè)備、二次設(shè)備、各種控制元件元件參數(shù)線路（電阻、電抗、電納、電導(dǎo)）變壓器（變比）發(fā)電機(jī)（時(shí)間常數(shù)）電力系統(tǒng)分析計(jì)算的一般過程簡(jiǎn)化系統(tǒng)(xtng)等值電路數(shù)學(xué)模型求解7/19/20222電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁2-1 架空輸電(shdin)線

2、路的參數(shù)電力線路按結(jié)構(gòu)可分為架空線路和電纜(dinln)線路兩大類。架空線路導(dǎo)線架設(shè)在室外的桿塔上。電纜線路鋪設(shè)地下的電纜溝或管道中。7/19/20223電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁架空(jikng)線路組成(z chn)：導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具1、導(dǎo)線和避雷線：裸導(dǎo)線：散熱好，節(jié)省絕緣材料高壓輸電線路絕緣導(dǎo)線：利于人身安全低壓線路桿塔避雷線導(dǎo)線絕緣子7/19/20224電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁導(dǎo)線材料：鋁、銅、鋼鋁、鋁合金：大量使用銅：價(jià)格昂貴鋼：避雷線導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：?jiǎn)喂?、多?鋼芯鋁絞線（主要(zhy

3、o)型式） 分裂導(dǎo)線7/19/20225電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件(yunjin)的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁導(dǎo)線(doxin)型號(hào)T銅線(tn xin)；G鋼線；L鋁線；J多股絞線；HL鋁合金線LGJ120：鋼芯鋁絞線7/19/20226電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁避雷線又稱架空地線，架設(shè)在桿塔(gnt)頂部，一根或二根，用于防雷，110-220千伏線路一般沿全線架設(shè)。架空送電線著雷時(shí)，可能打在導(dǎo)線上，也可能打在桿塔(gnt)上。避雷線可以遮住導(dǎo)線，使雷盡量落在避雷線本身上，并通過桿塔上的金屬部分和埋設(shè)在地下的接地裝置，使雷電流流入大地。

4、避雷線一般使用鍍鋅鋼絞線架設(shè)，導(dǎo)線的截面越大，使用的避雷線截面也越大。7/19/20227電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁桿塔(gnt)木桿(m n)、鐵塔、鋼筋混凝土桿絕緣子瓷、玻璃、硅橡膠金具針式懸式棒式鋼化玻璃7/19/20228電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁4、金具連接導(dǎo)線(doxin)和絕緣子所使用的金屬部件接線(ji xin)端子7/19/20229電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁輸電線路的四個(gè)參數(shù)：電阻(dinz)：反映線路通過電流時(shí)產(chǎn)生有功功率損失效應(yīng) r電

5、感：反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng) L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)線附近空氣游離而產(chǎn)生有功功率損失 g電容：反映帶電導(dǎo)線周圍電場(chǎng)效應(yīng) C圖2-2 單位長(zhǎng)線路的一相等值電路7/19/202210電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算共一百三十四頁一、電阻(dinz)：導(dǎo)線電阻率 mm2/kmS：導(dǎo)線載流部分(b fen)的額定截面積 mm220時(shí)，單位長(zhǎng)度有色金屬導(dǎo)線的直流電阻： 銅：18.8mm2/km，鋁：31.5mm2km考慮：采用了非標(biāo)準(zhǔn)電阻率電阻率增大的原因？標(biāo)準(zhǔn)：銅：1.7.mm2/km，鋁：2.9.mm2/km7/19/202211電力系

6、統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁 電阻率增大(zn d)的原因：交流電存在集膚效應(yīng)，產(chǎn)生溫度升高，如同增加電阻值。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。實(shí)際制造(zhzo)的導(dǎo)線截面積S實(shí)際Ds 每相Dsb單導(dǎo)線Ds L分裂r，導(dǎo)線A的電位： 7/19/202229電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算共一百三十四頁2. 三相輸電(shdin)線路的等值電容計(jì)算空間任意(rny)點(diǎn)的電位時(shí)均須考慮三相架空導(dǎo)線和大地對(duì)電場(chǎng)的影響。用導(dǎo)體的鏡像代替大地對(duì)與地面平行的帶電導(dǎo)體電場(chǎng)的影響。三導(dǎo)線-大地系統(tǒng)六導(dǎo)線系統(tǒng)7/19/20

