1、电力系统分析电力系统分析第二章 电力网参数及等值电路基础知识基础知识正序分量、负序分量、零序分量正序分量、负序分量、零序分量ABCACBABC(a)正序图(b)负序图(c)零序图例如：对正序图：A相电压为：UA=220sin(100t)；B相电压为：UB=220sin(100t-120)；C相电压为：UC=220sin(100t+120)；三相复功率、有功功率、无功功率、线电压与相三相复功率、有功功率、无功功率、线电压与相电压、线电流与相电流、功率因数等电压、线电流与相电流、功率因数等感性无功与容性无功、感性与容性电抗或电纳感性无功与容性无功、感性与容性电抗或电纳感性：电感X为正值，电纳B为负
2、值容性：电感X为负值，电纳B为正值jQPjSUIS)sin(cos3第二章 电力网参数及等值电路u第二节第二节 变压器的数学模型变压器的数学模型u第三节第三节 标幺制和电力网等值电路标幺制和电力网等值电路u第一节第一节 电力线路的数学模型电力线路的数学模型第一节 电力线路的数学模型电力线路电力线路一一.导线导线架空线：导线、避雷器、杆塔、绝缘子、金具架空线：导线、避雷器、杆塔、绝缘子、金具电缆线：导线、绝缘层、保护层电缆线：导线、绝缘层、保护层要求：导电好、机械强度大、抗腐蚀能力强要求：导电好、机械强度大、抗腐蚀能力强铝铝L常用，机械强度不够，钢芯铝线常用，机械强度不够，钢芯铝线材料材料钢钢G
3、导电性差，做避雷线导电性差，做避雷线铜铜T最好，但贵最好，但贵铝合金铝合金HL结构结构多股线绞合多股线绞合J排列：排列：1、6、12、18普通型：普通型：LGJ 铝铝/钢钢 比比5.66.0加强型：加强型：LGJJ 铝铝/钢钢 比比4.34.4轻轻 型：型：LGJQ 铝铝/钢钢 比比8.08.1LGJ-400/50数字表示截面积数字表示截面积扩径导线扩径导线K扩大直径，不增加截面积扩大直径，不增加截面积LGJK-300相当于相当于LGJQ-400和普通钢芯相区别，支撑层和普通钢芯相区别，支撑层6股股分裂导线分裂导线每相分成若干根，相互之间保持一每相分成若干根，相互之间保持一 定距离定距离400
4、-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大防电晕，减小了电抗，电容增大结构结构木塔木塔已不用已不用二二.杆塔杆塔钢筋混凝土塔钢筋混凝土塔单杆、单杆、型杆型杆铁塔铁塔用于跨越，超高压输电、耐张、转角、用于跨越，超高压输电、耐张、转角、换位换位作用分作用分直线杆塔直线杆塔线路走向直线处，只承受导线自重线路走向直线处，只承受导线自重耐张杆塔耐张杆塔承受对导线的拉紧力承受对导线的拉紧力转向杆塔转向杆塔用于线路转弯处用于线路转弯处换位杆塔换位杆塔减少三相参数的不平衡减少三相参数的不平衡跨越杆塔跨越杆塔跨越宽度大时，塔高：跨越宽度大时，塔高：100200米米终端杆塔终端杆塔只承受一侧的耐张力，导线首末端只
5、承受一侧的耐张力，导线首末端ABC三三.绝缘子和金具绝缘子和金具绝缘子绝缘子要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀材料：瓷质与玻璃质元件材料：瓷质与玻璃质元件类型：针式（类型：针式（35KV以下），悬式（以下），悬式（35KV以上）以上）片树：片树：35KV，110KV，220KV，330KV，500KV 3 7 13 19 24金具金具作用：连接导线和绝缘子作用：连接导线和绝缘子线夹：悬重、耐张线夹：悬重、耐张导线接续：接续、联结导线接续：接续、联结保护金具：护线条、预绞线、防震锤、阻尼线保护金具：护线条、预绞线、防震锤、阻尼线绝缘保护：悬重锤绝缘保护：悬重锤
