电能系统第2章

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1、电能系统基础电能系统基础第章第章 电力系统元件及其参电力系统元件及其参数数输电线路输电线路电力变压器电力变压器同步发电机同步发电机负荷负荷多电压等级网络等值多电压等级网络等值2.1 概述概述电力系统分析计算的一般过程：电力系统分析计算的一般过程： 元件参数：表述元件电气特征的参量；元件参数：表述元件电气特征的参量； 数学模型：元件或整个系统物理模型的数学描述。数学模型：元件或整个系统物理模型的数学描述。建立数学模型建立数学模型电力系统电力系统运行状态运行状态元件参数元件参数等值电路等值电路2.2 输电线路（） 单位长度基本参数单位长度基本参数l电阻决定线路上有功功率损耗和电能损耗电阻决定线路上

2、有功功率损耗和电能损耗的参数，是串联参数。的参数，是串联参数。l 电导用来描述绝缘子表面泄漏损耗和导线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。电晕损耗的参数，是线路并联参数。2.2 输电线路（）n电纳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。l 电抗导线通过交流电流时，在导线及其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，电周围产生交变磁场，因而有电感和电抗，电抗是串联参数。抗是串联参数。习题1、110KV架空输电线路的导线型号为LGJ-185，计算直径为19mm，导线水平排列，相间距离为4m。求线路参数。解:

3、线路的电阻kmkmr/17. 0/1855 .31s线路的电抗kmrDxmDmm/409. 00157. 05 . 0191004. 5lg1445. 00157. 0lg1445. 004. 584433线路的电纳kmSkmSrDbm/1078. 2/105 . 91004. 5lg58. 710lg58. 76636习题2、有一330KV架空输电线路，导线水平排列，相间距离为8m，每相采用2LGJQ-300分裂导线，分裂间距为400mm，计算直径为23.5mm，求线路参数。解:线路的电阻kmkmr/053. 0/30025 .31s线路的电抗kmnnrDxmmrdrmDeqmeqm/321

4、. 00157. 056.681008.10lg1445. 00157. 0lg1445. 056.684005 . 05 .2308.10168833线路的电纳kmSkmSrDbeqm/105 . 3/1055.681008.10lg58. 710lg58. 766362.2.5输电线路的等效电路 n1. II型和T型等效电路 ljblgjBGYljxlrjXRZ1111适用范围：长度在适用范围：长度在100300km之间的架空线路，或长度之间的架空线路，或长度小于小于100km的电缆线路。的电缆线路。2.2.5输电线路的等效电路 (2.一字型等效电路（长度小于一字型等效电路（长度小于100

5、km的架空线路）的架空线路） 忽略并联电容，只考虑串联阻抗。忽略并联电容，只考虑串联阻抗。n 3. 分布参数 (长度大于300km的架空线路，或长度大于100m的电缆线路 )3 3. . 架空线路的换位问题架空线路的换位问题目的在于减少三相参数不平衡目的在于减少三相参数不平衡 整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线整换位循环：指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。都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。 滚式换位滚式换位 换位方式换位方式 换位杆塔换位换位杆塔换位ABCAAABBBCCC架空输电线路参数有四个架空输电线路参数有四个（1 1）电阻电

6、阻r r0 0：反映线路通过电流时产生的有功功率：反映线路通过电流时产生的有功功率 损耗效应。损耗效应。（2 2）电感电感L L0 0：反映载流导体的磁场效应。：反映载流导体的磁场效应。电力线路的参数电力线路的参数图图2-11 2-11 单位长线路的一相等值电路单位长线路的一相等值电路 图图2-11 2-11 单位长线路的一相等值电路单位长线路的一相等值电路 （3）电导g0 ：线路带电时绝缘介质中产生的泄漏 电流及导体附近空气游离而产生有功功率损耗。（4）电容C0 ：带电导体周围的电场效应。 输电线路的以上四个参数沿线路均匀分布。二二. .电力线路的阻抗电力线路的阻抗sr/1 1、有色金属导线

7、架空线路的电阻、有色金属导线架空线路的电阻有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线每相单位长度的电阻：每相单位长度的电阻：其中：其中： 铝的电阻率为铝的电阻率为31.5 铜的电阻率为铜的电阻率为18.8 考虑温度的影响则：考虑温度的影响则：均大于直流电阻率均大于直流电阻率)20(1 20trrt2 2、有色金属导线三相架空线路的电抗、有色金属导线三相架空线路的电抗先看单相线路先看单相线路 n1 ab 首先求外部磁链首先求外部磁链 xDdxri磁动势磁动势iniF*1 xrxxxmAxHHxilFH0B)(21 磁通密度磁通密度磁场强度磁场强度1)(10470 rmH

8、 空空气气2 2、电抗计算公式：、电抗计算公式：其中：其中：31 /cabcabmmDDDDcmmmDcmmmrkmx），或几何均距（）或导线的半径（）导线单位长度的电抗（0157. 0lg1445. 01 rDxm在近似计算中，可以取架空线路的电抗为在近似计算中，可以取架空线路的电抗为0.43.分裂导线三相架空线路的电抗分裂导线三相架空线路的电抗 分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等效地增加了分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等效地增加了导线半径，从而减少了导线电抗。导线半径，从而减少了导线电抗。可以证明：可以证明：根根导导线线间间的的距距离离：某某根根导导线线与与其其余余1)(01

9、57. 0lg1445. 011312)1(113121 ndddrddddrrnrDxnnnmnneqeqm分裂导线的输电线路分裂导线的输电线路 增加一张分裂导线照片四四分分裂裂导导线线4. 钢导线三相架空线路的电抗钢导线三相架空线路的电抗 钢导线与铝、铜导线的主要差别在于钢导线导磁。钢导线与铝、铜导线的主要差别在于钢导线导磁。rmrDx 0157.0lg1445.01 5. 5. 电缆线路的阻抗电缆线路的阻抗 电缆线路的结构和尺寸都已经系列化，这些参数电缆线路的结构和尺寸都已经系列化，这些参数可事先测得并由制造厂家提供。一般，电缆线路的可事先测得并由制造厂家提供。一般，电缆线路的电阻略大于

10、相同截面积的架空线路，而电抗则小得电阻略大于相同截面积的架空线路，而电抗则小得多。多。 三三. .电力线路的导纳电力线路的导纳1.三相架空线路的电纳三相架空线路的电纳其电容值为：其电容值为： 10lg0241.061 rDCm最常用的电纳计算公式：最常用的电纳计算公式：(S/km) 10lg58.761 rDbm架空线路的电纳变化不大，一般为架空线路的电纳变化不大，一般为kmS/1085. 26 (S/km) 10lg58.761 eqmrDb3.3.架空线路的电导架空线路的电导线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕 绝缘子串的泄漏：通常很小绝缘子串的泄漏

11、：通常很小 电晕：强电场作用下导线周围空气的电离现象电晕：强电场作用下导线周围空气的电离现象 导线周围空气电离的原因导线周围空气电离的原因：是由于导线表面的电场强度：是由于导线表面的电场强度超过了某一临界值，以致空气中原有的离子具备了足够的动超过了某一临界值，以致空气中原有的离子具备了足够的动能，使其他不带电分子离子化，导致空气部分导电。能，使其他不带电分子离子化，导致空气部分导电。2.2.分裂导线线路的电纳分裂导线线路的电纳四四. .电力线路的数学模型电力线路的数学模型 电力线路的数学模型就是以电阻、电抗、电纳电力线路的数学模型就是以电阻、电抗、电纳和电导来表示线路的等值电路。（和电导来表示