电力系统分析PPT电子课件教案第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算.ppt

2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,1,第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,2.1 架空输电线路的参数 2.2 架空输电线的等值电路 2.3 变压器的等值电路和参数（掌握）2.4 标幺制（重点掌握）,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,2,引言,电力系统元件各种一次设备、二次设备、各种控制元件元件参数线路（电阻、电抗、电纳、电导）变压器（变比）发电机（时间常数）电力系统分析计算的一般过程简化系统等值电路数学模型求解,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,3,2-1 架空输电线路的参数,电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路两大类。架空线路导线架设在室外的杆塔上。电缆线路铺设地下的电缆沟或管道中。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,4,架空线路,组成：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具1、导线和避雷线：裸导线：散热好，节省绝缘材料高压输电线路绝缘导线：利于人身安全低压线路,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,5,导线材料：铝、铜、钢铝、铝合金：大量使用铜：价格昂贵钢：避雷线导线结构：单股、多股 钢芯铝绞线（主要型式）分裂导线,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,6,导线型号,T铜线；G钢线；L铝线；J多股绞线；HL铝合金线LGJ120：钢芯铝绞线,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,7,避雷线,又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷，110-220千伏线路一般沿全线架设。架空送电线着雷时，可能打在导线上，也可能打在杆塔上。避雷线可以遮住导线，使雷尽量落在避雷线本身上，并通过杆塔上的金属部分和埋设在地下的接地装置，使雷电流流入大地。避雷线一般使用镀锌钢绞线架设，导线的截面越大，使用的避雷线截面也越大。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,8,杆塔,木杆、铁塔、钢筋混凝土杆,绝缘子,瓷、玻璃、硅橡胶,金具,钢化玻璃,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,9,4、金具连接导线和绝缘子所使用的金属部件,接线端子,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,10,输电线路的四个参数：电阻：反映线路通过电流时产生有功功率损失效应 r电感：反映载流导线周围产生磁场效应 L电导：反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空气游离而产生有功功率损失 g电容：反映带电导线周围电场效应 C,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,11,一、电阻,：导线电阻率 mm2/kmS：导线载流部分的额定截面积 mm2,20时，单位长度有色金属导线的直流电阻：,铜：18.8mm2/km，铝：31.5mm2km考虑：采用了非标准电阻率电阻率增大的原因？标准：铜：1.7.mm2/km，铝：2.9.mm2/km,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,12,电阻率增大的原因：,交流电存在集肤效应，产生温度升高，如同增加电阻值。多股绞线采用使得导线实际长度增加单位长度的电阻值增加。实际制造的导线截面积S实际S额定。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,13,t时的电阻值rt的计算：,：电阻温度系数铜=0.00382(1/)铝=0.0036(1/),2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,14,二、电感,基本算式根据电磁场理论的基本知识对于非铁磁材料制成的圆柱形导线单导线自感：平行导线间互感：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,15,D三相轴线间距,2.三相输电线路,1）三角形对称布置时：,a相磁链：,a相等值电感：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,16,2)三相不对称布置时,采取换位技术，使得三相电感一致,ABC,CAB,BCA,双回换位塔,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,17,分别列写三段中a相磁链的表达式，并求平均，可得各相平均电感：其中，三相导线互几何均距三条导线水平排列,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,18,DS导线的自几何均距,单股线：铝绞线：钢心铝绞线：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,19,电力系统中，220KV以上的输电线长采取分裂导线220KV线路不分或双分，330KV线路双分裂，500KV线路三分裂或四分裂，如图示：,双分、三分和四分裂导线的自几何均距分别定义为：,d,d,d,d:分裂间距,3.分裂导线,图 四分裂导线阻尼间隔棒,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,20,分裂导线的等值电感按下式计算：,左图说明：nDsb分裂导线电抗但n超过4根后，x下降不明显，所以n不超过4。,分裂间距dDs 每相Dsb单导线Ds L分裂L单导线,图 分裂导线分裂数n与其电抗值X的关系图,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,21,4.