第二章电力系统元件及其参数
理解式(2-21)(2-22)的各个参数。
导线半径、导线间几何均距、磁导率
2.2.2单位长度电抗
理解式(2-22)的含义:
导线材料的影响,相对磁导率; 电抗值与几何均距、导线半径为对数关系,故单导
线架空线的布置和截面积对其电抗值影响不大,一 般为0.4Ω/km左右。 分裂导线由于增大了导线的等效半径,所以能有效 减小导线电抗。 电缆线路的电抗值要远小于架空线路。通常查手册 获得参数。 双回或多回线路的各回路间存在互感,在三相电流 值和为零时,电抗计算仍可用式(2-22、2-23)。
化简后的三个系数(2-50):
Kr
1
xb
l2 3
Kx
1 (xb
rb 2 x
l2 )
6
Kb
1
xb
l2 12
2.2.5输电线路的参数
例2-2
计算步骤; 结果分析page62
2.2.6输电线路的不对称运行参数
正序和负序参数相同 零序参数的特点:
相间助磁作用使零序感抗大于正负序感抗; ‘导线-地’ 回路的大地电阻增大了零序电阻;
73) 有可能只给出最大短路损耗(2-75)
仔细学习例2-4
注意思路。 为什么出现负阻抗?
2.3.3自耦变压器的正负序参数
自耦变压器是一种特 殊的变压器,它与普 通变压器的最大区别 是不仅有磁的耦合, 还有电的直接联系。
I1
U1
w*s
I2
wc IC
U 2
自耦变压器原理图
k12
U1N U2N
I2N I1N
c s c
2.3.3自耦变压器的正负序参数
自耦变压器的额定功率为 绕组功率和直接传导功率
IC I2 I1
之和,更具经济性。理解!
因为自耦变压器既有磁 的联系又有电的联系, 从一次侧向二次侧传递 的功率,一部分是直接
IC IC
S C
I1
(k12
1)I1
S C S
I2
(1
1 k12
2.2.3输电线路的并联电导
电导: 是用来反映泄漏电流和空气游离所引起的有功功率损耗的一种参数 。 一般线路绝缘良好,泄漏电流很小,可以将它忽略,主要是考虑电晕现 象引起的功率损耗。
g
Pg VL 2
西 / 公里
VL:线电压
Pg:三相线路每公里的电晕损失
电晕现象: 就是架空线路带有高压的情况下,当导线表面的电场强度超过空气的击 穿强度时,导体附近的空气游离而产生局部放电的现象。这时会发出咝 咝声,并产生臭氧,夜间还可看到紫色的晕光。 出现电晕的条件: 当线路的运行电压超过(每相)导线的临界电晕电压,超过越多电晕损耗越 大。
②各序等效电阻相同。 ③漏抗反映了原副边绕组间的磁耦合程度,漏磁路径
与电流序别无关,故各序漏抗也相同。 ④正负序的主磁通路径相同,故励磁电抗也相同。
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
双绕组变压器的T型等值电路
R1 x1
x2 R2
I1
REE
I2
mXm 1 2
R1 x1 I1
E1
N1:xN2′ 2
Rm xm
零序等值电路与正负序相同。 零序励磁电抗与变压器结构有关。
三个单相的组式变压器Xm0= Xm1= Xm2,磁阻 很小可以认为Xm0=∞;
三相四柱式Xm0< Xm1 但 ,但也很大 ; 三相三柱式 Xm0= 0.3~1.0,应视为有限.
2.3.4变压器的零序参数
变压器零序等值电路与外电路的联接
2.2.3输电线路的并联电导
如何减少电晕?
电晕临界电压Vcr:
Vcr
84m1m2
r lg D r
m1:导线表面系数(多股绞)
m1=0.83~0.87
r:计算半径
D:相间距离
δ:空气相对密度 ,当t=25°C, 一个大气压时δ=1
雨 干天 燥m晴2天m0.28~11
电晕一般不会发生,所以常取电导g=0.
