電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型

關(guān)于電力系統(tǒng)各元件的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型第一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力系統(tǒng)各元件？是電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能的四大元件：

1.電力線路發(fā) 2.變壓器

3.電機(jī)組4.負(fù)荷第二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日各元件的特性？四個(gè)元件的電氣現(xiàn)象四個(gè)元件在電路里，電壓、電流、功角、頻率、功率之間的關(guān)系第三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日各元件的數(shù)學(xué)模型？將四個(gè)元件的電氣特性用數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)用電路圖表達(dá)第四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日目錄2.1元件的參數(shù)與數(shù)學(xué)模型電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電抗器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型2.2簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)有名值電壓級(jí)歸算標(biāo)幺值電壓級(jí)歸算第五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日約定電壓是指線電壓電流是指線電流功率是三相功率阻抗、導(dǎo)納是單相的阻抗和導(dǎo)納第六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力線路的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路的阻抗電力線路的導(dǎo)納電力線路的數(shù)學(xué)模型第七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力線路結(jié)構(gòu)架空線路的結(jié)構(gòu)（1）導(dǎo)線（2）避雷線（3）桿塔（4）絕緣子（5）金具電纜線路的結(jié)構(gòu)（1）導(dǎo)線（2）絕緣層（3）包護(hù)層第八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日架空線第九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日架空線路的導(dǎo)線和避雷線多股絞線，鋼芯鋁絞線擴(kuò)徑導(dǎo)線避雷線 第十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日多股導(dǎo)線，絞線，鋼芯鋁絞線：LGJ—400/50（鋼芯鋁絞線—載流部分額定截面積400，鋼芯部分額定截面積50）；LGJJ（加強(qiáng)）；LGJQ（輕型）特點(diǎn)：a.鋼芯承載，拉伸；b.鋁的導(dǎo)電性較好；c.電流的集膚效應(yīng)；第十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日鋼芯鋁絞線第十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日鋼芯鋁絞線第十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日鋼芯鋁絞線第十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日擴(kuò)徑導(dǎo)線減小電暈損耗或電抗，增大截面積；E正比于1/R，場(chǎng)強(qiáng)與半徑成反比圖示，其結(jié)構(gòu)為鋼芯、高強(qiáng)聚乙烯支架（擴(kuò)徑用）及兩層“Z型”鋁股層。用在1000KV特高壓輸電第十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日擴(kuò)徑導(dǎo)線第十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日分裂導(dǎo)線也叫復(fù)導(dǎo)線，將每相導(dǎo)線分裂成很多根，并將它們布置在圓周上，電抗減小，電容增大第十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日三分裂導(dǎo)線示意圖第十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日四分裂導(dǎo)線間隔棒第十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日八分裂導(dǎo)線第二十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日在八分裂導(dǎo)線上安裝間隔棒第二十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日直升機(jī)巡檢導(dǎo)線第二十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第二十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日避雷線一般都采用多股鋼導(dǎo)線，如GJ-50，GJ-70作用是從被保護(hù)物體上方引導(dǎo)雷電通過，并安全泄人大地，防止雷電直擊，減小在其保護(hù)范圍內(nèi)的電器設(shè)備(架空輸電線路及通電設(shè)備)和建筑物遭受直擊雷的概率

