電力網(wǎng)的參數(shù)計(jì)算和等值電路概述

1、電力系統(tǒng)概論第二章電力網(wǎng)的參數(shù)計(jì)算和等值電路綱要2.1 概述；2.2 電力線路的結(jié)構(gòu)；2.3 架空線路的參數(shù)計(jì)算和等值電路；2.4 變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算；2.5 發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的等值電路;2.6 標(biāo)幺制22.1 概述電力網(wǎng)是由各種不同電壓等級的輸電線路和升降壓變壓器組成的，它們的參數(shù)計(jì)算及等值電路是電力系統(tǒng)分析計(jì)算的基礎(chǔ)。本章主要介紹輸電線路的結(jié)構(gòu)、架空線路各參數(shù)的物理意義及參數(shù)計(jì)算；各種變壓器參數(shù)的物理意義、計(jì)算及其等值電路，包括雙繞組變壓器的型等值電路。32.2 輸電線路的結(jié)構(gòu)從結(jié)構(gòu)來分架空線路：電纜線路：導(dǎo)線和避雷線架設(shè)在露天的桿塔上。一般直接埋設(shè)在地下， 也可敷設(shè)在溝道中。架空線路

2、、電纜線路的優(yōu)缺點(diǎn)架空線路：建設(shè)費(fèi)用比電力電纜線路要低得多，且施工、維護(hù)和檢修方便。電纜線路：當(dāng)受環(huán)境限制不能采用架空線路時才考慮用電纜線路。42.2.1 架空輸電線路 避雷線導(dǎo)線（四分裂）桿塔絕緣子串典型架空輸電線路的照片5架空線路由導(dǎo)線、避雷線、絕緣子、金具和桿塔主要部件組成。導(dǎo)線：傳導(dǎo)電流，擔(dān)任傳送電能的任務(wù)。避雷線：用來將雷電流引入大地，保護(hù)線路免遭雷擊的破壞。桿塔：支撐導(dǎo)線與避雷線，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。絕緣子：使導(dǎo)線與桿塔之間保持一定的安全距離。金具：是用來固定、懸掛、連接和保護(hù)架空線路各主要元件的金屬器件的總稱。.16良好的導(dǎo)電性能；必要的機(jī)械強(qiáng)度和抗蝕

3、性能；柔軟有韌性易彎折；制造安裝工藝簡單；質(zhì)輕價(jià)廉；資源豐富等。 主要材料：鋁，銅，鋼； 類型表示用漢語拼音字母表示，并后綴以用mm2表示的載流截面積： 鋁絞線（LJ-50） 鋼芯鋁絞線（LGJ400/50）（1）導(dǎo)線和避雷線7為增加架空線路的性能而采取的措施目的：減少電暈損耗及線路電抗。多股線其安排的規(guī)律為：中心一股芯線，由內(nèi)到外，第一層為6股，第二層為12股，第三層為18股，以此類推擴(kuò)徑導(dǎo)線人為擴(kuò)大導(dǎo)線直徑，但不增加導(dǎo)線載流部分截面積。不同之處在于支撐層僅有6股，起支撐作用。8分裂導(dǎo)線又稱復(fù)導(dǎo)線，其將每相導(dǎo)線分成若干根，相互間保持一定的距離。作用等效地增大導(dǎo)線半徑減小線路的等值電抗減小電暈

4、但會增大線路的等值電容 六分裂導(dǎo)線電暈就是高壓設(shè)備附近氣體受到強(qiáng)電場作用產(chǎn)生電離的自放電現(xiàn)象，產(chǎn)生電暈的氣體部分可視為導(dǎo)體。電暈產(chǎn)生熱效應(yīng)和臭氧、氦的氧化物，使路局部溫度升高，進(jìn)而使股線絕緣老化。 9（2）避雷線 作用：將雷電流引入大地，對線路進(jìn)行直擊雷的保護(hù)要求：有采用良導(dǎo)體的趨勢，但超高壓架空線路中的避雷線不用良導(dǎo)體；且機(jī)械強(qiáng)度要高工作方式： 正常時通過間隙對地絕緣，雷擊時間隙擊穿，將雷電流引入大地 10（3）桿塔 作用：支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與接地體之間保持必要的安全距離按材質(zhì)分：木桿、水泥桿(預(yù)應(yīng)力水泥桿廣泛用于220kV及以下架空線路中)、鐵塔(只用作線路的耐張、

