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第2章
电力系统元件模型和参数计算
主要讲述电力系统各元件等值电路及参数以
及电力系统稳态等值电路模型.
2.1 系统等值模型的基本概念
电力系统元件:构成电力系统的各组成部件,
包括各种一次设备元件、二次设备元件及各
种控制元件等。
电力系统分析和计算一般只需计及主要元件
或对所分析问题起较大作用的元件参数及其
数学模型。
对电力系统稳态及暂态分析计算有关的元
件,包括输电线路、电力变压器、同步发电
机及负荷。
2.1 系统等值模型的基本概念
元件参数:表述元件电气特征的参量,元件特
征不同,其表述特征的参数亦不同,如线路
参数为电阻、电抗、电纳、电导,变压器除
上述参数外还有变比,发电机有时间常数
等。
根据元件的运行状态,又可分为静态参数和
动态参数,定参数和变参数等。总之,元件
特征不同,运行状态不同,其参数亦是多种
多样的,因此,表示同一元件的模型也会不
同。
2.1 系统等值模型的基本概念
数学模型:元件或系统物理模型(物理特性)的数学描
述,根据元件特征、运行状态及求解问题不同,数学
模型可分为:描述静态(或稳态)问题的代数方程和描
述动态(或暂态)问题的微分方程、描述线性系统的线
性方程和非线性系统的非线性方程、定常系数方程和
时变系数方程、描述非确定性过程的模糊数学方程及
利用人工智能和神经元技术的网络方程等。
元件的数学模型描述了元件的特性,而由各种元件构
成的系统的数学模型则是各元件数学模型的有机组合
和相互作用。
2.1 系统等值模型的基本概念
电力系统分析和计算的一般过程
首先将待求物理系统进行分析简化,抽象出等
效电路(物理模型) ;
然后确定其数学模型,也就是说把待求物理
问题变成数学问题;
最后用各种数学方法进行求解,并对结果进
行分析。
2.1 系统等值模型的基本概念
例: 直流稳态
输电线
v Ri
路模型
交流稳态
V (R jX )I
暂态
图2-1 输电线路等值电路
di
Ri L v
dt
2.2 输电线路的等值电路和参数计算
2.2.1 输电线路
1.架空线
导线
避雷线
杆塔
绝缘子
金具
(1)导线和避雷线
电性能,机械强度,抗腐蚀能力;
主要材料:铝,铜,钢;例:LJ TJ LGJ
(2)杆塔
(2)杆塔
木塔:较少采用
铁塔:主要用于220kV及以上系统
钢筋混凝土杆:应用广泛
(3)绝缘子
针式:10kV及
以下线路
针式绝缘子
针式绝缘子
悬式绝缘子
悬式绝缘子
主要用于35kV及以
上系统,根据电压
等级的高低组成数
目不同的绝缘子
链。
悬式绝缘子
棒式绝缘子
棒式绝缘子
起到绝缘和横
担的作用,应
用于10~35kV
农网。
棒式绝缘子
2. 电缆线路
2. 电缆线路
导体
绝缘层
保护层
2.2.2 输电线路的等值电路
2.2.2 输电线路的等值电路
架空输电线路参数有四个 (图2-11)
(1)电阻r :反映线路通过电流时产生的有功功率
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