6、单位长度线路的一相等值电路：四个参数：电阻、电抗、电容、电导0jwc四四.电力线路的电气参数电力线路的电气参数00jwLr 0g四四.电力线路的电气参数电力线路的电气参数1 1、电阻、电阻r1=/sS 截面积截面积 mm2单位：单位：mm2/km一般是查表一般是查表 rt=r20(1+(t-20)钢线电阻：导磁钢线电阻：导磁集肤、磁滞效应集肤、磁滞效应交流电阻交流电阻直流电阻直流电阻电阻率电阻率铜：铜：18.8 铝：铝：31.5与温度有关与温度有关2 2、电抗、电抗u基本算式基本算式导体自感：导体自感：/iL 导体互感：若导体导体互感：若导体A A和导体和导体B B相邻，导体相邻，导体B B中
7、的电流中的电流i iB B产生与导体产生与导体A A相铰链的磁链为相铰链的磁链为 ABAB，则互感为：，则互感为：B/iABABM 物理意义：导线通交流电，产生磁场物理意义：导线通交流电，产生磁场自感、互感自感、互感2 2、电抗计算公式、电抗计算公式rlg1445.00157.0rlg1445.0)5.0rlg6.4(f2DD10Dxmm4rm1 r779.0rDDDD3cabcabm 等等效效半半径径几几何何均均距距对数关系：导线截面和布置无显著影响，一般对数关系：导线截面和布置无显著影响，一般0.4/km正三角布置正三角布置Dm=D；水平布置；水平布置Dm=1.26D为什么采用分裂导线？：
8、改变磁场，增大了半径，减少为什么采用分裂导线？：改变磁场，增大了半径，减少了电抗！了电抗！nn2ii1eqeqm1drrDxrn0157.0lg1445.0 2 2、分裂导线的电抗计算、分裂导线的电抗计算dddddddd当分裂数为当分裂数为2、3、4时：导线的电抗一般分别为时：导线的电抗一般分别为0.33、0.3、0.28/km3 3、电纳、电纳物理意义：导线通交流电，产生电场物理意义：导线通交流电，产生电场容感容感km/Srlg58.7fC2bkm/Frlg0241.0C10D10D6m116m1 对数关系：变化不大，一般对数关系：变化不大，一般 2.8510-6 S/km分裂导线：增大了等
9、效半径，电纳增大，用分裂导线：增大了等效半径，电纳增大，用req替代替代r计算计算DmDm与与r r的意义与电抗表达式一致的意义与电抗表达式一致4 4、电导、电导物理意义物理意义绝缘子表面泄露绝缘子表面泄露很小，忽略很小，忽略实测损耗，计算电导，一般忽略实测损耗，计算电导，一般忽略110KV110KV9.6mm9.6mm空气电离空气电离电晕损耗，临界电压电晕损耗，临界电压Ucr，好天不产生，坏天可有好天不产生，坏天可有规定最小直径规定最小直径220KV220KV21.28mm21.28mm330KV330KV32.2mm32.2mm减少电晕措施：采用分裂导线；增大导体半径；甚至采用扩径减少电晕
10、措施：采用分裂导线；增大导体半径；甚至采用扩径导线。导线。)(lg3.4921KVrDrmmVcr 五、电力线路的等值电路五、电力线路的等值电路r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1一般线路的等值电路（正常运行时忽略一般线路的等值电路（正常运行时忽略g）u1、短线路（一字型等值电路、短线路（一字型等值电路）条件：条件：L1时，容性电流流过时，容性电流流过Z后产生升压；后产生升压；2）当）当k1时，感性电流流过时，感性电流流过Z后产生降压；后产生降压；补充知识补充知识 电抗器的百分值：电抗器的百分值：电抗器的百分值电抗器的百分值=100电抗器标幺值电抗器