5、轉(zhuǎn)角、換位、跨越等特殊地方桿塔以及500kV及以上的特高壓輸電線路的桿塔)類型（功能）：直線塔、耐張塔、換位塔、轉(zhuǎn)角塔、跨越桿塔、終端桿塔等1112直線桿塔也稱中間桿塔。主要用來懸掛導(dǎo)線，其數(shù)量約占桿塔總數(shù)的80%左右。13500kV換位塔用在110kV及以上的送電線路中，為使三相導(dǎo)線在空間進(jìn)行換位所使用的特種桿塔。消除三相的線間距離和對地距離不相等引起的三相電流不對稱單換位循環(huán)雙換位循環(huán)14跨越塔位于線路跨越河流、山谷、鐵路、公路、居民區(qū)等地方，其高度較一般桿塔為高15同桿雙回塔兩條線路可以傳輸電力.正常運(yùn)行的時候是一條線路正常運(yùn)行.另一條線備用線路,是不運(yùn)行的. 16耐張轉(zhuǎn)角塔位于線路轉(zhuǎn)角

6、處，承受側(cè)向拉力。17（4）絕緣子 作用：使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與桿塔之間保持絕緣狀態(tài) 按材料分：玻璃絕緣子 瓷絕緣子 合成絕緣子 按形式分：針式、懸式、棒式、橫擔(dān)18絕緣子種類鋼化玻璃絕緣子 瓷絕緣子 合成絕緣子 高分子材料復(fù)合結(jié)構(gòu)取代過去用的陶瓷和鋼化玻璃19絕緣子形式針式絕緣子主要用于電壓不超過35kV、導(dǎo)線拉力不大的直線桿塔和小轉(zhuǎn)角桿塔上。20懸式絕緣子主要用于35kV及以上的線路上。懸式絕緣子在直線型桿塔上組合成懸垂絕緣子串(簡稱懸垂串)；在耐張桿塔上組合成耐張絕緣子串(簡稱耐張串)。21電壓等級與直線桿塔上懸垂絕緣子串中絕緣子數(shù)量的關(guān)系 系統(tǒng)標(biāo)稱電壓（kV）35631102203305

7、00每串絕緣子片數(shù)3571317192830耐張串中絕緣子的片數(shù)比同級電壓線路懸垂串一般多12片22棒式絕緣子瓷橫擔(dān)絕緣子代替整串懸式絕緣子瓷橫擔(dān)絕緣子是棒式絕緣子的另一種形式，它是一種同時起到絕緣子和橫擔(dān)雙重作用的新型絕緣子。故能大量節(jié)約木材和鋼材，有效地降低桿塔的高度。我國目前在110kV及以下的線路上已廣泛采用，在220kV線路上也已開始部分地采用。23（5）金具 固定、懸掛、連接和保護(hù)架空線路各主要元件的金屬部件 24常用金具種類并溝線夾（接續(xù)金具）用于導(dǎo)線或避雷線兩個終端的連接處懸垂線夾（將導(dǎo)線、避雷線固定在絕緣子上）耐張線夾連接金具（Z型掛板）：將絕緣子組裝成絕緣子串或用于絕緣子串

8、、線夾、桿塔和橫擔(dān)等的相互連接。25金具種類（保護(hù)）防振錘防振錘和阻尼線吸收或消耗架空線的振動能量，以防止振動時在懸掛點(diǎn)處的反復(fù)拗折，造成斷股甚至斷線的事故。間隔棒限制子導(dǎo)線之間的相對運(yùn)動（在間隔棒活動關(guān)節(jié)處利用橡膠作阻尼材料來消耗導(dǎo)線的振動能量，對導(dǎo)線振動產(chǎn)生阻尼作用）及在正常運(yùn)行情況下保持分裂導(dǎo)線的幾何形狀 。262.2.2 電纜線路 結(jié)構(gòu)導(dǎo)體絕緣層保護(hù)層特點(diǎn)：1. 由于其造價(jià)高，故障后檢測故障點(diǎn)位置和修理較費(fèi)事，因而使用范圍遠(yuǎn)不如架空線路。2. 占用土地面積少，供電可靠，極少受外力破壞，對人身也較安全，可使城市環(huán)境美觀。應(yīng)用范圍：發(fā)電廠和變電所的進(jìn)出線、穿越江河的輸電線、城市供電及軍事基

