项目2电力系统等值电路
电力系统等值电路资料
第一章 电力系统等值电路例1：有一长度为100km 的110kV 输电线路，导线型号为LGJ-185，导线水平排列，相间距离为4m ，求线路参数及输电线路的等值电路。
解：线路单位长度电阻为由手册查得LGJ-185的计算直径为19mm.三相导线的几何均距为线路单位长度电抗为线路单位长度电纳为不计电导参数，全线路的集中参数为该线路等值电路的修正系数应取为: 1Zk=,1Y k =，则等值电路如1-9图所示：例 2：已知某三绕组变压器铭牌上的参数有:额定容量120MV A ，容量比为100/100/50，变比为220/121/10.5kv ，%I =0.9，△P0=123.1KW ，(12)P k -∆=660KW ， (31)'P k -∆=256KW ，(23)'P k -∆=227KW ，(12)U k -%=24.7，(31)U k -%=14.7，(23)U k -%=8.8。
试计算变压器参数，并作等值电路。
电抗参数为等值电路如图1一14所示(在变压器参数计算时，应根据题目要求，将参数归到U就应选用该侧的额定电压)。
某一侧，计算时N思考题与习题一、思考题1、 电力变压器的主要作用是什么?主要类别有哪些?2、 电力线路一般用怎样的等值电路来表示?集中参数如何计算?3、 为什么要规定电力系统的电压等级?我国主要的电压等级有哪些?电力系统各元件(设备)的额定电压是如何确定的?4、5、 变压器的短路试验和空载试验是在什么条件下做的?如何用这两个试验得到的数据计算变压器等值电路中的参数?二、练习题1、某三相单回输电线路.采用LGJJ 一300型导线，已知导线的相间距离为D=6m,查手册.该型号导线的计算外径为25.68mm 。
试求:(1)三相导线水平布置且完全换位时.每公里线路的电抗值和电纳值;(2)三相导线按等边三角形布置时，每公里线路的电抗值和电纳值。
2、一长度为600km 的500kV 架空线路，使用4⨯LGJQ-400型四分裂导线，rl = 0.018/km Ω,x1=0.275/km Ω,64.05101b -=⨯S/km,1g =0, 试计算该线路的π型等值电路参数，并作等值电路。
电力系统等值电路
第一章电力系统等值电路例1：有一长度为100km的110kV输电线路，导线型号为LGJ-185，导线水平排列，相间距离为4m，求线路参数及输电线路的等值电路。
解：线路单位长度电阻为f 二需二or (as由手册查得LGJ-185的计算直径为19mm.三相导线的几何均距为% = /Be九=芮X 加=5940 (mm)线路单位长度电抗为戈卜兰① 144恥Y mO157=(U4451gy+ 0.0157^0,409 (fl/km) 线路单位长度电纳为D ~ 5040 -2.78 鶯10 (S/kmJ*8；07719不计电导参数，全线路的集中参数为2= (n+hj) f = t(»x COJ7xiO-4O9) -17+}40.9 (0) r=j!>J =j2.78xl0-^xl00^j278xlt)-* (S)该线路等值电路的修正系数应取为：k Z i，k Y1，则等值电路如1-9图所示:l3^j40 9fH)JyXiT&Xlfr⑸278 XI 0^(5)例2 :已知某三绕组变压器铭牌上的参数有:额定容量 120MVA ，容量比为Uk （3 1）%=14.7, Uk （2 3）%=8.8。
试计算变压器参数，并作等值电路。
解 将变压器参数归算到一次侧（即22f ）kV 側h 导纳参数为5 "他叮1000 乂 2新蛙m °⑸ _ Al % 几 _Q-9 X 120 _ 22 3 X LO"^ （号）址「血広厂100其220^ " 224 LU ⑸ 斤=偽一 j 鬲沁2J - j22・3） X 疗百 ⑸电阻参数为△咛=土（△仏一0 + "1{3-1）（汩-"m （謝］ 列劈厂227（器）［=婕W ） 眼吕［"眄+ △儿Z（鴛「- △严 k （3-l> 氏r 〕100/100/50，变比为 220/121/10.5kv ,I 0%0.9，△ P0=123.1KW ，Pk (i 2)=660KW ， Pk (3 1)=256KW ，P k (2 3)=227KW ， U k (1 2) %=24.7，= 0.5 X 660 +例2 :已知某三绕组变压器铭牌上的参数有:额定容量120MVA，容量比为三0上X I 660 + 227 . 