输电线的等值电抗,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,22,电抗的几个注意,互几何均距Deq、自几何均距Ds、Dsb（r、分裂间距d相关）在对数内，结构参数对电抗影响不大。钢导线集肤效应强，电抗成为电流的函数。钢导线导磁、集肤效应明显，r钢很大，不能采用上面推导的阻抗公式。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,23,三、电导,电导：反映泄漏电流和空气游离所引起的有功功率损耗（电晕现象引起的功率损耗）电晕现象:架空线路带有高电压的情况下，当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时，导体附近的空气游离而产生局部放电的现象现象：咝咝声 臭氧 夜间可看到紫色晕光线路开始出现电晕的电压临界电压Vcr,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,24,三相导线呈等边三角形排列时，电晕Vcr,m1：考虑导线表面状况的系数光滑单股m11多股绞线 m10.830.87m2：考虑气象状况的系数干燥和晴朗的天气 m2 1有雨雪雾等的恶劣天气 m20.81r：导线的计算半径；D：相间距离；：空气的相对密度,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,25,当实际运行电压过高或气象条件变坏时，运行电压将超过临界电压而产生电晕计算等值电导,如果三相线路每公里的电晕损耗为每相等值电导,VL：线电压 kV,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,26,分析,影响Vcr因素1.相间距离D D在对数符号内 对Vcr影响小相间距离D杆塔尺寸线路造价2.导线半径r Vcr、r几乎成正比防止和减小电晕损耗的方法增大导线半径r。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,27,60kv以下不验证Vcr220kv以下的按避免电晕损耗的条件选择r220kv以上的，采用分裂导线（扩径导线）（半径r电流传输上没有必要，因此选择分裂导线）,正常天气状况下避免了电晕损耗一般的电力系统计算中忽略电晕损耗，g0,扩径导线,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,28,四、电容,1基本算式线电荷+q单独存在时，在P点产生的电位：线电荷-q 单独存在时，P点产生的电位：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,29,当线电荷+q和-q同时存在时，P点产生的电位：选与两线电荷等距离处，作为电位参考点，有：导线A的表面：d1r和d2D-r，Dr，导线A的电位：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,30,2.三相输电线路的等值电容,计算空间任意点的电位时均须考虑三相架空导线和大地对电场的影响。用导体的镜像代替大地对与地面平行的带电导体电场的影响。三导线-大地系统六导线系统,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,31,等值电容公式,三相输电线等值电容,分裂导线的等值电容,req：分裂导线的等值半径（双分、三分和四分裂）,dr 分裂导线的req较大分裂导线的电容较大分裂导线电纳比同等截面积单导线电纳大,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,32,3三相输电线路的电纳,额定频率下，线路每单位长度的一相等值电纳：,单导线线路：b2.810-6 S/km分裂根数2：b3.410-6 S/km 分裂根数3：b 3.810-6 S/km分裂根数4：b 4.110-6 S/km,图 分裂导线分裂数n与其电纳值b的关系图,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,33,例2-1 110kV架空输电线路的导线型号为LGJ-185，导线水平排列，相间距离为4m。求线路参数。由手册查得LGJ-185的导线计算直径为19mm。,解：线路的电阻：水平排列时三相导线的互几何均距钢芯铝绞线的自几何均距取,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,34,线路的电抗：线路的电纳：线路的电导近似为g0,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,35,例2-2 有一330kV架空输电线路，导线水平排列，相间距离为8m，每相采用2LGJQ-300分裂导线，分裂间距400mm。求线路参数。手册查得LGJQ-300的导线计算直径为23.5mm。,解:铝的电阻率线路的电阻 水平排列时三相导线的互几何均距每根钢芯铝绞线的自几何均距2分裂导线的自几何均距,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,36,线路的电抗每相导线的等值半径线路的电纳线路的电导近似为 g0,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,37,例2-3,主要载流的截面积相等分裂导线和普通导线的单位长度电阻相等的,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,38,分裂导线更有效减小电抗分裂导线的电纳偏大（电抗小的方案，电纳必大）,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,39,分裂导线临界电压更高，更有利于避免电晕发生,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,40,山舞银线,2-2 架空输电线路的等值电路,单相等值电路三相电力线路集中参数（线路不长）分布参数,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,41,a）短输电线路架空线路长度100km，线路额定电压60kV；很短的电缆。电压等级不高，电导、电纳不计。即g0；b0,电路中的端口网络方程,or,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,42,b）中等长度输电线路架空线路长度100300km，线路额定电压110220kV；电缆长度100km；忽略电导g0,型,T型,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,43,一、输电线路的方程式,单位长度阻抗,单位长度导纳,c）长距离输电线路架空线路长度300km，电压等级在330kV以上；电缆长度100km以上。