9、地 27電纜分類及結(jié)構(gòu)導(dǎo)體通常采用多股銅絞線或鋁絞線制成，根據(jù)電纜中導(dǎo)體的數(shù)目多少，電纜可分為單芯、三芯和四芯等種類。單芯電纜的導(dǎo)體截面為圓形，三芯、四芯電纜的導(dǎo)體除了圓形外，還有扇形和腰圓形。電纜的絕緣層用來使導(dǎo)體與導(dǎo)體間及導(dǎo)體與外皮之間相互絕緣。一般電纜的絕緣層包括芯絕緣與帶絕緣兩部分，芯絕緣層包裹著導(dǎo)體芯；帶絕緣層包裹著全部導(dǎo)體，空隙處填以充填物。電纜所用的絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。電纜的保護(hù)層用來保護(hù)絕緣物及芯線，分為內(nèi)保護(hù)層和外保護(hù)層。內(nèi)保護(hù)層由鉛或鋁制成筒形，它增加電纜絕緣的耐壓作用，并且防水防潮、防止絕緣油外滲。外保護(hù)層由襯墊層(油浸紙、麻繩、麻布等)、

10、鎧裝層(鋼帶、鋼絲)及外被層(浸瀝青的黃麻)組成，其作用是防止電纜在運(yùn)輸、敷設(shè)和檢修過程中免受機(jī)械損傷。28電纜結(jié)構(gòu)銅（鋁）導(dǎo)體 聚氯乙烯絕緣 填充 包帶 聚氯乙烯內(nèi)墊層 鋼帶鎧裝層 保護(hù)導(dǎo)體 聚氯乙烯外護(hù)層 29電纜分類及結(jié)構(gòu)電纜除按芯數(shù)和導(dǎo)體截面形狀分類外，還可按內(nèi)保護(hù)層的結(jié)構(gòu)分為統(tǒng)包型、屏蔽型和分相鉛包型等。按絕緣材料的不同，又可分為油浸紙絕緣電纜、橡膠絕緣電纜、聚氯乙烯電纜、交聯(lián)聚氯乙烯電纜及充油、充氣電纜等。統(tǒng)包型電纜的三相芯線絕緣層外有一共同的鉛外皮，這種電纜內(nèi)部電場分布不均勻，不能充分利用絕緣強(qiáng)度，只用于10kV及以下的線路中。302.3 架空線路參數(shù)計(jì)算 有幾個參數(shù)可以反映輸電

11、線的電磁現(xiàn)象?各個參數(shù)受哪些因素影響?如何用等值電路表示輸電線路? 31 輸電線路的電氣參數(shù)輸電線路的電氣參數(shù)有：電阻R反映線路通過電流時產(chǎn)生有功功率損失電抗（電感）X反映載流導(dǎo)體周圍的磁場效應(yīng) 感應(yīng)電勢(自感、互感)抵抗電流電導(dǎo)G線路帶電時絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄漏電流，導(dǎo)線附近空氣游離而產(chǎn)生的有功功率損失電納（電容）B帶電導(dǎo)線周圍的電場效應(yīng)32在討論輸電線路的電氣參數(shù)時，都假設(shè)三相電氣參數(shù)是相同的。使三相參數(shù)平衡的方法有：三相導(dǎo)線布置在等邊三角形的頂點(diǎn)上排列不是等邊三角形時，采用架空線三相循環(huán)換位以減小三相參數(shù)不平衡ABCAAABBBCCC完整換位循環(huán)：指一定長度內(nèi)有兩次換位而三相導(dǎo)線都分別處于三

12、個不同位置，完成一次完整的循環(huán)。331、電阻（r，/km）導(dǎo)線的直流電阻可按下式計(jì)算（查表） ：在交流電路中，由于集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響，交流電阻比直流電阻要大，而且導(dǎo)線的長度與截面積也有出入，導(dǎo)線材料的電阻率要選用略為增大的計(jì)算值。鋁的電阻率增大為31.5 mm2 /km; 銅的電阻率增大為18.8mm2/km在考慮溫度的影響時，-導(dǎo)線材料的電阻率, mm2/km S -為導(dǎo)線的截面積，mm2 t（）時的電阻 率 20（）時的電阻 率 電阻的溫度系數(shù) ，1/ 電流或電壓以頻率較高的電子在導(dǎo)體中傳導(dǎo)時，會聚集于導(dǎo)體表層，而非平均分布于整個導(dǎo)體的截面積中。頻率越高，趨膚效用越顯著。 342、電

13、抗（x，/km）三相導(dǎo)線每相都有自感和互感，當(dāng)線路中流過三相對稱的交流電流時，這些電感將形成相應(yīng)的電抗。三相導(dǎo)線單位長度的電抗：35abc2DDDDDDabc36將f=50Hz,r=1代入式中，可得每相導(dǎo)線單位長度電抗的計(jì)算公式為：單導(dǎo)線： +0.0157，/km 分裂導(dǎo)線： r單導(dǎo)線的等值半徑，mm req分裂導(dǎo)線的等值半徑，mm Dge導(dǎo)線的幾何均距，mm ;三相導(dǎo)線水平排列：=1.26D; 等邊三角形排列=D+ ，/kmm分裂導(dǎo)線的分裂數(shù) 37分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗一般x1:單根導(dǎo)線： 0.4/km左右2根分裂導(dǎo)線： 0.33/km左右3根分裂導(dǎo)線： 0.3/km左右4根分裂導(dǎo)線：

