【文档说明】第02章电力网各元件的等值电路和参数计算.pptx，共(54)页，1.902 MB，由精品优选上传

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HuazhongUniversityofScienceandTechnology《电力系统分析》(I)石东源dongyuanshi@mail.hust.edu.cn2012-2013学年度第一学期2-1架空输电线路的参数2-2架空输电线路的等值电路第二章电力网各

元件的等值电路和参数计算2-3变压器的等值电路和参数2-4标幺制一相等值电路的概念aET-2G1T-1LDELjX1jX2jXmjXGjXLR2jX1jXmjXIPjQ+三相对称：正常稳态或者应用对称分量法星三角变换：三角形电路—星形电路一相等值参数：计及其余两相影响（比如相

间互感）运行变量：线电压，线电流，三相功率；相间互感星三角变换图2-1单位长线路一相等值电路电阻：载流导线有功损耗电感：载流导线磁场效应电导：带电线路绝缘泄漏及电晕损耗电容：带电线路电场效应0r0g0jC0jL2-1架空输电线路的参数2-1架空输电线路的

参数1.电阻rS=交流电阻>直流电阻集肤效应和邻近效应多股绞线标称截面积>实际截面积与温度有关[]201(20)trrta=+-直流电阻2-1架空输电线路的参数2.电感—基本算式（1）自感−==12ln20SDliL（2）互感

−==12ln20DliMBABAB请参考附录IDs：圆柱形导线的自几何均距140.779SDrer−==D：两平行导线轴线间距离非铁磁材料的单股线：(0.724~0.771)SDr=非铁磁材料的多股线：(0.77~0.9)S

Dr=钢芯铝线：2-1架空输电线路的参数2.电感—对称三相输电线路等值电感()()aaabbaccabcaLiMiMiLiMiiLMi=++=++=−saaaDDiLln20==abcaibiciMDDD02ln12SlLD

=−02ln12lMD=−123D12D23D13M12M13M23IIIIIIbcaΨaIIIcabΨaIIabcΨaI位置1位置2位置3iaibic2-1架空输电线路的参数2.电感—不对称三相线路()I1213II2312III1323IIIIII3aabca

abcaabcaaaaLiMiMiLiMiMiLiMiMi=++=++=++=++()01223131ln32eqaaasDLLMMMiD==−++=3eq122331DDDD=导线间互几何均距：导线换位

2-1架空输电线路的参数2.电感—分裂导线实际特高压八分裂线路八分裂导线间隔棒2-1架空输电线路的参数2.电感—分裂导线对线路参数的影响sbeq0ln2DDLa=Dsb：分裂导线的自几何均距，与分裂根数和间距有关a1a2a3c1c2c3b1b2b3D12D23D13dddddddd二

分裂三分裂四分裂0ln2eqasDLD=d:分裂间距二分裂：()24sbssDDdDd==四分裂：()3293sbssDDddDd==六分裂：()416sb3421.09ssDDdddDd==2-1架空输电线路的参数2.电感—输电线路等值电抗eqsb20.1445lg(/

km)NDxfLD==单导线线路：0.4Ω/km；二分裂导线：0.33Ω/km，三分裂导线：0.30Ω/km，四分裂导线：0.28Ω/km。钢导线线路：集肤效应，磁导率随电流变化，电阻电感呈现非线性，只能通

过试验测定其特性，根据电流值确定其阻抗2-1架空输电线路的参数3.电导架空输电线路的电导是用来反映泄漏电流和空气游离（电晕）所引起的有功损耗的一种参数一般线路绝缘良好，泄漏电流很小，主要考虑电晕现象引起的功率损耗合理设计绝缘水平降

低泄漏电流增大导线半径或者采用分裂导线减少电晕损耗一般的电力系统计算中取g0≈02-1架空输电线路的参数4.电容—基本算式qCv=电容反映导线带电时在其周围介质中建立的电场效应若周围介质的介电系数为常数，则导体所

带的电荷q与导体的电位v将呈线性关系。导体的电容为：2-1架空输电线路的参数4.电容—基本算式lnln22AqDrqDvrr−=任意点P的电位2121ln2Pppdqvvvd=+=qCv=导体A表面

电位导体电容：o111ln2Pdqvd=o222ln2Pdqvd−=选导线间距中点为零电位参考点+q-qdO2d1d2dO12-1架空输电线路的参数4.电容—三相线路一相等值电容经过整循环换位的三相线路，一相等值电容：+qbH13H12H1H2H23H3+qa+qc-qa-qcD12D1

3D23-qb13112I121323212II231233123III13231lnlnln21lnlnln21lnlnln2AabcAabcAabcHHHvqqqrDDHHHvqqqrDDHHHvqqqrDD=++=++