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,44,在正弦电压作用下处于稳态时，电流在 dx 阻抗中的电压降,流入 dx 并联导纳中的电流,对dV式中的 x 求导，代入dI/dx,求二阶常系数齐次微分方程式通解，利用双曲函数，得到输电线的通用方程对称的无源二端口网络,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,45,二、输电线的集中参数等值电路,型等值电路,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,46,T型等值电路,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,47,3.实际计算中采用的型简化修正参数计算,全线的总阻抗和总导纳,略去输电线的电导，再利用修正系数的简化公式，得到电路的修正参数公式,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,48,计算型等值电路修正参数的步骤：,将这段线路的总阻抗和总导纳作为参数的近似值；计算修正参数；按修正参数公式计算,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,49,例2-3 330kV架空线路的参数为：。试分别计算长度为100，200，300，400和500km线路的型等值电路参数的近似值、修正值和精确值。解：首先计算100km线路的参数（一）近似参数计算（二）修正参数计算,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,50,（三）精确参数计算,双曲函数,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,51,精确参数,说明：近似参数的误差随线路的长度而增大，电阻的误差最大（10），电抗次之（4.7），电纳最小（2.3）。修正后的参数非常接近精确参数。在工频稳态下采用近似参数计算时，长度不超过300km的线路可用一个型电路来代替。采用修正参数时，一个型电路可用来代替500600km长的线路。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,52,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,53,各级电压单回路架空线路输送功率和输送距离的适宜范围,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,54,2-3 变压器的等值电路和参数,220KV油浸电力变压器,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,55,计算电力系统中的变压器注意的问题：,YT1/ZT ZTRT+jXT；YTGTjBTXT是感性励磁阻抗中的电抗部分电力系统正常运行状态的计算，只需要对一相进行计算就可以，为此将变压器接成三角形的三相绕组用星形接法来等值。这种等值必须保证变压器内部的功率损耗和电压降落都相同。这样处理并不影响变压器外电力网的电压和电流大小、相角、功率大小，也不会影响计算正确性。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,56,一、变压器的等值电路（L型）,RTjXT：一、二次绕组电阻和漏抗GTjBT：励磁回路,励磁支路提前的等值电路（和下页电机学中采用的等值电路比较）,参数都折算到一次侧,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,57,电机学中的变压器等值电路,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,58,采用星型等值电路，励磁支路提前所有参数都折算到一次侧,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,59,二、双绕组变压器的参数计算,1电阻RT变压器作短路试验：一侧绕组短接，另一侧绕组施加电压，使短路绕组的电流达到额定值。由于此时外加电压较小，相应的铁耗也小，认为 短路损耗原、副方绕组电阻的总损耗(铜耗),在电力系统计算中，常用变压器三相额定容量SN和额定线电压VN进行参数计算,单位：Ps kWVN kVSN kV.A,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,60,2电抗XT,当变压器通过额定电流时，在电抗XT上产生的电压降的大小，可以用额定电压的百分数表示，即,短路电压百分数（铭牌上）,高低压绕组总阻抗：,单位：VN kVSN kV.A,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,61,3、电导GT,表示铁芯损耗，铁耗空载损耗,单位：P0 kWVN kVGT S,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,62,4、电纳BT,表示变压器励磁功率励磁功率变压器空载无功,I0空载电流百分数,单位：SN kVAVN kVBT S,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,63,5、变压器变比kT,指两侧绕组空载线电压的比值，它与同一铁芯柱上的原副方绕组匝数比是有区别的。Y/Y及/接法的变压器(变压比与原副方绕组匝数比相等)Y/接法的变压器根据电力系统运行调节的要求，变压器不一定工作在主抽头上，因此，变压器运行中的实际变比，应是工作时两侧绕组实际抽头的空载线电压之比.,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,64,注意：,VNkV;Ps（P0）kW；SNkVA；折算到哪一侧参数，用哪一侧的额定线电压VN。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,65,例2-4 一台SFLl20000/110型，向10kV网络供电的降压变压器，铭牌上的试验数据:PS=135kW，Vs=10.5，PO=22kW，IO=0.8。试计算归算到高压侧的变压器参数。解：知，SN=20000kVA，高压侧额定电压VN=ll0kV。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,66,例：一台向10kV网络供电的SFL1315000/110型降压变压器，技术参数为电压110/11kV，Ps190kW，P031.05kW，us10.5；I00.7。