电力系统元件及其参数概述
3电力系统元件参数及等值电路
3电力系统元件参数及等值电路电力系统的元件参数和等值电路是电力系统中至关重要的部分，它们决定了电力系统的性能和运行稳定性。
在电力系统中，主要的元件包括变压器、发电机、电力线路、开关设备等，这些元件各自具有不同的参数和等值电路模型。
下面将介绍电力系统中常见的元件参数以及它们的等值电路模型。
1.变压器变压器是电力系统中常见的元件之一，它主要用于改变电压的大小。
变压器的参数包括变比、额定功率、绕组电阻、绕组电感等。
变压器的等值电路模型通常包括两个绕组，每个绕组都包含一个电阻和一个电感。
变压器的等值电路模型可以用来计算电流、功率损耗等。
2.发电机发电机是用来将机械能转化为电能的设备，它的参数包括额定功率、功率因数、电压、电流等。
发电机的等值电路模型通常包括一个电动势、一个串联阻抗和一个并联电导。
发电机的等值电路模型可以用来计算电压、电流、功率输出等。
3.电力线路电力线路是电力系统中用来传输电能的设备，它的参数包括线路长度、线路电阻、线路电抗等。
电力线路的等值电路模型通常包括一个串联电阻和一个并联电抗。
电力线路的等值电路模型可以用来计算电压降、损耗功率等。
4.开关设备开关设备是电力系统中用来控制电路通断的设备，它的参数包括额定电流、额定电压、动作特性等。
开关设备的等值电路模型通常包括一个串联电阻和一个并联电容。
开关设备的等值电路模型可以用来计算电流、电压、功率损耗等。
总结来说，电力系统中的元件参数和等值电路是电力系统设计和运行的基础。
了解各个元件的参数和等值电路模型，可以帮助工程师设计和分析电力系统，确保其正常运行和稳定性。
同时，不同元件之间的参数和等值电路模型之间也需要考虑其相互影响，以确保整个电力系统的协调运行。
因此，对电力系统中的元件参数和等值电路模型有深入的了解是非常重要的。
电力网各元件的参数和等值电路
电力网各元件的参数和等值电路1. 电力网概述电力网，也称为电力系统，是指由发电厂、输电线路、变电站和配电网组成的能够将电能从发电厂输送到用户终端的系统。
电力网可以分为高压输电网、中压配电网和低压配电网三个局部。
在电力网中，各个元件扮演着不同的角色，起着连接与转换电能的作用。
本文将详细介绍电力网各元件的参数和等值电路。
2. 发电厂发电厂是电力网中的起点，主要负责将其他能源转化为电能。
发电厂的参数主要包括发电容量、电压等级、频率等。
发电厂通常由多台发电机组成，发电机的等值电路可以用以下形式表示：发电机等值电路发电机等值电路其中，R为发电机的电阻，X为发电机的电抗，Z为发电机的复阻抗。
3. 输电线路输电线路用于将发电厂产生的电能输送到变电站，它是电力网的骨干局部。
输电线路的参数主要包括电阻、电感和电容等。
输电线路可以用等值电路来近似表示，其中包括串联的电阻、电感和电容元件。
等值电路的参数可以通过测量和计算获得。
4. 变电站变电站位于输电线路的末端或中途，用于将高压输电线路转换为中压或低压配电网所需的适宜电压。
变电站的参数主要包括变压器的变比和容量等。
变电站包括变压器和其他辅助设备，变压器的等值电路可以用以下形式表示：变压器等值电路变压器等值电路其中，R为变压器的电阻，X为变压器的电抗，Z为变压器的复阻抗。
5. 配电网配电网是将电能从变电站分配到用户终端的局部，包括中压配电网和低压配电网。
配电网的参数主要包括线路电阻、电导和负载等。
配电网的等值电路可以由串联的电阻和电导元件表示。
6. 总结电力网是由发电厂、输电线路、变电站和配电网组成的系统，各个元件扮演着不同的角色，起着连接与转换电能的作用。
为了研究电力网的行为和性能，可以将各个元件的等值电路进行建模。
通过建立等值电路，可以对电力网进行分析和仿真，从而预测和优化电力系统的运行。
上述文档介绍了电力网各元件的参数和等值电路，这对于理解电力网的结构和特性非常重要，并且为电力系统的设计和运维提供了根底知识。
电力系统基础第3章
S × U
N 2 N
短路实验测定各绕组阻抗： 2. 短路实验测定各绕组阻抗： 因为变压器短路实验测得的功率损耗和 短路电压百分比分别为： 短路电压百分比分别为：
3.3.2 三绕组变压器（３）