第三十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日絕緣子絕緣子起支撐、絕緣的作用絕緣子按結(jié)構(gòu)可分為支持絕緣子、懸式絕緣子、防污型絕緣子和套管絕緣子現(xiàn)在常用的絕緣子有：“陶瓷絕緣子”，“玻璃鋼絕緣子”，“合成絕緣子”，“半導(dǎo)體絕緣子”第三十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日陶瓷絕緣子第三十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日盤形懸式鋼化玻璃絕緣子第三十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日絕緣子第三十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日絕緣子第三十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第三十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第三十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第三十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第三十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日架空線路的絕緣子絕緣子片數(shù)與電壓等級(jí)有關(guān)，規(guī)程規(guī)定如下表：35kv線路60kv線路110kv線路220kv線路330kv線路500kv線路不少于3片不少于5片不少于7片不少于13片不少于19片不少于25片第四十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日架空線路為什么換位在高壓輸電線路上，當(dāng)三相導(dǎo)線的排列不對(duì)稱時(shí)，各相導(dǎo)線的電抗就不相等。即使三相導(dǎo)線中通過對(duì)稱負(fù)荷，各相中的電壓降也不相同；另一方面由于三相導(dǎo)線不對(duì)稱，相間電容和各相對(duì)地電容也不相等，從而會(huì)有零序電壓出現(xiàn)。為了減少三相參數(shù)的不平衡第四十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日架空線換位圖1第四十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日架空線路的換位問題 如果不換位，a、b、c三相間的距離永遠(yuǎn)是ab，bc小，ac大，影響電感； 進(jìn)行整換位循環(huán)后，ab，bc，ca的距離對(duì)稱； 現(xiàn)在，500KV，750KV，1000KV都進(jìn)行換位。第四十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日架空線換位圖2第四十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電纜 電纜的適用范圍 發(fā)電廠和變電站內(nèi)部，以及在建筑物和居民密集的地區(qū)，交通道路兩側(cè)，穿過江河、海峽時(shí)，均因地理位置的限制，不允許架設(shè)架空線，因此只能用電纜來輸送電能。第四十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日建設(shè)中的電纜溝第四十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日寶鋼分公司電纜隧道第四十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日建設(shè)中的世博電纜隧道第四十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日完工的世博電纜隧道第四十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力電纜的優(yōu)點(diǎn) 供電可靠性高 安全 市容整齊美觀 不受路面建筑物的影響 運(yùn)行簡(jiǎn)單方便，維護(hù)工作少，費(fèi)用較低。 電纜的電容有助于提高功率因數(shù)第五十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力電纜的缺點(diǎn)投資是架空線的10倍敷設(shè)后不易變動(dòng)，不易擴(kuò)建線路連接分支較困難如果受外力破壞，尋找故障困難出現(xiàn)故障時(shí)，一般為永久故障，因此不準(zhǔn)裝自動(dòng)重合閘修理較困難，時(shí)間長(zhǎng)，且費(fèi)用較大。第五十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電纜結(jié)構(gòu)第五十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電纜分類充油電纜和交聯(lián)聚氯乙烯電纜交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜是采用化學(xué)方法或物理方法，使聚乙烯分子由線形分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槿S網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由熱塑性的聚乙烯變成熱同性的交聯(lián)聚乙烯，從而提高了聚乙烯的耐老化性能、機(jī)械性能和耐環(huán)境能力，并保持了優(yōu)良的電氣性能。第五十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日充油及交聯(lián)聚氯乙烯電纜特點(diǎn)充油電纜可靠性高、壽命長(zhǎng)、運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，但敷設(shè)安裝難度較大，落差受到一定限制；交聯(lián)電纜的電性能、耐熱性較好，敷設(shè)安裝方便，落差不受限制，但其長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性和使用壽命還有待作進(jìn)一步的驗(yàn)證和評(píng)價(jià)。第五十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日數(shù)學(xué)模型根據(jù)對(duì)研究對(duì)象所觀察到的現(xiàn)象及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)歸結(jié)成的一套反映其內(nèi)部因素?cái)?shù)量關(guān)系的數(shù)學(xué)公式、邏輯準(zhǔn)則和具體算法用以描述和研究客觀現(xiàn)象的運(yùn)動(dòng)規(guī)律第五十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日建立電力線路的數(shù)學(xué)模型步驟研究電力線路有哪些電氣現(xiàn)象根據(jù)不同的電氣現(xiàn)象，用不同的電氣參數(shù)表示用電氣參數(shù)畫等值電路由等值電路列出數(shù)學(xué)表達(dá)式，完成數(shù)學(xué)建模第五十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力線路有哪些電氣現(xiàn)象？電力線路通入電流，有發(fā)熱的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)？電力線路通入交流電，周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)?電力線路與大地之間存在充放電現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象用什么電氣參數(shù)表達(dá)？架空線有電暈現(xiàn)象、有泄漏電流現(xiàn)象，用什么電氣參數(shù)表達(dá)？第五十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力線路的四個(gè)參數(shù)阻抗電阻電抗導(dǎo)納電導(dǎo)電納第五十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電阻反映線路通過電流時(shí)產(chǎn)生有功功率損失的效應(yīng)（1）有色金屬導(dǎo)線：鋁線、鋼芯鋁線和銅線（2）每相單位長(zhǎng)度的電阻：r1：導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻S：截面積：電阻率（鋁：31.5，銅：

