[工学]电力系统分析上第二章电力网各元件的等值电路和参数计算.ppt

第二章 电力网各元件的等值 电路和参数计算 2-1 架空输电线的参数 2-2 架空输电线的等值电路 2-3 变压器的等值电路和参数 2-4 标幺制 对于三相对称的电力系统，假定所有元件均为星型接法。对于三角型接法的情况，则可转化为星型接法。 因此，只要研究其中一相的情况即可。 2-1 架空输电线的参数 1 电阻 有色金属导线单位长度直流电阻(Ω/km) r = ρ/ S ρ :电阻率 ，Ω?mm2/km S: 导线载流部分的标称截面积，mm2 计算用的ρ比实际标准电阻率大 交流电阻比直流电阻大，集肤效应和邻近效应 多股绞线的扭绞，实际长度比导线大2～3％ 制造中，实际截面积比标称截面积小 考虑温度的影响 r t = r 20 [1+a(t - 20)] a:电阻温度系数 集肤效应 当交变电流流过导线时，电流集中分布在导体表面，电流密度由表及里逐渐减小，这种效应称为集肤效应。 邻近效应 三相导线通过的电流产生的磁场会互相影响，导致导线电流沿周向分布不均匀，这种现象称为邻近效应。具体地，相邻导线电流方向相同，则电流在相邻的外侧加强；如果方向相反，则电流在相邻的内侧加强。 集肤效应和邻近效应的程度与导线截面形状及电流的交变频率有关。邻近效应还与导线间距离有关，距离越近邻近效应越明显。受集肤效应和邻近效应的共同作用，导线实际电阻比直流电阻有所增加，从而导致损耗增加 2 电导 电导是反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空气游离产生的有功功率损失的参数。 泄漏电流：线路绝缘好，可以忽略 电晕引起的空气游离造成的有功功率损耗 电晕：架空线路在带有高电压的情况下，导体表面电场强度超过空气的击穿强度时，导体附近的空气游离而产生局部放电的现象 临界电压Vcr：线路开始出现电晕的电压 电晕临界电压的经验公式： Vcr＝49.3m1m2δr lg(D/r) kV m1：导体表面系数，多股绞线m1 =0.83~0.87 m2：气象状况系数 干燥，晴朗天气， m2 =1 雨、雾、雪恶劣天气， m2 =0.8~1 r： 等值半径(cm)； D：相间距离 δ ：空气相对密度 三相线路每公里电晕损耗(MW/km) 线电压kV 分裂导线 分裂导线：将输电线的每相导线分裂成若干根，按一定的规则分散排列 一般不超过4根 布置在正多边形的顶点上 对等值半径(自几何均距)的影响 3 电感 自感：导体通过电流时导体内部及其周围就产生磁场 L＝ψ/i ψ ：与导体交链的磁链，wb，韦伯 i：导体中的电流 圆柱形长导线单位长度自感 互感：导体A与导体B相邻，A中电流的变化引起B中磁通量的变化 MAB＝ψAB/iB ψAB :导体B中的电流产生的与导体A交链的磁链 iB：导体B中的电流 两根平行的，圆柱形长导线单位长度的互感 三相输电线路的等值电感： 三相对称正弦电流，与a相导线交链的磁链 等边三角形对称排列的三相输电线 导线半径r,导线轴线间距离D 三相不对称输电线路的等值电感： 三相导线排列不对称时?各相导线所交链的磁链及各相等值电感不相同?三相参数不对称 导线换位 通过换位使三相参数恢复对称（pp13） 具有分裂导线的输电线的等值电感 分裂导线： 自几何均距增大 等值电感减小 三相输电线路的等值电抗: 额定频率下输电线路每相的等值电抗 x=2πfNL 单根导线线路 x=0.0628ln(Deq/Ds)=0.1445lg(Deq/Ds) ?/km 分裂导线线路 x=0.0628ln(Deq/Dsb)=0.1445lg(Deq/Dsb) ?/km 与线路结构有关的参数对电抗大小影响不大 单导线线路：0.4 ?/km左右 分裂导线：0.33 (2) ; 0.30 (3) ; 0.28 (4) ?/km左右 4 电容 电容：反映导线带电时在其周围介质中建立的电场效应。 基本公式： （周围介质的介电系数为常数） C＝q/v q :导体所带电荷；v：导体的电位 两带电荷平行长导线周围的电场 r:导线半径；D:轴间距离 单位长度电荷：＋q,-q Dr, 忽略导线间静电感应影响 三相输电线路的等值电容 大地影响导体周围的电场 大地对与地面平行的带电导体的影响可以用导体的镜像代替 三导线－大地系统可用一个六导线系统代替 导线经过循环换位 每相的等值电容： 三相输电线路的电纳 额定频率下，线路单位长度的一相等值电纳 小结 2-2 架空输电线的等值电路1 输电线路的方程式 已知： 长