7、2230電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁等值電容(dinrng)公式三相(sn xin)輸電線等值電容 分裂導(dǎo)線的等值電容req：分裂導(dǎo)線的等值半徑（雙分、三分和四分裂） dr 分裂導(dǎo)線的req較大分裂導(dǎo)線的電容較大分裂導(dǎo)線電納比同等截面積單導(dǎo)線電納大7/19/202231電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁3三相輸電(shdin)線路的電納額定頻率(pnl)下，線路每單位長(zhǎng)度的一相等值電納：?jiǎn)螌?dǎo)線線路：b2.810-6 S/km分裂根數(shù)2： b3.410-6 S/km 分裂根數(shù)3： b 3.810-6 S/km分裂根數(shù)4：

8、b 4.110-6 S/kmbn146分裂數(shù)n相關(guān)圖 分裂導(dǎo)線分裂數(shù)n與其電納值b的關(guān)系圖7/19/202232電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-1 110kV架空輸電線路的導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-185，導(dǎo)線水平排列，相間距離為4m。求線路參數(shù)(cnsh)。由手冊(cè)查得LGJ-185的導(dǎo)線計(jì)算直徑為19mm。解：線路的電阻(dinz)：水平排列時(shí)三相導(dǎo)線的互幾何均距鋼芯鋁絞線的自幾何均距取7/19/202233電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁線路的電抗：線路的電納：線路的電導(dǎo)(din do)近似為g07/19/202234電

9、力(dinl)系統(tǒng)分析 第二章 電力(dinl)網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-2 有一330kV架空輸電線路，導(dǎo)線水平排列，相間距離為8m，每相采用2LGJQ-300分裂導(dǎo)線，分裂間距400mm。求線路參數(shù)。手冊(cè)查得LGJQ-300的導(dǎo)線計(jì)算(j sun)直徑為23.5mm。解:鋁的電阻率線路的電阻 水平(shupng)排列時(shí)三相導(dǎo)線的互幾何均距每根鋼芯鋁絞線的自幾何均距2分裂導(dǎo)線的自幾何均距7/19/202235電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁線路的電抗每相導(dǎo)線的等值半徑線路的電納線路的電導(dǎo)(din do)近似為 g07/19/20223

10、6電力(dinl)系統(tǒng)分析 第二章 電力(dinl)網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-3主要載流的截面積相等分裂導(dǎo)線(doxin)和普通導(dǎo)線(doxin)的單位長(zhǎng)度電阻相等的7/19/202237電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算共一百三十四頁分裂導(dǎo)線更有效減小電抗(dinkng)分裂導(dǎo)線的電納偏大（電抗小的方案，電納必大）7/19/202238電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁分裂(fnli)導(dǎo)線臨界電壓更高，更有利于避免電暈發(fā)生7/19/202239電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(di

11、nl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁山舞銀線2-2 架空(jikng)輸電線路的等值電路單相等值電路三相電力線路(xinl)集中參數(shù)（線路不長(zhǎng)）分布參數(shù)7/19/202240電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁a）短輸電線路架空(jikng)線路長(zhǎng)度100km，線路額定電壓60kV；很短的電纜。電壓等級(jí)不高，電導(dǎo)、電納不計(jì)。即g0；b0電路(dinl)中的端口網(wǎng)絡(luò)方程or7/19/202241電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁b）中等長(zhǎng)度輸電(shdin)線路架空線路長(zhǎng)度100300km，線路額定電壓110220kV；電纜長(zhǎng)度300k