18.8）架空線路的電阻第五十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日（3）鋼芯鋁線的電阻，由于可只考慮主要載流部分——鋁線部分的載流作用，可認(rèn)為與同樣額定截面積的鋁線相同。（4）手冊(cè)提供20攝氏度時(shí)的電阻。如果計(jì)算不是20度時(shí)，要進(jìn)行修正第六十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日

在實(shí)際應(yīng)用中，r隨溫度的變化而變化，可以用下面的公式進(jìn)行修正

rt=r20[1+a(t-20)]rt、r20：t℃、20℃時(shí)的電阻（歐姆/公里）

a：電阻的溫度系數(shù)。例如，鋁0.0036，銅0.00382

第六十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電抗反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)

;三相導(dǎo)線的幾何平均距離注意：（1）x1與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對(duì)數(shù)關(guān)系，放大10倍，取對(duì)數(shù)也就是1，所以導(dǎo)線的布置方式、導(dǎo)線的截面積大小對(duì)線路電抗沒有顯著影響； （2）架空線路的電抗一般在0.4

左右三相架空線路的電抗第六十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日幾何均距第六十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電抗反映載流導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)效應(yīng)

;

三相導(dǎo)線的幾何平均距離（1）x1與幾何均距、導(dǎo)線半徑之間為對(duì)數(shù)關(guān)系，放大10倍，取對(duì)數(shù)也就是1，所以導(dǎo)線的布置方式、導(dǎo)線的截面積大小對(duì)線路電抗沒有顯著影響；（2）架空線路的電抗一般在0.4

左右三相架空線路的電抗第六十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日

分裂導(dǎo)線線路電抗采用分裂導(dǎo)線可以增大req，從而減小x分裂導(dǎo)線的等值半徑每相分裂根數(shù)分裂導(dǎo)線中每一根導(dǎo)線的半徑一相分裂導(dǎo)線中第1根與第i根的距離kmW第六十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2.1輸電線路的參數(shù)第六十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。

第六十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日分裂導(dǎo)線三相架空線路的電抗

分裂導(dǎo)線采用了改變導(dǎo)線周圍的磁場(chǎng)分布，等效地增加了導(dǎo)線半徑，從而減少了導(dǎo)線電抗。第六十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電纜線路的阻抗很難用解析法求取，由制作廠提供，與同截面積的架空線比，電阻稍大，電抗小得多，因?yàn)槿鄬?dǎo)體間距離小第六十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力線路的導(dǎo)納電納電導(dǎo)第七十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日1、三相架空線路的電納電納反映帶電導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)效應(yīng)第七十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2、分裂導(dǎo)線線路電納分裂導(dǎo)線等效地增大了導(dǎo)線半徑，從而增大了每相導(dǎo)線的電納第七十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日架空線路的電導(dǎo)電導(dǎo)反映線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中產(chǎn)生泄露電流及電暈損耗；電暈現(xiàn)象：強(qiáng)電場(chǎng)作用下導(dǎo)線周圍空氣的電離現(xiàn)象.是由于導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過了某一臨界值，以致空氣中的離子具備了足夠的動(dòng)能，使不帶電分子離子化，導(dǎo)致空氣部分導(dǎo)電.第七十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電暈現(xiàn)象第七十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第七十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日確定由于電暈產(chǎn)生的電導(dǎo)，其步驟如下：1.確定導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度2.電暈起始電場(chǎng)強(qiáng)度第七十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日3.