计算归算到高压侧的参数。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,67,三、三绕组变压器的参数计算,励磁回路参数：,1.导纳GT-jBT及变比k12、k13、k23,（与双绕组变压器相同）,变比:,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,68,2.电阻R1、R2、R3,（1）三绕组变压器进行短路试验(三绕组容量相等)依次使某一绕组开路，另两个绕组按双绕组变压器的方式进行短路试验。各绕组的短路损耗,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,69,（2）三绕组变压器进行短路试验（三个绕组容量不等）,我国目前生产的三绕组容量比：100/100/100 100/50/100 100/100/50变压器额定容量SN：容量最大的一个绕组的容量高压绕组容量。三个绕组中可能有一个绕组容量较小，短路试验容量将受其限制。为获得变压器额定容量SN下的等值参数，短路损耗应进行折算。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,70,100/50/100 100/100/50,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,71,最大短路损耗PS.max已知，额定容量为SN的绕组电阻,额定容量为SN的绕组电阻,绕组容量S（I）导线截面积s，R1/导线截面积sR1/绕组容量S（I）,变压器设计原则之一：按同一电流密度选择各绕组导线截面积,(2-65),PS.max:两个100容量绕组的通过额定电流，另一个绕组空载时的损耗。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,72,3.电抗X1、X2、X3,近似地认为电抗上的电压降等于短路电压。短路电压VS（1-2）%、VS（2-3）%、VS（3-1），各绕组的短路电压为,各绕组等值电抗：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,73,各绕组等值电抗的相对大小，与三个绕组在铁芯上的排列有关。高压绕组因绝缘要求排在外层。升压变压器:低压绕组位于中层，与高、中压绕组均有紧密联系，有利于功率从低压侧向高、中压侧传送。降压变压器:中压绕组位于中层，与高压绕组联系紧密，有利于功率从高压侧向中压侧传送。另外，由于X1和X3数值较大，也有利于限制低压侧的短路电流。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,74,五、变压器的型等值电路,在电力系统实际计算中，常常需要求出变压器副方的实际电流和电压。只反映变比的理想变压器无损耗、无漏磁、无需励磁电流。,折算到原方的阻抗 ZT=RT+jXT变压器变比 k=V1N/V2N,副方的实际电压和电流,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,75,图 电气连接形式,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,76,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,77,变压器的型等值电路中三个阻抗（导纳）都与变比k有关；型的两个并联支路的阻抗（导纳）的符号总是相反的。三个支路阻抗之和恒等于零，构成谐振三角形。三角形内产生谐振环流。谐振环流在原、副方间的阻抗上（型的串联支路）产生的电压降，实现了原、副方的变压，而谐振电流本身又完成了原、副方的电流变换，从而使等值电路起到变压器的作用。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,78,例2-7 额定电压为110/11kV的三相变压器折算到高压侧的电抗为100，绕组电阻和励磁电流均略去。给定原方相电压 kV，试就 和 A这两种情况，利用型等值电路计算副方的电压和电流。,解：变压器的一相等值电路如图所示，其参数为：K=110/11=10，Z12=ZT/k=j100/10=j10Z10=ZT/(1k)=j100/(1-10)=-j11.111Z20=ZT/k(k1)=j100/10(101)=j1.111当 时，副方电压和电流的计算,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,79,当 时，副方电压和电流的计算,在负载情况下，直接由 和 算出副方的电压和电流。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,80,2-4 标幺制,输电线、变压器电力网数学模型等值电路参数计算标幺值,不同基准值的标幺值的换算（直接电气连接）多级电力网中各元件的标幺值的换算,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,81,有名制：用实际有名单位表示物理量的单位制系统。标幺制：用相对值表示物理量的单位制系统。,标幺值无单位，基值不同时，物理量的标幺值也相应变化：,一、概念,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,82,二、基准值的选取,基准值的选择要求基准值与有名值同单位符合电路关系,I、V、S、Z、Y 基值：IB，VB，SB，ZB，YB相应标幺值：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,83,1）、电力系统中基值的选择,S V IZYS选择原则：电力系统中发电厂总容量或系统总容量；发电机或变压器额定容量；较多为100MVA，1000MVA。V选择原则：基本级的额定电压或各级平均额定电压。基本级：不同电压级的参数归算到同一电压等级；一般选电力系统中最高电压级（多数参数归算到哪一电压等级，电压基本级就是哪一电压等级）。,Go：近似法,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,84,1.单相电路,2）、符合电路关系,S、V作为基值，有三个约束方程，其余基值通过方程确定：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,85,2.三相交流电路,电力系统分析中，主要涉及对称三相电路的计算,线电压和相电压标么值相等；三相功率和单相功率标么值相等。三相电路完全可以按单相电路标么值进行计算！