256(帶)1 = 272 (kW)(签)*2」瓷)-屮山(256陽r+ 227(器)” 一€60卜636 (kW) .AP皿= lOOOS^ =” -1000 -M - woo 酩■338 X 22tf1000 X 访272 冥2201000x120^63^ X 诃1000 X 120"=1.30=0,91二2J4(fl)(0)(O)电抗参数为叫％ =㊁!. + ]= 0.5 X [24.7 + 14.7 亠 8,8] = 15J叫*5& 二耳 3応 17% + 叫2一3牌-二C 』x[24・7 + 8・8 - 14,71 = 9.4 昨啊+叫2-釘怖- ％仃—2)鴉〕= 0.5 X [14.7 + 8,8 r 24*7：二 一 0出 右=IOOE N_俺隔 = 1005：,y_ 1■^13 -工诅%£/Si -0 6x22tf c"r )0)利二1肌1矿—乙42(n)=Kp + j-^ n -1.3 + j6b7l (n) Z T 2 =/?12 十 J X T 2 =0,91 +i37.9l（⑴ Z73 =R H 卡=2J4-j2.42(fl)等值电路如图1 一 14所示（在变压器参数计算时，应根据题目要求，将参数归到喙警=5（⑵昭=3-1⑷)、思考题电力线路一般用怎样的等值电路来表示 ？集中参数如何计算？为什么要规定电力系统的电压等级 ？我国主要的电压等级有哪些 ？电力系统各元件(设备)的额定电压是如何确定的？ 变压器的短路试验和空载试验是在什么条件下做的 ？如何用这两个试验得到的数据计算变压器等值电路中的参数 ？ 二、练习题1、某三相单回输电线路.采用LGJJ 一 300型导线，已知导线的相间距离为D=6m, 查手册.该型号导线的计算外径为25.68mm 。
电力系统分析第2章等值电路
•式中，μr为相对磁导率，铜和铝的 ; r为导线半径（m）； •D•分m为裂三根相数导越线多的，线电间抗几下何降均越距多（。m一）般。不超过4根。
•分裂导线
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电力系统分析第2章等值电路
✓若三相导线等边三角形 排列，则 ✓若三相导线水平等距离 排列，则
•三相导线对称排列，单位长度的电纳（S/km）为：
•一般架空线路b1的值为
S/km左右，则
• ➢电导电：导参数是反映沿线路绝缘子表面的泄露电流和导线
周围空气电离产生的电晕现象而产生的有功功率损耗 。
说明：通常架空线路的绝缘良好，泄露电流很小，可以忽略不计。
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电力系统分析第2章等值电路
2.1.2 输电线路的参数计算
•1．架空线路的参数计算 ➢电阻：反映有功功率损耗
•导线单位长度直流电阻为： •导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%～1%，主要是因为： 应考虑集肤效应和邻近效应的影响； 导线为多股绞线，每股导线的实际长度比线路长度大(2%); 导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
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电力系统分析第2章等值电路
➢绝缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝 缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。
•常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。