，得電暈起始電壓或臨界電壓4.

每相電暈損耗功率5.求線路的電導(dǎo)

第七十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日分裂導(dǎo)線的電納第七十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日6.對(duì)于分裂導(dǎo)線在第一步時(shí)做些改變

實(shí)際上，在設(shè)計(jì)線路時(shí)，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)

g=0

第七十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日而當(dāng)輸電線路三相導(dǎo)線水平排列時(shí)，中間相的電暈臨界相電壓較邊相導(dǎo)線的低5％第八十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電纜線路的導(dǎo)納

不考慮電纜線路的電導(dǎo)，電納比相同截面積的架空線大很多，因?yàn)殡娎|三相導(dǎo)體間的距離小。第八十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力線路的數(shù)學(xué)模型r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1一般線路的等值電路（正常運(yùn)行時(shí)忽略g）已知單位長(zhǎng)度的電阻、電抗、電納、電導(dǎo)，就可以作出線路等值電路圖，線路的等值電路與線路的長(zhǎng)度有關(guān)第八十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力線路的數(shù)學(xué)模型已知單位長(zhǎng)度的電阻、電抗、電納、電導(dǎo)，就可以作出線路等值電路圖，線路的等值電路與線路的長(zhǎng)度有關(guān)：1.短線路的2.中等長(zhǎng)度的3.長(zhǎng)線路的第八十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日輸電線等值電路集中參數(shù)的等值電路1.短線路（一字型）2.中等長(zhǎng)度的線路T型：因?yàn)橛腥齻€(gè)節(jié)點(diǎn)，不常采用Π型：因?yàn)橛袃蓚€(gè)節(jié)點(diǎn)，經(jīng)常采用分布參數(shù)的等值電路考慮線路的分布特性Π型等值電路第八十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日1．短線路的等值電路：短線路：架空線路長(zhǎng)度不超過100km，略去對(duì)地支路（G、B支路）。等值電路如下：第八十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2.中等長(zhǎng)度等值電路中等長(zhǎng)度線路：長(zhǎng)度在100～300km之間架空線，不超過100km電纜。有T型和∏型等值電路。電力系統(tǒng)中常用∏型等值電路。為什么？第八十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日T型等值電路三個(gè)節(jié)點(diǎn)∏型等值電路兩個(gè)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)少，網(wǎng)絡(luò)方程簡(jiǎn)單第八十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日長(zhǎng)線路的等值電路長(zhǎng)線路：長(zhǎng)度超過300km的架空線路，超過100km的電纜線路。工程上如果只要求計(jì)算線路的始末端電壓、電流和功率，仍可采用集中參數(shù)來表示，其中線路的總電阻、總電抗、總?cè)菁{用修正系數(shù)來修正。第八十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日長(zhǎng)線路等值電路線路方程及等值電路

