电力系统元件等效电路和参数
3、电力系统元件参数及等值电路.

req rd m
n
n 1
mm
– – –
n 每一相分裂导线的根数; r 每根导线的实际半径,mm; dm 每相分裂导线中各导体间的几何距离, mm。
d: 分裂间距
第三章
架空线路参数计算
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
d: 分裂间距
( n 1) req n r (d12 d13 d1n ) n rd m
电抗x的计算
思路:从每相输电线所交链的磁链可求出每相输电线 的电感,继而得到电抗。
1)
公式的详细推导略(较复杂,电磁场学)
第三章
架空线路参数计算
2) 每相导线单位长度的等值电抗计算式 (认为线 路的三相电抗相等):
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
Dm 4 x1 2f (4.6 lg 0.5 ) 10 r
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
第三章
§3.1 输电线路的电气参数及等值电路
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
架空线路在建设费用、施工、 维护及检修等方面均优于电缆 架空线金具之---绝缘耐张线夹 线路,故电网中优先大量采用。
第三章
§3.1 输电线路的电气参数及等值电路
分裂导线的等值电容和等值电纳均较大。
第三章
架空线路参数计算
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
NOTE: 电缆参数计算复杂且不准确,都是实测; 工程实际中,电力线路参数一般也都是从 手册上可查到的。
第三章
六、输电线路的等值电路
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
第三章
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。
电力系统分析 第2章 等值电路(1)..

电力系统分析
第二章 电力系统元件参数和等值电路
通常架空线路的电抗值在0.4Ω/km左右,则 X x1l 三相导线的相与相之间、相与地之间具有分布电容, 电纳: 当线路上施加三相对称交流电时,电容将形成电纳。 三相导线对称排列,单位长度的电纳(S/km)为:
的包皮有铝包皮和铅包皮。此外,在电缆的最外层还包有钢
带铠甲,以防止电缆受外界的机械损伤和化学腐蚀。
电力系统分析
第二章 电力系统元件参数和等值电路 2.1.2 输电线路的参数计算
1.架空线路的参数计算 电阻:反映有功功率损耗 导线单位长度直流电阻为: r1
S
导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%~1%,主要是因为: 应考虑集肤效应和邻近效应的影响; 导线为多股绞线,每股导线的实际长度比线路长度大(2%);
导线的额定截面(即标称截面)一般略大于实际截面。
2 通常取 Cu 18.8 ;mm / km
Al 31.5 mm2 / km
S为导线载流部分的标称截面,mm2(对于钢芯铝线指铝线 部分的截面积) 电力系统分析
第二章 电力系统元件参数和等值电路
工程计算中,可先查出导线单位长度电阻值 r1,则 R r1l 需要指出:手册中给出的 r1值,是指温度为20℃时的导线电阻, 当实际运行的温度不等于20℃时,应按下式进行修正:
电力系统分析
第二章 电力系统元件参数和等值电路
电晕现象:在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,导线周围的空气被电离而 产生局部放电的现象。 当线路电压高于电晕临界电压时,将出现电晕损耗,与 电晕相对应的导线单位长度的等值电导(S/km)为:
第二章电力网各元件的等值电路和参数计算作业

解:SB=100MVA;UBⅠ=10kV;UBⅡ=110kV;UBⅢ=6kV ; Ⅰ ; Ⅱ ; Ⅲ
k T1* = VT1( NΙ ) / VT1( NΙΙ ) VB( Ι ) / VB( ΙΙ )
VT 1( NΙΙ ) / VT 1( NΙΙΙ ) 110 / 6.6 10.5 / 121 = = 0.9091 = = 0.9545 kT 2* = 10 / 110 VB ( ΙΙ ) / VB ( ΙΙΙ ) 110 / 6
5
电力系统分析 第二章作业解答
2-8 解(1)计算归算到高压侧参数的有名值
2 ∆P VN 208× 2202 RT = S2 ×103 = ×103 = 10.146Ω SN 315002
2 VS % VN 14 220 2 XT = ⋅ ×103 = × ×103 = 215.111Ω 100 S N 100 31500
2 VBΙΙ XBΙΙ = = 121Ω SB 2 VBΙΙΙ XBΙΙΙ = = 0.36Ω SB
2 VBΙ X BΙ = = 1Ω SB
X G ( B)*
XG = = 0.9923 X BΙ
X T1( B)* = 0.3675
40 = 0.3306 XL(B)* = 121 84.7 XT2(B)* = = 0.7 121
2
VR ( N )
X′ X G ( B)* = G = 0.9923 XB
X T 2 ( B)* = 0.3012
X T1( B)* = 0.3675 X 'R X R ( B)* = =0.2898 XB
电力系统分析 第二章作业解答
X 'L X L ( B)* = =0.3012 XB
第二章电力系统各元件的数学模型

