1、第2章 网络模型与参数计算,一架空线线路的参数二架空线线路的等值电路 三电力变压器的参数 四电力变压器的模型 五标幺值,线路可用四个参数来表示：电阻R、电抗X、电导G、电纳B,等值电路,2.1 架空线线路等值电路,形等值电路,电阻：由于集肤效应和邻近效应，比直流电阻略大；由于多股绞线的钮绞，实际长度长23%。 r = / s 铜用18.8mm2/km，铝用31.5mm2/km。 rt = r201 + (t - 20) 铜=0.00382 (1/ )，铝=0.0036 (1/ )。,2.1 架空线线路的参数(电阻),2.1 架空线线路的参数(电抗),电抗：由于交流电引起的磁场变化产生。,自几何
2、均距,导线距离,线路单位长度的自感,两线路单位长度的互感,2.1 架空线线路的参数(电抗),自几何均距,互几何均距,三相线路单位长度单相等值电感,2.1 架空线线路的参数(电抗),互几何均距,等边三角形对称排列,水平(垂直)排列,非对称排列需要换位,2.1 架空线线路的参数(电抗),非分裂导线自几何均距,非铁磁材料的单股线,非铁磁材料的多股线,铁芯铝线,2.1 架空线线路的参数(电抗),分裂导线自几何均距,二分裂,三分裂,四分裂,间距：400500mm,2.1 架空线线路的参数(电抗),相间距离、导线截面等与线路结构有关的参数对电抗大小有影响，但在对数符号内，影响不大。,2.1 架空线线路的参
3、数(电导),电导：反映泄漏电流和空气游离引起的有功损耗。主要是电晕。一般采取措施避免电晕，故不考虑电导。增加导体半径(分裂导线)。,2.1 架空线线路的参数 (电纳),电纳：在其周围介质中建立的电场使导体对地和相互间具有电容。,三相线路单位长度单相等值电容,等值半径,几何均距,2.1 架空线线路的参数 (电纳),导线等值半径,二分裂,三分裂,四分裂,单导线,2.1 架空线线路的参数 (电纳),相间距离、导线截面等与线路结构有关的参数对电纳值大小有影响，但在对数符号内，影响不大。,2.2 架空线线路的等值电路,线路的参数是沿着线路均匀分布的，是分布参数。,无数个微小的形等值电路串联,2.2 架空
4、线线路的等值电路,2.2 架空线线路的等值电路,传播常数,特性阻抗(波阻抗),2.2 架空线线路的等值电路,x = 0时,2.2 架空线线路的等值电路,2.2 架空线线路的等值电路,2.2 架空线线路的等值电路,双曲线函数的幂级数展开,2.2 架空线线路的等值电路,取展开式的前两项，且代入Z、Y,等值参数的修正值,2.2 架空线线路的等值电路,2.2 架空线线路的等值电路,型等值电路采用近似参数和修正参数误差分析 330kV线路：r0 = 0.0579/km，x0 = 0.316/km，g0 = 0.0，b0 = 3.55510-4 S/km。,2.2 架空线线路的等值电路,线路的四个参数是沿
5、着线路均匀分布的，是分布参数。根据集中参数假设的条件: d /10时，可以作为集中参数处理。,电力系统稳态计算中一般采用型等值电路，其参数采用集中参数在300km以下线路有足够的准确度，更长的线路可用多个型等值电路串联起来。,工频： f 50 Hz， 6000km,2.2 架空线线路的等值电路,电力系统稳态计算中一般采用型等值电路；此等值电路采用近似参数可代替300km以下线路，更长的线路可用多个型等值电路串联起来。采用修正参数可以代替600km以下线路，更长的线路可用多个型等值电路串联起来。,2.2 架空线线路的等值电路,一般线路的对地电导很小，可以忽略； 低压网络的对地电纳可以忽略； 高压
6、网络的对地电纳很大，传输功率较低时，可能产生很大的无功(可达几百Mvar)，电压过高，采用高抗限制过电压。,2.3 电力变压器的参数,变压器额定容量和额定电压,变压器是重要的电气设备，有双绕组变压器(两卷变)和三绕组变压器(三卷变)，其基本参数有额定电压和额定功率。 三绕组三侧的额定容量有时不相同，额定容量为高压侧的容量，中、低压根据容量比确定，容量比有100/100/100、100/100/50、100/50/100、100/100/66.7、100/66.7/100、100/66.7/66.7几种； 为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的高压绕组上设计制造有分接头。分接头用百分数表