=++()IIIIII1;03aAAAabcvvvvqqq=++++=eq1223313eq1232lnlnaaqCDvHHHrHHH==−2-1架空输电线路的参数4.电容—三相线路一相等值电容经过整循环换位的三相线

路，一相等值电容：6eqeq0.024110(F/km)lgCDr−=3122331122313123lnln2aADDDqHHHvrHHH=−eq:r导线等值半径+qbH13H12H1H2H23H3+qa+qc-qa-qcD12D13

D23-qb≈04.电容—三相线路的一相等值电纳6eqeq7.58210(S/km)lgNbfCDr−==各种线路的电纳值变化不大。单导线线路：大约为2.8×10-6S/km左右；分裂导线线路，当每相分裂根数分别为2根,3根和4根时，分

别约为3.4×10-6S/km，3.8×10-6S/km,和4.1×10-6S/km。2-1架空输电线路的参数2-2架空输电线路的等值电路1.长线等值电路00()rjLdx+00()gjCdx+IVIdI+VdV+1V2V2I1Ildxx2-2架空输

电线路的等值电路2.输电线路方程式0000()()dVrjLIdxdIgjCVdx=+=+2000021,20000()()()()dVgjCrjLVdxgjCrjL=++=++00()rjLdx+00()gjCdx+

IVIdI+VdV+1V2V2I1Ildxx2-2架空输电线路的等值电路3.输电线路方程式通解1212xxxxCCVAeAeAAIeeZZ−−=+=−2000021,2()()dVgjCrjLVdx=++=00()rjLdx+00(

)gjCdx+IVIdI+VdV+1V2V2I1Ildxx2-2架空输电线路的等值电路4.波阻抗/特性阻抗和传播常数0000()()CjCCCCZrjLgjCRjXZe=++=+=()()0000gjCrjLj=++=+00(

)rjLdx+00()gjCdx+IVIdI+VdV+1V2V2I1Ildxx2-2架空输电线路的等值电路1212xxxxCCVAeAeAAIeeZZ−−=+=−2VV=x=0212122CCVAAAAIZZ=+=−2II=1221()2

CAVZI=+2221()2CAVZI=−5.方程式边界条件及系数A1、A22-2架空输电线路的等值电路重写方程式通解1212xxxxCCVAeAeAAIeeZZ−−=+=−1222221()21()2CCAVZ

IAVZI=+=−2222CCVVchxZIshxVIshxIchxZ=+=+00()rjLdx+00()gjCdx+IVIdI+VdV+1V2V2I1Ildxx2-2架空输电线路的等值电路6.输电线路二端口网络方程1212ABVVCDII=

00()rjLdx+00()gjCdx+IVIdI+VdV+1V2V2I1Ildxx122212CCVVchlZIshlVIshlIchlZ=+=+2222CCVVchxZIshxVIshxIchxZ=+=+

2-2架空输电线路的等值电路7.输电线路集中参数等值电路()()21CCZZshlYchlZshl==−111221221()21()2YIVVVZYIVVVZ=+−=−−122212CCVVchlZIshlVIshlIchlZ=+=

+()()2122112CCCIVVchlZshlVIshlVVchlchlZshlZ=−=+−2-2架空输电线路的等值电路7.输电线路∏型等值电路()()21CCZZshlYchlZshl==−Z2Y2Y1V2V2I1I1112

21221()21()2YIVVVZYIVVVZ=+−=−−00()rjLdx+00()gjCdx+IVIdI+VdV+1V2V2I1Ildxx2-2架空输电线路的等值电路8.输电线路∏型等值电路的参数0000(

)()ZrjLlYgjCl=+=+ZYZKZYKY==()()21ZYKshZYZYKchlZYshl==−000rxbZkrljkxlYjkCl+Z2Y2Y1V2V2I1I()()21CCZZshlYc

hlZshl==−修正参数，单个∏型等值电路500~600km线路精确参数近似参数，单个∏型等值电路200~300km线路2-3变压器等值电路及参数1.双绕组变压器等值电路及参数TTRjX+1

2:1kTGTjB−RT--△PS--短路损耗XT--VS%--短路电压百分比GT--△P0–空载损耗BT--I0%--空载电流k12--V1tN/V2N2-3变压器等值电路及参数TTRjX+NI12:1kV222233100%NNTTNNTNTNNNSSSI

RRVIXSVVVVPVX====TTRjX+0I12:1kNVTjB−TG0022%1003NTNTNTNNVGVBSIPVBI===1.双绕组变压器等值电路及参数2-3变压器等值电路及参数2.三绕组变压器等值电路及参数—短路试验2