12、m，電壓等級(jí)在330kV以上；電纜長(zhǎng)度100km以上。l7/19/202243電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁在正弦電壓作用(zuyng)下處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電流在 dx 阻抗中的電壓降流入 dx 并聯(lián)(bnglin)導(dǎo)納中的電流 對(duì)dV式中的 x 求導(dǎo)，代入dI/dx求二階常系數(shù)齊次微分方程式通解，利用雙曲函數(shù)，得到輸電線的通用方程對(duì)稱的無源二端口網(wǎng)絡(luò)7/19/202244電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁二、輸電線的集中參數(shù)(cnsh)等值電路型等值電路(dinl)7/19/202245電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值

13、電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁T型等值電路(dinl)7/19/202246電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁3.實(shí)際計(jì)算中采用的型簡(jiǎn)化(jinhu)修正參數(shù)計(jì)算 全線(qun xin)的總阻抗和總導(dǎo)納略去輸電線的電導(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7/19/202247電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁計(jì)算型等值電路(dinl)修正參數(shù)的步驟：將這段線路的總阻抗和總導(dǎo)納作為(zuwi)參數(shù)的近似值；計(jì)算修正參數(shù)；按修正參數(shù)公式計(jì)算7/19/202248電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和

14、參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-3 330kV架空線路(xinl)的參數(shù)為： 。試分別計(jì)算長(zhǎng)度為100，200，300，400和500km線路的型等值電路參數(shù)的近似值、修正值和精確值。解：首先計(jì)算100km線路的參數(shù)（一）近似參數(shù)計(jì)算（二）修正參數(shù)計(jì)算 7/19/202249電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件(yunjin)的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁（三）精確參數(shù)(cnsh)計(jì)算雙曲函數(shù)(hnsh)7/19/202250電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁精確(jngqu)參數(shù)說明：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（10），電抗次之（4.7）

15、，電納最小（2.3）。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(ciyng)近似參數(shù)計(jì)算時(shí)，長(zhǎng)度不超過300km的線路可用一個(gè)型電路來代替。采用(ciyng)修正參數(shù)時(shí)，一個(gè)型電路可用來代替500600km長(zhǎng)的線路。7/19/202251電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁7/19/202252電力(dinl)系統(tǒng)分析 第二章 電力(dinl)網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁各級(jí)電壓?jiǎn)位芈?hul)架空線路輸送功率和輸送距離的適宜范圍 額定電壓 kV 輸送容量 MVA輸送距離 km額定電壓 kV輸送容量 MVA輸送距離 km 30.11.0 13

16、 110105050150 60.11.2 415 220100500100300 100.22 620 330200800200600 352102050 50010001500150850 603.53030100 75020002500500以上7/19/202253電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算共一百三十四頁2-3 變壓器的等值電路(dinl)和參數(shù) 220KV油浸電力(dinl)變壓器 7/19/202254電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁計(jì)算(j sun)電力系統(tǒng)中的變壓器注意的問題：YT1/ZT ZTRT+j

17、XT； YTGTjBTXT是感性勵(lì)磁阻抗中的電抗部分電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)(zhungti)的計(jì)算，只需要對(duì)一相進(jìn)行計(jì)算就可以，為此將變壓器接成三角形的三相繞組用星形接法來等值。這種等值必須保證變壓器內(nèi)部的功率損耗和電壓降落都相同。這樣處理并不影響變壓器外電力網(wǎng)的電壓和電流大小、相角、功率大小，也不會(huì)影響計(jì)算正確性。7/19/202255電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁一、變壓器的等值電路(dinl)（L型） 圖 雙繞組變壓器等值電路RTjXT：一、二次繞組電阻和漏抗GTjBT：勵(lì)磁(l c)回路勵(lì)磁支路提前的等值電路（和下頁電機(jī)學(xué)中采用的等值電路比較）參數(shù)都