7、示，即表示分接头电压与主抽头电压的差值为主抽头电压的百分之几。,2.3 电力变压器的参数,双绕组变压器模型,原边每相绕组的电阻和漏抗,折算到原边的副边每相绕组的电阻和漏抗,每相励磁电阻和励磁电抗,2.3 电力变压器的参数,双绕组变压器模型,2.3 电力变压器的参数,三绕组变压器模型,不是中性点,2.3 电力变压器的参数,短路损耗与电阻,利用变压器额定电压、额定容量、短路数据和空载数据，可以计算出五个参数。参数包括R、X、G、B,2.3 电力变压器的参数,短路损耗与电阻,短路损耗：一侧短接，另一侧加电压，达到额定电流，绕组电阻产生的损耗(铜损)。,I2是额定值吗？,2.3 电力变压器的参数,短路
8、电压与电抗,短路电压：一侧短接，另一侧加电压，达到额定电流，绕组电抗产生的电压降。,2.3 电力变压器的参数,空载损耗与电导,空载损耗：一侧开路，另一侧加额定电压，产生的损耗(铁损)。,2.3 电力变压器的参数,空载电流与电纳,空载电流：电纳代表励磁功率。空载电流基本是电纳造成的。,2.3 电力变压器的参数,变压器参数,变比：两侧绕组空载线电压之比(注意分接头)。,2.3 电力变压器的参数,三绕组变压器短路参数,一个绕组开路，按双绕组做短路试验。,I1、I2都是额定值吗？,2.3 电力变压器的参数,三绕组变压器短路功率,2.3 电力变压器的参数,三绕组变压器短路功率,需要折算,2.3 电力变压
9、器的参数,三绕组变压器短路电压,出厂已经折算不需要折算,2.3 电力变压器的参数,三绕组变压器短路参数,短路损耗和短路电压：需要分别把其中一侧开路，测其它两个绕组的参数。 如果三侧额定容量不同，则短路试验的额定电流受容量小的一侧额定电流限制，需要折算。厂家给出短路电压一般已经折算。 三绕组变压器各绕组等值电抗的相对大小，与其在铁芯上排列有关，高压在外层，升压变压器低压在中层，降压变压器中压在中层，中层绕组的等值电抗比较小，甚至是负值,2.3 电力变压器的参数,三绕组变压器绕组排列,降压变压器,升压变压器,2.4 电力变压器的模型,变压器模型,变压器一般采用理想变压器模型，三绕组变压器一般用三个
10、或两个双绕组变压器表示。参数包括R、X、k。,2.4 电力变压器的模型,变压器模型参数,变压器参数包括R、X、k，变压器参数要注意变比哪一侧(负号或规定)、阻抗在哪一侧(规定)； 实际中通常不给k，而给定变压器分接头类型、各端的额定电压和档位； 或给定短路参数与空载参数，来计算R、X； 对于三绕组三侧额定容量不同时注意归算短路参数。,2.4 电力变压器的模型,变压器模型,在计算机进行电力系统计算时，需要把理想变压器模型转换成型模型。,电力系统除了使用有名值，还广泛地采用标么值；有名单位制：用实际有名单位表示物理量的方法。标 么 制：相对单位制的一种，标么值为实际有名值与基准值之比。标么值是一个
11、没有量纲的数值，其大小与基准值的选取有关，基准值选得不同，标么值也不同。,1. 标幺值简化、方便,2.5 标幺值,1. 标幺值,2.5 标幺值,基准值选取原则上可以任意，但要：简化计算、便于对结果分析。满足物理量之间关系单相,2. 标么值基准值选取原则,2.5 标幺值,满足物理量之间关系三相,2. 标么值基准值选取原则,2.5 标幺值,一般选取SB=100MVA、VB为电压等级的平均电压 3.15、6.3、10.5、15.75、37、115、230、345、525kV,2. 标么值基准值选取原则,2.5 标幺值,2. 标么值基准值选取原则,2.5 标幺值,各元件常以本设备的SN、 VN作基准值
12、，注意换算,2. 标么值基准值选取原则,2.5 标幺值,发电机和变压器,串联电抗器,优点：易于比较元件特性和参数。 如隐极同步发动机，Xd = Xq =1.52.0；凸极同步发动机，Xd =0.71.0；110kV的双绕组变压器的短路电压都是0.105简化公式。 例如S=VI、V=ZI简化计算便于分析计算结果，如电压是否越限,3. 标么值优缺点,2.5 标幺值,缺点：由于无量纲，物理概念不明确。,3. 标么值优缺点,2.5 标幺值,IEEE14节点系统接线图,电网是同一电压等级吗？,那些是变压器支路？,1 1.06000 2 1.04500 3 1.01000 4 1.01862 5 1.02
13、026 6 1.07000 7 1.06195 8 1.09000 9 1.05635 10 1.05133 11 1.05708 12 1.05522 13 1.05044 14 1.03579,i U,1 2 0.01938 0.05917 0.02640 2 3 0.04699 0.19797 0.02190 2 4 0.05811 0.17632 0.01870 1 5 0.05403 0.22304 1.02460 2 5 0.05695 0.17388 0.01700 3 4 0.06701 0.17103 0.01730 4 5 0.01335 0.04211 0.00640 -
