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电力工程电力工程第5次课(第二章第一节)


I0 %=
I0 IN
100

Ib IN
100

U N BT 3I N
100
所以
BT

I0% SN
100
U
2 N
103 (S )
当SN、UN的单位分别为kVA、kV时,BT的计算公式为:
BT

I0 % 100
3I N UN

I0% SN
100
U
2 N
(S)
式中 I0%—变压器空载电流百分数;
相间距离分别为DAB、DBC、DCA时,
Deq 3 DABDBC DCA
• 由(2-4)式可以看出,x1的大小主要取 决于Deq与r的对数关系,各种线路x1变 化不大。因而在近似计算中,35kV及以 上电路可取x1=0.4Ω/km,6~10kV线路可 取x1=0.36 Ω/km, 0.38KV线路可取 x1=0.33Ω/km 。
耗。因为空载电流较小,铜耗较小。可
近似认为空载有功损耗为铁芯损耗,
△P0≈UN2GT。即有
GT

P0
U
2 N
10( 3 S)
式中,△P0—变压器空载损耗,kW
UN —意义同上。
(4)电纳BT 电纳是表示变压器励磁 功率的参数,可由变压器空载试验数据 I0%求得。
量 此空Ib励两载磁部电电分流流。I0I近由0包似于含等有有于功功无分分功量量分相Ia量对和I较b无。小功因,分为因
单导线
c1

0.024 lg Deq
106 (S
/
km)
r
b1

2
fc1

7.56 lg Deq
106 (S
/ km)
r
•分裂导线:
b1

7.56 lg Deq
106 (S / km)
req
以上各式中r、req、Deq意义同前,并且b1 的大小主要取决于Deq与r、req的对数关系,各
• (2)电力线路大多采用多股绞线,使实际长度比 测量值长2%~3%,电阻增大;
• (3)导线的实际截面一般比标称截面略小,电阻 增大。
• 实际应用中,导线的电阻可以从产品目录或手册 中查取。
• 由于从产品目录或手册中所查数值通常是20℃时 的电阻值,当线路实际运行温度不等于20℃时, 应按下式来修正其电阻值
• 分裂导线的等值半径比单根导线的半径大,所以分裂 导多线,的但等 分值 裂电 根抗 数较超小过。4根虽时然,分电裂抗根下数降愈大多为,减x缓1下,降线愈
路结构反而大为复杂,所以实际应用中,分裂根数一 般不超过4根。
• 由式(2-6)看出,分裂导线的x1取决于Deq、req的
对数关系和分裂根数,其值主要取决于分裂根数。因 而的在取近值似 分计 别算 为中0.3,3Ω当/导km线、的0分.30裂Ω数/k为m、2、0.32、8Ω4/时km,。x1
种电压等级线路b1变化不大。因而在近似计算 中,单根导线可取3×10-6s/km;对于分裂导数
为2、3、4根时,分别取3.4×10-6s/km、
3.8×10-6s/km和4.6×10-6s/km。实际计算中
,b1可从产品目录或手册中查取。若已知线路 的全长为Lkm,则线路每相的电纳值为:
B=b1L (s)
• 4.电纳
在输电线路中,导线之间和导线对地之间都存在 电容,当交流电源加在导线上时,随着电容的充放电 就产生了电流,这就是输电线路的充电电流或空载电 流。电容的存在,将影响沿线电压分布、功率因数、 输电效率,也是引起工频过电压的主要原因之一。反 映无功功率损耗,是表征导线之间和导线对地电容效 应的参数。三相导线经完全换位;每相导线单位长度 的电容和电纳为:
式中,b为大气压力(厘米汞柱),
t为空气温度(C)
Deq -----线路几何均距 r ——导线半径
实际上,设计线路时是不允许在正 常条件下发生电晕的,而要避免电晕, 就必须提高电晕临界电压,使之大于线 路实际运行电压,由公式可见,要提高 临界电压,主要是增大半径和几何均距 。增大几何均距要增大杆塔尺寸从而增 加线路造价,同时与均距呈对数关系, 其变化影响不大,而半径与电压成正比 ,所以增加半径是有效方法。
经过大量试验数据,得到临界电压的经验
公式如下:
V

49.3m1m2r lg
Deq r
式中: m1——导线表面粗糙系数,
对绞线推荐m1=0.9
m2 ——气象系数,晴朗天气为1,
雨雾天气<1,最恶劣情况为0.8
——空气相对密度,=3.86b/273+t,
严格说来,电力系统的参数是沿线 均匀分布的,分布参数电路的计算比较 复杂。由于电力系统往往只要分析线路 两端的情况—两端电压、电流、功率, 因此,当线路不长(架空电路300k m以下,电缆线路100km以下), 不要求计算沿线的情况,可用集中参数 电路来表示。
用集中参数表示的电力线路等值电路有∏ 形和T形两种等值电路 ,但是由于T形多一个 中间节点,增加计算工作量,所以在电力系统 分析计算中,电力线路常用∏形等值电路 。
表示,即- : jQB 2
;QB

