电气工程基础-系统篇.ppt

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1、电气工程基础-系统篇石访Email:shifang@sdu.edu.cn2021/9/282课程内容模型+3种计算：从元件到电力网络元件的数学模型潮流分析..故障分析..稳定分析..2021/9/283元件的数学模型2021/9/284各元件的数学模型着重讨论同步发电机、变压器、电力线路的数学模型同步发电机是动态元件，变压器与电力线路是静态元件同步发电机模型着重于稳态运行时的模型，即稳态模型讨论各元件的正序、负序、零序模型在各序下，用一相表示三相变压器和电力线路的正序、负序参数及模型相同2021/9/285同步发电机的数学模型（稳态模

2、型）正序同步发电机的稳态模型就是同步发电机定子的电压方程及其等效电路根据电磁感应原理及电枢反应原理，建立同步发电机定子的电压方程及其等效电路：d、q轴，同步电抗隐极机凸极机2021/9/286同步发电机的数学模型（稳态模型）负序负序电抗是指发电机端点的负序电压基频分量与流入定子绕组的负序电流分量的比值，通常取次暂态直轴电抗与次暂态交轴电抗的算术平均x2≈(xd’’+xq’’)/2零序零序电抗是对应于零序磁通磁路的电抗，零序磁通磁路是各相绕组的漏磁通磁路，零序电抗小于正序漏抗2021/9/287变压器的数学模型正序（负序）2种变压器类型

3、：双绕组变压器，三绕组变压器4个基本参数：绕组电阻、绕组间漏抗、励磁支路电导、励磁支路电纳2类试验：短路试验，空载试验短路试验：测量Pk、Uk%，求得RT、XT空载试验：测量P0、I0%，求得GT、BTΓ形等效电路注意：三绕组变压器3个绕组容量不相等的情况2021/9/288变压器的数学模型零序：取决于变压器绕组的接线方式和结构当零序电压施加在变压器绕组的三角形或不接地星形侧时，没有零序电流流通，零序电抗x0=∞当零序电压施加在变压器绕组的接地星形侧时，零序电流流通情况取决于另外一侧（或两侧）的接线方式：Y0/∆，Y0/Y，Y0/Y0

4、，Y0/∆/∆，Y0/Y/∆，Y0/Y0/∆零序电流的流通—>零序等效电路零序励磁阻抗：与变压器的结构有关由三个单相变压器组成的三相变压器，三相五柱式变压器，三相壳式变压器：Zm0=∞三相三柱式变压器：Zm0较小2021/9/289电力线路的数学模型（架空线路）正序（负序）4个基本参数：单位长度的电阻、电抗、电导与电纳电阻：单位长度的电阻与电阻率、导线载流部分的截面积的关系，温度修正电抗：用导线半径（或导线平均几何半径）、三相导线的几何均距、导线材料的相对导磁系数表示单位长度的电抗；分裂导线的等效电抗值为什么进行输电线路换位？为什么采

5、用分裂导线？2021/9/2810电力线路的数学模型（架空线路）正序（负序）4个基本参数：单位长度的电阻、电抗、电导与电纳电导：由三相线路单位长度的电晕有功损耗、线路线电压近似计算一相对地等效电导值怎样防止电晕发生？电纳：用导线半径、三相导线的几何均距表示一相对地等效电纳值；分裂导线的等效电纳值2021/9/2811电力线路的数学模型（架空线路）正序（负序）集中参数模型：Π形等效电路，T形等效电路分布参数模型：线路特性阻抗、线路传播系数，二端口网络模型2021/9/2812电力线路的数学模型（架空线路）零序三相输电线路的零序阻抗是当三

6、相线路流过零序电流时每相的等值阻抗三相架空输电线可看作由三个“导线-大地”回路所组成零序电抗较正序电抗几乎大三倍2021/9/2813潮流分析2021/9/2814潮流分析将各元件的数学模型连接起来，构成电力网络的等效电路（节点、支路）电力系统存在不同电压等级，电力网络的等效电路应准确反映各电压等级之间的耦合引入标幺值，各电压变量的标幺值为1左右的数值，反映了偏离电压等级的情况（以其所在电压等级为基准值）变压器是耦合不同电压等级的部件，采用Π形等效电路以简化分析以节点电压相量（模值、相角）表示电力系统的状态，进行求解，进一步求出各个支

7、路（线路、变压器）上流过的功率（有功、无功）及功率损耗2021/9/2815潮流分析电压等级：标准电压、网络额定电压、用电设备额定电压发电机额定电压、变压器额定电压与网络额定电压（用电设备额定电压）的关系标幺值：是无量纲的相对值基准值：SB（三相）、UB（线值）、IB（线值）、ZB（相值）、YB（相值）基准值改变时标幺值的换算：通过原来的基准值还原成有名值，再求出在新的基准下的标幺值2021/9/2816潮流分析变压器的Π形等效电路：双绕组、三绕组折算到一次侧（三侧）的等效电路—>带理想变压器的等效电路—>带理想变压器的标幺值等效电路

8、—>参数反映理想变压器变比的Π形等效电路采用变压器Π形等效电路的优点是什么？2021/9/2817简单辐射形网络中的潮流分布电力线路上的电压降落和功率损耗：已知末端电压、功率，求取始端电压、功率；或者，已知始端电压、功率