14、0.28/km左右分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。383、電導(dǎo)（g，S(西門子 )/km）導(dǎo)線的電導(dǎo)：電力線路上沿絕緣子泄漏電流產(chǎn)生的有功功率損耗及電暈有功功率損耗等值為線路的電導(dǎo)。絕緣子串的泄漏：通常很小電暈：強(qiáng)電場作用下導(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能，使其他不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分導(dǎo)電。電暈現(xiàn)象 聲響 藍(lán)色暈光 O3氣味電暈損耗39實(shí)際上，在設(shè)計(jì)線路時，已檢驗(yàn)了所選導(dǎo)線的半徑是否能滿足晴朗天氣不發(fā)生電暈的要求，一般情況下可設(shè) g1=0。當(dāng)線路實(shí)

15、際電壓高于電暈臨界電壓時，可以通過實(shí)測的方法求取電導(dǎo)，三相電暈損耗總功率，kW/km 線電壓值，kV 404、電鈉（b，S/km）三相導(dǎo)線的相與相及相與地之間有分布電容，當(dāng)線路上具有三相對稱的交流電壓時，這些電容形成相應(yīng)的電鈉。三相導(dǎo)線的每相電容值為：當(dāng)頻率f為50Hz時，單位長度的電納為41架空線路的電納變化不大，一般為分裂導(dǎo)線的電鈉要比同樣截面積的單導(dǎo)線的電鈉大。分裂導(dǎo)線線路的電納425. 輸電線路的等值電路在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析中，電力線路的數(shù)學(xué)模型就是用電阻、電抗、電鈉和電導(dǎo)表示的電力線路的等值電路。一般用單相等值電路代表三相電力線路：一方面是由于正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)三相對稱；另一方面因架空

16、線路都已經(jīng)過整循環(huán)換位 (三相參數(shù)基本相等)。電力線路的參數(shù)實(shí)際上是沿線路均勻分布的，用下圖的鏈形電路表示。43為了計(jì)算的方便，當(dāng)線路長度在300km以內(nèi)時，可用集中參數(shù)表示的等值電路來近似代替分布參數(shù)等值電路。只是對長度超過300km的遠(yuǎn)距離輸電線路，才有必要考慮分布參數(shù)特性的影響。一字型等值電路（短線路）44對于線路長度在100km-300km之間的中等長度的架空線路和小于100km的電纜線路，可用型和T型兩種等值電路。工程上一般用型等值電路。長線路用分布參數(shù)等值電路45例2.1一條110kV架空線路LGJ-150, 長100km，導(dǎo)線為水平排列，導(dǎo)線間距為 4m。計(jì)算線路每公里參數(shù)及線路

17、全長參數(shù)，畫出等值電路圖 。解：1）單位長度線路參數(shù)： 線路電阻：線路電抗：導(dǎo)線的直徑為16.72mm（查表-附錄IV）， Dge=1.26D=1.26*4000=5040(mm) 46線路電納： 線路等值電路如圖所示： ， 47例2.2 有一110kV的雙回架空線路，長度為100km，導(dǎo)線型號為LGJ-185，線間幾何均距為5m，試計(jì)算線路參數(shù)并作出其型等值電路。解：1）單位長度線路參數(shù)： 線路電阻：線路電抗：48線路電納： 線路等值電路如圖所示：49例2.3 某500kV電力線路使用4LGJ-300分裂導(dǎo)線，分裂間距為450mm(正四邊形)；三相導(dǎo)線水平排列，相間距離為12m，如圖所示。求

18、此線路單位長度的電氣參數(shù)。解：1） 線路電阻：)km/(2630.043005.311W=sr50相間幾何均距： Dge=1.26D=1.2612000=15119.1(mm)分裂導(dǎo)線的等值半徑為req=4rd12d13d14= 411.974504502450=198.18(mm)/(276.00157/4.0.198.1815120lg1445.00157/4.0lg1445.01kmreqDxgeW=+=+=2） 線路電抗：513）線路電納： )/(10027.41015120lg58.710lg58.76661kmSreqDbge-=198.18522.4 變壓器的電氣參數(shù)及等值電路

