电力系统各元件的特性和数学模型.ppt

电力系统各元件的特性和数学模型;第二章电力系统各元件的特性和数学模型;第一节发电机组的运行特性和数学模型;式中，如电势、电压取线电势、线电压的有效值，以kV为单位，则功率为三相功率的有效值，以MVA为单位；式中的同步电抗则总以欧姆为单位；本书公式均采用这两点约定。;二、隐极式发电机组的运行极限和数学模型;;;;发电机组作为电力系统中最重要的元件，在稳态运行时的数学模型却极为简单。

通常就以两个变量表示，即发出的有功功率P和端电压U，或者发出的有功功率P和无功功率Q。而以第一种方式表示时，往往还需伴随给出相应的无功功率限额，即允许发出的最大、最小无功功率。这两个数值往往是通过与给定有功功率相对应的点作直线平行于上图中横轴时，该直线与AB、虚线T相交的交点所对应的无功功率。;第二节变压器的参数和数学模型;空载实验与短路实验;计算三绕组变压器各绕组阻抗的方法虽与计算双绕组变压器时没有本质区别，但由于三绕组变压器各绕组的容量比有不同组合，而各绕组在铁芯上的排列又有不同方式，计算时需注意。参见教材37页式2-10至2-15。计算导纳的方法和求取双绕组变压器导纳的方法相同。;两个绕组作短路实验;三侧绕组容量相同时;三侧绕组容量不相同时，变压器的额定容量为最大容量绕组（高压侧）的额定容量。而短路实验按照最小容量绕组的额定电流进行，而不是按变压器的额定电流进行。因此首先需要将该短路损耗归算至按变压器额定容量进行短路实验时的值。由于绕组额定电流与其额定容量成正比，而短路损耗与电流的平方成正比，短路电压与电流成正比。如果考虑高中低三侧对应为１、２、３，则归算方法为：不同于书;按照新标准，制造厂只提供一个最大短路损耗Pkmax，即对两个容量都是100%的绕组进行短路实验，相应测得这两个绕组的短路损耗。则其中任何一个绕组的短路损耗都为Pkmax/2，对应绕组的电阻为;;;三绕组参数计算算例;第三节电力线路的参数和数学模型;架空线路：导线主要由铝、钢、铜等材料制成，在持殊条件下也使用铝合金。避雷线则一般用多股钢导线（GJ-50)。导线和避雷线的材料标号以不同的拉??字母表示，如铝表示为L、钢表示为G、铜表示为T、铝合金表示为HL。由于多股线优于单胜线，架空线路多半采用绞合的多段导线。多股导线的标号为J。其标号后的数字总是代表主要载流部分(并非整根导线)额定截面积的数值(mm2):LGJ-400/50。当线路电压超过220kV时，为减小电晕损耗或线路电抗，常需采用直径很大的导线。但就载流容量而言，却又不必采用如此大的截面积。较理想的方案是采用扩径导线（LGJK）或分裂导线。扩径导线是人为地扩大导线直径，但又不增大载流部分截面积的导线。分裂导线，又称复导线，就是将每相导线分成若干根．相互间保持一定距离(2×LGJ-400/50)

电缆线路的造价较架空线路高，电压愈高，价差越大，但电缆线路有其优点，如不需在地面上架设杆塔，极少受外力破坏；对人身较安全．等等。因此，在大城市、川过江河、海峡时，往往用电缆线路。;第三节电力线路的参数和数学模型;计算中采用的电阻率略大于这些材料的直流电阻率，其原因是：通过导线的是三相工频交流电流，而由于集肤效应，交流电阻比直流电阻略大；且由于多股绞线的扭绞，导体实际长度比导线长度长2％－3％；在制造中，导线的实际截面积比标称截面积略小。

工程计算中，也可以直接从手册中查出各种导线的电阻值。按上式计算所得或从手册查得的电阻值，都是指温度为20c时的值，在要求较高精度时，不同温度时的电阻值可按下式计算：;2、电抗：电力线路电抗是由于导线中有电流通过时，在导线周围产生磁场而形成的。当三相线路对称排列或不对称排列经完整换位后，每相导线单位长度电抗可按以下公式计算：;;;;临界电压;;;四、电力线路的数学模型;2、长线路的等值电路

在工程计算中，既要保证必要的精度，又要尽可能的简化计算。采用近似参数时，长度不超过300km的架空线路和不超过100km的电缆线路可用一个Π型电路来代替，对于更长的线路，则可用串级联接的多个Π型电路来模拟，每一个Π型电路代替长度为200~300km的一段线路。采用修正参数时，一个Π型电路还可用来代替500~600km长的线路。还须指出，这里所讲的处理方法仅适用于工频下的稳态计算。;2、波阻抗和自然功率

长线路或分布参数电路的特性阻抗相传播系数是两个很有用的概念，它们常被用以估计超高压线路的运行待性。而由于超高压线路的电阻往往远小于电抗，而电导又可略去下计。就相当于线路可忽略电阻，传输功率时没有有功功率损耗，而对于这种“无损耗”线路，特性阻抗和传播系数将分别具有如下形式。可见特性阻抗为纯电阻，称为波阻抗，传播系数仅有一个虚部，称相位系数。

与波阻抗密切相关的另一概念是自然功率，也称