電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析工學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化趙玉峰第一頁(yè)，共三十七頁(yè)。2第二章電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型一．電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能的四大部分

1.發(fā)電機(jī)組 2.變壓器3.電力線路4.負(fù)荷二．電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型第二頁(yè)，共三十七頁(yè)。本章內(nèi)容2.1輸電線路的參數(shù)2.2輸電線路的等值電路2.3變壓器的等值電路及參數(shù)2.4標(biāo)么制

第二章電力系統(tǒng)各元件的特性和數(shù)學(xué)模型3第三頁(yè)，共三十七頁(yè)。問(wèn)題的提出1、有幾個(gè)參數(shù)可以反映單位長(zhǎng)度輸電線的電磁現(xiàn)象?2、各個(gè)參數(shù)受哪些因素影響?3、如何表示輸電線路?2.1輸電線路的參數(shù)4第四頁(yè)，共三十七頁(yè)。一、輸電線路分類

電能的輸送是在輸電線路上進(jìn)行的。按結(jié)構(gòu)可分為架空線路和電纜兩類。直流輸電線路和交流輸電線路。5第五頁(yè)，共三十七頁(yè)。1.架空輸電線路6第六頁(yè)，共三十七頁(yè)。（1）導(dǎo)線作用：傳導(dǎo)電流，輸送電能材料：銅、鋁、鋼型號(hào):LJ—35鋁絞線

LGJ—185鋼芯鋁絞線

LGJQ—300輕型鋼芯鋁絞線

LGJJ—400加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線

為防止電暈和減小線路感抗，220KV以上線路常采用

擴(kuò)徑導(dǎo)線、空心導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線7第七頁(yè)，共三十七頁(yè)。導(dǎo)線的斷面圖

8第八頁(yè)，共三十七頁(yè)。

（2）避雷線作用:保護(hù)導(dǎo)線不受直接雷擊結(jié)構(gòu):常采用鋼絞線、鋁包鋼線9第九頁(yè)，共三十七頁(yè)。（3）桿塔作用:支持導(dǎo)線和避雷線，并使之保持一定的安全距離

分類

1）按所用材料分類木桿、鐵塔、鋼筋混凝土桿

2）按用途分類直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔終端桿塔、換位桿塔10第十頁(yè)，共三十七頁(yè)。（4）絕緣子分類:針式絕緣子懸式絕緣子瓷橫擔(dān)等

作用:使導(dǎo)線與桿塔間保持絕緣

11第十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。針式絕緣子

用于電壓不超過(guò)35KV線路上懸式絕緣子用于電壓為35KV及以上線路上瓷橫擔(dān)

用于35KV及以下線路上12第十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。（5）金具作用:起懸掛、耐張、固定、防震、連接等作用分類:懸垂線夾、耐張線夾、接續(xù)金具、防震金具13第十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。導(dǎo)體絕緣層包護(hù)層2.電纜線路的結(jié)構(gòu)

常用電纜的構(gòu)造14第十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。（1）導(dǎo)體

鋁或銅的單股或多股線，通常用多股線根據(jù)電纜中導(dǎo)體數(shù)目的不同，可分為單心、三心、四心電纜

常用電纜的構(gòu)造15第十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。（2）絕緣層作用：用來(lái)使導(dǎo)體間及導(dǎo)體與保護(hù)包層間相互絕緣。16第十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。（3）包護(hù)層

內(nèi)包護(hù)：保護(hù)絕緣不受損傷，防止絕緣油外溢和水分侵入。

外包護(hù)：防止外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。17第十七頁(yè)，共三十七頁(yè)。

二、電力線路的參數(shù)電阻r（歐）電抗x（歐）電導(dǎo)g（西門子）電納b（西門子）各個(gè)參數(shù)的意義（1）電阻r：反映線路的熱效應(yīng)（有功的損耗）（2）電抗x：反映線路的磁場(chǎng)效應(yīng)（3）電納b：反映線路的電場(chǎng)效應(yīng)（4）電導(dǎo)g：反映電暈損耗和泄露電流18第十八頁(yè)，共三十七頁(yè)。

1.參數(shù)的計(jì)算（1）電阻

r=ρ/s

（?/km）

式中，銅的ρ=18.8??mm2/km，鋁的ρ=31.5??mm2/km。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（?/km）

a：電阻的溫度系數(shù)。例如，鋁0.0036，銅0.00382

19第十九頁(yè)，共三十七頁(yè)。單相導(dǎo)線線路電抗：當(dāng)三相導(dǎo)線間的距離分別為、、時(shí)（2）電抗20第二十頁(yè)，共三十七頁(yè)。