u1
(I2
B 2
u2 )Z
U 2
I1
B 2
U
1
B 2
U
2
I2
u1 I1
BZ 2
1
B(
BZ 4
1)
Z
BZ 2
1
u2
I2
A C
B 分布参数
长线路(超过300km)的等值电路:
要考虑分布参数的特性 任一处无限长小长度dx都有Z1dx和Y1dx 见图2-7 两个概念:线路传播系数γ和波阻抗Zc 精确分布参数计算公式:
我国目前生产的变压器有三种容量: 100/100/100;100/100/50;100/50/100。
早期生产有100/100/66.7;100/66.7/66.7; 100/66.7/100。
试验应按最小容量进行。
2.3.2三绕组变压器的正负序参数
三绕组变压器的等值电路
R1 x1
GT
- jBT
单导线—大地回路的零序阻抗(2-53) 单回路三相电路的零序阻抗(2-55)
分析原因(列出计算式) 正负序阻抗(互感去磁:Z1=Z2=ZL-Zm) 零序阻抗(互感助磁:Z0=ZL+2Zm)
2.2.6输电线路的不对称运行参数
平行双回线架空线路的零序阻抗
(2-56)图2-13 (2-57)图2-13,双回参数相同时 互感消去法
一般从产品目录或手册中查得。必要的时候做 温度修正。
实测的依据:
r
s
( /公里)
R r.l ()
理解直流电阻和交流电阻。
理解实际使用的电阻率。
2.2.2单位长度电抗
单位长度电抗X=ωL=2πf L; 设与导线交链的磁链Ψ,则电感L=ψ/i;
磁链Ψ可能包括自感磁链和互感磁链。
三相电路经过整循环换位后得到各相单位长度 的等效电抗如式(2-21)(2-22)。
㈠原边:只有Y0接法才能提供原边零序通路; ㈡副边 :
副边Y0:只有中性点接地的Y0接法才能与外电路 接通,至于能否在外电路产生零序电流,取决于 外电路是否提供零序通路。
副边∆:∆绕组中的零序电势不能流道外电路,但 能在三相绕组中形成零序环流。零序电势降为零, 相当于零序被短接到地。
有架空地线的架空线路的零序阻抗
架空地线使零序阻抗减小
去磁作用; 与大地电阻并联减小了回路电阻
2.2.6输电线路的不对称运行参数
架空线的零序电纳
零序无相间电容,只有对地电容 对地电容计算式(2-59、60)
电缆线路的零序参数
零序参数受接地电阻的影响大,甚至受敷设 方式的影响;
一般通过测试获得。
例2-3
2.3.2三绕组变压器的正负序参数
三绕组变压器的绕组结构
升压变:功率由低→高 ∴用第一种方式 降压变:高→中为主 ∴用第二种方式
高→低为主 ∴用第一种方式 考虑中压绕组: 阻抗最小,当互感大于自感时,低压电抗显现负值。
铁 芯
中低 高
铁芯 低 中 高
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
容量比
第二章 电力系统元件及其参数
信电学院电气系 2005-3-19
2.1概述
电力系统元件
一次设备 二次设备及控制元件
元件参数
电阻、电容、电感、电导、电纳、变比、时间常数等 静态参数、动态参数
元件的建模
由物理模型到数学模型
代数方程、微分方程、线性方程、非线性方程……
工程问题的抽象与化简
2.2.4输电线路的并联电容-电纳
输电线路的电容是用来反映导线带电时 在其周围介质中产生的电场效应。
CQ V
C 0.0241 106 法/ 公里
每相导线的单位长度
lg Deq
正序电容为:(2-30)
r
b c 2f c 7.58 106西 / 公里
电纳:(2-31)
lg Deq
r eq
2.3电力变压器
正序与负序参数相同
等值电路 参数获取(短路实验和空载实验) 双绕组 三绕组 自耦变压器
零序参数取决于铁芯的结构(参阅其它参考书)
等值电路 参数理解 双绕组 三绕组 自耦变压器
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
负序等值电路与正序完全相同 原因:
①变压器的等值线路表明了原、副方绕组间的电磁关 系。电磁关系有结构决定,所以正、零序等值电路 具有相同形状。
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
变压器参数获取
短路试验
试验方法及内涵 测量结果:短路损耗Ps和短路电压百分比us%; 计算可知:R(=r1+r2)、X (=x1+x2)
空载试验
试验方法及内涵 测量结果:空载损耗P0和空载电流百分比I0%; 计算可知:Gm(rm)、Bm (xm)
u1 GT
-jBT
注意:变压器电纳的符号
u2
有负号,而线路为正,因 为前者为感性,而后者为
容性。
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
变压器的阻抗变换作用
将二次绕组归算至一次侧:R2’=k2R2 变换的原则是保证变压器功率分布不变 可得到移除了理想变压器的变压器等值电路,
如图2-15。 ‘无理想变压器模型’ 的意义。
R2′ V2′ u2
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
双绕组变压器的Г型等值电路
RT jxT
Rm
u1
u2
jxm
RT jxT
对一台变压器,一次绕组的漏 阻抗压降仅占额定电压的百分 之几,激磁电流亦仅为额定电 流的百分之几。因此把T型电 路的激磁分支移到漏抗的前面, 这样做对变压器的运行计算不 会带来很大的误差。
R2 x2
x3 R3
uw
1
1
uw
2 2