Ps1− 2 = Ps1 + Ps 2 Ps1− 3 = Ps1 + p s 3 P s 2 − 3 = Ps 2 + Ps 3
3.6.1 多电压等级网络中 参数归算（2）
（3）参数归算方法： 参数归算方法： 设某电压等级与基准级之间串联有变比为 台变压器， k1,k2,…,kn的n台变压器，则 ,k
Z ′ = Z × (k 1 k 2 ⋅ ⋅ ⋅ k n )2 Y ′ = Y (k k ⋅ ⋅ ⋅ k )2 n 1 2 U ′ = U × (k 1 k 2 ⋅ ⋅ ⋅ k n ) I ′ = I (k k ⋅ ⋅ ⋅ k ) 1 2 n
电纳－输电线相间及相对地之间有一定电 容存在，因而存在容性电纳，电纳是并联 参数。
3.2.1
输电线路的等效电路
1. II型和T型等效电路
Z = R + jX = r1l + jx1l Y = G + jB = g1l + jb1l
适用范围：长度在 之间的架空线路， 适用范围：长度在100～300km之间的架空线路，或长度 ～ 之间的架空线路 小于100km的电缆线路。 的电缆线路。 小于 的电缆线路
电力系统基础
江西电力职业技术学院 吕铁民
第3章 电力系统元件及其参数
输电线路 电力变压器 同步发电机 负荷 多电压等级网络等值
3.1 概述
电力系统分析计算的一般过程： 电力系统分析计算的一般过程：
电力系统元件的各序参数和等值电路
正序等值电路的构建
根据元件的物理特性和工作原理，通 过测量或计算得到正序电阻、正序电 感和正序电容等参数。
根据得到的参数，构建出元件的正序 等值电路，该电路由电阻、电感和电 容等元件组成，能够反映元件的正序 电气特性。
正序等值电路的应用
01
在电力系统稳定分析中，利用正序等值电路可以分 析系统的暂态和稳态运行特性。
03
电力系统元件的正序等 值电路
正序参数的计算
01
02
03
正序电阻
正序电阻是电力系统元件 在正序电压和电流下的阻 抗，它反映了元件的电导 和电感的综合效应。
正序电感
正序电感是电力系统元件 在正序电压和电流下的感 抗，它反映了元件的电感 和电容的效应。
正序电容
正序电容是电力系统元件 在正序电压和电流下的容 抗，它反映了元件的电感 和电导的效应。
零序电感
对于变压器和电动机等设备，由于磁路的对称性，它们的零序电感 通常远大于正序电感。
零序电容
在电力系统中，由于输电线路的不对称或变压器绕组的偏移，会产 生零序电容。
零序等值电路的构建
零序等值电路的构建需要将系统中所有元件的零序参数进行汇总，并按照 实际电路的连接方式进行等效。
在构建零序等值电路时，需要注意元件之间的相互影响，以及元件对地电 容的影响。
03
计算。
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负序电感是电力系统元件在负序磁场下的感抗，与 元件的几何尺寸、材料性质和电流频率有关。
负序电容
负序电容是电力系统元件在负序电压下的容 抗，与元件的几何尺寸、电极间距离和材料 性质有关。
负序等值电路的构建
1
根据元件的负序参数，使用电路理论构建负序等 值电路。
电力系统元件及其参数概述
电力系统元件及其参数概述1. 引言电力系统是由各种不同的元件组成的复杂系统，每个元件都担负着特定的功能和责任。
了解和熟悉这些元件及其参数对于理解和维护电力系统至关重要。
本文将对电力系统中常见的元件及其参数进行概述。
2. 发电机发电机是电力系统中最重要的元件之一，用于将机械能转换为电能。
发电机的参数包括额定功率、额定电压、短路阻抗、功率因数等。
额定功率是指发电机在额定电压和额定频率下能够持续输出的最大功率。
额定电压是指发电机在正常运行时输出的电压。
短路阻抗表示发电机在发生短路时提供的电流。
功率因数是指发电机输出功率与电流之间的夹角。
变压器是电力系统中用来改变电压的元件。
电力系统中通常存在多个不同电压等级的电网，变压器承担着将电能从一个等级转换到另一个等级的重要任务。
变压器的参数包括额定容量、变比、短路阻抗等。
额定容量是指变压器在额定电压下能够持续输出的最大容量。
变比表示变压器的输入电压和输出电压之间的比例关系。
短路阻抗表示变压器在发生短路时提供的电流。
4. 输电线路输电线路是电力系统中用来传输电能的元件。
