第二章 電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò)

1、第二章 電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò),本章主要介紹輸電線路結(jié)構(gòu)、線路和變壓器的等值電路以及參數(shù)計算，然后介紹具有多個電壓等級的電力網(wǎng)等值電路的形成，另外，介紹標么制及其算法。,2024/3/31,2,第一節(jié) 電力線路的結(jié)構(gòu),2024/3/31,3,導(dǎo)線---傳導(dǎo)電流，擔(dān)任傳送電能的任務(wù)。 鋁絞線，鋼芯鋁絞線，合金絞線、鋼絞線避雷線---將雷電流引入大地，保護電力線路免 遭直擊雷的破壞

2、桿塔---支撐導(dǎo)線和避雷線，使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo) 線與大地保持一定的安全距離絕緣子---使導(dǎo)線和桿塔之間保持足夠的絕緣距離金具---連接導(dǎo)線，使導(dǎo)線固定在絕緣子上，并將 絕緣子固定在桿塔上。,2024/3/31,4,架空線路的材料------銅、鋁和鋁合金避雷線的材料------鋼線鋼芯鋁絞線：LGJ-----普通鋼芯鋁絞線，鋁/鋼的截面比為5.3~6.1;LGJQ---輕型鋼芯鋁絞

3、線, 鋁/鋼的截面比為7.6~8.3;LGJJ---加強型鋼芯鋁絞線, 鋁/鋼的截面比為4~4.5;例如：LGJ—240 表示普通鋼芯鋁絞線，其鋁部分的截面積為240mm2分裂導(dǎo)線的作用：減少導(dǎo)線的電暈損耗 減少導(dǎo)線的電抗,2024/3/31,5,2024/3/31,6,檔距---架空線路相鄰桿塔間的水平距離 鋼筋混凝土桿---150~400米 （110KV~220KV）

4、 鐵塔---150~500米弧垂---導(dǎo)線的最低點與懸掛點之間的垂直距離架空線對地的最小距離（居民區(qū)）： 35~110KV---7米 154~220KV---7.5米 330KV---8.5米線間距離 ：380/220V：0.6~1米 6~10KV： 0.8~1.5米

5、 110KV： 3~4.5米 220KV：5~7.5 330KV：6~10米,2024/3/31,7,絕緣子：用來支持和懸掛導(dǎo)線并使其與桿塔絕緣的元件瓷質(zhì)、玻璃質(zhì)、硅橡膠架空線絕緣子 針式絕緣子： 35KV及以下 懸式絕緣子：35KV以上

6、 35KV---------3片 220KV------13片 60KV--------5片 330KV------19片 110KV------7片 500KV------24片,2024/3/31,8,金具 ---組裝架空線的各種金屬部件的總稱 懸垂線夾 耐張線夾 接續(xù)金具

7、 聯(lián)結(jié)金具 保護金具,,2024/3/31,9,------由于三相導(dǎo)線在桿塔上的排列常常是不對稱的，將使三相導(dǎo)線的感性和容性電抗不對稱，為此在線路上每隔一定距離將三相導(dǎo)線進行輪流變換位置，稱為換位。,換位的目的,2024/3/31,10,第二節(jié) 電力線路的參數(shù)及等值電路,架空線路參數(shù)分別用電阻r1、電抗x1、電納b1、電導(dǎo)g1表示線路單位長度的參數(shù)。,2024/3/31,11,1、線路電阻,使導(dǎo)線消耗有功并發(fā)熱，

8、造成電壓降落。,（Ω/km）,r1-------每相導(dǎo)線單位長度的電阻， ρ------導(dǎo)體材料的電阻率 S------導(dǎo)體的額定截面積,2024/3/31,12,2、線路電抗,當(dāng)交流電流通過時，產(chǎn)生電抗壓降并消耗無功功率。,2024/3/31,13,2024/3/31,14,3、線路電納,由于輸電線路運行時各相間和相對地間都存在電位差，因而相間和相對地間有電容存在。,（S/km）,b1-----每相單位長度的容納一般架

