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电力系统分析第二章电力系统分析第二章

时间:2021-02-04 03:12:40

电力系统分析第二章电力系统分析第二章

2012/9/19

第二章 电力系统元件模型及参数计算

电力系统分析  输电线路的等值电路及参数计算

THEORY OF POWER SYSTEM ANALYSIS  变压器的等值电路及参数计算

 发电机和负荷模型

 电力系统的稳态等值电路(标幺值)

1 李 萍

2012年8月

2

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2-2 输 电线路的等值电路及参数计算 1. 输电线路的等值电路

 短距离输电线路 为什么要按长度分

1.输电线路的等值电路 类?

 the short transmission line

equivalent circuit of a transmission line  中长距离输电线路

2.输电线路的参数计算  the medium-length transmission line

parameters calculation  长距离输电线路

 the long transmission line

3 4

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中等长度输电线路的等值电路

短距离输电线路的等值电路

Equivalent circuit of the medium-length

transmission line 长度不超过100km的架空输电线路,线

线路电压为 110kV~220kV ,架空输电线路长度为 路额定电压为60kV及以下者

100km~300km ,电缆线路长度不超过100km的线路

短线路的等值电路

5 6

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1

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长距离输电线路 2. parameters calculation of a transmission line

Equivalent circuit of the long transmission line

parameters of a transmission line:

长度超过100km~300km 的架空输电线路和长度超过

100km的电缆线路,这种线路,必须考虑其分布参数特性。

为什么是

一相?

单位长线路的一相等值电路

长线的等值电路

7 8

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R——反映线路通过电流时产生有功功率损失效应 输电线路每一相的等值串联阻抗

的电阻;

The series impedance per phase of a transmission line

X——反映载流导线周围产生磁场效应的电感;

Z=(r+jx)l

G—— 反映泄漏电流产生的有功损耗和电晕损耗

输电线路每一相的等值并联导纳

的电导;

B—— 反映带电导线周围电场效应的电容 The shunt admittance per phase of a transmission line

Y =(g+jb)l

9 10

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2) 每相单位长度 的等值电抗

1) 每相单位长度 的等值电阻

Inductance ,Reactance per unit length per phase

Resistance per unit length per phase

D

0 eq

L ln

 a 2 D

r (2-6) s (2-8)

D

S x 2f nL 0.1445lg eq (/km)

D

s

Deq 是三相导线间的互几何均距, 式(2-9)

导线电阻率 Ds 是多股绞线的自几何均距

S 载流部分的标称截面积 分裂导线时Ds=Dsb, 式(2-11)~(2-13)

11 12

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2

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 整循环换位

位置1

位置2

位置3

电力线和分裂导线

13 14

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3) 每相单位长度 的等值电纳

4) 电导: 泄漏电流产生的有功损耗和电晕损耗

Capacitive, susceptance per unit length per phase

0.0241 6

C Deq 10 (F/km) (2-14) 表2-1 不需计算电晕的导线最小值径

lg r

线路额定电

60 以下 110 154 220 330

7.58 6 压(kV)

b D 10 (S/km) (2-15)

lg eq 导线外径 9.6 13.68 21.28 33.2

r (mm)

Deq是三相导线间的互几何均距

例题 2-1, 2-2 ( 自学)

r是导线的半径; r = req (分裂导线)(2-16)~(2-18)

15

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r (/km)

s

Deq 单导线 二分裂 三分裂 四分裂

x 2f nL 0.1445lg (/km)

D x(/km) 0.4 0.33 0.3 0.28

s

b(S/km) -6 -6 -6 -6

2.810 3.410 3.810 4.110

7.58 6

b D 10 (S/km)

lg eq

r

18

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3

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长距离输电线路的稳态方程

2.3 长距离输电线路的稳态方程和等值电路

the steady state equation long transmission line

The long transmission line

1.长距离输电线路的稳态 方程

the steady state equation long transmission line

2. 长输电线路的集中参数等值电路

微分方程

Equivalent-∏ circuit of transmission line

Differential equation

图2-8 长线的等值电路

dV I (r  jL)dx

19 dI (V dV )(g  jC)dx 20

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the steady state equation long transmission line 传播常数 长距离输电线路的Π 等值电路

Equivalent-∏ circuit of long transmission line

Z 

距线路末端x 处 电  coshx Zc sinhx   '

   

V V Z Z sinhl

压电流与线路末端 sinhx  2 c

  coshx  

电压电流的关系 I  I z zl V1 Y/2

  2

Z   V2

 c  sinhl sinhl Y/2

令 x=l 波阻抗或特性阻抗 (2-30)  l

K zl K Z

z z

线路首端 电压电  coshl Zc sinhl  (2-34) 式(2-40)