線路每相的等值參數(shù)是沿線路均勻分布的。lxdx第八十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日長(zhǎng)線路的等值電路距離線路末端x處，壓降和電流增量為第九十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日長(zhǎng)線路的等值電路第九十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2.1.2電抗器的參數(shù)和等效電路電抗器的作用是限制短路電流，它是由電阻很小的電感線圈構(gòu)成的，因此等效電路可用電抗來表示。普通電抗器每相用一個(gè)電抗表示即可第九十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日干式空心串聯(lián)電抗器第九十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日并聯(lián)電抗器第九十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電抗器名牌第九十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓URN、額定電流IRN和電抗百分值XR%，由此可求電抗器的電抗。按百分值定義，有第九十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日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)模型自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型2.1.3變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型第九十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2.1.3變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型在穩(wěn)態(tài)分析中變壓器如何建模如何將變壓器磁路轉(zhuǎn)變?yōu)殡娐纷儔浩鞯戎祬?shù)如何求取第九十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器應(yīng)用電磁感應(yīng)原理，升高或降低電壓升壓輸電，為了降低傳輸電能損耗升高電壓的同時(shí)，降低電流，傳輸?shù)墓β什蛔兊诰攀彭?yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第一百頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第一百零一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器第一百零二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第一百零三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第一百零四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的主要結(jié)構(gòu)：鐵芯和繞組。鐵芯是變壓器的磁路部分；繞組是變壓器的電路部分。 鐵芯，通常用0.35mm厚表面涂有絕緣漆的硅鋼片沖成一定的形狀疊制而成。 繞組，一般為絕緣扁銅線或絕緣圓銅線在繞線模上繞制而成第一百零五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器銘牌第一百零六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日ONAN油浸自然冷卻（ONAN）；油浸自冷(ONAN)；

油浸風(fēng)冷(ONAF)；

強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷(OFAF)；

強(qiáng)迫油循環(huán)水冷(OFWF)；

強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)風(fēng)冷(ODAF)；

強(qiáng)迫導(dǎo)向油循環(huán)水冷ODWF)。第一百零七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器參數(shù)表第一百零八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日三者關(guān)系：指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的視在功率。指在額定容量下，允許長(zhǎng)期通過的額定電流。在三相變壓器中指的是線電流。變壓器額定值第一百零九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器等值電路變壓器一、二次側(cè)沒有電路關(guān)系，只有磁路關(guān)系。關(guān)鍵：如何將磁路關(guān)系用電路來代替？第一百一十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日雙繞組變壓器T型等值電路第一百一十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日雙繞組變壓器Γ型等值電路第一百一十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日電力系統(tǒng)分析中的變壓器模型第一百一十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器的參數(shù)第一百一十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日一、高壓側(cè)加電壓， 低壓側(cè)短路；二、接線圖WAV~**由于外加電壓很小，主磁通很少，鐵損耗很少，忽略鐵損，認(rèn)為短路損耗就是銅損變壓器的短路實(shí)驗(yàn)第一百一十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日由短路實(shí)驗(yàn)的短路功率求電阻第一百一十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日由短路實(shí)驗(yàn)的短路電壓求電抗短路電壓是指在阻抗上的電壓降落。在電力系統(tǒng)計(jì)算中，容量變壓器的電抗和阻抗在數(shù)值上接近相等，可近似如下求解：第一百一十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日一、低壓側(cè)施加電壓，高壓側(cè)開路。二、接線圖WAV~**變壓器空載實(shí)驗(yàn)第一百一十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日由空載實(shí)驗(yàn)的空載損耗求電導(dǎo)變壓器電導(dǎo)對(duì)應(yīng)的是變壓器的鐵耗，近似等于變壓器的空載損耗，因此變壓器的電導(dǎo)可如下求解：第一百一十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日由空載實(shí)驗(yàn)的空載電流求電納在變壓器中，流經(jīng)電納的電流和空載電流在數(shù)值上接近相等，其求解如下：第一百二十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第一百二十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日需要注意的問題各變量和參數(shù)的單位：kV,kW,MVA,Ω,S；UN選哪一側(cè)，則參數(shù)就是那一側(cè)的參數(shù)；參數(shù)都是單相參數(shù)；變壓器等值電路中YT=GT-jBT有減號(hào)，而輸電線路的導(dǎo)納Y=G+jB有加號(hào)，；可用三相勵(lì)磁功率代表勵(lì)磁支路，P0由銘牌給出，勵(lì)磁支路放在電源側(cè)第一百二十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日三繞組變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型問題：1.如何做短路和空載實(shí)驗(yàn)?2.做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)?3.如何求取參數(shù)第一百二十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日兩個(gè)實(shí)驗(yàn)空載實(shí)驗(yàn)：在一次側(cè)加電源UN，二、三次側(cè)開路，得到P0和I0%.導(dǎo)納的求法與雙繞組相同短路實(shí)驗(yàn)：一側(cè)加電源，一側(cè)短路，一側(cè)開路。做三個(gè)短路實(shí)驗(yàn)，得到三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下,如何求阻抗?第一百二十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日求電阻R1,R2,R3(繞組容量100/100/100)第一百二十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日求電阻R1,R2,R3(繞組容量100/100/100)第一百二十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器的容量與繞組的容量變壓器容量(SN)與繞組容量(SN1/SN2/SN3)不一定相等.若變壓器容量100(%),則繞組額定容量比有:100/100/100、100/50/100、100/100/50等排列順序是高/中/低

