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现代电力系统分析作业 姓名： 班级： 学号： 现代电力系统分析作业 --------对电网的正序参数和等值电路的认识 电力系统是由各种电气元件组成的有机整体。要对电力系统进行分析和计算，首先必须掌握各元件的电气特性，建立他们的数学模型。而对电力线路和变压器的电气参数和等值电路，以及他们的物理意义和计算方法，都是极其重要的。 在电力系统正常运行的情况下，可以近似的认为系统的三相结构和三相负荷完全对称。在此情况下，系统各处的电流和电压都是三项对称且只含正序分量的正弦量。在系统不对称运行或发生不对称故障时，电压和电流的周期性分量中，除了正序分量以外，还可能出现负序分量和零序分量。（对于这种不对称的电路，比较简单的分析方法就是采用对称分量法。) 电力线路包括输电线路和配电线路。按线路结构的不同，可以分为架空电路和电缆线路两种。由于架空线路的建设费用比电缆线路低得多，而且架空线路便于施工、维护和检修，因此，在电力系统中，绝大多数的线路都采用架空线路，只有在一些特殊场所才采用电缆线路。 1、电力线路的物理现象及电气参数 当架空线路传输电能时，将伴随着一系列的物理现象。首先，电流流过导线时会因电阻损耗而产生热量，电流越大，损耗越大，发热也越厉害。其次，当交流电流通过电力线路时，在三相导线内部和三相导线周围都要产生交变的磁场，而交变磁通匝链导电后，将在导线中产生感应电动势。第三，当交流电压加在电力线路上时，在三相导线的周围会产生交变的电场，在它的作用下，不同相的导线之间和导线与大地之间将产生位移电流，从而形成容性电流和容性功率。第四，在高压电的作用下，当导线表面的电场强度过高时，将导致输电线周围的空气游离放电（电晕现象），而且由于绝缘的不完善，可能引起少量的电流泄漏等。因此，在电力系统分析中，用一些电气参数来反应这些基本的物理现象： 电阻R——电力线路的发热效应 电抗X——线路的磁场效应 电纳B——线路的电场效应 电导G——线路的电晕现象和泄漏现象。 这些参数统称为线路的电气参数。 在输电线路的分析和计算方面，可以根据线路的结构以及导线材料来确定线路的四个电气参数。在书中可以找到详细的方法，不一一赘述。 2、线路方程及等值电路 因为线路每相的等值、、、参赛是沿线均匀分布的，即在线路任一微小长度内都存在电阻、电抗、电导、电纳。由于、是与线路电流相联系的物理量，因此用阻抗表示并将它作为串联元件，而、是线路电压相联系的物理量，用导纳表示并将它作为并联元件。 ① 线路方程 式中 ——特征阻抗或波阻抗（Ω） ——线路的传播系数 传播系数实部反应电压和电流行波振幅的衰减特性； 传播系数虚部反应电压和电流行波相位的变化特性。 已知末端电压、电流，线路任一点的电压和电流表达式为 电路两端电压和电流表达式： ② 电路的自然功率 若则波阻抗。纯电阻无损耗线路中，若线路末端负荷等于波阻抗，则末端功率为： 可以导出 ③ 线路的等值电路 按图中的电路及参数，可以导出两端的电压、电流关系为 经简化后，得到Ⅱ型等值电路的参数为 其中 线路长度小于300km，电压低于200kv线路，可近似将Z’和Y’取为Z和Y。线路更短，可完全忽略分布电容的影响，线路直接用串联阻抗Z表示。 2、变压器的数学模型 电力变压器是电力系统的重要元件，他的结构类型很多。 ① 双绕组变压器等值电路： 图中，是将2次侧绕组的参数折算到1次侧时的等值电路。 其中 短路试验是将变压器的一侧三相短接，在另一侧施加可调的三相对称电压，得到 变压器空载试验时，在一侧施加对称的三相额定电压，另一侧三相开路，从而测出总的有功功率损耗Po和空载电流Io。得出 变压器等值电路中的电气参数均为折算到同一侧时的数值。当折算到1侧时，额定电压UN应取1侧绕组的额定电压U1N ② 三绕组变压器等值电路 与双绕组变压器相同，三绕组变压器等值电路中的参数也必须折算到同一侧。例如，当折算到1侧时，和为一侧绕组的电阻和漏抗；和分别为2,侧和3侧绕组折算到1侧的电阻和漏抗，所得出的等值电路是折算到1侧的，其余以此类推。 电阻：（对于第一类三绕组变压器） 对于100/100/50变压器，给出的三个短路损耗只有1-2侧对应于变压器的额定电流，而1-