它们负责将发电厂产生的电能输送到用户终端。
输电线路的参数包括额定电压、线路电阻、线路电抗、电缆长度等。
额定电压是指输电线路能够承受的最高电压。
线路电阻和线路电抗分别表示输电线路对电流的阻力和对电压的阻力。
电缆长度表示输电线路的长度，影响电能传输的损耗和电压降。
开关设备是电力系统中用来控制和保护电路的元件。
它们可以打开或关闭电路，以保障系统的安全运行。
开关设备的参数包括额定电流、额定电压、短路承受能力等。
额定电流是指开关设备能够承受的最大电流。
额定电压是指开关设备能够承受的最高电压。
短路承受能力表示开关设备在发生短路时能够承受的电流。
6. 保护装置保护装置是电力系统中用来检测和隔离故障的元件。
它们负责保护电力系统中的其他元件免受过电流、过电压和短路等故障的影响。
保护装置的参数包括动作电流、动作时间、灵敏度等。
第二章 电力系统元件参数和等值电路详解
（2-2）
( / km)
其中：
t — 导线实际运行的大气温度(oC)；
rt，r20 — t oC及20 oC时导线单位长度的电阻；
— 电阻温度系数。
铝， = 0.0036；铜， = 0.00382
第二章 电力系统元件参数和等值电路
（2）电抗
1）单导线每相单位长度的电抗 x1
x1
2f
(4.6 lg
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第一节 电力线路参数和等值电路 第二节 变压器参数和等值电路 第三节 发电机和负荷的参数及等值电路 第四节 电力网络的等值网络
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第一节 电力线路参数和等值电路
一、电力线路结构
（<31.5） （<18.8）
铝、铜的电阻率略大于直流电阻率，有三个 原因：
（1）交流电流的集肤效应； （2）绞线每股长度略大于导线长度； （3）导线的实际截面比标称截面略小。
注：在手册中查到的一般是20oC时的电阻或电阻率， 当温度不为20oC时，要进行修正。
rt r20[1 (t 20)]
第二章 电力系统元件参数和等值电路
（Dab、Dbc、Dca分别为导线AB、BC、CA相之间的距离）
将 f = 50 Hz，μr=1代入下式：
x1
2f
(4.6 lg
Dm
r
0.5
r)104 ( / km)
x1
0.1445 lg
Dm
r
0.0157( /
km)
经过对数运算，上式可写成：
x1
0.1445lg
电力网各元件参数和等值电路
UL--线电压，kV。
线路设计时 尽量避免在正常气象条件下发生电晕。 分析（2-6）电晕
线路结构影 响Ucr因素：
几何均距Dm
导线半径r
Dm ↑杆塔尺寸↑,造价↑
r与成反比, r ↑ Ucr↓
设计：220kV以下按避免电晕损耗条件选导线半径； 220kV及以上用分裂导线↑每相的等值半径； 特殊情况，采用扩径导线。
同，当三相相间距离为Dab、 Dbc、 Dca时， Dm= 3 Dab Dbc Dca （mm）
工程近似取：x1=0.4(Ω/km)
➢ 分裂导线单位长度电抗：
x1
0.1445 lg
Dm req
0.0157 n
（2-4）
其中：n—每相分裂根数 ,mm
r eq--分裂导线的等值半径，其值为：
式中 r --分裂导线中每根导线的半径 ,mm
n
req n r d1i i2
d1i—一相分裂导线中第1根与第i根的距离， i=2，3···，n。
计算公式看→ 分裂的根数∝电抗下降，但分裂根数>3、4根时, 电抗 下降减缓实际应用中分裂根数≯4根。 分裂导线的几何均距、等值半径与电抗成对数关系， 其电抗主要与分裂根数有关，当分裂根数→2、3、4 根时，电抗/公里分别→0.33、0.30、0.28Ω/km左右。
（2）电抗x：
导线流过交流电流时，∵导线的内外部交变磁场的作用而 产生电抗。 循环换位的三相输电线路每相导线单位长度电抗为：
➢ 单导线单位长度电抗：
x1
0.1445 lg
Dm r
0.0157r
（2-3）
其中：r --导线的半径 ,mm
μr--导线材料的相对导磁系数，对铝和铜μr=1
电路元件特性与参数分析
电路元件特性与参数分析在电路设计和分析中，了解电路元件的特性和参数是非常重要的。