第一百二十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日變壓器的容量與繞組的容量三個(gè)繞組容量搭配關(guān)系,并不是說三繞組變壓器按此比例傳遞功率,而只是代表每個(gè)繞組傳遞功率的能力.在具體運(yùn)行時(shí),遵守能量守恒定律如100/100/50,當(dāng)高壓輸入100%額定容量時(shí),中、低壓各輸出50%,或中壓輸出100%，低壓不輸出。也有100/100/66，進(jìn)行功率和電壓歸算時(shí)要注意第一百二十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日求電阻R1,R2,R3(繞組容量100/100/50或100/50/100)做短路實(shí)驗(yàn)時(shí),是一對(duì)繞組中容量較小的一方達(dá)到它本身的額定電流，即IN/2時(shí)的值。要?dú)w算為額定電流時(shí)的短路損耗。第一百二十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日按最大短路損耗求解（與變壓器容量比無關(guān)）

——指兩個(gè)100%容量繞組中流過額定電流，另一個(gè)100%或50%容量繞組空載時(shí)的損耗。根據(jù)“按同一電流密度選擇各繞組導(dǎo)線截面積”的變壓器的設(shè)計(jì)原則：

第一百三十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2.電抗根據(jù)變壓器排列不同，對(duì)所提供的短路電壓做些處理：然后按雙繞組變壓器相似的公式計(jì)算各繞組電阻一般來說，所提供的短路電壓百分比都是經(jīng)過歸算的第一百三十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日短路電壓歸算問題當(dāng)三繞變壓器容量比是100/100/50或100/50/100,如果短路電壓沒有經(jīng)過歸算,則要進(jìn)行歸算:例如100/100/50,第一百三十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日三繞組變壓器繞組的排列方式升壓變降壓變

高壓繞組低壓繞組中壓繞組高壓繞組中壓繞組低壓繞組絕緣與分接開關(guān)的處理均衡短路阻抗絕緣第一百三十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日為什么這樣排列？a.考慮絕緣和分接開關(guān)的處理，所以高壓繞組在最外層