11、标幺值 电抗器的标幺值：电抗器的标幺值：电抗器的标幺值电抗器的标幺值=电抗器的有名值电抗器的有名值/基准值基准值说明：一般情况对限流电抗器只给出额定说明：一般情况对限流电抗器只给出额定电压、额定电流参数。电压、额定电流参数。作业作业1、电力系统的部分接线如下图，各电压级的额定电压及功率输、电力系统的部分接线如下图，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。送方向已标明在图中。试求：试求：（1 1）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；）发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压；（2 2）各变压器的额定变比；）各变压器的额定变比；（3 3）设变压器）设变压器T-1T-1工作于工作于+5+5抽
12、头、抽头、T-2T-2、T-4T-4工作于主抽头，工作于主抽头，T-3T-3工作于工作于2.52.5抽头时，各变压器的实际变比。抽头时，各变压器的实际变比。GT-1 10KV220KV110KVT-4 110KV35KVT-310KVT-2 0P0I)21(SP)31(SP)32(SP)21(SV)31(SV)32(SV 2、型号为、型号为SFS-40000/220的三相三绕组变压器，容量比为的三相三绕组变压器，容量比为100/100/100，额定变比为，额定变比为220/38.5/11，查得：，查得：46.8kW0.9217kW200.7kW158.6kW1710.5试求：归算到高压侧的变压
13、器参数有名值。试求：归算到高压侧的变压器参数有名值。6补充：同步发电机的运行补充：同步发电机的运行唯一的注入功率元件唯一的注入功率元件调负荷调负荷原动机转速（汽门、导水翼）原动机转速（汽门、导水翼）调电压调电压励磁励磁1、同步发电机的允许运行范围、同步发电机的允许运行范围EqnXdINUNINUNEqnjINXdsindqXUEP 补充：同步发电机的运行补充：同步发电机的运行受限条件受限条件定子绕组：定子绕组：IN为限为限S园弧园弧转子绕组：转子绕组：励磁电流为限励磁电流为限F园弧园弧原动机出力：额定有功功率原动机出力：额定有功功率BC直线直线其它约束：其它约束：静稳、进相导致漏磁引起温升静稳
14、、进相导致漏磁引起温升T弧弧fedqniXE定子绕组不超过额定电流定子绕组不超过额定电流励磁绕组不超过额定电流励磁绕组不超过额定电流受原动机出力限制受原动机出力限制进相运行时受定子端部发热进相运行时受定子端部发热限制限制留稳定储备留稳定储备补充：同步发电机的运行补充：同步发电机的运行2、同步发电机的进相与调相运行、同步发电机的进相与调相运行进相进相发有功，吸收无功发有功，吸收无功输电线路长、电容大、轻载时电压升高，需吸收无功输电线路长、电容大、轻载时电压升高，需吸收无功 时，发电机从迟相转为进相，时，发电机从迟相转为进相，If越小，越小，越大越大静稳态储备下降、端部严重发热、影响出力静稳态储备
15、下降、端部严重发热、影响出力cosUEIqf调相调相只发或吸收无功只发或吸收无功调压需要调压需要水轮机低水位水轮机低水位汽轮机处于检修汽轮机处于检修汽轮机的经济技术指标很低汽轮机的经济技术指标很低补充：同步发电机的运行补充：同步发电机的运行3、同步发电机的非正常运行、同步发电机的非正常运行a、过负荷运行、过负荷运行允许短时运行允许短时运行和时间有关和时间有关和冷却方式有关和冷却方式有关b、异步运行、异步运行c、不对称运行、不对称运行失磁后，进入异步状态，发异步有功，吸收无功失磁后，进入异步状态，发异步有功，吸收无功汽轮机汽轮机滑差率小，允许运行滑差率小，允许运行1530分钟分钟水轮机水轮机滑差率大，不允许运行滑差率大，不允许运行定子中产生负序电流定子中产生负序电流转子感应转子感应2倍频电流倍频电流引起发热和振动引起发热和振动