18、折算到一次側(cè)7/19/202256電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁電機(jī)學(xué)中的變壓器等值電路(dinl)7/19/202257電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁 圖 三繞組變壓器等值電路采用(ciyng)星型等值電路，勵(lì)磁支路提前所有參數(shù)都折算到一次側(cè)7/19/202258電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算共一百三十四頁二、雙繞組變壓器的參數(shù)(cnsh)計(jì)算1電阻RT變壓器作短路(dunl)試驗(yàn)：一側(cè)繞組短接，另一側(cè)繞組施加電壓，使短路繞組的電流達(dá)到額定值。由于此時(shí)外加電壓較小，相應(yīng)

19、的鐵耗也小，認(rèn)為 短路損耗原、副方繞組電阻的總損耗(銅耗) 在電力系統(tǒng)計(jì)算中，常用變壓器三相額定容量SN和額定線電壓VN進(jìn)行參數(shù)計(jì)算單位：Ps kWVN kVSN kV.A7/19/202259電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁2電抗(dinkng)XT 當(dāng)變壓器通過額定電流時(shí)，在電抗(dinkng)XT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 短路電壓百分?jǐn)?shù)（銘牌上）高低壓繞組總阻抗：?jiǎn)挝唬篤N kVSN kV.A7/19/202260電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁3、電導(dǎo)(din do)GT表示鐵芯損耗(s

20、nho)，鐵耗空載損耗單位：P0 kWVN kVGT S7/19/202261電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁4、電納BT表示變壓器勵(lì)磁功率勵(lì)磁功率變壓器空載(kn zi)無功I0空載(kn zi)電流百分?jǐn)?shù)單位：SN kVAVN kVBT S7/19/202262電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁5、變壓器變比kT指兩側(cè)繞組空載線電壓的比值，它與同一鐵芯柱上的原副方繞組匝數(shù)比是有區(qū)別的。Y/Y及/接法的變壓器(變壓比與原副方繞組匝數(shù)比相等)Y/接法的變壓器根據(jù)電力系統(tǒng)(din l x tn)運(yùn)行調(diào)節(jié)的要求，變壓器不一定工作

21、在主抽頭上，因此，變壓器運(yùn)行中的實(shí)際變比，應(yīng)是工作時(shí)兩側(cè)繞組實(shí)際抽頭的空載線電壓之比. 7/19/202263電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算共一百三十四頁注意(zh y)：VNkV;Ps（P0）kW ；SNkVA；折算(sh sun)到哪一側(cè)參數(shù)，用哪一側(cè)的額定線電壓VN。7/19/202264電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-4 一臺(tái)SFLl20000/110型，向10kV網(wǎng)絡(luò)供電的降壓變壓器，銘牌上的試驗(yàn)數(shù)據(jù):PS=135kW，Vs=10.5，PO=22kW，IO=0.8。試計(jì)算歸算到高壓側(cè)的變壓器參數(shù)。 解：知，

22、SN=20000kVA，高壓側(cè)額定( dng)電壓VN=ll0kV。7/19/202265電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例：一臺(tái)向10kV網(wǎng)絡(luò)供電的SFL1315000/110型降壓(jin y)變壓器，技術(shù)參數(shù)為電壓110/11kV，Ps190kW，P031.05kW，us10.5；I00.7。計(jì)算歸算到高壓側(cè)的參數(shù)。7/19/202266電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件(yunjin)的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁三、 三繞組變壓器的參數(shù)(cnsh)計(jì)算勵(lì)磁回路(hul)參數(shù)：1.導(dǎo)納GT-jBT及變比k12、k13、k23（與雙繞組

23、變壓器相同） 圖 三繞組變壓器等值電路變比:7/19/202267電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁2.電阻(dinz)R1、R2、R3（1）三繞組變壓器進(jìn)行短路試驗(yàn)(三繞組容量相等)依次使某一繞組開路(kil)，另兩個(gè)繞組按雙繞組變壓器的方式進(jìn)行短路試驗(yàn)。各繞組的短路損耗（2-61）7/19/202268電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁（2）三繞組變壓器進(jìn)行(jnxng)短路試驗(yàn)（三個(gè)繞組容量不等）我國目前生產(chǎn)的三繞組(roz)容量比：100/100/100 100/50/100 100/100/50變壓器額定容量SN：容