✓针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线杆塔或小 转角杆塔上。 ✓悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常组装成绝 缘子串使用（35kV为3片串接；60kV为5片串接；110kV为7片 串接）。 ✓棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在110kV及以 下线路应用比较广泛。
第2章电力系统等值电路及参数计算
( / km)
2、电抗 三相电力线路对称排列，若不对称，进行完整换位。 1）单导线每相单位长度的电抗x1：
2f (4.6 lg D x
1 m
r
0.5 ) 10 ( / km)
4 r
（2-3）
式中，r—导线的计算半径； μr—导线的相对导磁系数，对铜和铝， μr=1； f—交流电的频率(Hz)； Dm—三相导线的几何平均距离， Dm 3 Dab Dbc Dca Dab、Dbc、Dca分别为导线AB、BC、CA相之间的距离。
r
eq
n r d 1i
i 2
n
式中，r—每根导线的半径； d1i—第1根导线与第i根导线间的距离，i=2，3，…，n
注：对于二分裂导线，其等值半径为（ eq rd ）； 3 rd 2 ）； 对于三分裂导线，其等值半径为（ eq 对于四分裂导线，其等值半径为（ eq 4 r 2d 3 1.094 rd 3 ）。 r 实际运用中，导线的分裂根数n一般取2~4为宜。 3）同杆架双回路每回线单位长度的电抗。 由于在导线中流过三相对称电流时两回路之间的互感影响 并不大（可以略去不计），故每回线每相导线单位长度电抗的 计算公式与式（2-3）~（2-5）相同。
特别说明：
(2)考虑温度影响 注：在手册中查到的一般是20oC时的电阻或电阻率，当温 度不为20oC时，要进行修正：
rt r20 [1 (t 20)]
（2-2）
其中，t—导线实际运行的大气温度(oC)； rt，r20—t oC及20 oC时导线单位长度的电阻 α—电阻温度系数； 对于铝，α=0.0036 (1 o C ) ； o 对于铜，α=0.00382 (1 C )。
'
电力系统分析等值电路
电力系统分析等值电路概述在电力系统分析中，等值电路是一种简化和模拟电力系统的方法。
通过将复杂的电力系统用等效电路替代，可以简化计算和分析各种电力系统问题。
本文将介绍等值电路的概念、构建方法以及在电力系统分析中的应用。
等值电路的概念等值电路是指将一个电力系统用一个简化的电路模型来代替，使得该等效电路具有相同的输入和输出特性。
等值电路可以用来替代复杂的电力系统，以便更容易进行分析和计算。
等值电路通常包含电感、电阻和电容等元件，以模拟原始电力系统的特性。
构建等值电路的方法构建等值电路的方法有多种，其中最常用的方法包括：步骤1：确定等效电路的类型根据原始电力系统的特性和目标分析的问题，确定等效电路的类型。
常用的等效电路类型包括R、RL、RC、LC、RLC等。
步骤2：确定等效电路的参数根据原始电力系统的参数和特性，确定等效电路的参数。
通过测量或计算原始电力系统的参数，可以确定等效电路的电感、电阻和电容等参数。
步骤3：绘制等效电路图根据确定的等效电路类型和参数，绘制等效电路图。
等效电路图应包含所选类型的元件，并标注各元件的参数数值。
步骤4：验证等效电路的准确性使用原始电力系统的输入和输出数据，计算等效电路的输入和输出数据。
通过比较等效电路和原始电力系统的输入和输出数据，验证等效电路的准确性。
等值电路在电力系统分析中的应用等值电路在电力系统分析中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景：稳态分析等值电路可以用来进行电力系统的稳态分析。
通过将复杂的电力系统用等效电路替代，可以简化稳态分析的计算和分析过程。
短路分析等值电路可以用来进行电力系统的短路分析。
通过将复杂的电力系统用等效电路替代，可以更容易地计算电力系统的短路电流和短路功率。
过电压分析等值电路可以用来进行电力系统的过电压分析。
