电力系统复习2.ppt

第二章 电力系统各元件的特性和数学模型 一．电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部分的特性和数学模型 1.发电机组 2.变压器 3.电力线路 4.负荷 二．电力网络的数学模型 第三节 电力线路的参数和数学模型 一.电力线路结构简述 电力线路按结构可分为 架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等 架空线路的导线和避雷线 导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线 二.电力线路的参数(一) 电力线路的阻抗 1.有色金属导线架空线路的电阻 有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线 每相单位长度的电阻： 其中： 铝的电阻率为31.5 铜的电阻率为18.8 考虑温度的影响则： 在近似计算中，可以取架空线路的电抗为 （3）分裂导线三相架空线路的电抗 分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等效地增加了导线半径，从而减少了导线电抗。 分裂导线一般是将每相导线分裂为若干根，布置在正多角形的顶点上，实际应用中分裂数不超过４根。 2.架空线路的电导 线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕 绝缘子串的泄漏：通常很小 电晕：强电场作用下导线周围空气的电离现象 导线周围空气电离的原因：是由于导线表面的电场强度超过了某一临界值，以致空气中原有的离子具备了足够的动能，使其他不带电分子离子化，导致空气部分导电。 * 变压器的数学模型 一 双绕组变压器的参数和数学模型 三相变压器的绕组可以接成星形或三角形。在电力系统稳态分析中，无论绕组的实际连接方式如何，都一概化成等值的Y接线方式进行分析，并且用一相等值电路来反映三相的运行情况。 在电力系统中,为了简化起见,常把并联的激磁支路移到变压器的端部(常移到电源侧),形成Γ型等值电路。 参数 ， 和 由变压器铭牌上提 供的短路实验和空载实验数据，或者由实际实验结果进行计算而得。 2 2 1000 N N k T S U P R = 通过短路实验,我们就得到了双绕组变压器的两 个参数 和 的计算公式: 注意:公式中各量的单位 通过短路实验,我们就得到了双绕组变压器的两 个参数 和 的计算公式: 同样也要注意:公式中各量的单位 二 三绕组变压器的参数和数学模型 由《电机学》知,三绕组变压器的等值电路如下图所示: 由上式可解出每一侧绕组的短路损耗: 由此可以得出各侧绕组的电阻为: (2).对于第二类和第三类绕组变压器,当两侧绕组容量不相等时,通常给出的短路损耗是容量较小的一侧达到其额定电流时的数值。因此，对于这三个短路损耗应先将它们折算到对应于变压器额定容量的电流下的短路损耗。 例如，对于额定容量比为100/100/50的变压器，如果给出的短 路损耗分别为 ，则只有1-2侧的短路损耗对 应于变压器的额定电流,而1-3侧和2-3侧对应于额定电流的一半, 由于短路损耗与电流的平方成正比,因此,应该先将短路损耗折 算到变压器额定容量下的损耗值,计算公式为: 然后再由下列公式计算各绕组的电阻 2 电抗 对于额定容量比为第一类变压器有: 由上式可得: 由此,可得出各绕组得电抗为: 2 线路的电抗 当三相导线中流过交流电流时,交变磁场使导线产生磁链变化,从而在导线中产生感应电动势。在电力系统稳态分析中，这一感应电动势用电流流过电抗所产生的电压降来代替。 二分裂 三分裂 四分裂 可以证明分裂导线的电抗为：： 式中：　　为分裂导线之间的中心几何均距 　　　　　为分裂根数 　　　　　为分裂导线的等值半径 例如： 1. 线路的电纳 (二) 电力线路的导纳 线路的电纳是由导线之间、导线与大地之间的电容决定的。 在电力系统中，将用一相等值电容来反映本相导线上的电压以及另外两相导线上的电压对这相导线上的电荷的影响。 ： 架空线路的电纳变化不大，一般为 *