b.根據(jù)功率傳輸方向或限制短路電流的要求，中、低壓繞組均可排在中層。第一百三十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日中低壓繞組的排列升壓變壓器：中壓繞組最靠近鐵芯，低壓繞組居中，電能從低壓流向中壓和高壓側(cè)，低-中，低-高短路阻抗分布均勻。降壓變壓器：低壓繞組最靠近鐵芯，中壓繞組居中，電能從高壓流向中壓和低壓，應(yīng)該高壓居中，但由于考慮絕緣，分接開關(guān)的處理的原因，高壓只能在最外層。從短路阻抗的大小來說，中、低壓繞組無論哪個(gè)排在最里面都可以，但從絕緣處理的角度，低壓排在最里面更好。第一百三十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日自耦變壓器自耦變壓器除了自耦聯(lián)系的高壓繞組和中壓繞組外，還有一個(gè)第三繞組。由于鐵心的飽和現(xiàn)象，電壓和電流不免有3次諧波出現(xiàn)，為了消除3次諧波電流，所以第三繞組單獨(dú)連接成三角形自耦變壓器只能用于中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中，所以電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的自耦變壓器都是星形聯(lián)結(jié)。第一百三十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日自耦變壓器第一百三十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日自耦變壓器的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型自耦變壓器參數(shù)和等值電路的確定和普通變壓器無異容量歸算：三繞組自耦變壓器的第三繞組容量總小于變壓器的額定容量所以如果銘牌參數(shù)沒有經(jīng)過容量歸算，必須對(duì)短路功率與短路電壓進(jìn)行容量歸算。第一百三十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日自耦變壓器三繞組的自耦變壓器較電壓、變壓比和容量相同的普通三繞組變壓器或普通雙繞組變壓器便宜，價(jià)格一般只有后者的65%~75%。由于有電的聯(lián)系，絕緣設(shè)計(jì)水平高，兩側(cè)都要安裝閥型避雷器；由于電抗小，電壓損耗小，短路電流大，采取限制短路電流的措施第一百三十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日自耦變壓器的特點(diǎn)為防止由于高壓側(cè)發(fā)生單相接地故障引起低壓側(cè)的電壓升高，用在電網(wǎng)中的自耦變壓器中性點(diǎn)必須可靠地直接接地。220/110KV中壓繞組過電壓的2.64倍；330/110KV過電壓的倍數(shù)3.6倍。運(yùn)行方式多樣化，引起繼電保護(hù)整定困難自耦變壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，在110KV及以上的中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中廣泛使用。110/220KV，110/330KV，110/500KV，220/330KV，220/500KV，330/500KV第一百四十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日某變電所裝設(shè)一臺(tái)OSFPSL90000/220型三相三繞組自耦變壓器，各繞組電壓為220/121/38.5kV，容量比為100%/100%/50%，實(shí)測(cè)的空載短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：P0=59kW；I0%=0.332;Pk(1-2)=333kW，Pk(3-1)=265kW，Pk(2-3)=277kW；Uk(1-2)%=9.09，Uk(3-1)%=16.45，Uk(2-3)%=10.75.試求該自耦變壓器的參數(shù)并繪制等效電路。造價(jià)：90000*273.35/10000=2460.15(萬元)第一百四十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2.1.4發(fā)電機(jī)、負(fù)荷的參數(shù)和數(shù)學(xué)模型發(fā)電機(jī)模型在潮流計(jì)算中的模型在短路計(jì)算中的模型第一百四十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)電機(jī)在潮流計(jì)算中的模型固定的有功、無功：PQ節(jié)點(diǎn)固定的電壓向量：平衡節(jié)點(diǎn)第一百四十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日發(fā)電機(jī)在短路計(jì)算中的模型

在電力系統(tǒng)計(jì)算中，一般不計(jì)發(fā)電機(jī)的電阻，因此發(fā)電機(jī)參數(shù)只有一個(gè)電抗XG。一般發(fā)電機(jī)出廠時(shí)，廠商提供的參數(shù)有發(fā)電機(jī)額定容量SN、額定有功功率PN、額定功率因數(shù)cosN、額定電壓UN及電抗百分值XG%，據(jù)此可求得發(fā)電機(jī)電抗XG。第一百四十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日第一百四十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日

XG——發(fā)電機(jī)電抗（）；

XG%——發(fā)電機(jī)電抗百分值；

UGN——發(fā)電機(jī)的額定電壓（kV）；

SN——發(fā)電機(jī)的額定功率（MVA）。第一百四十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日負(fù)荷 （1）電力系統(tǒng)的總負(fù)荷：就是千萬個(gè)用電設(shè)備消耗功率的總和； （2）電力系統(tǒng)的綜合負(fù)荷：將工業(yè)、農(nóng)業(yè)、郵電、交通、市政、商業(yè)以及城鄉(xiāng)居民所消耗的功率相加； （3）電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷（發(fā)電廠應(yīng)供應(yīng)的功率）=綜合用電負(fù)荷+網(wǎng)損 （4）電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷（發(fā)電機(jī)應(yīng)發(fā)的功率）=供電負(fù)荷+廠用電第一百四十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日負(fù)荷曲線（1）負(fù)荷曲線：負(fù)荷隨時(shí)間而變化的規(guī)律 負(fù)荷曲線的三要素：時(shí)間，空間，對(duì)象