24、量最大的一個(gè)繞組的容量高壓繞組容量。三個(gè)繞組中可能有一個(gè)繞組容量較小，短路試驗(yàn)容量將受其限制。為獲得變壓器額定容量SN下的等值參數(shù)，短路損耗應(yīng)進(jìn)行折算。7/19/202269電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁100/50/100 100/100/507/19/202270電力(dinl)系統(tǒng)分析 第二章 電力(dinl)網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁最大短路損耗PS.max已知，額定( dng)容量為SN的繞組電阻額定容量(rngling)為SN的繞組電阻繞組容量S（I）導(dǎo)線截面積s，R1/導(dǎo)線截面積sR1/繞組容量S（I）變壓器設(shè)計(jì)原則之一：按同

25、一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截面積(2-65)PS.max:兩個(gè)100容量繞組的通過額定電流，另一個(gè)繞組空載時(shí)的損耗。7/19/202271電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁3.電抗(dinkng)X1、X2、X3近似地認(rèn)為(rnwi)電抗上的電壓降等于短路電壓。短路電壓VS（1-2）%、VS（2-3）%、VS（3-1），各繞組的短路電壓為各繞組等值電抗：7/19/202272電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁各繞組等值電抗的相對(duì)大小，與三個(gè)繞組在鐵芯上的排列有關(guān)。高壓繞組因絕緣要求排在外層。升壓變壓器:低壓繞組位于中層，與高、中

26、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(chun sn)。降壓變壓器:中壓繞組位于中層，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。另外，由于X1和X3數(shù)值較大，也有利于限制低壓側(cè)的短路電流。7/19/202273電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁五、變壓器的型等值電路(dinl)在電力系統(tǒng)實(shí)際(shj)計(jì)算中，常常需要求出變壓器副方的實(shí)際(shj)電流和電壓。只反映變比的理想變壓器無損耗、無漏磁、無需勵(lì)磁電流。K:1折算到原方的阻抗 ZT=RT+jXT變壓器變比 k=V1N/V2N副方的實(shí)際電壓和電流7/19/202274

27、電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁K:1圖 電氣(dinq)連接形式7/19/202275電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁7/19/202276電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁變壓器的型等值電路中三個(gè)阻抗（導(dǎo)納）都與變比k有關(guān)；型的兩個(gè)并聯(lián)支路的阻抗（導(dǎo)納）的符號(hào)總是相反的。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(chnshng)諧振環(huán)流。諧振環(huán)流在原、副方間的阻抗上（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

28、電流變換，從而使等值電路起到變壓器的作用。7/19/202277電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件(yunjin)的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-7 額定電壓為110/11kV的三相變壓器折算到高壓側(cè)的電抗為100，繞組電阻和勵(lì)磁電流均略去。給定原方相電壓 kV，試就 和 A這兩種情況，利用(lyng)型等值電路計(jì)算副方的電壓和電流。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)=j100/10(101)=j1.111當(dāng) 時(shí)，

29、副方電壓和電流(dinli)的計(jì)算 K:112ZT127/19/202278電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁當(dāng) 時(shí)，副方電壓和電流(dinli)的計(jì)算在負(fù)載情況下，直接(zhji)由 和 算出副方的電壓和電流。 7/19/202279電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁2-4 標(biāo)幺制 輸電線、變壓器電力網(wǎng)數(shù)學(xué)模型等值電路參數(shù)(cnsh)計(jì)算標(biāo)幺值不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值的換算（直接(zhji)電氣連接）多級(jí)電力網(wǎng)中各元件的標(biāo)幺值的換算7/19/202280電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁有名制：用