19、雙繞組 三繞組 自耦 按每相繞組的結(jié)構(gòu)分類532.4 變壓器的電氣參數(shù)及等值電路2.4.1雙繞組變壓器在電力系統(tǒng)計(jì)算中，雙繞組變壓器常用型等值電路來表示。（注意：導(dǎo)納支路一般接在變壓器的電源側(cè)；電納參數(shù)為負(fù)值）勵磁支路以勵磁導(dǎo)納的形式出現(xiàn)，變壓器原、副方繞組的阻抗合并。54變壓器額定容量SN變壓器額定電壓UN短路損耗Ps阻抗電壓百分?jǐn)?shù)Us% 空載損耗P0空載電流百分?jǐn)?shù)I0%等值電路計(jì)算所用銘牌參數(shù)雙繞組變壓器型等值電路 短路試驗(yàn)空載試驗(yàn)55說明關(guān)于參數(shù): SN、UN、 Ps 、Us、P0、I0變壓器容量為三相的總?cè)萘孔儔浩縻懪粕系碾姎鈪?shù)：損耗是三相總損耗、百分?jǐn)?shù)是相對于額定相電壓（電流）的百

20、分比計(jì)算所得變壓器等值電路中的參數(shù)指的是每一相的參數(shù)等值電路重點(diǎn)為型僅討論 三相對稱運(yùn)行的情況注：SN=3 UN IN =3 IN2 ZT =3 IN2 (RT+jXT）; UN=3 IN ZT=3 IN /YT562.4.1.1 電阻計(jì)算 試驗(yàn)條件：一側(cè)短路，另一側(cè)加壓直到其電流達(dá)到 額定值試驗(yàn)結(jié)果：外施電壓（阻抗壓降）Us (很小) 輸入功率（即短路損耗） Ps 短路試驗(yàn)接線示意圖57電阻的計(jì)算公式 IN為變壓器的額定電流，A UN為變壓器的額定電壓，kV SN為變壓器的額定容量，kVA RT為變壓器的短路電阻， 通過變壓器的短路損耗，其近似等于額定有功損耗:582.4.1.2 電抗計(jì)算

21、IN為變壓器的額定電流，AUN為變壓器的額定電壓，kVSN為變壓器的額定容量，kVA XT為變壓器的短路電抗， 在電力系統(tǒng)計(jì)算中認(rèn)為，大容量變壓器的電抗和阻抗在數(shù)值上接近相等（XTRT），可近似如下求解：59注意：短路電阻、電抗都是指歸算到某一側(cè)額定電壓的兩側(cè)繞組的總電阻、總電抗，表征繞組的特性 短路試驗(yàn)等值電路602.4.3 電導(dǎo)計(jì)算 試驗(yàn)條件：一側(cè)開路，在另一側(cè)加額定電壓試驗(yàn)結(jié)果： 有功損耗（即空載損耗）PO（kW） 空載電流百分?jǐn)?shù)IO% 空載試驗(yàn)接線圖 61空載試驗(yàn)等值電路等值電路 計(jì)算電路62電導(dǎo)的計(jì)算公式 POPFe空載損耗包括鐵芯損耗和空載電流引起的繞組中的銅損耗。由于空載試驗(yàn)的電

22、流很小，變壓器二次處于開路，所以此時的繞組銅損耗很小，可認(rèn)為空載損耗主要損耗在電導(dǎo)對應(yīng)的鐵芯損耗上了.632.4.1.4 電納計(jì)算 空載試驗(yàn)等值計(jì)算電路 I0IB 空載電流相量圖流經(jīng)勵磁支路的空載電流分解為有功電流和無功電流，且有功分量較無功分量小得多，所以在數(shù)值上空載電流計(jì)算約等于無功電流。64電納計(jì)算公式電納和電導(dǎo)是反應(yīng)鐵心（激磁）特性的參數(shù)65 進(jìn)行計(jì)算時應(yīng)注意的問題各參數(shù)的單位等值電路中各參數(shù)的物理意義額定電流IN ，A額定電壓UN ，kV額定容量SN ，kVA 損耗，kW電阻、電抗， 電導(dǎo)、電納，S66變比kT（重要參數(shù)）兩側(cè)繞組空載線電壓比值求得2電量后，還要利用kT，折合到2側(cè)，

