第3章电力网的等值电路.ppt

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1、第第3章章 电力网的等值电路电力网的等值电路 3.1 电力线路的参数及其等值电路电力线路的参数及其等值电路 3.2 变压器的参数及其等值电路变压器的参数及其等值电路学习目标学习目标1、会计算电力线路和变压器的参数、会计算电力线路和变压器的参数 2、会画电力线路和变压器的等值电路、会画电力线路和变压器的等值电路 1电阻 导线的电阻 式中 导线电阻，；导线材料的电阻率，m。与温度有关，温度为20时，铜导线 铝导线 导线的长度，m；导线的截面积，m2。SlRRm81088.1m81015.3lS3.1 电力线路的参数及其等值电路电力线路的参数及其等值电路 2.电抗 （1）单相导线线路电抗 式中 导线

2、单位长度的电抗，km；导线外半径，mm；交流电的频率，Hz；导线材料的相对导磁系数；铜和铝 钢 三根导线间的几何平均距离，简称几何均距，mm。4110)5.0lg6.4(2rDfxm1xrfmD113cabcabmDDDD0157.0lg1445.01rDxm （2）分裂导线线路电抗 式中 每一相分裂导线的根数。分裂导线的等值半径，mm；式中 每根导线的实际半径，mm；某根导线与其余n1根导体间的距离.各根导线间的几何均距，mm.nrDxeqm0157.0lg1445.01neqrnnmnneqrddddrr)1(11312)(rddd:分裂间距nddd11312,md750kV的六分裂扩径导

3、线的六分裂扩径导线1000kV的八分裂导线的八分裂导线 国家电网公司晋东南至荆门特高压交流试验示范工程起于山西长治，经国家电网公司晋东南至荆门特高压交流试验示范工程起于山西长治，经河南南阳，南至湖北荆门，跨越黄河、汉江两大河流，全长约公河南南阳，南至湖北荆门，跨越黄河、汉江两大河流，全长约公里，工程总投资约亿元，系统额定电压千伏。里，工程总投资约亿元，系统额定电压千伏。3.电导 当线路实际电压高于电晕临界电压时，与电晕相对应的电导为Skm式中 导线单位长度的电导，Skm；实测三相电晕损耗的总功率，kW km 线路电压，kV。32110UPgg1ggPU 4.电纳 电力线路的电纳（容纳）是由导线

4、间以及导线与大地间的分布电容所确定的。每相导线的等值电容 （Fkm）当频率为50Hz时，单位长度的电纳为 6110lg0241.0rDCm)/(10lg58.72611kmSrDfCbm 5.线路每相总电阻、总电抗、总电导和总电纳 当线路长度为 时，线路每相总电阻、总电抗、总电导和总电纳为l）（）（）（）（SlbBSlgGlxXl rR1111 6.输电线路的等值电路 （1）一字形等值电路 条件：L100km的架空线,忽略g，b 线路电压不高 （2）形等值电路和T形等值电路条件：100-300km的架空线或100km的电缆线，近似等值，不能用星三角变换例 330kV线路的导线结构有以下两个方案

5、：使用LGJ630/45型导线，直径33.6mm；使用2LGJK300型分裂导线，直径27.44mm，分裂间距为400mm。两个方案中，导线均水平排列，相间距离8m，试求两种方案导线单位长度的电阻、电抗和电纳。ACB 电阻LGJ630/45型：2LGJK300型：km)/(0525.02/300/5.31/1Srmm400dm8Dm8Dm8Dm8D1/31.5/6300.05(/km)rS电抗33eqabbcca881610.08(m)DDDD1eq0.1445 lg(/)0.01570.1445 lg(10080/16.8)0.01570.417(/km)xDr)km/(316.02/015

6、7.0)10.74/10080lg(1445.0)/0157.0()/lg(1445.0eqm1nrDxLGJ630/45型：2LGJK300型：)mm(741040072.132121eqnnrdr电纳LGJ630/45型：)S/km(1073.210)/lg(/58.766m1rDb2LGJK300型：)mm(10.7440072.132121eqnnrdr)S/km(1055.310)1.74/10080lg(/58.710)/lg(/58.7666eqm1rDb 1双绕组变压器 （1）等值电路 a）形等值电路 b）简化等值电路 反映励磁支路的导纳接在变压器的一次侧。图中所示变压器的四个

7、参数可由变压器的空载和短路试验结果求出。3.2 变压器的参数及其等值电路变压器的参数及其等值电路 （2）试验参数 1）短路试验 由变压器的短路试验可得变压器的短路损耗 和变压器的短路电压 。2）空载试验 由变压器的空载试验可得变压器的空载损耗 和空载电流 。利用这四个量计算出变压器的 、和 。kPkU0P0ITRTXTGTB电阻 式中 变压器一次、二次绕组的总电阻，；变压器额定短路损耗，kW；变压器的额定电压，kV；变压器的额定容量，kVA。23210NNkTSUPRTRkPNUNS 电抗 式中 变压器一次、二次绕组的总电抗，；变压器短路电压的百分数；大型变压器中的电抗压降百分数；变压器的额定

8、容量，kVA。变压器的额定电压，按归算到变压器 某一侧，kV。NNkNNpTSUUSUUX10%10%22TX%kU%pU%kpUUNSNU励磁电导 式中 变压器的电导，S；变压器额定空载损耗，kW；变压器的额定电压，kV。23010NTUPGTG0PNU励磁电纳 式中 变压器的电纳，S；变压器额定空载电流的百分值；变压器的额定容量，kVA；变压器的额定电压，kV。52010%NNTUSIBTB%0INSNUPk短路损耗（kW）Uk短路电压百分数P0空载损耗（kW）I0空载电流百分数注意单位！UNkV，折算到哪一侧参数，用相应的额定电压U；SNkVA；sUSIBsUPGSUUXSUPRNNTN

