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SOUTHEAST University电能系统基础东南大学电气工程学院 电力系统稳态分析徐青山东南大学电气工程学院第2章 电力系统元件及其参数　 1概述 2输电线路 3电力变压器 4同步发电机 5负荷 6标幺值概述电力系统元件、参数、数学模型电力系统元件——构成电力系统的各组成部件 电力系统分析和计算一般只需要计及主要元件或对所分析问题起较大作用的元件元件参数——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。根据元件的运行状态，可分为静态参数和动态参数、定参数和变参数 电力系统数学模型——元件或系统物理模型（物理特性）的数学描述。元件的数学模型描述了元件的特性由各种元件构成的系统的数学模型则反映了各元件的有机组合和相互作用 电力系统分析计算的一般过程简化—等效电路—数学模型—求解－结果分析 例如某输电线路，其元件参数为R、X，其等效电路如下：　其数学模型为：　 直流稳态 交流稳态 暂态输电线路输电线路结构 电力线路结构：架空线路、电缆线路、混合线路架空线路：导线、避雷线（架空地线），绝缘子，金具和杆塔等主要部件组成电缆线路：导线、绝缘层、保护层等主要部件组成架空线路采用的导线结构型式主要有单股、多股绞线和钢芯铝绞线三种 对于220kV以上输电线路，为减少线路的电抗和导线电晕，常用分裂导线导线布置：水平、垂直、三角 LGJ-400/50普通钢芯铝线LGJJ加强型钢芯铝线 LGJQ轻型钢芯铝线输电线路常用线路的稳态参数有三类： 1. 单位长度基本参数　电阻－决定线路上有功功率损耗和电能损耗的参数，是串联参数。　电导－用来描述绝缘子表面泄漏损耗和导线电晕损耗的参数，是线路并联参数。 （电晕－输电线在高压情况下，当导线表面电场强度超过空气的击穿强度时，导线附近地空气产生电离从而发生放电现象）　　电抗－导线通过交流电流时，在导线及其周围产生交变磁场，因而有电感和电抗，电抗是串联参数。 电纳－导线通过交流电流时，在其周围存在电场，使得输电线相间及相对地之间有一定电容存在，因而存在容性电纳，电纳是并联参数。 2. 集中参数和分布参数 3. 不对称运行参数 输电线路单位长度电阻 由电路理论 : 考虑以下因素： 交流电的集肤效应，使交流电阻略大于直流电阻； 绞线每股长度略大于导线长度 ； 导线实际截面比额定截面略小；修正后电阻率： 铝——31.5Ω㎜2/㎞ 铜——18.8Ω㎜2/㎞　考虑实际温度的修正： 　：环境温度为ｔ°时导体单位长度电阻 ：环境温度为２０°时导体单位长度电阻　：电阻温度系数输电线路单位长度电抗思路：电抗—电感—磁链BACBCABCA输电线路结构架空线路的换位问题 目的：在于减少三相参数不平衡 整换位循环：一定长度内有两次换位而三相导线都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。 经一次完整换位后，A相总磁链： 几何均距Dm=?同理，导线ｂ相和ｃ相的磁链为：三相导线之间的几何均距 ：各相导线单位长度等效电感相间单位长度等效电感各相单位长度等效电感 ：单位长度架空输电线路等效电抗 ：对分裂导线： 铝、铜适用　分裂导线的等效半径 ：分裂导线三相架空线路的电抗 分裂根数 每公里电抗（ Ω） 2 0.33 3 0.30 4 0.28 输电线路并联电导电晕起始电压（临界电压）Ucrm1－粗糙系数；单股线，m1=1；绞线m1=0.9；m2－气象系数；干燥或晴朗天气，m2=1；雾、雨、霜、暴风雨，m21；最恶劣情况，m2=0.8；δ－空气相对密度；分裂导线电晕临界电压n－分裂导线根数；km－分裂导线表面的最大电场强度　输电线路并联电导： (S/km) 　——三相线路单位长度电晕损耗（kW/km）。　　一般计算中，取　。输电线路并联电容和电纳每相架空导线单位长度电容为：每千米的电纳为 ：对分裂导线： 输电线路参数小结增大导线半径线路电阻减少电晕临界电压增大线路单位长度电感和电容与几何均距Dm和导线半径r之比的对数成比例 对各类导线x1≈0.4 Ω/km b1≈2.8×10-6 S/km高压输电线电抗与电阻比值较大采用分裂导线，等效增加了导线半径，可以 减少线路电抗 增大电晕临界电压 减少线路电阻 增加线路电纳 输电线路的数学模型1.集中参数：(架空线路300km，电缆100km） 型等效电路的二端口网络方程：A、B、C、D为输电线路常数，满足A=D，AD-BC=1 型等效电路的二端口网络方程：2.分布参数 (架空线路300km以上，电缆100km以上） 分布参数：则：γ为线路传播系数线路首端：线路特征阻抗:线路传播系数：A、B、C、D为输电线路常数，满足A=D，AD-BC=1分布参数相应的双端口