[理学]电力系统分析第二章.ppt

本章将转入电力系统的定量分析和计算 电力系统的等值网络 主要内容 第一节 电力线路的参数和等值电路 第二节 变压器的参数和等值电路 第三节 发电机组的参数和等值电路 第四节 负荷的运行特性和数学模型 第五节 电力网络的数学模型 复习概念：单相交流系统的最大值和有效值 功率 复功率或复功率中无功功率的符号 复功率 采用这种表示方式时，负荷以滞后功率因数运行时所吸取的无功功率为正，以超前功率因数运行时所吸取的无功功率为负；发电机以滞后功率因数运行时所发出的无功功率为正，以超前功率因数运行时所发出的无功功率为负。 第一节.电力线路结构、参数及计算 1.1 结构：架空线路由导线、避雷线（或称 架空地线）、杆塔、绝缘子和金 具等主要元件组成 。 1.2 参数：电阻r，电抗x，电导g和电纳b (1) 输电线的电阻 (2) 输电线的电抗 对铝或铜或钢芯铝线，其 三相导线单位长度的电抗 其中 为三相导线间的几何间距。 导线对称排列时 (3) 输电线的电纳 输电线路的(容性)电纳取决于导线周围的电场分布，与导线是否导磁无关。因此．各类导线线路电纳的计算方法都相同。 当导线中通有交流电流时，其周围就存在电场，电场中任一点电位与导线上电荷密度成正比，而电位与电荷密度的比例系数的倒数就是电容。输电线路每相等值电容： 三相输电线每相电纳为: (r为导线本身半径） (4) 输电线路的电导 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。取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕，与导线的材料无关。 电晕现象就是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，导线附件的空气游离而产生局部放电现象。 沿绝缘子串的泄漏通常很小。而电晕是导线周围空气的电离现象，它的产生就不仅与导线本身而且还与导线周围空气的条件(包括空气中离子的数量、大小、电荷量以及离子的平均自由行程等一系列因素)有关。 输电线路的电导 线路开始出现电晕的电压为临界电压Vcr，线路实际电压高于电晕临界电压时，与电晕相对应的电导为 ?Pg ——实测三相线路电晕消耗的总功率 （kW/km） U ——线电压（kW） 1.3 三相输电线模型（等值电路） 求得单位长度导线的电阻、电抗、电纳、电导后，就可得到原始电力线路的等值电路。 电流I在dX微段阻抗中的电压降 输电线路的等效电路及数学模型 流入dX微段并联导纳中的电流 忽略二阶微分，推导出 则 输电线路的等效电路及数学模型 线路首端： 线路特征阻抗（波阻抗）: 线路传播系数： 输电线路的数学模型 在电力系统稳态分析中的电力线路数学模型就是以电阻、电抗、电纳、电导表示它们的等值电路。 最原始的电力线路等值电路如图,这是单相等值电路,为分布参数等值电路。 电力线路的数学模型 一般线路，指中等及中等以下长度线路。 架空线路：长度?300km； 电缆线路：长度?100km。 用集中参数R(Ω)、x(Ω)、G(s)、B(s)分别表示线路的等值电路。 —般线路中，又有短线路和中等长度线路之分 电力线路的数学模型 短线路：长度? 100km的架空线路。线路电压不高时，这种线路电纳B的影响一般不大，可略去。等值电路只有一串联的总电抗Z＝R十jX。 显然，如电缆线路不长，电纳的影响不大时，也可采用这种等值电路。 电力线路的数学模型 中等长度线路：长度在100~300km之间的架空 线路和不超过100km的电缆线 路。电纳B一般不能略去。 等值电路：π形等值电路和T形等值电路 两种都是近似的等值电路，但相互间并不等值，即它们不能用Δ—Y变换公式相互变换。 输电线路方程和等值电路 对“П”型电路可列出它的始末端电压、电流关系式： 输电线路方程和等值电路 输电线路方程和等值电路 均匀长线路的通用常数值 ： 第二节 变压器的参数和等值电路 单相变压器基本原理及等值电路 变压器电压 ： 变压器的参数和等值电路 理想变压器的理想特性： 1）理想变压器不消耗能量，即r=0； 2）没有任何漏磁通，即φ1=φ2=φ，即耦合系数 3）铁芯磁导率μ为无限大，即各绕组自感与互感都等于无限大。 变压器的参数和等值电