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第2章 电力系统元件参数和等值电路 电力系统运行状态 电力系统运行参量——表征电力系统运行状态 电磁参量：功率、电流、电压 机械参量：频率、发电机组转子相对角位移 电力系统运行状态 稳态：所有运行参量在某一平均值附近很小变 化，接近常量，此时，称系统处于稳态。 暂态：部分或全部运行参量发生较大变化，则 称此时系统处于暂态。 电力系统分析的内容 内容：采用数学方式模拟计算电力系统稳态运行和暂态运行过程中的各种电磁参量和机械参量。 目的：提前对电力系统未来可能出现的状态进行掌握和控制。 前提： 先明确系统及其元件在稳态和暂态过程的数学表示方式。 本章内容：分析稳态时系统元件的数学 模型 本章内容 电力线路的参数和等值电路； 变压器的参数和等值电路； 发电机和负荷的参数及等值电路； 电力网络的等值电路。 1 电力线路参数和等值电路 1.1 电力线路结构简述 （1）分类 架空线路 电缆线路 （2）架空线路 I.结构 具有良好的电性能，机械强度，抗腐蚀能力； 主要材料：铝，铜，钢； 例：LJ（铝绞线）TJ（铜绞线）LGJ（钢芯铝绞线） 标号：LGJ-400/50，400表示铝线额定面积（mm2）， 50表示钢芯额定面积 单位长度架空线路参数 电阻： r1=ρ/S (Ω/km) ρ:导线材料的电阻 率，S导线标称截面积。 电抗：由于导线存在自感和导线之间存在互感 导线存在电抗x1 (Ω/km) ，高空架空电 力线路可近似取0.4Ω/km。 x1与导线的 半径呈反比，因此分裂导线（等值增大 半径），可降低电抗。 电导：由于导线与地或与其他导线之间存在电 场，当电压超过临界电压就会产生电晕 放电，造成有功功率的损耗，因此，存 在电导g1（S/km）。 线路设计时，晴天不允许导线发生电 晕，因此一般g1=0。 电纳：由于导线与地或与其他导线之间存在电 场，会形成电容效应，因此存在电纳b1。 为减少三相参数的不平衡，长线路应该进行换位。 分布参数等值电路 （3）电缆线路 I.结构 II.等值电路 2 变压器参数和等值电路 （1）双绕组变压器的等值电路(电机学) （2）等值电路的参数计算 综上，可得变压器等值电路及参数计算 （3）三绕组变压器的等值电路及参数计算 3 发电机和负荷的参数及等值电路 3.1 复功率的概念及计算公式 3.2 发电机的参数及等值电路 3.3 负荷的参数及等值电路 4 电网的等值电路（等值网络） （1）概念 即把电网中的输电线路和变压器用其数学 模型表示，并按照电气关系相互连接后的 电路网络。 鉴于电网中的设备均为三相对称，参数相 同，故可用单相等值电路表示三相。 （2）等值网络的形成 （3）等值网络的分类 4.2 有名制等值网络 （1）有名值（实际值）的归算 例如： 若取变压器变比为一次侧和二次侧平均额定电压之比 同理： 4.3 标幺制等值网络 （1）标幺值 （2）标幺值的计算 例如：若系统如右图 例如：若系统如下图 在上例中，若先取： （3）标幺值等值网络的优点 例题 简单电力系统，输电线路长度及单位长度参数、变压器铭牌参数如图中所示。试求：1）归算到110kV侧的等值电路； 2）标幺值等值电路。 解： 1）归算到高压侧的等值电路为： 2）标幺值等值电路为 其中，线路需按变比从10.5kV侧归算到110kV侧： I 先取SB=100MVA， 1 2 3 各自取UB,110=110kV， UB,10=10kV 线路表幺值为： 变比表幺值为： 无法消去变压器！ II 先取SB=100MVA，UB,110=110kV， 再根据变比，取： 则：变压器标幺值为： 已消去理想变压器 线路标幺值为： 变比表幺值为： 可消去变压器！ 1 2 3 本章将介绍电力系统的基本知识，和电力系统的基本情况，形成对电力系统运行的宏观景象的初步认识 下图给出了现代电力系统的一个缩影，电能由发电厂发出，经过变压器升压、再经过输电线路长距离输电送到负荷中心，之后，经过降压，接入千家万户。 下图给出了现代电力系统的一个缩影，电能由发电厂发出，经过变压器升压、再经过输电线路长距离输电送到负荷中心，之后，经过降压，接入千