電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)第二章2課件

第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)電力線路一.導(dǎo)線架空線：導(dǎo)線、避雷器、桿塔、絕緣子、金具電纜線：導(dǎo)線、絕緣層、保護(hù)層要求：導(dǎo)電好、機(jī)械強(qiáng)度大、抗腐蝕能力強(qiáng)鋁—L—常用，機(jī)械強(qiáng)度不夠，鋼芯鋁線材料鋼—G—導(dǎo)電性差，做避雷線銅—T—最好，但貴鋁合金—HL第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)多股線絞合—J排列：1、6、12、18普通型：LGJ鋁/鋼比5.6—6.0加強(qiáng)型：LGJJ鋁/鋼比4.3—4.4輕型：LGJQ鋁/鋼比8.0—8.1LGJ-400/50—數(shù)字表示截面積擴(kuò)徑導(dǎo)線—K擴(kuò)大直徑，不增加截面積LGJK-300相當(dāng)于LGJQ-400和普通鋼芯相區(qū)別，支撐層6股分裂導(dǎo)線——每相分成若干根，相互之間保持一定距離400-500mm,防電暈，減小了電抗，電容增大第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)木塔——已不用二.桿塔鋼筋混凝土塔—單桿、型桿鐵塔—用于跨越，超高壓輸電、耐張、轉(zhuǎn)角、 換位。獨(dú)根鋼管—城市供電作用分直線桿塔—線路走向直線處，只承受導(dǎo)線自重耐張桿塔—承受對導(dǎo)線的拉緊力轉(zhuǎn)向桿塔—用于線路轉(zhuǎn)彎處換位桿塔—減少三相參數(shù)的不平衡跨越桿塔—跨越寬度大時，塔高：100—200米終端桿塔—只承受一側(cè)的耐張力，導(dǎo)線首末端第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)ABC第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)第二節(jié)電力線路的結(jié)構(gòu)三.絕緣子和金具絕緣子要求：足夠的電氣與機(jī)械強(qiáng)度、抗腐蝕材料：瓷質(zhì)與玻璃質(zhì)元件類型：針式（35KV以下），懸式（35KV以上）片樹：35KV，110KV，220KV，330KV，500KV 37131924金具作用：連接導(dǎo)線和絕緣子線夾：懸重、耐張導(dǎo)線接續(xù)：接續(xù)、聯(lián)結(jié)保護(hù)金具：護(hù)線條、預(yù)絞線、防震錘、阻尼線絕緣保護(hù)：懸重錘第三節(jié)電力線路的參數(shù)與等值電路2、電抗物理意義：導(dǎo)線通交流電，產(chǎn)生磁場自感、互感外電抗內(nèi)電抗對數(shù)關(guān)系：導(dǎo)線截面和布置無顯著影響，一般0.4Ω/km正三角布置Dm=D；水平布置Dm=1.26D分裂導(dǎo)線：改變磁場，增大了半徑，減少了電抗第三節(jié)電力線路的參數(shù)與等值電路3、電納物理意義：導(dǎo)線通交流電，產(chǎn)生電場容感對數(shù)關(guān)系：變化不大，一般2.85Х10-6S/km分裂導(dǎo)線：增大了等效半徑，電納增大，用req替代r計算Dm與r的意義與電抗表達(dá)式一致第三節(jié)電力線路的參數(shù)與等值電路4、電導(dǎo)物理意義絕緣子表面泄露——很小，忽略實(shí)測損耗，計算電導(dǎo)，一般忽略110KV—9.6mm空氣電離——電暈損耗，臨界電壓Ucr， 好天不產(chǎn)生，壞天可有規(guī)定最小直徑220KV—21.28mm330KV—32.2mm分裂導(dǎo)線電纜參數(shù)計算復(fù)雜，查手冊第三節(jié)電力線路的參數(shù)與等值電路2、中等長度線路（π型和T型等值電路）條件：100-300km的架空線或<100km的電纜線，近似等值， 不能用星—三角變換ZY/2Y/2Z/2Z/2Y3、長線路（分布參數(shù)—雙曲函數(shù)）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3、短路試驗(yàn)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(dá)到額定值短路損耗：注意單位：UN（V）、SN（VA）、Pk（W）如UN（KV）、SN（MVA）、Pk（KW）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(yàn)求GT、BT條件：一側(cè)開路，另一側(cè)加額定電壓空載損耗：空載電流百分比I0%有功分量Ig無功分量Ib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RT對于第Ⅰ類（100/100/100）第四節(jié)電力變壓器的參數(shù)與等值電路對于第Ⅱ類（100/50/100）第Ⅲ類（100/100/50）試驗(yàn)時小繞組不過負(fù)荷，存在歸算問題，歸算到SN對于（100/50/100）對于（100/100/50）代入可計算補(bǔ)充：電力變壓器的運(yùn)行1、正常過負(fù)荷能力不縮短壽命為前提自然循環(huán)30%，強(qiáng)迫循環(huán)20%2、事故過負(fù)荷能力以犧牲變壓器壽命為代價計算過負(fù)荷時犧牲的天數(shù)3、三繞組變壓器容量：100/100/100，100/100/50，100/50/100接線：Y/Y/，穩(wěn)定繞組，改善波形自耦：體積小、損耗小，110KV以上用結(jié)構(gòu)：升壓：鐵芯—中壓—低壓—高壓降壓：鐵芯—低壓—中壓—高壓4、并列運(yùn)行原副邊額定電壓相等，變比相等接線組別對應(yīng)一致額定短路電壓相等第五節(jié)發(fā)電機(jī)、電抗器、負(fù)荷的參數(shù)與等值電路一、發(fā)電機(jī)電阻：小，忽略電抗：等值電路jXGEG機(jī)端P+jQ機(jī)端PU機(jī)端補(bǔ)充：同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行唯一的注入功率元件調(diào)負(fù)荷——原動機(jī)轉(zhuǎn)速（汽門、導(dǎo)水翼）調(diào)電壓——勵磁1、同步發(fā)電機(jī)的允許運(yùn)行范圍EqnXdINUNINUNEqnjINXd補(bǔ)充：同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行受限條件定子繞組：IN為限—S園弧轉(zhuǎn)子繞組：勵磁電流為限—F園弧原動機(jī)出力：額定有功功率—BC直線其它約束：靜穩(wěn)、進(jìn)相導(dǎo)致漏磁引起溫升—T弧定子繞組不超過額定電流勵磁繞組不超過額定電流受原動機(jī)出力限制進(jìn)相運(yùn)行時受定子端部發(fā)熱限制留穩(wěn)定儲備補(bǔ)充：同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行2、同步發(fā)電機(jī)的進(jìn)相與調(diào)相運(yùn)行進(jìn)相發(fā)有功，吸收無功輸電線路長、電容大、輕載時電壓升高，需吸收無功時，發(fā)電機(jī)從遲相轉(zhuǎn)為進(jìn)相，If越小，越大靜穩(wěn)態(tài)儲備下降、端部嚴(yán)重發(fā)熱、影響出力調(diào)相只發(fā)或吸收無功調(diào)壓需要水輪機(jī)低水位汽輪機(jī)處于檢修汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)很低補(bǔ)充：同步發(fā)電機(jī)的運(yùn)行3、同步發(fā)電機(jī)的非正常運(yùn)行a、過負(fù)荷運(yùn)行允許短時運(yùn)行和時間有關(guān)和冷卻方式有關(guān)b、異步運(yùn)行c、不對稱運(yùn)行失磁后，進(jìn)入異步狀態(tài)，發(fā)異步有功，吸收無功汽輪機(jī)—滑差率小，允許運(yùn)行15~30分鐘水輪機(jī)—滑差率大，不允許運(yùn)行定子中產(chǎn)生負(fù)序電流轉(zhuǎn)子感應(yīng)2倍頻電流引起發(fā)熱和振動第五節(jié)發(fā)電機(jī)、電抗器、負(fù)荷的參數(shù)與等值電路二、電抗器電阻：小，忽略電抗：jXR等值電路：高電壓等級可用于低電壓等級，不用SN第五節(jié)發(fā)電機(jī)、電抗器、負(fù)荷的參數(shù)與等值電路三、負(fù)荷以功率表示：SL=PL+jQL~以阻抗和導(dǎo)納表示：RTjXTIL。UL。-jBLGLUL。IL。**第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路一、多電壓等級網(wǎng)絡(luò)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UN有關(guān)，歸算到哪一側(cè)，值不同變壓器的負(fù)載阻抗歸算到某一側(cè)時，和變比平方有關(guān)要級聯(lián)等值電路，須將不同電壓級下的阻抗、導(dǎo)納、電壓、電流歸算到同一級—基本級（取電網(wǎng)最高電壓）歸算第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路K的取值分子是向著基本級一側(cè)的電壓K的計算分母是向著待歸算一側(cè)的電壓手算—實(shí)際變比計算機(jī)—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(shù)數(shù)據(jù)見表1、表2，試作出歸算到110KV側(cè)和6KV側(cè)的電網(wǎng)等值電路T1T2k210KV110KV6KVk1L1L2符號額定容量（MVA）額定