30、實(shí)際有名單位(dnwi)表示物理量的單位(dnwi)制系統(tǒng)。標(biāo)幺制：用相對(duì)值表示物理量的單位制系統(tǒng)。標(biāo)幺值無單位(dnwi)，基值不同時(shí)，物理量的標(biāo)幺值也相應(yīng)變化：一、概念7/19/202281電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁二、基準(zhǔn)值的選取(xunq)基準(zhǔn)值的選擇(xunz)要求基準(zhǔn)值與有名值同單位符合電路關(guān)系I、V、S、Z、Y 基值：IB，VB，SB，ZB，YB相應(yīng)標(biāo)幺值：7/19/202282電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁1）、電力系統(tǒng)(din l x tn)中基值的選擇S V IZYS選擇原則：電力系統(tǒng)中發(fā)電廠總

31、容量或系統(tǒng)總?cè)萘?；發(fā)電機(jī)或變壓器額定容量；較多為100MVA，1000MVA。V選擇原則：基本級(jí)的額定電壓或各級(jí)平均(pngjn)額定電壓。基本級(jí)：不同電壓級(jí)的參數(shù)歸算到同一電壓等級(jí)；一般選電力系統(tǒng)中最高電壓級(jí)（多數(shù)參數(shù)歸算到哪一電壓等級(jí)，電壓基本級(jí)就是哪一電壓等級(jí)）。Go：近似法7/19/202283電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁1.單相電路2）、符合電路(dinl)關(guān)系S、V作為基值，有三個(gè)約束方程(fngchng)，其余基值通過方程(fngchng)確定：7/19/202284電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁2.三

32、相(sn xin)交流電路電力系統(tǒng)分析中，主要涉及對(duì)稱三相(sn xin)電路的計(jì)算 線電壓和相電壓標(biāo)么值相等； 三相功率和單相功率標(biāo)么值相等。三相電路完全可以按單相電路標(biāo)么值進(jìn)行計(jì)算！但注意所選擇的基值不同！7/19/202285電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁V，I，Z，Y，S五個(gè)電氣量的基值中選定其中兩個(gè)，其余(qy)相應(yīng)可得。一般選定SB、VB三相電流和阻抗(zkng)標(biāo)么值7/19/202286電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁結(jié)果換算(hun sun)成有名值，換算(hun sun)公式7/19/202287電力

33、系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁三、不同(b tn)基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值間的換算步驟：把額定標(biāo)幺阻抗還原為有名(yu mng)值。按統(tǒng)一的基準(zhǔn)值進(jìn)行歸算。1.發(fā)電機(jī)的標(biāo)幺電抗的換算7/19/202288電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁2.變壓器的標(biāo)幺電抗的換算 Vs% 短路(dunl)電壓百分?jǐn)?shù) p27標(biāo)么值100百分?jǐn)?shù)p387/19/202289電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算共一百三十四頁3.限制短路電流的電抗器的換算(hun sun)公式 （以額定電壓和額定電流為基準(zhǔn)值）如果(rg

34、u)電抗給出的是電抗百分?jǐn)?shù)XR7/19/202290電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁4.電力線路(xinl)的換算公式電力線路的參數(shù)一般是給出有名值，可以直接按照公式(gngsh)（2-80）計(jì)算標(biāo)幺值。7/19/202291電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例：某變壓器額定容量是15MVA，額定電壓(diny)是110kV，短路電壓(diny)百分?jǐn)?shù)Vs10.5；取SB30MVA、VB121kV，求XT(B)*變壓器額定( dng)標(biāo)幺電抗選取基值下的標(biāo)幺電抗7/19/202292電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電

35、路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁習(xí)題：發(fā)電機(jī)，VN13.8kV，PN125MW，cos0.85；以發(fā)電機(jī)額定功率(gngl)為基準(zhǔn)值的電抗標(biāo)幺值為0.18，試求以13.8kV為基準(zhǔn)電壓，1000MVA為基準(zhǔn)功率(gngl)時(shí)，發(fā)電機(jī)電抗標(biāo)幺值，并計(jì)算電抗的實(shí)際值。解：7/19/202293電力(dinl)系統(tǒng)分析 第二章 電力(dinl)網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁1.精確(jngqu)計(jì)算方法(1)基準(zhǔn)變比法(2)基本級(jí)法2.近似計(jì)算方法四、多級(jí)電壓(diny)的網(wǎng)絡(luò)中各元件參數(shù)標(biāo)幺值的計(jì)算 7/19/202294電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁主