试验时小绕组不过负荷,存在归算问题,归算到SN
2) 对于(100/50/100)
2
Pk (12)
P' k (12)
IN 0.5IN
P 4 ' k (12)
2
Pk ( 23)
P' k (23)
IN 0.5IN
P 4 ' k ( 23 )
3) 对于(100/100/50)
2
Pk (13)
P' k (13)
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
一次整循环换位:
A B
C
换位的目的:为了减 少三相参数的不平衡
§2.3 电力线路的参数和数学模型
Xd
§2.1 发电机的数学模型
受限条件
定子绕组: IN为限—S园弧
转子绕组: Eqn ife 励磁电流为限—F园弧 Xd
原动机出力:额定有功功率—BC直线
其它约束: 静稳、进相导致漏磁引起温升—T弧
进相运行时受定 子端部发热限制 受原动机出力限制
定子绕组不超 过额定电流
励磁绕组不超 过额定电流 留稳定储备
2、由短路电压百分比求XT(制造商已归算,直接用)
U U U U 1 k1(%) 2
k(12) (%) k(13) (%) (%) k(23)
XT1
Uk
1(%
)U2 N
100SN
U U U U 1 k2 (%) 2
k(12) (%) k(23) (%) (%) k(13)
电力系统各元件的特性参数和等值电路

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:N S 、N P 、N ϕcos 、N U 及电抗百分值G X %,由此,便可确定发电机的电抗G X 。
按百分值定义有100100%2⨯=⨯=*NNGG G U S X X X 因此 NNG G S U X X 2100%⋅= (2—1) 求出电抗以后,就可求电势G E •)(G G G G X I j U E •••+=,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:()[]201201-+=t r r α(Ω/km ) (2—2) ⑵电抗:0157.0lg1445.01+=rD x m(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nr D x eq m 0157.0lg1445.01+=(Ω/km ) 式中m D ——三相导线的几何均距;(a ) G ·(b )G ·图2-1 发电机的等值电路(a )电压源形式 (b )电流源形式eq r ——分裂导线的等效半径;n ——每相导线的分裂根数。
⑶电纳:6110lg 58.7-⨯=rD b m(S/km ) (2—4)采用分裂导线时,将上式中的r 换为eq r 即可。
⑷电导:32110-⨯=UP g g∆(S/km ) (2—5)式中g g ∆——实测的三相线路的泄漏和电晕消耗的总功率, kW/km ; U ——实测时线路的工作电压。
电力系统分析第10章(电力系统各元件的序阻抗和等值电路)

或简写为:
10.1 对称分量法
F p
TFs
其逆关系为:
Fa1 Fa 2
Fa0
1 3
1 1 a
a a2 1
a2 a
Fa Fb
1 Fc
10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用
10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用
对于三相对称的元件,各序分量是独立的。
设输电线路末端发生了不对称短路
不计绕组电阻和铁芯损耗
其中 xI 、 xII 分别为两侧绕组漏抗,xm0为零序励
磁电抗。
零序电压施加在变压器绕组的三角形侧或不接地星
形侧,变压器中无零序电流 流通
x0
1. YN, d接线变 xm0
10.5.1 双绕组变压器
2. YN, y接线变压器
x0 x xm0
线路上流过 三相不对称 的电流,则 三相电压降 也是不对称
的
10.2对称分量法在不对称故障分析中的应用
➢ 元件的序阻抗,即该元件通过某序电流时,产 生相应的序电压与该序电流的比值;
➢ 静止的元件,如线路、变压器等,正序和负序 阻抗相等;
➢ 对于旋转设备,各序电流会引起不同的电磁过 程,三序阻抗总是不相等的。
➢ 由于相间互感的助增作用,架空输电线的零序电抗大于正序 电抗,架空地线的存在使得输电线的零序电抗有所减小。电 缆线路零序电抗的数值,则与电缆的包护层有关;
➢ 制订序网时,某序网应该包含该序电流通过的所有元件,负 序网络结构与正序网络相同,但是为无源网络。制订零序网 络,应从故障点开始,依次考察零序电流的流通情况。在一 相零序网络中,中性点接地阻抗须以其三倍值表示,并且也 为无源网络。
j0.1445 lg
Dg Dab
电力系统元件参数及等值电路