9、空線路的b1典型值為3*10-6（s/km）,2024/3/31,15,4、線路電導(dǎo),輸電線路在輸送功率時，在周圍的絕緣介質(zhì)中還會產(chǎn)生電暈損耗和絕緣子串的泄露損耗。,2024/3/31,16,電暈產(chǎn)生的原因： 導(dǎo)線表面的電場強度高于產(chǎn)生電暈的臨界電場強避免電暈的措施： 對不同電壓等級的架空線限制其導(dǎo)線直徑不小于某個最小值。 （66KV及以下的架空線路不必校驗其最小直徑） 采用分裂導(dǎo)線或擴徑導(dǎo)線。電暈的危害： 電暈

10、不僅損耗有功功率，還產(chǎn)生噪音，空氣放電時產(chǎn)生的脈沖電磁波對無線電通信、電視接收等產(chǎn)生干擾，使導(dǎo)線表面發(fā)生腐蝕，降低導(dǎo)線的使用壽命。,2024/3/31,17,5、輸電線路的等值電路,說明：線路的四個參數(shù)實際上是沿線路均勻分布的，為簡化計算，工程上按照線路的長度，將其分為短線路、中等長度線路、長線路，對短線路、中等長度線路，用集中參數(shù)等值電路表示，對長線路計及分布參數(shù)的特性。,2024/3/31,18,1）短線路,長度不超過100km的

11、架空線路，線路電壓不高時可略去電納B，Z=R+jX,2024/3/31,19,2）中等長度線路,長度在100~300km之間的架空線和不超過100km的電纜線路。采用“Π”或“T”形等值電路表示。其中“Π”形等值電路在工程中的應(yīng)用較廣。,2024/3/31,20,3）長線路,長度超過300km的架空線路和長度超過100km的電纜線路。工程上如果只要求計算線路的始末端電壓、電流和功率，仍可采用集中參數(shù)來表示，其中線路的總電阻、總電抗、總

12、容納用修正系數(shù)來修正。,2024/3/31,21,第三節(jié) 變壓器的參數(shù)和等值電路,作用：電能經(jīng)濟傳輸、合理地分配和安全使用按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器。按每相繞組數(shù)分：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器等。變壓器結(jié)構(gòu)繞組：原邊繞組（一次）、副邊繞組（二次）鐵心,2024/3/31,22,1、雙繞組變壓器的等值電路,雙繞組變壓器的等值電路：用一相表示，反映勵磁支路的導(dǎo)納接在電源側(cè)，有時為了簡化計算，略去變壓器的導(dǎo)納。,

13、2024/3/31,23,電阻（一、二次繞組總的電阻）,2024/3/31,24,電抗（一、二次繞組總的電抗）,2024/3/31,25,電導(dǎo)（鐵芯損耗）,2024/3/31,26,電納（勵磁特性）,注意：上述計算結(jié)果是指歸算到某一電壓側(cè)的值，公式中代入哪一側(cè)的電壓，就是歸算到哪一側(cè)的參數(shù)。,2024/3/31,27,2、自耦變壓器等值電路,自耦變壓器的等值電路和參數(shù)與普通變壓器基本相同。,三繞組自耦變壓器 低壓繞組獨立，一般接成三角

14、形，其容量小于變壓器容量。 高壓和中壓繞組一般接為Y型，中性點直接接地。自耦變壓器短路試驗中，高－低、中－低間的數(shù)據(jù)（短路損耗和短路電壓百分數(shù)）需先進行折算，再進行計算。,2024/3/31,28,3、電力變壓器的結(jié)構(gòu)及銘牌參數(shù),變壓器的型式： 普通、自耦變、分裂變 油浸式、干式 三

15、相、單相 雙繞組、三繞組 有載調(diào)壓、普通(不能有載調(diào)壓) 接線組別 冷卻方式,2024/3/31,29,結(jié)構(gòu)： 鐵芯、繞組、油箱、引出線、絕緣套管、分接開關(guān)、冷卻系統(tǒng)、保護裝置銘牌參數(shù)： 額定容量、額定電壓、短

16、路電壓百分值、空載電流百分值、短路損耗、空載損耗等,2024/3/31,30,變壓器,型號,注：自耦變作升壓用時，O列在型號后，作降壓用時O列在型號前,2024/3/31,31,變壓器的短路試驗： 將一側(cè)繞組短路，另一側(cè)繞組施加電壓，使短路一側(cè)的電流達到額定電流，此時，測得變壓器的有功功率損耗為短路損耗。短路損耗------由于短路試驗時施加的電壓比額定電壓小得多，故鐵損很小可略去不計，則短路損耗近似等于變壓器的繞組通過額定電流