14、5 6 0.00000 0.25202 0.93200 -4 7 0.00000 0.20912 0.97800 7 8 0.00000 0.17615 0.00000,-4 9 0.00000 0.55618 0.96900 7 9 0.00000 0.11001 0.00000 9 10 0.03181 0.08450 0.00000 6 11 0.09498 0.19890 0.00000 6 12 0.12291 0.25581 0.00000 6 13 0.06615 0.13027 0.00000 9 14 0.12711 0.27038 0.00000 10 11 0.08205
15、 0.19207 0.00000 12 13 0.22092 0.19988 0.00000 13 14 0.17093 0.34802 0.00000,i j r x k(b/2),i j r x k(b/2),1 2 0.01938 0.05917 0.02640 2 3 0.04699 0.19797 0.02190 2 4 0.05811 0.17632 0.01870 1 5 0.05403 0.22304 1.02460 2 5 0.05695 0.17388 0.01700 3 4 0.06701 0.17103 0.01730 4 5 0.01335 0.04211 0.006
16、40 -5 6 0.00000 0.25202 0.93200 -4 7 0.00000 0.20912 0.97800 7 8 0.00000 0.17615 0.00000,-4 9 0.00000 0.55618 0.96900 7 9 0.00000 0.11001 0.00000 9 10 0.03181 0.08450 0.00000 6 11 0.09498 0.19890 0.00000 6 12 0.12291 0.25581 0.00000 6 13 0.06615 0.13027 0.00000 9 14 0.12711 0.27038 0.00000 10 11 0.0
17、8205 0.19207 0.00000 12 13 0.22092 0.19988 0.00000 13 14 0.17093 0.34802 0.00000,i j r x k(b/2),i j r x k(b/2),1 2 0.01938 0.05917 0.02640 2 3 0.04699 0.19797 0.02190 2 4 0.05811 0.17632 0.01870 1 5 0.05403 0.22304 1.02460 2 5 0.05695 0.17388 0.01700 3 4 0.06701 0.17103 0.01730 4 5 0.01335 0.04211 0
18、.00640 -5 6 0.00000 0.25202 0.93200 -4 7 0.00000 0.20912 0.97800 7 8 0.00000 0.17615 0.00000,-4 9 0.00000 0.55618 0.96900 7 9 0.00000 0.11001 0.00000 9 10 0.03181 0.08450 0.00000 6 11 0.09498 0.19890 0.00000 6 12 0.12291 0.25581 0.00000 6 13 0.06615 0.13027 0.00000 9 14 0.12711 0.27038 0.00000 10 11 0.08205 0.19207 0.00000 12 13 0.22092 0.19988 0.00000 13 14 0.17093 0.34802 0.00000,i j r x k(b/2),i j r x k(b/2),思考题,在电力网计算中，单位长度输电线路常采用哪种等值电路？有哪些主要参数？各反映什么物理现象？何谓一相等值电路？分裂导线对线路的电感和电容的影响？两绕组和三绕组变压器常采用等值电路？其参数是测量的？如何根据铭牌计算参数？什么是标幺值？采用标幺值的好处？基准值如何选择？,