本文将介绍电路元件的常见特性和参数，并探讨它们在电路设计和分析中的应用。
1. 电阻（Resistor）电阻是最常见的电路元件之一，它的特性主要由电阻值（单位为欧姆）来描述。
电阻值越大，阻碍电流通过的能力越强。
在电路中，我们常使用欧姆定律来计算电阻、电流和电压之间的关系：V = I * R。
电阻还有温度系数、功率承载能力等参数。
2. 电容（Capacitor）电容是储存电荷的元件，它的特性主要由电容值（单位为法拉）来描述。
电容值越大，储存电荷的能力越强。
在电路中，电容器可以用来存储能量，并可以影响电路的频率响应。
电容还有额定电压、损耗因子等参数。
3. 电感（Inductor）电感是储存磁场能量的元件，它的特性主要由电感值（单位为亨利）来描述。
电感值越大，储存磁场能量的能力越强。
电感器常用于滤波、隔离和变压器等应用中。
它的特性也与直流电阻、铁芯材料等参数有关。
4. 二极管（Diode）二极管是一种电子器件，它具有单向导电特性。
二极管的主要参数包括正向电压降、反向击穿电压和最大电流等。
在电路中，二极管常用作保护电路、整流电路等。
5. 晶体管（Transistor）晶体管是一种半导体器件，它可以放大信号和控制电流。
晶体管有两种常见类型：NPN型和PNP型。
晶体管的主要参数包括最大电压、最大电流和放大倍数等。
在电路设计中，晶体管可以用作放大器、开关和振荡器等。
6. 集成电路（Integrated Circuit）集成电路是一种复杂的电路，其中包含了多个电子元件。
它的特性和参数非常多样化，涵盖了电阻、电容、电感、二极管、晶体管等多个元件的特性参数。
集成电路在电子设备中广泛应用，包括计算机、手机、电视等。
总结：电路元件的特性和参数对于电路设计和分析至关重要。
了解这些特性和参数可以帮助我们选择适当的元件、计算电路参数、预测电路行为等。
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C 0.024106法/公里 lg Deq req
2.2.5输电线路的等效电路及数学模型
精确模型为分布参数； 300km以内可用集中参数近似。
g jb
g
jb
g
2.2.5输电线路的集中参数
小于100公里，线路电压不高时，忽略b、g
r0 j x
0
二端口网 络方程
I1 I2
u1 u2 I2Z
u1 I1
2.2.3输电线路的并联电导
电导： 是用来反映泄漏电流和空气游离所引起的有功功率损耗的一种参数 。 一般线路绝缘良好，泄漏电流很小，可以将它忽略，主要是考虑电晕现 象引起的功率损耗。
g
Pg VL2
西/公里
VL：线电压
Pg：三相线路每公里的晕电损失
电晕现象： 就是架空线路带有高压的情况下，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。这时会发出咝 咝声，并产生臭氧，夜间还可看到紫色的晕光。 出现电晕的条件： 当线路的运行电压超过（每相）导线的临界电晕电压，超过越多电晕损耗越 大。
BZ 2
1
u2 I2
A C
B u2 DI2
2.2.5输电线路的分布参数
长线路（超过300km）的等值电路:
要考虑分布参数的特性 任一处无限长小长度dx都有Z1dx和Y1dx 见图2-7 两个概念：线路传播系数γ和波阻抗Zc 精确分布参数计算公式：
式（2-48） 相当于给集中参数乘上系数后变成分布参数。 系数算式包含双曲函数，计算较复杂。
电路理论建立方程 数学方法求解
举例说明:同一电路的几种模型。
2.1概述
重点在于理解电力元件各种参数的含义。 区别稳态参数和暂态参数。 区别正序参数、负序参数和零序参数。
什么是序参数？ 序参数的含义、意义？
重点掌握发电机的模型和参数。 理解标幺值的含义。
2.2输电线路
输电线路有4个参数：
2.2.3输电线路的并联电导
如何减少电晕？
电晕临界电压Vcr：
Vcr 8 4 m1m2rlgD r
m1：导线表面系数(多股绞) m1=0.83~0.87 r：计算半径 D：相间距离 δ：空气相对密度 ，当t=25°C， 一个大气压时δ=1
雨 干天 燥m晴 2 天 m0.28~11
电晕一般不会发生，所以常取电导g=0.