電壓（KV）Uk%?Pk(KW)I0%?P0(KW)T131.510.5/12110.5190332T220110/6.610.51352.822符號導(dǎo)線型號長度（Km）電壓(KV)電阻(Ω/km)電抗(Ω/km)電納(S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.15?10-6L2LGJ-300560.1050.383表1:表2:第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路解:變壓器的電阻、導(dǎo)納，線路的電導(dǎo)都略去不計歸算到110KV側(cè)變壓器T1的電抗：變壓器T2的電抗：線路L1的電阻、電抗和電納為：第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路線路L2的電阻、電抗為：j48.8ΩjxT1RL1jXL117Ωj38Ωj48.8ΩjxT1RL2jXL217Ωj38ΩjBL1/2j1.575Х10-4jBL1/2j1.575Х10-4第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路j0.1757ΩjxT1RL1jXL10.0612Ωj0.1368Ωj0.228ΩjxT1RL2jXL20.525Ωj1.915ΩjBL1/2jJ4.376Х10-2jBL1/2j4.376Х10-2歸算到6KV側(cè)第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路二、標(biāo)幺值（標(biāo)么值）1、定義：標(biāo)幺值=有名值（歐、西、千伏、千安、兆伏安）基準(zhǔn)值（與對應(yīng)有名值的量剛相同）標(biāo)幺值—沒有單位的相對值參數(shù)三相與單相公式一致結(jié)果清晰易于判斷結(jié)果對否簡化計算無量剛，概念不清第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路2、基準(zhǔn)值的選取基準(zhǔn)值的單位與對應(yīng)有名值的單位相同各種量的基準(zhǔn)值之間應(yīng)符合電路的基本關(guān)系五個量中任選兩個，其余三個派生，一般取SB，UB，SB—總功率或某發(fā)、變額定功率，UB—基本級電壓

第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路3、電力系統(tǒng)的標(biāo)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一套基本級下的基準(zhǔn)值用標(biāo)幺值定義求歸算基準(zhǔn)值（就地歸算）將基準(zhǔn)值歸算到各電壓級，形成相應(yīng)基值在基本級下指定一套基準(zhǔn)值各電壓級參數(shù)除以本級下的基值給出元件的額定標(biāo)幺值，須換算為統(tǒng)一基準(zhǔn)值下的標(biāo)幺值第六節(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目標(biāo)：端部條件與實(shí)際電路中的值相等（不需歸算） 的等值電路1、雙繞組理想變壓器1:kRTjXT-jBTGT1:k1’2’12推導(dǎo)目的：等值電路中端部條件（，）（，）不變變壓器參數(shù)受變比影響推導(dǎo)過程：從1-1’，2-2’之間等值，將導(dǎo)納支路拿出去y12y10y20如果雙端口網(wǎng)絡(luò)用π型表示（且YT=1/ZT）ZT1:k1’2’121:kZT物理意義：端口條件相同時，等值參數(shù)與K有關(guān)兩并聯(lián)支路的導(dǎo)納符號總是相反三支路的阻抗之和恒等于零諧振三角形內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流構(gòu)成諧振三角形在串聯(lián)阻抗上產(chǎn)生壓降—變壓諧振電流—變流ZTk:11’2’12試推導(dǎo)：第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路2、三繞組變壓器的等值模型三繞組可用二繞組方法推出第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路3、應(yīng)用：可調(diào)變壓器—用計算機(jī)計算時，先用額定變比制作等值電路，分接頭變化時，只調(diào)π型參數(shù)即可計算第六節(jié)電力系統(tǒng)的等值電路四、電力系統(tǒng)的等值電路制訂1、決定是用有名值，還是用標(biāo)幺值2、變壓器的歸算問題容量不相同時電壓等級歸算采用Γ型和T型采用π型—不歸算3、適當(dāng)簡化處理變壓器—導(dǎo)納支路以具有定值的功率損耗代替線路電導(dǎo)忽略100km以內(nèi)架空線電納忽略100—300km以定值的無功損耗代替作業(yè)：1、三繞