21212221(12)(313132223(2)332)333333NNssNNssNNsSSSsIRIRPPIRIRPPIRIRPPPPP−−−=+=+=+=+=+=+

11RjX+12:1k22RjX+33RjX+13:1kTGTjB−VININ11RjX+12:1k22RjX+33RjX+13:1kTGTjB−VININ11RjX+12:1k22RjX+33RjX+13:1

kTGTjB−VININ三绕组容量比100/100/10023210(1,2,3)siNiNPVRiS==I3NI2NI3NI2N2-3变压器等值电路及参数11RjX+12:1k22RjX+33RjX+13:1kTGTjB−

V0.5IN0.5IN11RjX+12:1k22RjX+33RjX+13:1kTGTjB−V0.5IN0.5IN三绕组容量比100/100/50233221010(1,2,3)3sisiNiNNPPVRiIS===()()()()221(12)(13)(222132223

23)3330.530.530.530.5NNNNNNSSSIRIRIRIRIRIPPPR−−−=+=+=+1213(12)(12)(13)(13)(2323)(23)44SSSSSSSSSSSSPPPPPPPPPPPP−−−−−−

=+==+==+=2.三绕组变压器等值电路及参数—短路试验2-3变压器等值电路及参数三绕组容量比SN/S2N/S3N()2(12)(12)22(23)(23)23(31)(31)3min,NSSN

NSSNNNSSNSPPSSPPSSSPPS------骣÷ç¢÷D=Dç÷ç÷ç桫骣÷ç¢÷D=D?÷ç÷÷ç桫骣÷ç¢÷D=Dç÷ç÷ç桫223()max/210NSSNNRPVS=D?()()NNNSSNSRRS¢=¢2.三绕组变压器等值电路及参数—短路试

验233221010(1,2,3)3sisiNiNNPPVRiIS===三绕组容量比SN/SN/SN’2-3变压器等值电路及参数11RjX+12:1k22RjX+33RjX+13:1kTGTjB−R1R2R3VS1%VS2%VS3%X1X2X3△PS1△PS2△

PS3△PS(1-2)△PS(1-3)△PS(2-3)VS(1-2)%VS(1-3)%VS(2-3)%132123三绕组变压器绕组排列2.三绕组变压器等值电路及参数升压变压器降压变压器2-3变压器等值电路及参数TZ1V2V2I1I:1k2V2

I12121212221TTTTTTVVVkVIZZZZkVkVIkIkIZZ=−=−===−()()111221221(1)TTTTkkIVVVZZkkkIVVVZZ−=+−−=

−−1TZk−1V2V2I1I(1)TZkk−TZk3.变压器∏型等值电路2-3变压器等值电路及参数1TZk−1V2V2I1I(1)TZkk−TZk原副方电压电流：实际值谐振三角形：阻抗和为零谐振环流：实现电流

变换串联阻抗压降：实现变压3.变压器∏型等值电路2-3变压器等值电路及参数1TZ1V1I12:1k2TZ2V2I3TZ3V3I13:1k2121TZk−1V2V2I1I21212(1)TZkk−212T

Zk3131TZk−3V3I31313(1)TZkk−313TZk1TZ三绕组变压器3.变压器∏型等值电路2-4标幺制位）基准值（与有名值同单）实际有名值（任意单位标幺值＝****,,,BBBBBBVISPjQZRjXVISZVISSZZ++=

=====1.标幺制的概念2-4标幺制2.基准值的选取—单相电路PPPPBBBPBPBBP***P*P**VZISVIVZISVIVZISVI======有名值基准值标幺值2BPBPBBPBPBISVZVS==基准值2-4标幺制2.基准值的选取—三相电路BBBBBB****

**3333VZISVIVZISVIVZISVI======有名值基准值标幺值2BBBBBB3ISVZVS==基准值2-4标幺制3.不同基准值的标幺值间的换算2BB(B)*()*()22BBNNNVSSXXXSVV==有名值额定标

幺电抗有名值电抗统一基准下的标幺电抗2-4标幺制4.多级电压网络中元件参数标幺值计算G1LILDIIIIIRXT1kT1:1XGXLXT2kT2:1XRXLDXT1*kT1*:1XG*XL*XT2*kT2*:1XR*XLD*T-1T-2V

B(I)VB(II)VB(III)2-4标幺制BBB*1*1*222B(I)B(I)B(II),,GGTTLLSSSXXXXXXVVV=???BBB2*2**222B(II)B(III)B(III),,TTRRLDLDSSSXXXXXXV

VV=???T1(NI)T1(NII)T1T1*B(I-II)B(I)B(II)VVkkkVV==4.多级电压网络中元件参数标幺值计算基准变比2-4标幺制4.基准值选取方法G1LILDIIIIIRXT1kT1:1XGXL

