电力系统各元件的特性参数和等值电路

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1、第二章电力系统各元件的特性参数和等值电路主要内容提示：本章主要内容包括：电力系统各主要元件的参数和等值电路，以及电力系统的等值网络。§2-1电力系统各主要元件的参数和等值电路一、发电机的参数和等值电路一般情况下，发电机厂家提供参数为：、、、及电抗百分值%，由此，便可确定发电机的电抗。按百分值定义有因此（2—1）↑（a）EG·jXGUG·IG·↑（b）jXGUG·IG·jXGEG·图2-1发电机的等值电路（a）电压源形式（b）电流源形式求出电抗以后，就可求电势，并绘制等值电路如图2-1所示。二、电力线路的参数和等值电路电力线路等值电路的参数有电阻、电抗、电导

2、和电纳。在同一种材料的导线上，其单位长度的参数是相同的，随导线长度的不同，有不同的电阻、电抗、电导和电纳。⒈电力线路单位长度的参数电力线路每一相导线单位长度参数的计算公式如下。⑴电阻：（Ω/km）（2—2）⑵电抗：（Ω/km）（2—3）采用分裂导线时，使导线周围的电场和磁场分布发生了变化，等效地增大了导线半径，从而减小了导线电抗。此时，电抗为（Ω/km）式中——三相导线的几何均距；——分裂导线的等效半径；——每相导线的分裂根数。⑶电纳：（S/km）（2—4）采用分裂导线时，将上式中的换为即可。⑷电导：（S/km）（2—5）式中——实测的三相线路的泄漏和电晕

3、消耗的总功率，kW/km；——实测时线路的工作电压。电力线路单位长度的参数乘以长度即为电力线路的集中参数，于是有⒉电力线路的等值电路电力线路分为短线路（＜100km的架空线及不长的电缆线）、中长线路（＜100~300km的架空线及＜100km的电缆线）和长线路（＞300km的架空线及＞100km的电缆线），其等值电路有所不同。(1)短线路的等值电路U1·U2·I1·I2·Z图2-2短线路的等值电路短线路的等值电路如图2-2所示。电压在35千伏及以下的架空线路，由于电压不高，这种线路电纳B的影响不大，可略去，因此短线路的等值电路十分简单，只有一个串联总阻抗Z

4、＝R+jX，其基本方程为(2)中等长度线路对于电压为110～330干伏、线长l＝100～300千米之间的架空线路及l<100千米的电缆线路均可视为中等长度线路。这种线路，由于电压较高，线路的电纳一般不能忽略。等值电路常为丌形，如图2-3。在丌形等值电路中，除串联的线路总阻抗Z＝R+jX外，还将线路的总导纳Y＝jB分为两半，分别并联在线路的始末两端。U1·U2·I1·I2·ZY2Y2图2-3中长线路的等值电路基本方程：(3)长线路的等值电路KrR+jkxXU1·U2·I1·I2·jB2KbjB2Kb图2-4长线路的等值电路对于电压为330千伏及以上、线长l>

5、300千米的架空线路和线长l>100千米的电缆线路，一般称之为长线路。长线线路的各参数实际上是沿全线均匀分布的，考虑分布特性后，各参数乘以适当的修正系数，其等值电路仍可用集中参数表示，如图2-4所示，其修正系数为⒊电力线路的电晕临界电压校核线路是否会发生电晕，其电晕临界电压(相电压)经验公式为；(kV)（2—6）采用分裂导线时，由于导线的分裂，减小了电场强度，电晕临界电压改为：(kV)其中式中—与分裂状况有关的系数，一般≥1；—分裂导线根与根之间的距离（厘米）；—分裂根数；—每根导体的半径（厘米）。导线水平排列时，边相导线的电晕临界电压较按上式求得的高6%

6、，即；中间相导线的电晕临界电压较按上式求得的低4%，即。以上介绍了电晕临界电压的求法，在实际线路工作电压一旦达到或超过临界电压时，电晕现象就会发生。电晕现象的危害是：(1)消耗电能；(2)对无线电和高频通讯产生干扰；(3)使导线表面发生腐蚀。一、电力变压器的参数和等值电路RT+jXT-jBT图2-5双绕组变压器等值电路GTI1·I2·U1·U2·1.双绕组变压器双绕组变压器的等值电路如图2-5所示：参数：（2—7）（2—8）（2—9）（2—10）各参数为工程单位制：、、。注意变压器的等值电路参数都是归算至某一侧的。在计算公式中用哪一侧的额定电压，计算结果就

7、是归算至哪一侧的值。等值电路中的所有参数都应归算至同一侧。【例2—1】试计算SFL1—20000/110型双绕组变压器归算到高压侧的参数，并画出它的等值电路。变压器铭牌给出该变比为110/11kV、SN=20MVA、Pk=135kW、P0=22kW、Uk%=10.5、I0%=0.8。解由短路损耗kW可求得变压器电阻为：由短路电压百分值可求得变压器电抗为：由空载损耗kW可求得变压器励磁支路的电导为：4.08Ωj63.53Ω-j1.322×10-5S1.82×10-6S例2-1图由空载电流百分值可求得变压器励磁支路的电纳为：于是等值电路如图例2-2所示。⑵三绕

8、组变压器三绕组变压器的等值电路如图2-6所示。123ZT1ZT2Z