(三)、电纳(容纳)
电力线路运行时,各相间及相对地间都存在着 电位差,因而导线间以及导线与大地间必有电容存 在,也即存在着容性电纳。
电纳(容纳)的大小与相间的距离、导线截面、杆 塔结构等因素有关。
若三相线路参数相同时,每相导线的等值电容为
c1
0.0241 lg Dm
106
(F / km)
r
当频率f=50Hz时,单位长度的电纳为
率损失; (d)电纳:带电导线周围的电场效应;
讨论输电线路的电气参数时,都假设三相电 气参数是相同的。只有架空线路的空间位置选 用使三相参数平衡的方法,三相参数才相同。
三相参数平衡的方法有,
(a)三相导线布置在等边三角形的顶点上时,三项 参数是相同的。
(b)当三相导线不是布置在等边三角形的顶点上时, 采用架空线换位的方法以减少三相参数不平衡。
反映励磁支路的导纳一般接在变压器的电源侧,但有时 为了计算时与线路的电纳合并,励磁电路放在线路一侧。
RT
jXT
RT
jXT
GT
-jBT
由于YT=1 / Z0,而Z0为一
Hale Waihona Puke 感性激磁阻抗。(a)
(b)
图3-11 双绕组变压器等值电路
变压器的4个参数可由变压器的空载和短路试验结 果来求出。
变压器的短路损耗△Pk 变压器的短路电压百分数Uk%
用此数据进行参数计算时有一个容量归算问题即
短路损耗△Pk23、△Pk31乘以
;
短路电压百分值Uk23%、Uk31%乘以
; SN
S3
通过以上归算后再代入相应的公式计算变压器的
阻抗。
最大短路损耗,是指两个100%容量绕组中流过额定电 流,另一个100%或50%容量绕组空载的损耗。此时,计 算公式为
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2、电抗
分裂导线单位长度的等效电抗小于单导线线路单位长 度的等效电抗,且分裂根数越多,等效电抗越小。 r为每股导线计算半径, n d1i是第1股导线与第i股导 req n r d1i 线的间距。
i 2
对单股导线,req等于r
3、电导
• 对高电压架空线路(110KV以上),当导 线表面的电场强度超过空气击穿强度时, 导体附近的空气电电离而产生的局部放电 的现象。这时会发出咝咝声,产生臭氧, 夜间还可以看到紫色的光晕这种现象称为 电晕。 • 电导反映高压电力线路的电晕现象和泄漏 现象,一般线路绝缘良好的情况下泄露电 流很小,可忽略不计。 。
2.1 电力线路等效电路及其参数
• 2.1.1电力线路的分类和结构 • 电力线路包括输电线路和配电线路。 • 按线路结构的不同,可以分为: • 架空线路 • 电缆线路
2.1 电力线路等效电路及其参数
避雷线
1. 架空线路 : 架空线路由导线、 避雷线、杆塔、绝 缘子和金具等组成。
分裂导线
杆塔
2.1 电力线路等效电路及其参数
3、电导
• 电晕临界相电压的经验公式为பைடு நூலகம்
U cr
D 49.3m1m2r lg ( kV ) r
• 增大导线半径是防止和减小电晕损耗的有效 方法。因此采用分裂导线可以增大每相的等 值半径。 • 设计时线路的相电压必须高于其临界相电压 ,此时可认为线路的电导g1=0。
4、电纳
• 电纳b1来反映交流电流过线路时的电 场效应。
• 架空线单位长度 的电力线路的等 值电路如图2-1所 示。电路的参数 有4个: • 电阻r1 • 电抗x1 • 电导g1 • 电纳b1。
1、电阻
• 每相导线单位长度电阻的计算公式为
r1 / S / km
其中,S—导线的标称截面积(mm2); ρ—导线的电阻率( mm 2 / km ) 2 铝的电阻率: 31.5 mm / km 。 铜的电阻率:18.8 mm 2 / km
相导线水平排列,相间距离为6m。计算直径为 19mm,求单位长度线路参数。