9、TNNkTNNkT3203203232210100%1010100%10 2三绕组变压器 （1）等值电路24（2）试验参数电阻 变压器三个绕组容量比为100100100（）的三绕组变压器，通过短路试验可以得到任两个绕组的短路损耗 、。由此算出每个绕组的短路损耗 、。12kP23kP31kP1kP2kP3kP22331121kkkkPPPP23123122kkkkPPPP21231233kkkkPPPP2321110NNkTSUPR2322210NNkTSUPR2323310NNkTSUPR电抗 通常变压器铭牌上给出各绕组间的短路电压 、，由此可求出各绕组的短路电压：%12kU%23kU%31k

10、U2%2331121kkkkUUUU2%3123122kkkkUUUU2%1231233kkkkUUUUNNkTSUUX10%211NNkTSUUX10%222NNkTSUUX10%233导纳 三绕组变压器导纳的计算方法和求双绕组变压器导纳的方法相同。例例 某双绕组变压器的额定容量为某双绕组变压器的额定容量为20000kVA20000kVA，短路损耗为，短路损耗为130kW,130kW,额定变比为额定变比为220/11kV220/11kV，则归算到高压侧的等值电阻为，则归算到高压侧的等值电阻为多少？多少？例例 某双绕组变压器的额定容量为某双绕组变压器的额定容量为15000kVA15000kVA

11、，短路电压百，短路电压百分值为分值为10.5,10.5,额定变比为额定变比为220/38.5kV220/38.5kV，则归算到低压侧的等值，则归算到低压侧的等值电抗为多少？电抗为多少？)(10037.641211005.40315.2100%)(10393.612110006.931000)(766.395.4010012111100%)(092.25.4010001214.234100062206220222222SUSIBSUPGSUUXSUPRNNTNTNNkTNNkT【例例】三相双绕组升压变压器的型号为SFL-40500/110，额定容量为40500kVA，额定电压为121/10.5k

12、V，Pk=234.4kW，Uk%=11，P0=93.6kW；I0%=2.315.求该变压器的参数。解：将变压器参数归算至高压侧,作等值电路如图所示：28【例例】一台双绕组变压器，型号为SFL1-40000/110,121/10.5 kV，Y，d11，铭牌给出的实验数据为Pk=230kW,P0=57kW,Uk%=10.5,I0%=2.5,试计算归算到高压侧的变压器参数。2233kN1T22N2233kN1T2N230 12110102.25S40000%10.5121101038.433100S10040000PURUUX 3330NT22N13330T22N1%2.54000010106.83

13、 10S100U1001215710103.893 10SU121ISBPG解：由型号SFL1-40000/110 得SN=40000kVA，,UN1=121kV,UN2=10.5kV，计算归算到高压侧的参数，将各计算式中UN 取UN1 得例题：电力网接线如图所示，图中各元件的技术数据见表1、表2，试作出归算到110kV侧和6kV侧的电网等值电路T1T2 k210KV110KV6KVk1L1L2符号符号额定容量（额定容量（MVA）额定电压（额定电压（KV）Uk%Pk(KW)I0%P0(KW)T131.510.5/12110.5190332T220110/6.610.51352.822符号符号导

14、线型号导线型号长度（长度（KmKm）电压电压(KV)(KV)电阻电阻(/km)(/km)电抗电抗(/km)(/km)电纳电纳(S/km)(S/km)L1LGJ-1851001100.170.383.1510-6L2LGJ-300560.1050.383表1:表2:解:变压器的电阻、导纳，线路的电导都略去不计1)归算到110KV侧变压器T1的电抗：)(8.485.311005.10100%121SUUX2N2N1k1T 变压器T2的电抗：)(5.63201005.10100%110SUUX2N2N2k2T 线路L1的电阻、电抗和电纳为：)S(575.110015.3212121)(3810038

15、.0)(1710017.01010bBxXR46111111111 线路L2的电阻、电抗为：)(8.5315383.0)(8.1455105.06.6110 xX6.6110R22222222 j48.8 jxT1RL1jXL117j38J63.5 jxT2RL2jXL2145.8j531.8jBL1/2j1.57510-4jBL1/2j1.57510-4j0.1757jxT1RL1jXL10.0612j0.1368j0.228jxT2RL2jXL20.525j1.915jBL1/2jJ4.37610-2jBL1/2j4.37610-22)归算到6KV侧)(1757.08.481106.611

16、06.6XX221T1T )(228.05.631106.61106.6XX222T2T )S(376.42121)(1368.0)(0612.0106.6110BB1106.6XX1106.6RR221L1L21L1L21L1L )(915.15383.0)(525.05105.0222L222LxXR 33 1标么值 任意一个物理量对基准值的比值称为标么值，它是个无单位的比值。实际值（具有单位）标么值 基准值（与实际值同单位）一个物理量的标么值是实际有名值与具有同样单位的一个有名基准值的比值，本身已不再具有单位。标么值实际上是一个相对值。3.3 标幺值标幺值 2、基准值的选取 三相交流电路中，所以U，I，Z，S四个电气量的基值中选定其中两个，其余相应可得。一般选定SB,UB,于是：IZUUIS33BBBBBBBBSUIUZUSI23,335功率基准值的选取 发电机的额定容量；变压器的额定容量；电力系统的总容量；一般选取整数100MVA或1000MVA作基准值。电压基准值的选取 以设备的或电力网的额定电压作为基准值；以所谓电力网平均电压 作为基准值。NU05.136 3不同基准值的标