23、得到實(shí)際電壓等級下的電量數(shù)值。多電壓等級：麻煩！67例2.3 有一臺SFL1-31500/110型雙繞組降壓變壓器，其銘牌數(shù)據(jù)為： PS=190kW，US%=10.5，P0=31.05kW，I0%=0.7，試求變壓器的等值參數(shù)并作出等值電路?！窘狻孔儔浩鞯碾娮铻樽儔浩鞯碾娍篂樽儔浩鞯碾妼?dǎo)為變壓器的電納為68變壓器導(dǎo)納中的功率損耗為變壓器的等值電路如圖所示。69+0.0157，/km + ，/km復(fù)習(xí) 輸電線路70復(fù)習(xí) 雙繞組變壓器71思考題與習(xí)題2.1, 2.2, 2.4722.4.2 三繞組變壓器參數(shù)計(jì)算什么是三繞組變壓器？在同一鐵心柱上繞上一個原繞組、兩個副繞組或兩個原繞組一個副繞組。具有

24、U1/U2/U3三種電壓的變壓器叫三繞組變壓器。(同心式繞組，鐵心為心式結(jié)構(gòu))732.4.2 三繞組變壓器參數(shù)計(jì)算 作用：用于連接三個不同電壓等級的電網(wǎng)。優(yōu)點(diǎn)：代替兩臺雙繞組變壓器，降低設(shè)備成本，提高供電的可靠性與靈活性。等值電路:由于三相對稱，三繞組變壓器的等值電路常用一相等值電路表示。將同相的三個繞組的阻抗歸算到一個基準(zhǔn)電壓下接成星形，勵磁支路代表勵磁支路在基準(zhǔn)電壓下的等值導(dǎo)納，勵磁導(dǎo)納仍接在電源側(cè)。三繞組變壓器的等值電路74導(dǎo)納支路參數(shù)GT、BT的計(jì)算公式同雙繞組變壓器完全相同，阻抗支路參數(shù)RT、XT的計(jì)算與雙繞組變壓器沒有本質(zhì)上的差別，但由于三繞組變壓器各繞組的容量有不同的組合，因而其

25、阻抗的計(jì)算方法有所不同，分別討論。752.4.2.1額定容量各電壓等級的容量配置可以不同 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的容量比有三種類型：100（高）/100（中）/100（低）:三個繞組的容量都等于變壓器的額定容量；100（高）/100（中）/50（低）:第三繞組的容量僅為變壓器額定容量的50%；100（高）/50（中）/100（低）:第二繞組容量為變壓器額定容量的50% 三繞組變壓器的額定容量：三個繞組中容量最大的一個繞組的容量 762.4.2.2 電阻計(jì)算短路試驗(yàn)時，可以通過分別在兩繞組間進(jìn)行，另一繞組開路。 三繞組變壓器的短路試驗(yàn) 假設(shè)由短路試驗(yàn)測得的繞組間短路損耗分別為PS1-2、PS1-3、PS2

26、-3 ，而各繞組自身的短路損耗分別記為PS1、PS2、PS3，則 有如下關(guān)系：在第1繞組中通以額定電流。其它與此類推。77(a) 對容量比100/100/100型三繞組變壓器各個繞組的電阻為（2-19） 78(b) 對于容量比100/50/100和100/100/50型三繞組變壓器 制造廠提供的的短路損耗數(shù)據(jù)是一對繞組中容量較小的一方達(dá)到它本身的額定電流50%時兩繞組的短路損耗。在求各繞組的短路損耗之前，首先將繞組間的短路損耗數(shù)據(jù)歸算為額定電流下的值。50的額定電流是變壓器額定電流的1/2，換成功率則為1/4，因此先要作以下歸算（以 100/50/100為例 ）：SN2為繞組2的額定容量；PS

27、1-2 、PS2-3 為未折算的繞組間的短路損耗；PS1-2 、PS2-3 為折算到100%繞組額定容量下繞組間的短路損耗；PS1-3 不用折算。792.4.2.3 電抗 國標(biāo)規(guī)定，短路電壓百分?jǐn)?shù)已經(jīng)折算到額定電流時的值。 各繞組之間的短路電壓百分?jǐn)?shù)分別為： 令各繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)分別為US1%、US2%、US3% 可解得各個繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù) 80可求得各個繞組的電抗為 （2-23） 812.4.2.4 電導(dǎo)和電納三繞組變壓器的電導(dǎo)和電納的計(jì)算方法與雙繞組變壓器完全一樣三繞組變壓器的空載試驗(yàn)821-高壓繞組；2-中壓繞組；3-低壓繞組2.4.2.5 繞組布置三繞組變壓器的繞組布置示意圖（