   

流与线路末端电 V V

1 sinhl  2

压电流的关系   coshl   简化

I  I ' 1 2(cosh l  1)

1 2

  Z   Y

 c 

Zc sinh l

21 22

(2-31)

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表2-2

1- 式(2-5)

2- 式(2-40)

Equivalent-∏ circuit of long transmission line l/km Z′/Ω Y′/S

3- 式(2-33)

1 5.7900+j31.6000 j3.55 ×10-4

100 2 5.7683+j31.5429 j3.5533 ×10-4

1 2  Z  3 5.7684+j31.5429 (0.0006+j3.5533) ×10-4

k 1 xbl

r 3  1 11.58+j63.2000 j7.1000 ×10-4

 -4

1 2 b 2  V1 Y/ 200 2 11.4068+j62.7432 j7.1265 ×10

kx 1 (xb r )l  2 V 3 11.4074+j62.7442 (0.0049+j7.1267) ×10-4

6 x  Y/2 2 -4

1 2  1 17.3700+j94.8000 j10.6500 ×10

kb 1 xbl  (2-39) 300 2 16.7854+j93.2584 j10.7393 ×10-4

12  -4

3 16.7898+j93.2656 (0.0168+j10.7405) ×10

1 23.1600+j126.4000 j14.2000 ×10-4

400 2 21.7744+j122.7457 j14.4124 ×10-4

-4

Z k rl jk xl  3 21.7927+j122.7761 (0.0404+j14.4161) ×10

 r x  (2-40) 例2-3,2-4 1 28.9500+j158.000 j17.75007 ×10-4

Y jk bbl  23 500 2 26.2437+j150.8627 j18.648 ×10-4 24

3 26.2995+j150.9553 (0.0805+j18.1764) ×10-4

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4

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2.4 变压器的等值电路和参数计算 1. 变压器的等值电路

The equivalent circuit and parameters calculation of a transformer The equivalent circuit of a transformer

1. 变压器的等值电路 双绕组变压器

2. 双绕组变压器的参数计算

The parameters calculation of the two-winding

transformer

三绕组变压器

3. 三绕组 变压器 the three-winding transformer

4. 自偶变压器 the autotransformer

5. 变压器的等值电路

25 26

fig. 2-10

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ZT

Fig. 2-14 带变比三绕组变压器的等值电路

fig. 2-12 带有变比的等值电路

Equivalent circuit with transformer ratio 27 28

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The parameters calculation of the two-winding 等值导纳

The equivalent shunt admittance

Ps Vs% P0 I0% RT XT GT BT

 电导conductance P

等值阻抗 G 0 (2-45)

T 2

1000V

The equivalent series impedance N

- 电阻resistance  电纳capacitive susceptance

P P V 2

2 R s s N

P 3I R T 2 RT (2-42) I % S

s N T 3I 2

N 1000SN BT 0  N (2-46)

2

- 电抗inductive reactance 100 V

N

2  变比transformer ratio

V % V

X T S  N (2-44) V

100 SN kT 1N

V

2N

注意: Ps --kW, VN--kV SN--MVA 29 30

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5

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3.The parameters calculation of the three-winding

transformer

P 1 (P P P )

s 1 2 s (12) s (31) s (23)

 等值阻抗 the equivalent impedance

 电阻(R1 R2 R3) resistance P 1 (P P P )

s 2 2 s (12) s (23) s (31)

测得短路损耗为PS(1-2) ,PS(2-3) ,PS(3-1) P 1 (P P P )

s 3 2 s (23) s (31) s (12)

P 3I 2 R 3I 2 R P P

S (12) N 1 N 2 S 1 S 2

2 2 ΔP V2

P 3I R 3I R P P R si N (i 1,2,3) (2-49)

S (23) N 2 N 3 S 2 S 3 (2-47) i 2

1000S

P 3I 2 R 3I 2 R P P N

S (31) N 3 N 1 S 3 S 1

32

31 2012/9/19 2012/9/192012/9/19

 短路试验数据的折算  电抗(X1 X2 X3) inductive reactance

目前生产的变压器三个绕组的容量比有三种: V % 1 (V % V % V %)

s 1 2 s (12) s (31) s (23)

100/100/100、100/100/50、100/50/100 1

V % (V % V % V %)

s 2 2 s (12) s (23) s (31)

P P  ( SN )2  V % 1 (V % V % V %)

S (12) S (12)  s 3 2 s (23) s (31) s (12)

S

2N 

 SN 2  2

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