通过将复杂的电力系统用等效电路替代，可以更容易地计算电力系统的过电压和过电压保护的参数。
负荷流分析等值电路可以用来进行电力系统的负荷流分析。
第二章 电力系统元件参数和等值电路详解
（2-2）
( / km)
其中：
t — 导线实际运行的大气温度(oC)；
rt，r20 — t oC及20 oC时导线单位长度的电阻；
— 电阻温度系数。
铝， = 0.0036；铜， = 0.00382
第二章 电力系统元件参数和等值电路
（2）电抗
1）单导线每相单位长度的电抗 x1
x1
2f
(4.6 lg
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第一节 电力线路参数和等值电路 第二节 变压器参数和等值电路 第三节 发电机和负荷的参数及等值电路 第四节 电力网络的等值网络
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第一节 电力线路参数和等值电路
一、电力线路结构
（<31.5） （<18.8）
铝、铜的电阻率略大于直流电阻率，有三个 原因：
（1）交流电流的集肤效应； （2）绞线每股长度略大于导线长度； （3）导线的实际截面比标称截面略小。
注：在手册中查到的一般是20oC时的电阻或电阻率， 当温度不为20oC时，要进行修正。
rt r20[1 (t 20)]
第二章 电力系统元件参数和等值电路
（Dab、Dbc、Dca分别为导线AB、BC、CA相之间的距离）
将 f = 50 Hz，μr=1代入下式：
x1
2f
(4.6 lg
Dm
r
0.5
r)104 ( / km)
x1
0.1445 lg
Dm
r
0.0157( /
km)
经过对数运算，上式可写成：
x1
0.1445lg
《电力系统分析》课程标准
《电力系统分析》课程标准课程名称：电力分析基础学分：3计划学时：48适用专业：光伏应用技术1．前言1.1课程性质《电力系统分析》是光伏应用技术专业的一门专业核心课。
一方面它将电工学、电子学、计算机等学科知识综合运用于电力系统运行分析，使学生能将已学的基础课程知识在专业课程中加以应用，另一方面，本课程设计了电力系统分析中最基本的知识和分析方法，对后续课程及电力系统工程学科的学习起到重要的引导作用，具有承上启下的作用。
先修课程为《电路基础分析》、《电子线路分析与设计》，后续课程为《电气控制技术》、《供配电系统运行与维护》及毕业设计。
1.2设计思路（1）课程设计理念以工程项目任务分析为依据，进行基于工作过程的课程开发与设计。
按照“工学结合、职业导向、能力本位”的理念，完成以“就业为导向，以学生岗位能力培养为核心，以真实工作任务为教学内容”的课程开发与设计。
（2）课程设计思路将项目任务分解，结合专业培养目标，职业技能要求，梳理出与本课程内容相关的知识目标、能力目标、素质目标。
由此形成理论教学任务，以完成该教学任务为目标组成课程教学体系。
通过完善的学习资料、吩咐的教学资源作为课程的基础，创新教学方法与手段，实现理论知识、职业能力与素质融为一体的教学形式。
2．课程目标1.1总体目标通过本课程学习，使学生初步掌握终身发展必备的电力系统分析的基础知识和基本技能。
学习科学实践方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯和职业规范，能运用相关的专业知识、专业方法和专业技能解决实际问题，适应科学技术发展。
发展好奇心与求知欲，发展科学探索的兴趣，培养坚持真理、勇于创新、实事求是的科学态度与科学精神，有振兴中华，将科学服务于人类的社会责任感。
理解科学技术与社会的相互作用，形成科学的价值观；培养学生的团队合作精神和安全、节能、环保的思想意识，激发学生的创新潜能，提高学生的社会实践能力。
1.2具体目标1.2.1知识目标（1）熟悉电力系统的基本概念；（2）掌握电力系统的稳态运行的潮流计算及计算机计算法；（3）掌握电力系统的电压调整、频率调整方法；（4）了解电力系统静态、暂态稳定的基本概念及分析方法。
电力系统元件参数及等值电路