• 解:
31.5 r1 0.17 /km S 185
Deq 3 6 6 12 7.56
x1 0.1445lg Deq req 0.0157
7.56 0.1445lg 0.0157 -3 9.510 计算半径, 0.4349 (/km) 单位与Deq一致
铝、铜的电阻率略大于直流电阻率,原因是: (1)交流电流的趋肤效应; (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。
这里采用工程单位,也可以采用国标单位,如教材。
1、电阻
• 例2-1 求导线型号为LGJ-120的钢芯铝绞线的 单位长度电阻。 • 解: • LGJ-120:铝 31.5 mm2 / km ,S=120 m m2
31.5 r1 / S 0.2625 /km 120
工程计算中,可以直接从有关手册中查出各 种导线的单位长度电阻值。
1、电阻
• 按公式(2-1)计算所得或从手册查得的电 阻值都是指温度为 20 C 时的值,在要求较 高精度时,修正公式为
rt r20 (1 (t 20))
第2章 电力系统元件等效电路和参数
• 电力系统是由各种电气元件组成的整体, 要对电力系统进行分析和计算,必须先了 解各元件的电气特性,并建立它们的等值 电路。 • 在电力系统正常运行情况下,近似地认为 系统的三相结构和三相负荷完全对称。可 以用一相(例如a相)的电路为代表来进行分 析和计算。等值电路中的参数是考虑了其 余两相影响后的一相等值参数。
D eq 为三相电力 式中, f N 50Hz , 线之间的几何平均距离,req称为导 线的几何平均半径 。
2、电抗
三相电力线路一般是采用等边三角形式的对称 排列,或经完整换位后近似等于对称排列:
三角形排列
Deq 3 D12 D23 D31
分裂导线的输电线路的等效电抗
• 在220kV及以上的超高压架空线路上 ,为了减小电晕放电和单位长度的电 抗,普遍采用分裂导线,用数根钢芯 铝绞线并联构成的复导线,每隔一段 长度用金具支撑。 • 作用——改变了导线周围磁场分布, 等效地增大了导线半径,从而减小了 导线的电感抗。
式中: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 α—电阻温度系数; 对于铝,α=0.0036 (1 o C ) ; o 对于铜,α=0.00382 (1 C ) 。
( / km)
2、电抗
• 架空线路的等效电抗反映交流电流通过线路 时的磁场效应。 • 每相单位长度的电抗的计算公式为: Deq / km x1 2f N L 0.1445 lg 0.0157 req
7.58 b1 2f N C 10-6 S/km Deq lg r eq
D eq 为三相电力 同样, f N 50Hz , 线之间的几何平均距离,req称为导 线的几何平均半径 。
导线单位长度参数计算举例
• 例2-2 已知LGJ—185型110kV架空输电线路,三
5、金具。 • 金具是用于固定 、连接、保护导 线和避雷线,连 接和保护绝缘子 的各种金属零件 的总称。
2.1 电力线路等效电路及其参数
• • •
电缆线路 电缆线路由电力电缆和 电缆附件组成。 在城市、厂区等人口密 集场所或海底传输等常 采用电缆线路。
2.1.2单位长度电力线路的 等效电路及参数
1、导线。导线的作用是传输电能,应 有良好的导电性,还应有足够的机 械强度和抗腐蚀能力。 2、避雷线。避雷线也叫架空地线或地 线,其作用是将雷电流引入大地, 以保护电力线路免受雷击。 3、杆塔。杆塔的作用是支持导线和避 雷线。杆塔有木杆、钢筋混凝土杆 和铁塔三种。
2.1 电力线路等效电路及其参数
4、绝缘子 绝缘子的作用是使导线 和杆塔间保持绝缘。应 有良好的绝缘性能和足 够的机械强度。