28、a）升壓布置 （b）降壓布置為了絕緣方便，高壓繞組部放在最外邊。83 （a）對升壓，高中壓繞組間由于漏磁通道較長，阻抗電壓較大。高低壓繞組間以及中低壓繞組間由于漏磁通道較短，阻抗電壓較小。對升壓變壓器，需將功率自低壓繞組經(jīng)高壓、中壓繞組輸入系統(tǒng)，為減小低高壓間及低中壓間的電壓損耗，一般采用(a)排列方式。 （b）對降壓，若功率主要自高壓側(cè)輸向低壓側(cè)，應(yīng)采用(a)排列方式，以減小高壓、低壓間的電壓損耗；如低壓側(cè)各斷路器的斷路容量不足，需限制短路電流時，則應(yīng)采用第二種排列方式，以滿足安全運(yùn)行的要求。升壓布置 降壓布置目的：降低阻抗電壓損耗或限制短路電流84例2.4某變電所裝有一臺型號為SFSL1-

29、20000/110，容量比為100/100/50的三繞組變壓器.PS1-2=152.8kW, PS1-3=52kW, PS2-3=47kW, US1-2%=10.5, US2-3%=6.5, US1-3%=18, P0=50.2kW, I0=4.1, 試求變壓器的參數(shù)并作出等值電路。858687等效電路只是數(shù)學(xué)模型，而不是物理模型 ；出現(xiàn)負(fù)值不意味著電抗是容性的，實(shí)際計(jì)算中=0 882.4.3 自耦變壓器 兩側(cè)繞組間不僅有磁的耦合，而且還有電的直接聯(lián)系 節(jié)省材料，縮小體積，減輕重量，降低成本，損耗小 高壓大容量的電力系統(tǒng)中，當(dāng)電壓變比不大時常采用自耦變壓器 自耦變壓器的特點(diǎn)892.4.3.1

30、自耦變壓器的連接方式和容量關(guān)系 三繞組自耦變壓器U1-高壓，U2-中壓，U3低壓 就端點(diǎn)條件而言，自耦變壓器可完全等值于普通變壓器，但由于三繞組自耦變壓器第三繞組的容量總小于變壓器的額定容量，因此需要進(jìn)行歸算。902.4.3.2 自耦變壓器的優(yōu)缺點(diǎn) 計(jì)算容量小于額定容量 阻抗較小，故電壓變化率較小，但短路電流較大原邊遭受過電壓時會引起副邊的過電壓 當(dāng)自耦變壓器電壓變比不大時，其經(jīng)濟(jì)性才較顯著 912.4.3.3 參數(shù)計(jì)算及等值電路 短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)是未經(jīng)折算的數(shù)值: 如容量比為100/100/50的自耦變壓器，短路電壓百分?jǐn)?shù)的折算：短路損耗的折算同前92例2.5 OSFPSL-90000/220型

31、自耦變壓器，容量比為100/100/50，P0=104kW， I0%=0.65, PS1-2=325kW, PS1-3=345kW, PS2-3=270kW, US1-2%=10, US1-3%=18.6, US2-3%=12.1, 試計(jì)算變壓器的等值參數(shù)，并畫出其等值電路。 解: (1) 將與第三繞組有關(guān)的短路損耗和短路電壓折算到變壓器的額定容量 短路損耗的折算PS1-3=4PS1-3 =3454=1380(kW)PS2-3=2704=1080(kW) 短路電壓百分?jǐn)?shù)的折算US1-3%=2US1-3%=18.62=37.2US2-3%=12.12=24.2 93(2) 計(jì)算各繞組的短路損耗及

32、電阻 計(jì)算各繞組的短路損耗PS1=（PS1-2+PS1-3PS2-3)/2=1/2 (325+1380-1080)=312.5(kW)PS2=(PS1-2+PS2-3 PS1-3)/2=1/2 (325+1080-1380)=12.5(kW)PS3(PS1-3+PS2-3 PS1-2) /2=1/2 (1380+1080-325)=1067.5(kW) 計(jì)算各繞組的電阻94(3) 計(jì)算各繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)及電抗 各繞組的短路電壓百分?jǐn)?shù)為95等值電路如圖2.35所示。 計(jì)算各繞組的電抗(4) 計(jì)算變壓器導(dǎo)納中的GT、BT及功率損耗962.5.1 發(fā)電機(jī)的參數(shù)及等值電路由于發(fā)電機(jī)定子繞組的電阻相