(三)、电纳(容纳)
电力线路运行时，各相间及相对地间都存在着 电位差，因而导线间以及导线与大地间必有电容存 在，也即存在着容性电纳。
电纳(容纳)的大小与相间的距离、导线截面、杆 塔结构等因素有关。
若三相线路参数相同时，每相导线的等值电容为
c1
0.0241 lg Dm
106
（F / km）
r
当频率f=50Hz时，单位长度的电纳为
率损失； (d)电纳：带电导线周围的电场效应；
讨论输电线路的电气参数时，都假设三相电 气参数是相同的。只有架空线路的空间位置选 用使三相参数平衡的方法，三相参数才相同。
三相参数平衡的方法有，
(a)三相导线布置在等边三角形的顶点上时，三项 参数是相同的。
(b)当三相导线不是布置在等边三角形的顶点上时， 采用架空线换位的方法以减少三相参数不平衡。
反映励磁支路的导纳一般接在变压器的电源侧，但有时 为了计算时与线路的电纳合并，励磁电路放在线路一侧。
RT
jXT
RT
jXT
GT
-jBT
由于YT=1 / Z0，而Z0为一
Hale Waihona Puke 感性激磁阻抗。（a）
（b）
图3-11 双绕组变压器等值电路
变压器的4个参数可由变压器的空载和短路试验结 果来求出。
变压器的短路损耗△Pk 变压器的短路电压百分数Uk%
用此数据进行参数计算时有一个容量归算问题即
短路损耗△Pk23、△Pk31乘以
；
短路电压百分值Uk23%、Uk31%乘以
； SN
S3
通过以上归算后再代入相应的公式计算变压器的
阻抗。
最大短路损耗，是指两个100%容量绕组中流过额定电 流，另一个100%或50%容量绕组空载的损耗。此时，计 算公式为
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•81
【练习】
▪ 完成【例2-8】的计算
•82
电力系统等值电路的近似计算
•69
等值电路
•70
折算方法
▪ 选取基本级（一般取最高电压等级） ▪ 将所有参数归算于基本级
•71
【小组讨论】
▪ 如何得到用有名值表示的电力系统等值电路 。
•72
【练习】
▪ 完成【例2-7】的计算
•73
标么值
•74
电力系统常用的5个量
▪ 阻抗ZB ▪ 导纳YB ▪ 电压UB ▪ 电流IB ▪ 功率SB
•75
▪ 电力系统计算中一般取UB、 SB作为基准值 。
•76
标么值表示的等值电路
▪ 求如下系统用标么值表示的等值电路。
•77
▪ 用有名值表示的等值电路（220kV为基本级）
•78
▪ 设基准值为
，各元件的标么值为：
•79
标么值表示的等值电路
•80
关于基准值的单位
▪ 选取220kV的电压等级的基准值为： SB＝100MVA，UB＝220kV。
输电线路等值电路
•输电线路的π形等值电路
•15
单导线线路等值电路
▪ 参照教材【例2-1】完成作业2-14
•16
单导线等值电路计算公式
•17
等值电路的物理意义
▪ 电阻的物理意义 ▪ 电抗的物理意义 ▪ 电纳的物理意义
•18
查表
▪ 请教材附表1-1、1-3求例2-1和作业2-14的 等值电路中的参数，并与计算结果比较。
项目2电力系统等值电路
2020年7月27日星期一
【学习目标1】
▪ 掌握电力线路的结构及其在电力系统中的作 用、类型及型号的意义；
▪ 会计算单导线的等值电路； ▪ 会计算分裂导线的等值电路； ▪ 会计算电缆线路的等值电路。
•2
架空输电线路的结构
•3
架空输电线路的结构
•4
【小组讨论】
▪ 架空线路在电力系统中的作用，什么时候 使用？
电缆线路的结构
•28
电缆线路的结构
•29
电缆头
•30
电力电缆热缩附件
•31
电力电缆热缩附件
•32
电缆线路的等值电路
▪ 附表1-7 铜芯三芯电缆的电抗和电纳
•33
【学习目标2】
▪ 会求双绕组变压器等值电路 ▪ 会求三绕组变压器的等值电路
•34
变压器
•35
变压器
•36
【小组讨论】
▪ 什么是双绕组变压器、三绕组变压器 ▪ 什么是单相变压器、三相变压器 ▪ 两者是什么关系
•19
分裂导线等值电路
▪ 参照【例2-2】完成作业2-16
•20