但注意所选择的基值不同！,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,86,V，I，Z，Y，S五个电气量的基值中选定其中两个，其余相应可得。一般选定SB、VB,三相电流和阻抗标么值,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,87,结果换算成有名值，换算公式,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,88,三、不同基准值的标幺值间的换算,步骤：把额定标幺阻抗还原为有名值。按统一的基准值进行归算。,1.发电机的标幺电抗的换算,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,89,2.变压器的标幺电抗的换算 Vs%短路电压百分数 p27,标么值100百分数p38,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,90,3.限制短路电流的电抗器的换算公式（以额定电压和额定电流为基准值）,如果电抗给出的是电抗百分数XR,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,91,4.电力线路的换算公式,电力线路的参数一般是给出有名值，可以直接按照公式（2-80）计算标幺值。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,92,例：某变压器额定容量是15MVA，额定电压是110kV，短路电压百分数Vs10.5；取SB30MVA、VB121kV，求XT(B)*,变压器额定标幺电抗,选取基值下的标幺电抗,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,93,习题：发电机，VN13.8kV，PN125MW，cos0.85；以发电机额定功率为基准值的电抗标幺值为0.18，试求以13.8kV为基准电压，1000MVA为基准功率时，发电机电抗标幺值，并计算电抗的实际值。解：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,94,1.精确计算方法(1)基准变比法(2)基本级法2.近似计算方法,四、多级电压的网络中各元件参数标幺值的计算,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,95,主要问题在于参数的折算,1.精确计算方法(1)基准变比法求各元件实际有名值认为变压器的额定变比等于相邻电压等级基准电压之比,即,标幺制中，取统一SB；并为每一电压等级规定VB（VB1，VB2，VB3），相应地得到每一电压等级阻抗基值对每一个元件按照本段基准值，计算标么值。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,96,例：三个不同电压等级的电路经两台变压器耦联所组成的输电系统,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,97,1）实际有名值表示的等值电路,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,98,2）标么值表示的等值电路,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,99,例2-8 试计算下图所示输电系统各元件电抗的标幺值。已知各元件的参数如下：发电机SG(N)=30MVA，VG(N)=10.5kV，XG(N)*=0.26；变压器T-1：ST1(N)=31.5MVA，VS%=10.5，kTl=10.5/121；变压器T-2：ST2(N)=15MVA，VS%=10.5，kT2=110.5/6.6；电抗器：VR(N)=6kV，IR(N)=0.3kA,XR%=5；架空线路长80km，每公里电抗为0.4；电缆线路长2.5km，每公里电抗为0.08。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,100,解：选基值:SB=100MVA VB(I)=10.5kV kB(I-II)=kTl kB(II-III)=kT2（规定了一个电压基值，其余段基值相应获得）,各元件的标幺值为:,10.5/121,110/6.6,30MVA10.5kV,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,101,计算结果（横线以上代表电抗的标号，横线以下表示它的标幺值）,Go:基本级法,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,102,1.精确计算方法(2)基本级法,各元件和参数的有名值归算到基本级然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流基准值，计算标么值。,基本级：在多级电力网中，各元件的参数，节点的电压、电流都归算到某一电压级。基本级的选择：选取电压等级最高或者元件数量最多的电压级为基本级。,基本级的基准值：一般选择SB和VB对应求出IB、ZB、YB,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,103,各元件和参数的有名值归算到基本级,设某电压级和基本级之间有变比为k1、k2kn的n台变压器。该电压级中某元件阻抗Z、导纳Y、电压V、电流I，归算到基本级：,归算前参数,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,104,如何确定变比k1、k2kn：,变比k为靠近基本级一侧的电压与靠近需要归算一侧的电压比。（基本级到归算级）,选择10.5kV级为基本级,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,105,除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流基准值，计算标么值。,归算后参数,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,106,例2-8,解：选择10.5kV级为基本级 UB10.5KV；SB100MVA,有名值归算到基本级,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,107,计算标么值,两种精确方法计算所得标么值完全一致,基准变比法,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,108,上面方法产生问题：回路中有多个电压等级时，VB取值很难全部满足要求，相同的电压等级出现了两个不同的VB。