1）X軸方向表示時(shí)間： 時(shí)間長(zhǎng)度：日、月、年 時(shí)間單位：小時(shí)、日、周、月、季、年

2）Y周方向表示負(fù)荷種類：有功，無功，電流 第一百四十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日日負(fù)荷曲線0481214182224時(shí)間負(fù)荷（MW）第一百四十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日負(fù)荷曲線計(jì)量地點(diǎn)：個(gè)別用戶，電力線路，變電所，發(fā)電廠，整個(gè)系統(tǒng)。 負(fù)荷曲線取決于各行業(yè)的生產(chǎn)制度。 系統(tǒng)負(fù)荷曲線的最大值恒小于各行業(yè)負(fù)荷曲線上最大值之和。第一百五十頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日幾種行業(yè)的有功功率日負(fù)荷曲線第一百五十一頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日負(fù)荷模型(1)恒定功率PL=constant、QL=constant；(2)恒定阻抗ZL=constant；(3)用感應(yīng)電機(jī)的機(jī)械特性表示負(fù)荷；(4)用負(fù)荷的靜態(tài)特性方程表示負(fù)荷。第一百五十二頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日負(fù)荷模型第一百五十三頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日負(fù)荷的數(shù)學(xué)模型在潮流計(jì)算中，負(fù)荷常用恒定功率表示，即PQ節(jié)點(diǎn)；必要時(shí)也可以采用線性化的靜態(tài)特性。在短路計(jì)算中，負(fù)荷表示為含源阻抗支路，或恒定阻抗支路。穩(wěn)定計(jì)算中，綜合負(fù)荷可表示為恒定阻抗或不同比例的恒定阻抗和異步電動(dòng)機(jī)的組合。第一百五十四頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日學(xué)習(xí)了電力系統(tǒng)四個(gè)元件的數(shù)學(xué)模型和等值電路，是否可以畫出電力網(wǎng)的等值電路？還需要做什么？第一百五十五頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2.2.1有名值的電壓級(jí)歸算為什么要進(jìn)行電壓規(guī)算？普通變壓器原副繞組有磁的聯(lián)系，沒有電氣聯(lián)系。而要畫等值電路時(shí)，將磁路用電路來代替，用規(guī)算的方法來代替。即將磁路耦合的路變?yōu)閮H有電聯(lián)系的電路。 第一百五十六頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日2.2.1有名值的電壓級(jí)歸算一、選基本級(jí)二、確定電壓比三、參數(shù)歸算第一百五十七頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日選基本級(jí)基本級(jí)的確定取決于研究的問題所涉及的電壓等級(jí)。例如，在電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)計(jì)算時(shí)，一般以最高電壓等級(jí)為基本級(jí)；在進(jìn)行短路計(jì)算時(shí)，以短路點(diǎn)所在的電壓等級(jí)為基本級(jí)第一百五十八頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日確定電壓比變壓器的電壓比分為兩種，即實(shí)際額定電壓比和平均額定電壓比。實(shí)際額定電壓比是指變壓器兩側(cè)的額定電壓之比；平均額定電壓比是指變壓器兩側(cè)母線的平均額定電壓之比。變壓器的電壓比是基本級(jí)側(cè)的電壓比上待歸算級(jí)側(cè)的電壓。第一百五十九頁(yè)，共一百七十八頁(yè)，2022年，8月28日參數(shù)歸算(1)準(zhǔn)確歸算法：變壓器的實(shí)際額定電壓比(2)近似歸算法：用線路平均額定電壓比代替變壓器變比額定電壓UN/kV361035110220330500750