分裂导线等值电路计算公式
•21
关于电缆
【小组讨论】 ▪ 电缆线路什么时候使用？ ▪ 电缆的结构是怎样的？
•22
讨论
▪ 架空线路为什么要进行换位？ ▪ 如何换位
•23
架空线路的换位
•24
金具
•25
金具
•26
电缆线路的结构
•27
▪ 架空线路是什么样的线，有哪些种类？导 线时如何架设到杆塔上的？
▪ 电力系统中LJ、LGJ、GJ型导线的使用情 况。
•5
铝绞线LJ与钢芯铝绞线
•（a） 铝绞线
（b） 钢芯铝绞线
•6
LJ-铝绞线
•7
铝绞线
•8
铝绞线
•9
导线的使用
▪ 10kV及以下多使用铝绞线LJ ▪ 35kV及其以上线路因导线受力大，广泛应用钢芯
▪ 会计算用标么值表示的电力系统等值电路（精确 计算）
▪ 会使用近似计算方法计算电力系统等值电路（只 计算电抗标么值）
•65
用有名值表示的电力系统等值电路
▪ 求如下系统有名值表示的等值电路
•66
各元件等值电路
▪ 线路L1的参数 ▪ 变压器T1的参数
•67
等值电路
•68
参数的归算
▪ 线路L2的电压等级与线路L1和变压器T不同，需要归算。
铝绞线LGJ
•10
架空输电线路图
•11
【小组讨论】
▪ 请各小组讨论你是如何理解阻抗、导纳的？ 提示： 阻抗：电阻、容抗、感抗
•12
阻抗
▪ 在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流 电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表 示。
▪ 阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成
•13
导纳
▪ 导纳是阻抗的倒数
•14
•50
【小组讨论】
▪ 双绕组变压器等值电路中电阻、电抗、电导和电 纳的物理意义。
•51
三绕组变压器的特点
▪ 1-高压绕组，2-中压绕组，3-低压绕组
▪ 若变压器容量为100(%)，常用的绕组 额定容量比有：
▪ 100/100/100 ▪ 100/100/50 ▪ 100/50/100
•52
三绕组变压器的空载和短路试验
•37
单相变压器
•38
三相变压器
•39
三绕组变压器
•40
【小组讨论】
▪ 双绕组变压器的空载试验和短路试验
•41
双绕组变压器短路试验
•42
双绕组变压器空载试验
•43
双绕组变压器的等值电路
▪ 〝Γ 〞型等值电路
•44
【练习】
▪ 参照教材【例2-3】完成作业2-17。
•45
参数RT的计算
•58
电抗的求取
•59
【思考】
▪ 为什么三绕组变压器各绕组的Uk％中，经常 有一个是负数？
▪ 这是否意味着变压器的某个绕组的电抗是容 性的呢？
•60
三绕组变压器的绕组布置方式
•61
为什么Uk％可能为负值？
▪ 对降压变压器，高低压绕组相隔最远，二者之间 的漏抗Uk31％最大。
▪ 如果Uk23％＋Uk12％<Uk31％，Uk2％则为负值
RT由短路试验得到的△Pk决定
•46
参数XT的计算
XT由短路试验得到的Uk%决定
•47
参数GT的计算
▪ GT由空载试验的△P0决定
•48
参数BT的计算
BT由空载试验的I0%决定
•49
▪ 各量单位：
注意
▪ UN为哪侧的，则算出的参数、等值电路为折 合到该侧的。
▪ 励磁支路放在功率输入侧(电源侧、一次侧)
•62
为什么Uk％可能为负值？
▪ 对升压变压器，高中压绕组相隔最远，二者间漏 抗最大Uk12％最大
▪ Uk3％可能为负值
•63
注意
▪ 等值电抗为负值并不真正表示该绕组有容性 漏抗。
▪ 这一负值电抗的绝对值很小，在近似计算中 常取为零。
•64
【学习目标3】
▪ 会计算用有名值表示的电力系统等值电路（精确 计算）
▪ 开路试验： 一侧加UN，另两侧开路，
▪ 短路试验： 一侧加低电压，使电流达额定 另两侧：一侧短路、一侧开路
•53
三绕组变压器试验结果
▪ 空载试验可得到： ▪ 短路试验可得到：
•54
三绕组变压器的等值电路
•55
【练习】
▪ 请参照【例2-4】完成作业2-19。
•56
导纳的求取
•57
电阻的求取