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,109,2.近似计算方法,将各个电压级都以其平均额定电压作为基准电压，然后在各个电压级换算成标幺值。p41VB1.05VN 3.15，6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525（KV）,由来(请了解)：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,110,例2-9 给定基准功率SB100MVA，基准电压等于各级平均额定电压。试对例2-8的输电系统作各元件参数标幺值的近似计算。,解：VB（I）10.5kV，VB（）115kV，VB（）6.3kV,发电机电抗,变压器T-1电抗,架空线路电抗,变压器T-2电抗,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,111,电缆线路电抗,变压器变比标幺值,电抗器电抗,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,112,例：2-10,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,113,准确计算,一种最简化的近似计算,假定各元件的额定电压等于平均额定电压：,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,114,例：用简化近似计算法计算例2-8,SB=100MVA,解：Vav(I)=10.5kV，Vav()=115kV，Vav()=6.3kV，,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,115,五、标幺制的特点,优点：易于比较电力系统各元件的特性及参数。采用标幺制，能够简化计算公式。简化计算工作。如：标幺制下，三相/单相系统，线/相电压不再有区别；三相/单相系统，功率标幺值相同。缺点：没有量纲，物理概念不如有名值明确。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,116,第二章 总结,输电线路参数的计算方法和等值电路重点掌握变压器的等值电路及参数计算重点掌握标么值的计算方法重点掌握多电压等级系统的标幺值等值电路,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,117,作业,p432-3（1）（2）,p442-82-9,p452-102-11,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,118,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,119,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,120,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,121,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,122,2、电力系统如图所示，各元件参数如下：,架空线l1：x10.4/km，长70km；变压器：两台SFL20000/110型号并联运行，SN20MVA，Vs10.5；电抗器：VN6kV，IN300A，xR4；双回电缆线路l2：x20.08/km，长2.5km；若选基准容量SN100MVA，基准电压为各段平均额定电压；并近似认为除电抗器外的各元件的额定电压等于平均额定电压。试求：该系统的各元件的标么值参数，并做出等值电路。,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,123,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,124,近似方法计算该网络各序网络涉及到的标么值电抗。要求：近似认为元件额定电压等于平均额定电压，各电压级选平均额定电压作为基准电压。,解：G1：0.25 0.32；G2：0.5 0.64；T1：0.175；T2：0.333；线路l：0.15 0.30,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,125,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,126,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,127,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,128,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,129,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,130,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,131,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,132,2023/3/6,电力系统分析 第二章 电力网各元件的等值电路和参数计算,133,2023/3/6,134,MajpjMVcyzj21HLfrvy96dv02lPPfYgxUS7IYmZkyEmZ0kGeYZS3bpLCkYH1lt4EK7CxmUX3ijoYSOer7ZuaVWYgz4EpZrUirVpMzzvNtf1XZw5oswSXOtFaejnOcmfE1lZgnN1RSXg8wLCG8CVQ3XPJMvodPFWcpiYJgZazNSEPNIaklYSu7qSd1UpaxmZDlpN9zW7kljfsLCLi26Yv109ffbnDH8LbUN1G6ACURQ39eG12KHL9tXsZ1jzgoCK8g1kuNOh5eFvcmVT5ZYVQt9zk3rp3qLnf02FovEXxVRxjCcFRNppiJljNiOuk6fONnyX7fyGg7sXZ49BmCN5oy9VesHpKzdjTKwjrkCEQCFDehVmGax3lrOEbw63VscA3YSijtUKoCyiLzAlVRp7l4QgPNHxvJFFDyjUVN3oHlMah0XBd4uTbkfPIhHtw0evPmYOrdhEDoPwvYhzlGplU1AU9mpyiC