33、對較小，通?？梢月匀?。發(fā)電機(jī)在運(yùn)行時主要表現(xiàn)參數(shù)為其電抗。制造廠一般給出以發(fā)電機(jī)額定阻抗為基準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)電抗百分比所以2.5 發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的參數(shù)及等值電路97發(fā)電機(jī)的等值電路當(dāng)發(fā)電機(jī)的d、q軸電抗相等時，發(fā)電機(jī)的等值電路可表示如圖。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時，發(fā)電機(jī)一般可以用兩個變量來表示：有功功率P和無功功率Q有功功率P和兩端電壓U（往往還有無功功率的限額）jXGEGP+jQUP982.5.2負(fù)荷的參數(shù)及等值電路以功率表示在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（正常運(yùn)行分析）中，負(fù)荷用有功功率P和無功功率Q來表示。寫成復(fù)功率形式，接在相應(yīng)的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)上即可。負(fù)荷為感性時，Q0；負(fù)荷為容性時，Q0。99以阻抗或?qū)Ъ{表示假設(shè)已知復(fù)功

34、率100電力系統(tǒng)實(shí)際計(jì)算存在的問題： 電力系統(tǒng)是一個多電壓級的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò), 各個電氣參數(shù)(電壓、電流、功率等)在各電壓級下呈現(xiàn)出不同的數(shù)值2.6 標(biāo)么制及其應(yīng)用可比性差：壓級不同、容量不同，同一類設(shè)備參數(shù)差異大；三相：與單相不同，麻煩！不能直接行計(jì)算。在具體的計(jì)算前, 均需進(jìn)行歸算。1012.6.1電力系統(tǒng)標(biāo)么（幺）制定義有名值：有具體物理單位的量值。標(biāo)么值：無具體物理單位的相對值?；鶞?zhǔn)值：對于相對值的相對基準(zhǔn)。（量綱要相同）三者的關(guān)系：基本級：將參數(shù)和變量歸算至同一個電壓級。一般取網(wǎng)絡(luò)中最高電壓級為基本級。標(biāo)幺制：在電力系統(tǒng)計(jì)算時參數(shù)都用標(biāo)幺值來表示并參加運(yùn)算，這樣的運(yùn)算制式稱為標(biāo)幺制。102

35、 只要選取合適的基準(zhǔn)值，標(biāo)幺值計(jì)算中三相電路的計(jì)算公式將和單相電路的計(jì)算公式相同；線電壓的標(biāo)幺值將和相電壓的標(biāo)幺值相等。怎樣選取合適的基準(zhǔn)值？1032.6.2 標(biāo)么基值（基準(zhǔn)值）選取規(guī)律理論上可以任選，但為簡化計(jì)算，須遵循規(guī)律。選擇基準(zhǔn)值的條件：基準(zhǔn)值的單位應(yīng)與有名值的單位相同阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流、功率的基準(zhǔn)值之間也應(yīng)符合電路的基本關(guān)系（對三相）功率的基準(zhǔn)值=100MVA、 1000MVA 等電壓的基準(zhǔn)值=參數(shù)和變量歸算的額定電壓104！四個基準(zhǔn)值之間有依存關(guān)系，一般只需確定基準(zhǔn)功率SB和基準(zhǔn)電壓UB兩個即可。 SB多選擇為100MVA、1000MVA 或系統(tǒng)總?cè)萘炕蚰硞€發(fā)電廠機(jī)組容量之和；

36、說明： UB多選為平均額定電壓或額定電壓。105三相電路中各物理量的標(biāo)幺值計(jì)算公式為: 在運(yùn)算過程結(jié)束后，標(biāo)幺值通常要還原為有名值。 注意！1062.6.4 多電壓等級電力系統(tǒng)的標(biāo)么制標(biāo)么制使用中的問題：各元件以其額定值做為基準(zhǔn)值，與系統(tǒng)選擇的不一致？電力變壓器的使用，使電力系統(tǒng)具有多個電壓等級，在其兩側(cè)的電壓基準(zhǔn)如何選擇？需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換使用平均額定電壓107（一）不同基準(zhǔn)值的標(biāo)么值之間的變換電氣設(shè)備的銘牌參數(shù)都以設(shè)備的額定值為基準(zhǔn)的標(biāo)么值或百分?jǐn)?shù)給出。設(shè)備已知標(biāo)么值是以各自額定值為基值的，不統(tǒng)一！同一電路中，基值應(yīng)統(tǒng)一；基值變化時，標(biāo)么值換算原則：有名值不變原則。換算方法及步驟：以電抗的換算為例將以額定參數(shù)為基值的標(biāo)幺值還原為有名值；將還原的有名值換算為同一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值。108（1）（2） 額定電壓額定容量109統(tǒng)一的基準(zhǔn)值 上面公式為標(biāo)幺值的準(zhǔn)確算法。實(shí)際中通常采用標(biāo)幺值的近似算法。 說明：1101、逐級歸算法（精確）1）按變比將阻抗折合至同一電壓等級；2）選擇