分析原因(列出计算式) 正负序阻抗（互感去磁：Z1=Z2=ZL-Zm） 零序阻抗（互感助磁：Z0=ZL+2Zm）
2.2.6输电线路的不对称运行参数
平行双回线架空线路的零序阻抗
（2-56）图2-13 （2-57）图2-13，双回参数相同时 互感消去法
有架空地线的架空线路的零序阻抗
架空地线使零序阻抗减小
实测的依据：
r
s
(/公里）
Rr.l ()
理解直流电阻和交流电阻。 理解实际使用的电阻率。
2.2.2单位长度电抗
单位长度电抗X=ωL=2πf L； 设与导线交链的磁链Ψ，则电感L=ψ/i；
磁链Ψ可能包括自感磁链和互感磁链。
三相电路经过整循环换位后得到各相单位长度 的等效电抗如式（2-21）（2-22）。
1 0
zu2 1I2
A C
B u2 DI2
2.2.5输电线路的集中参数
中等长度线路：100~300km
常忽略电导g=0，采用π型电路：
Z
Bj
B j
2
2
2.2.5输电线路的集中参数
u1
(I2
B 2
u2 )Z
U2
I1
B 2
U1
B 2
U2
I2
u1 I1
BZ 2
1
B(
BZ 4
1)
Z
K
b
1
xb
l2 12
2.2.5输电线路的参数
例2-2
计算步骤； 结果分析page62
2.2.6输电线路的不对称运行参数
正序和负序参数相同 零序参数的特点：
相间助磁作用使零序感抗大于正负序感抗； ‘导线-地’ 回路的大地电阻增大了零序电阻；
单导线—大地回路的零序阻抗（2-53） 单回路三相电路的零序阻抗（2-55）
2.2.4输电线路的并联电容-电纳
输电线路的电容是用来反映导线带电时
在其周围介质中产生的电场效应。
CQ
V
每相导线的单位长度
正序电容为：（2-30）
C 0.0241106法/公里 lgDeq r
电纳：（2-31）
对电纳的几点理解。
bc2f c 7.58106西/公里
lgDeq req
分裂导线、避雷线、多回线的影响 电缆线路电容大 一般取b=2.8*10-6s/km
电阻：
反映线路通过电流时产生有功功率损失效应。串联参数。
电感：
反映载流导线周围产生磁场效应。串联参数。
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耗。并联参数。
电容（电纳）：
反映带电导线周围的电场效应。并联参数。
2.2.1单位长度电阻
一般从产品目录或手册中查得。必要的时候做 温度修正。
电力系统元件及其参数概述
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
2.1概述
电力系统元件
一次设备 二次设备及控制元件
元件参数
电阻、电容、电感、电导、电纳、变比、时间常数等 静态参数、动态参数
元件的建模
由物理模型到数学模型
代数方程、微分方程、线性方程、非线性方程……
工程问题的抽象与化简
系统模型及其求解
理解式（2-21）（2-22）的各个参数。
导线半径、导线间几何均距、磁导率
2.2.2单位长度电抗
理解式（2-22）的含义：
导线材料的影响，相对磁导率； 电抗值与几何均距、导线半径为对数关系，故单导
线架空线的布置和截面积对其电抗值影响不大，一 般为0.4Ω/km左右。 分裂导线由于增大了导线的等效半径，所以能有效 减小导线电抗。 电缆线路的电抗值要远小于架空线路。通常查手册 获得参数。 双回或多回线路的各回路间存在互感，在三相电流 值和为零时，电抗计算仍可用式（2-22、2-23）。
2.2.5输电线路的分布参数
近似分布参数计算公式
考虑双曲函数计算复杂，展开化简 得到近似计算公式（2-50）
KrR+jKxX
I2
U1
j 2
K
b B
j 2 K b B
U2
2.2.5输电线路的分布参数
近似分布参数计算公式
化简后的三个系数（2-50）：
Kr
1
xb
l2 3
K
x
1
(xb
rb 2 ) l 2 x6
去磁作用； 与大地电阻并联减小了回路电阻