36、要問題在于(ziy)參數(shù)的折算 1.精確計(jì)算方法(1)基準(zhǔn)變比法求各元件實(shí)際有名值認(rèn)為變壓器的額定變比等于相鄰電壓(diny)等級(jí)基準(zhǔn)電壓(diny)之比即標(biāo)幺制中，取統(tǒng)一SB；并為每一電壓等級(jí)規(guī)定VB（VB1，VB2，VB3），相應(yīng)地得到每一電壓等級(jí)阻抗基值對(duì)每一個(gè)元件按照本段基準(zhǔn)值，計(jì)算標(biāo)么值。 7/19/202295電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例：三個(gè)不同(b tn)電壓等級(jí)的電路經(jīng)兩臺(tái)變壓器耦聯(lián)所組成的輸電系統(tǒng) 7/19/202296電力(dinl)系統(tǒng)分析 第二章 電力(dinl)網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁1）實(shí)際有名值表示(b

37、iosh)的等值電路實(shí)際有名值7/19/202297電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)算共一百三十四頁2）標(biāo)么值表示(biosh)的等值電路VB()VB()VB()基值：SB7/19/202298電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-8 試計(jì)算下圖所示輸電系統(tǒng)各元件電抗的標(biāo)幺值。已知各元件的參數(shù)如下：發(fā)電機(jī)SG(N)=30MVA，VG(N)=10.5kV，XG(N)* =0.26；變壓器T-1：ST1(N)=31.5MVA，VS%=10.5，kTl=10.5/121；變壓器T-2：ST2(N)=15MVA，VS%=1

38、0.5，kT2=110.5/6.6；電抗器：VR(N)=6kV，IR(N)=0.3kA, XR%=5；架空線路長(zhǎng)80km，每公里(n l)電抗為0.4；電纜線路長(zhǎng)2.5km，每公里(n l)電抗為0.08。7/19/202299電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件(yunjin)的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁解：選基值:SB=100MVA VB(I)=10.5kV kB(I-II)=kTl kB(II-III)=kT2 （規(guī)定了一個(gè)電壓基值，其余段基值相應(yīng)(xingyng)獲得）各元件(yunjin)的標(biāo)幺值為:10.5/121110/6.630MVA10.5kV7/19/2022100電力

39、系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁計(jì)算結(jié)果（橫線以上代表電抗的標(biāo)號(hào)，橫線以下(yxi)表示它的標(biāo)幺值）Go:基本(jbn)級(jí)法7/19/2022101電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁1.精確(jngqu)計(jì)算方法(2)基本級(jí)法各元件和參數(shù)的有名值歸算到基本(jbn)級(jí)然后除以與基本級(jí)相對(duì)應(yīng)的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流基準(zhǔn)值，計(jì)算標(biāo)么值?；炯?jí)：在多級(jí)電力網(wǎng)中，各元件的參數(shù)，節(jié)點(diǎn)的電壓、電流都?xì)w算到某一電壓級(jí)?；炯?jí)的選擇：選取電壓等級(jí)最高或者元件數(shù)量最多的電壓級(jí)為基本級(jí)。基本級(jí)的基準(zhǔn)值：一般選擇SB和VB對(duì)應(yīng)求出IB、ZB、YB7/

40、19/2022102電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁各元件和參數(shù)(cnsh)的有名值歸算到基本級(jí)設(shè)某電壓(diny)級(jí)和基本級(jí)之間有變比為k1、k2kn的n臺(tái)變壓器。該電壓級(jí)中某元件阻抗Z、導(dǎo)納Y、電壓V、電流I，歸算到基本級(jí)：歸算前參數(shù)歸算后參數(shù)7/19/2022103電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁如何(rh)確定變比k1、k2kn：變比k為靠近基本級(jí)一側(cè)的電壓(diny)與靠近需要?dú)w算一側(cè)的電壓比。（基本級(jí)到歸算級(jí)）10.5/121110/6.630MVA10.5kV選擇10.5kV級(jí)為基本級(jí)7/19/2022104