XT2kT2:1XRXLDXT1*kT1*:1XG*XL*XT2*kT2*:1XR*XLD*T-1T-2IIIIII功率基准SBSBSB电压基准VB(I)=Vav(I)VB(II))=Vav(II)VB(III))=Vav(III)VB(I)

VB(II)VB(III)电力系统的基本概念—额定电压受电设备与系统额定线电压361035110220330500供电设备额定线电压3.156.310.513.815.751820变压器额定线电压一次绕组33.1

566.31010.513.815.75182035110220330500二次绕组3.33.156.66.31110.538.5121242363550单位：kV目前国内交流电压最高等级：1000kV直流电压最高等级：±800kV2-4标幺制L1GT110.5

/242kVT210.5/121kVT3220/121kVT4110/11kVL3L2L4IIIIIIVISB=100MVAVB（IV）=10.5kVVB（I）=10.5kVVB（III）=230kVVB（II）=115kV全网统一

功率基准；不同电压等级电网取平均额定电压（同一电压等级的各元件的最高额定电压和最低额定电压的平均值）作为其电压基准；各级电网平均额定电压：3.15kV，6.3kV，10.5kV，15.75kV，37kV，1

15kV，230kV，345kV，525kV（约比相应电压等级的额定电压高5%）电流、阻抗基准由功率基准和电压基准按三相电路的物理关系确定4.基准值选取方法2-4标幺制——标幺值参数计算L1GT110.5/242kVT210.5/121kVT3

220/121kVT4110/11kVL3L2L4IIIIIIVI1:k11:k2k3:1k4:1xT1xT3xL1xL3xL4xGxT4xT2xL2B1*12B(III)B2*22B(II)B3*32B(III)B4*42B(IV)LLLLLLLLSxxVSxxVSxxVSx

xV====线路电抗标幺值计算2-4标幺制——标幺值参数计算L1GT110.5/242kVT210.5/121kVT3220/121kVT4110/11kVL3L2L4IIIIIIVI1:k

11:k2k3:1k4:1xT1xT3xL1xL3xL4xGxT4xT2xL2NG(N)G2G(N)SxxV=发电机额定标幺电抗B*2B(I)GGSxxV=发电机标幺电抗2G(N)BG*G(N)2NB(I)VS

xxSV=标幺电抗与额定标幺电抗间的转换2-4标幺制——标幺值参数计算L1GT110.5/242kVT210.5/121kVT3220/121kVT4110/11kVL3L2L4IIIIIIVI1:k

11:k2k3:1k4:1xT1xT3xL1xL3xL4xGxT4xT2xL22T1(NIII)T1T1(N)*T1(N)T1(N)*%100sVxxSVx==变压器额定标幺电抗BT1*T12B(III)SxxV=变压器标幺电抗转换2-4标幺制——标幺值

参数计算L1GT110.5/242kVT210.5/121kVT3220/121kVT4110/11kVL3L2L4IIIIIIVIT1(NIII)T1T1(NI)VkV=变压器变比变压器变比标幺值T1(NIII)T1(NI)T1*B(III)B(I)1T1*B(I-III)VVkVVk

kk==1:k11:k2k3:1k4:1xT1xT3xL1xL3xL4xGxT4xT2xL2近似计算：取k=kB则k1=k2=k3=k4=1.0k1=1.052k3=0.909k2=1.052k4=0.9132-4标幺制——

标幺制的特点易于比较元件特性和参数◆同类型元件额定标幺参数大致相近◆同类型电机标幺化空载特性基本一样◆变压器短路电压额定标幺值0.10左右简化计算◆三相与单相电路标幺值计算关系一样◆线电压与相电压标幺值相等没有量纲：物理概念不明确L1GT110.5/242kV

T210.5/121kVT3220/121kVT4110/11kVL3L2L4IIIIIIVI1:k11:k2k3:1k4:1xT1xT3xL1xL3xL4xGxT4xT2xL2本章小结HuazhongUniversityofScienceandTechnology电力系统分析中一

相等值电路的概念输电线路集中参数的∏型等值电路及参数变压器等值电路及参数计算、∏型等值电路基准值选取原则以及标幺值参数的计算方法习题Ex2-3，2-8，2-11HuazhongUniversityofSc

ienceandTechnology公共邮箱邮箱：hustpsa2012@163.com密码：2012hustpsa请到以上邮箱收取课件HuazhongUniversityofScienceandTechnologyT

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