17、時在一、二次繞組電阻上產(chǎn)生的銅損，由此可計算變壓器的一、二次繞組的等值電阻。短路電壓百分數(shù)------變壓器繞組中通過額定電流時在阻抗上產(chǎn)生的電壓降相對于額定電壓的百分數(shù)，由于大型變壓器的電抗遠大于電阻，由此可計算變壓器的一、二次繞組的總的等值電抗。,2024/3/31,32,變壓器的空載試驗： 變壓器的一側(cè)開路，另一側(cè)加額定電壓，測得變壓器的有功損耗即空載損耗，空載電流對額定電流的百分數(shù)即空載電流百分數(shù)?？蛰d損耗----空載

18、電流相對于額定電流小得多，空載時繞組上的功率損耗很小，因此近似認為變壓器的空載損耗為鐵芯損耗，用電導(dǎo)表示，故由空載損耗可計算變壓器的等值電導(dǎo)?？蛰d電流百分數(shù)----變壓器的空載電流中包含有功分量和無功分量，與空載損耗對應(yīng)的是有功分量，與勵磁功率對應(yīng)的是無功分量，由于有功分量很小，因而無功分量和空載電流近似相等，由此可計算表示變壓器勵磁特性的參數(shù)電納。,2024/3/31,33,第四節(jié) 電力系統(tǒng)的等值網(wǎng)絡(luò),建立多電壓等級電力網(wǎng)的等值電

19、路，必須將各元件的參數(shù)以及這些元件所處電壓等級的電流、電壓由所在電壓等級歸算到同一電壓等級。基本級通常取電力網(wǎng)中最高電壓級為基本級。,2024/3/31,34,,電力系統(tǒng)的標稱電壓 3、6、10、35、60、 110 、220、330、500、750 KV電力系統(tǒng)的最高電壓 3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、 363、550、800 KV,2024/3/31,35,不同標稱電壓下的合理傳輸距離和

20、傳輸功率范圍 標稱電壓(KV) 輸送 輸送功率(KW) 輸送距離(Km) 0.22 架空線 小于50 0.15 0.22 電纜 小于100 0.2 0.

21、38 架空線 100 0.25 0.38 電纜 175 0.35 3 架空線 100~1000 3~1 6

22、 架空線 200~2000 10~3 6 電纜 3000 小于8 10 架空線 200~3000 20~5 10

23、 電纜 5000 小于10 35 架空線 2000~10000 50~20 110 架空線 10000~50000 150~50 220

24、 架空線 100000~500000 300~200 330 架空線 200000~1000000 200~600 500 架空線 1000000~1500000 300~1000,2024/3/31,36,標么值,有名值：以實際數(shù)字和明確單位表

25、示其量值。標么值標么值是一個相對值，本身無單位；基準值為與實際值同單位的量?；鶞手挡煌瑯嗣粗狄膊煌?。,2024/3/31,37,,選定電壓、電流、功率、阻抗和導(dǎo)納的基準值為Uj、Ij、Sj、Zj、Yj時,2024/3/31,38,,基準值的選擇原則上是任意的。但通常選取某設(shè)備的額定值或整個系統(tǒng)選取一個便于計算的共同基準值?；鶞手礢j、 Uj、Ij、Zj、Yj之間滿足基本電路關(guān)系即功率方程和歐姆定律,2024/3/31,3

26、9,,標么制的優(yōu)點三相計算公式與單相相同，省去了√3。大大簡化了計算。各型號設(shè)備參數(shù)便于比較，易于識別設(shè)備性能。容易對計算結(jié)果分析、比較和判斷。缺點：無量綱，物理概念不直觀。,2024/3/31,40,基本概念,1、電力線路結(jié)構(gòu)、架空線路、電纜線路及其組成部分；2、桿塔的種類、作用；3、絕緣子的型式、對應(yīng)不同電壓等級的規(guī)程；4、電阻、電抗、電導(dǎo)、電納形成的原因及在交流線路中的特點；5、變壓器的5個參數(shù)，銘牌參數(shù)，銅損，