第二章电力网元件等值电路和参数计算.ppt

目 录 输电线路的电气参数及等值电路 变压器参数及等值电路 发电机和负荷的参数及等值电 电网等值电路及其标么值参数 前 言 从本章开始，转入到电力系统的定量分析和计算。 阐述两个问题： 1.电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部分——发电机、变压器、电力线路、负荷的特性和数学模型 2.由变压器和电力线路构成的电力网数学模型 交流电路的功率和复功率 一、电力系统为何用功率？ 能量系统，基于能量的分析方法 发电/负荷均以功率和能量为单位， 复功率是电力系统中最重要的概念之一 1、有功功率P定义为瞬时功率pR(t)的均值(特征值)： 2、无功功率Q定义为瞬时功率pX(t)的峰值(特征值)： 3、物理意义 P 物理意义：无源网络消耗的功率均值。 Q 物理意义：无源网与外界交换能量的能力大小，交换功率峰值，均值为零，实际未消耗，描述无源网电感和电容存储和释放场能现象。 4、Q的理解 网络若是电感性的，则Q0，习惯上认为网络“吸收”感性无功，是“无功负荷”。 网络若是电容性的，则Q0，习惯上认为网络“发出”感性无功，是“无功电源”。 “吸收”感性（或容性）无功功率相当于“发出”容性（或感性）无功功率。 三、复功率 视在功率S定义为u(t)与i(t)有效值之积： 带来数学上的方便：功率三角形 由功率三角形，可引入复功率概念，表示： 引入复功率的好处 物理意义：功率三角形关系的复数形式 实部是有功功率P 虚部是无功功率Q 幅角是功率因数角φ 模是视在功率S 计算方便：在电路计算中，复功率可以相加，而视在功率S不能直接相加。 四、三相功率 定义： 为表示方便，定义三相无功Q： 定义三相视在功率S： S、P、Q间仍组成功率三角形，因此引入 五、如果不作声明，功率（复功率、视在功率、有功功率、无功功率）是三相功率，电压是线电压，电流是线电流，阻抗是单相阻抗，导纳是单相导纳。 第一节 输电线路的电气参数及等值电路 电力线路按结构可分为 架空线路：导线和避雷线架设在露天的杆塔上。 电缆线路：一般直接埋设在地下， 也可敷设在沟道中。 架空线路、电缆线路的优缺点 架空线路：建设费用比电力电缆线路要低得多，且施工、维护和检修方便。 电缆线路：当受环境限制不能采用架空线路时才考虑用电缆线路。 架空线路由导线、避雷线、绝缘子、金具和杆塔主要部件组成。 导线：传导电流，担任传送电能的任务。 主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：用来将雷电流引入大地，保护线路免遭雷击的破坏。 一般用钢线 杆塔：支撑导线与避雷线，使导线与导线、导线与大地之间 保持一定的安全距离。 绝缘子：使导线与杆塔之间保持一定的安全距离。 针式：35KV以下线路 悬式：35KV及以上线路≥3片；60KV ≥5片；110KV ≥7片； 220KV ≥13片；330 ≥19片 金具：用于连接导线，使导线固定在绝缘子上，并将护线条 和绝缘子固定在杆塔上。 为增加架空线路的性能而采取的措施 目的：减少电晕损耗或线路电抗。 多股线 其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层为6股，第二层为12股，第三层为18股，以此类推 扩径导线 人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不同之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用。 分裂导线 又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持一定的距离。但会增加线路电容。 电缆线路组成：导体、绝缘层、包护层 导体：传输电能 铝L或铜T；单股或多股；单相或三相；圆形或扇形等 绝缘材料：使导线与导线，导线与保护层相互隔绝。 橡胶、沥青、聚氯乙烯、棉麻、绸、纸等。目前大多用浸渍纸。 包护层 内护层：铅、铝，聚乙烯等，保护绝缘等 外护层：防止锈蚀 二、输电线路的电气参数 输电线路的电气参数有： 电阻——线路通过电流时产生有功功率损失 电抗——载流导体内及周围的交变磁场效应 电导——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（电晕）而产生的有功功率损失 电纳——带电导线周围的电场效应 在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。 使三相参数平衡的方法有： 三相导线布置在等边三角形的顶点上 排列不是等边三角形时，采用架空线三相循环换位以减小三相参数不平衡 1、电阻（r，Ω/km） 导线的直流电阻可按下式计算： 在交流电路中，由于集肤效应和邻近效应的影响，交流电阻比直流电阻要大，而且导线的长度与截面积也有出入，导线材料的电阻率要选用略为增大的计算值