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kmW21第二十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。22第二十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。（3）電納

Deq和req的意義和計(jì)算電抗值相同

單相導(dǎo)線線路電納分裂導(dǎo)線線路電納23第二十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。（4）

電導(dǎo)

電暈現(xiàn)象:

就是架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線附近的空氣游離而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。在一般的電力系統(tǒng)計(jì)算中可以忽略電暈損耗，認(rèn)為24第二十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。2.輸電線路參數(shù)計(jì)算的幾點(diǎn)說(shuō)明工程上已將各種型號(hào)導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的電阻、電抗、電納值列在設(shè)計(jì)手冊(cè)中，對(duì)于表中所列的電阻值，是指環(huán)境溫度為20°C時(shí)的值。

25第二十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。

近似計(jì)算時(shí):

單導(dǎo)線路：當(dāng)分裂根數(shù)為3根時(shí)，每公里的電抗為0.30左右，每公里的電納分別為3.8。對(duì)于分裂導(dǎo)線線路：

當(dāng)分裂根數(shù)為2時(shí)，每公里的電抗為0.33，每公里的電納為3.4。當(dāng)分裂根數(shù)為4根時(shí)，每公里的電抗為0.28左右，每公里的電納為4.1

。26第二十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。鋼導(dǎo)線，由于集膚效應(yīng)及導(dǎo)線內(nèi)部的導(dǎo)磁系數(shù)隨導(dǎo)線通過(guò)的電流大小而變化，因此，它的電阻和電抗均不恒定，無(wú)法用解析法確定，只能用實(shí)驗(yàn)測(cè)定其特性，根據(jù)電流值確定其阻抗。電纜線路的電氣參數(shù)計(jì)算比架空線路復(fù)雜得多，通常采取實(shí)測(cè)辦法，并將其電氣參數(shù)標(biāo)明在設(shè)計(jì)手冊(cè)中。27第二十七頁(yè)，共三十七頁(yè)。例題2.1有一回110kV架空電力線路，長(zhǎng)度為60km，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ－120，導(dǎo)線計(jì)算外徑15.2mm，三相導(dǎo)線水平排列，兩相鄰導(dǎo)線之間距離為4m。試求該電力線路的參數(shù)。28第二十八頁(yè)，共三十七頁(yè)。例題2.2有一回220kV架空電力線路，長(zhǎng)度為100km，采用每相雙分裂導(dǎo)線，次導(dǎo)線采用LGJ－185，每一根導(dǎo)線的計(jì)算外徑為19mm，三相導(dǎo)線以不等邊三角形排列，線間距離Dab＝9m，Dbc=8.5m，Dca＝6.1m，分裂間距d＝400mm。試計(jì)算該電力線路的參數(shù)。29第二十九頁(yè)，共三十七頁(yè)。一般線路的等值電路長(zhǎng)線路的等值電路2.2輸電線路的等值電路

30第三十頁(yè)，共三十七頁(yè)。一、一般線路的等值電路電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)基本上是三相對(duì)稱的，因此輸電線路的等值電路可用一相的單線圖表示。輸電線路的等值電路是一均勻分布參數(shù)的電路，通常將分布參數(shù)電路轉(zhuǎn)化成集中參數(shù)等值電路以簡(jiǎn)化計(jì)算。31第三十一頁(yè)，共三十七頁(yè)。短線路長(zhǎng)度不超過(guò)100km的架空線路。32第三十二頁(yè)，共三十七頁(yè)。中等長(zhǎng)度線路長(zhǎng)度在100～300km之間的架空線路；長(zhǎng)度小于100km的電纜線路。33第三十三頁(yè)，共三十七頁(yè)。二、長(zhǎng)線路的等值電路

長(zhǎng)度超過(guò)300km的架空線路和長(zhǎng)度超過(guò)100km的電纜線路（也叫遠(yuǎn)距離輸電線路）。34第三十四頁(yè)，共三十七頁(yè)。遠(yuǎn)距離輸電線路的基本方程為

當(dāng)

時(shí)，線路首、末端電壓和電流的關(guān)系如下35第三十五頁(yè)，共三十七頁(yè)。精確法計(jì)算公式近似法計(jì)算公式式中36第三十六頁(yè)，共三十七頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析。一．電力系統(tǒng)中生產(chǎn)、變換、輸送、消費(fèi)電能的四大部分。電能的輸送是在輸電線路上進(jìn)行的。為防止電暈和減小線路感抗，220KV以上線路常采用。木桿、鐵塔、鋼筋混凝土桿。終端桿塔、換位桿塔。根