41、電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁除以與基本級(jí)相對(duì)(xingdu)應(yīng)的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流基準(zhǔn)值，計(jì)算標(biāo)么值。歸算后參數(shù)(cnsh)7/19/2022105電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-8解：選擇(xunz)10.5kV級(jí)為基本級(jí) UB10.5KV；SB100MVA有名(yu mng)值歸算到基本級(jí)10.5/121110/6.630MVA10.5kV7/19/2022106電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁計(jì)算(j sun)標(biāo)么值兩種精確方法(fngf)計(jì)算所得標(biāo)么值完全一致基準(zhǔn)變

42、比法7/19/2022107電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁上面(shng min)方法產(chǎn)生問題：回路中有多個(gè)電壓等級(jí)時(shí)，VB取值很難全部滿足要求，相同的電壓等級(jí)出現(xiàn)了兩個(gè)不同的VB。110KV220KV220KV110KV10.5/242KV10.5/121KV220/121KV110/11KV7/19/2022108電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁2.近似計(jì)算方法(fngf)將各個(gè)電壓級(jí)都以其平均額定( dng)電壓作為基準(zhǔn)電壓，然后在各個(gè)電壓級(jí)換算成標(biāo)幺值。 p41VB1.05VN 3.15，6.3，10

43、.5，15.75，37， 115，230，345，525 （KV） 由來(請(qǐng)了解)：7/19/2022109電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例2-9 給定基準(zhǔn)功率SB100MVA，基準(zhǔn)電壓(diny)等于各級(jí)平均額定電壓(diny)。試對(duì)例2-8的輸電系統(tǒng)作各元件參數(shù)標(biāo)幺值的近似計(jì)算。解：VB（I）10.5kV，VB（）115kV，VB（）6.3kV發(fā)電機(jī)電抗(dinkng) 變壓器T-1電抗 架空線路電抗 變壓器T-2電抗 7/19/2022110電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁電纜線路(xinl)電抗 變壓器變比標(biāo)幺值

44、 電抗(dinkng)器電抗(dinkng) 7/19/2022111電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例：2-10110KV220KV220KV110KV10.5/242KV10.5/121KV220/121KV110/11KV7/19/2022112電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件(yunjin)的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁準(zhǔn)確(zhnqu)計(jì)算一種(y zhn)最簡(jiǎn)化的近似計(jì)算假定各元件的額定電壓等于平均額定電壓：7/19/2022113電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁例：用簡(jiǎn)化(jinhu)近似計(jì)算法計(jì)算例2

45、-810.5/121110/6.630MVA10.5kVSB=100MVA解：Vav(I)=10.5kV，Vav()=115kV，Vav()=6.3kV，7/19/2022114電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路(dinl)和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁五、標(biāo)幺制的特點(diǎn)(tdin)優(yōu)點(diǎn)：易于比較(bjio)電力系統(tǒng)各元件的特性及參數(shù)。采用標(biāo)幺制，能夠簡(jiǎn)化計(jì)算公式。簡(jiǎn)化計(jì)算工作。如：標(biāo)幺制下，三相/單相系統(tǒng)，線/相電壓不再有區(qū)別；三相/單相系統(tǒng)，功率標(biāo)幺值相同。缺點(diǎn)：沒有量綱，物理概念不如有名值明確。7/19/2022115電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁第二章 總結(jié)(zngji)輸電線路參數(shù)的計(jì)算方法和等值電路重點(diǎn)掌握變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算重點(diǎn)掌握標(biāo)么值的計(jì)算方法重點(diǎn)掌握多電壓(diny)等級(jí)系統(tǒng)的標(biāo)幺值等值電路7/19/2022116電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算共一百三十四頁作業(yè)(zuy)p432-3（1）（2）p442-82-9p452-102-117/19/2022117電力系統(tǒng)分析 第二章 電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)(cnsh)計(jì)