BV 2
对于35kV及以下的架空线路和电压在10kV 以下的电缆线路,由于电压较低,线路较短,电容影 响很小,电纳可以忽略不计。等值电路如图2所示。
二、变压器参数计算及等值电路
• 变压器的工作原理 • 变压器是通过电磁感应原理,通过电
磁耦合实现电能传递的一种静止电气设 备,主要由铁芯及绕在铁芯上的两个绕 组组成。
(二)电缆线路参数
由于电缆线路结构比较复杂,因而 参数计算较架空线繁琐,其参数通常可 实测或应用时查产品目录或手册来取得 。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,电缆线路的电阻略大于相同 截面积的架空线路,而电抗则小得多。
(三)电力线路的等值电路
电力系统正常运行状态基本上是三相对 称的。故障时可能三相不对称,但也刻意 用对称分量法化为三相对称系统。因此, 电力系统元件和等值电路都可以用一相的 单线图表示。电力系统各元件的三相,有 星形和三角形两种接法,做等值电路的时 候均按照星形接法;如果是三角形接法, 则将其化为等值星形。
103 (S/km)
式中 △PG— 三相线路单位长度的电晕损耗功率,KW/km; U— 线路的线电压,kV。
电晕的危害是不仅产生有功功率损耗、还 会产生噪声、干扰无线电通信和腐蚀导线。因 此对高压和超高压架空输电线路,在设计和运 行中应尽量避免产生电晕。其方法如增大导线 半径、采用分裂导线、施工中尽量避免磨损导 线;且在选择导线截面时,要选择超出某一电 压级规程规定的不发生电晕的最小截面之值才 可。从而将电晕损耗限制在最小。实际应用中 ,由于考虑了以上方法,除特高压线路外,电 导可以忽略不计,即近似认为g1≈0,即分析输 电线路特性时,可以不考虑电导这一参数。
• 在实际工程计算中,无论单根导线或分裂导线的电抗 均可由产品目录或手册查得。
• 若已知线路全长为Lkm,则线路每相的总电抗值为:

x=x1L (Ω)
• 3.电导 反映泄漏电流和电晕所引起的 有功损耗的一种参数。与线路运行电压 的平方成反比。通常线路绝缘良好,泄 漏电流很小,可以忽略不计。因而电晕 损耗是决定线路电导的主要因素。
根据前面电力线路参数的讨论,则电力线 路∏形等值电路 如图所示:
R
jX
jB 2
B
R
jX
j
2
图中R、X、B分别表示全线每相的总电阻 、电抗、电导,当线路长度为l千米时:
R r1l();X=x1l();B=b1l()
在进行潮流分布的计算时候,通常将等值电路
中电纳支路用对应的“电容功率”或“充电功率”
(一)双绕组变压器参数及等值电路
1.参数 变压器的参数为电阻、电抗、电导 、电纳,分别由短路试验和空载试验来求得。
(1)电阻RT 电阻是表示变压器绕组中
铜耗的参数,可由变压器的短路损耗△Pk求得
。短路损耗包括变压器的铁损和铜耗两部分。 因为短路电压较低,铁损较小,可近似认为短
路损耗等于铜耗,即△Pk≈3IN2RT。实际应用 中,常用变压器的额定容量SN、额定电压UN
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
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: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 动能,使其他不带电分子离子化,导致 空气部分导电。
• 线路开始出现电晕的电压称为临界电压,
(2)分裂导线 分裂导线是每相导线由 多根子导线组成。各导线布置在正多边
形顶点上,正多边形的边长称为分裂间 距。分裂导线的每一相一般由2~4根次导 线组成。分别构成2分裂导线、3分裂导 线和4分裂导线。导线之间有间隔棒支撑 。四分裂导线的布置如图2-1所示。
A
B
C
d
d
d
d
DAB
DBC
DCA
图2-1 三相四分裂导线的示意图
电力工程
山东电力高等专科学校
第二章 电力系统运行特 性及分析
第一节 电力系统各元件参数和等 值电路
一、电力线路参数和等值电路
(一)架空线路参数
电力线路的参数主要有电阻、电抗、电导
和电纳。线路的参数都是沿线路均分布的。工程 实际中,一般用集中参数来表示。
1.电阻 电阻是反映导线通过电流时产生
的有功功率损耗的参数。单位长度导线的电阻r1
x1
0.1445lg
Deq req

0.0157 ( / km) n
式中 n— 每相分裂根数,n=2、3、4; req— 分裂导线的等值半径,mm或cm。
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