电力系统各元件的等值电路和参数计算汇总

req 一相导线组的等值半径。
对二分裂导线： req rd
对三分裂导线： req 3 rd 2
对四分裂导线： req 1.094 rd 3
微元段等值电路
图2-17 长线的等值电路
2.3 变压器等值电路和参数
2.3.1 变压器等值电路
双绕组 变压器
三绕组 变压器
2.3.2 双绕组变压器的参数计算
第2章 电力系统元件模型和参数计算
2.1 系统等值模型的基本概念
电力系统分析和计算的一般过程 首先将待求物理系统进行分析简化，抽 象出等效电路(物理模型)； 然后确定其数学模型，也就是说把待求 物理问题变成数学问题； 最后用各种数学方法进行求解，并对结 果进行分析。
2.2输电线路的等值电路和参数计算
架 空 线 路
110kv
（3）绝缘子
针式：10kV及 以下线路
针式绝缘子
悬式绝缘子
主要用于35kV及以 上系统，根据电压等 级的高低组成数目不 同的绝缘子链。
悬式绝缘子
棒式绝缘子
起到绝缘和横担 的作用，应用于 10～35kV农网。
棒式绝缘子
2.电缆线路 导体 绝缘层 保护层
四 分 裂 导 线
3.输电线路的电导：用来反映泄漏电流和空 气游离所引起的有功功率损耗。
（1）正常情况下，泄漏电流很小，可以忽 略，主要考虑电晕现象引起的功率损耗。
（2）电晕：局部场强较高，超过空气的击 穿场强时，空气发生游离，从而产生局部 放电现象。
g1
Pg U2
10 3
(S / km)
Pg 电晕损耗有功功率 U 线电压
图2-11 单位长线路的一相等值电路
1.电阻
有色金属导线单位长度的直流电阻： r / s
考虑如下三个因素： （1）交流集肤效应和邻近效应。 （2）绞线的实际长度比导线长度长2～3 ％。 （3）导线的实际截面比标称截面略小。
因此交流电阻率比直流电阻率略为增大：铜：18.8 mm2 / km 铝：31.5 mm2 / km
➢ 电抗
U
k
(%)
IN ZT VN / 3
100
XT
U
k
%
U
2 N
100 SN
3I N XT 100 UN
➢ 电导
P0
GT U
2 N
GT
P0
U
2 N
10 3 (S )
2.3.2 双绕组变压器的参数计算
➢
电纳
I0
UN 3
BT
I 0 (%) 100
IN
BT
I0% 100
3I N UN
I0% 100
精确计算时进行温度修正：rt r20[1 (t 20)]
为温度系数：
铜：
0.003821
/
o
c
铝:
0.00361
o
/c
2.电抗 三相导线排列对称(正三角形)，则三相电抗相等。 三相导线排列不对称，则进行整体循环换位后三
相电抗相等。
1)单导线每相单位长度电感和电抗：
La
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0 2
ln
Deq Ds
SN
U
2 N
(S)
➢ 变比：两侧绕组空载线电压之比。 (1)对Y，y接法和D ,d接法的变压器
kT U1N / U 2N 1 / 2
(2)对于Y,d接法的变压器
kT U1N /U2N 31 / 2
2.3.3 三绕组变压器的参数计算
按三个绕组容量比的不同有三种不同的类型： 100/100/100、100/50/100、100/100/50
2.2.1 输电线路
1.架空线 导线 避雷线 杆塔 绝缘子 金具
2.2 输电线路的等值电路和参数计算
（1）导线和避雷线：电性能，机械强度，抗腐蚀能力； 主要材料：铝，铜，钢；例：LJ TJ LGJ
（2）杆塔 木塔：较少采用 铁塔：主要用于220kV及以上系统 钢筋混凝土杆：应用广泛
按三个绕组排列方式的不同有两种不同的结构： 升压结构：中压内，低压中，高压外 降压结构：低压内，中压中，高压外
1. 电阻
由于容量的不同，对所提供的短路损耗要做些处理
对于100/100/100
Pk1
1 2
( Pk (12)
Pk (13)
Pk (23) )
Pk 2
1 2
( Pk
(1 2 )
Pk (23)
4 .等值电容和电纳 (1)单导线：电容 C 0.024110（6 F/km）
lg Deq r
电纳
b
2f N C
7.58 lg Deq
10（6 S
km）
r
（2）分裂导线
C 0.0241 F / km lg Deq req
b
2f N C
7.58 lg Deq
106 S
req
Deq各相分裂导线重心间的几何均距。
变压器的试验数据：
短路实验：短路损耗 Pk ，短路电压的百分数 U k (%) 空载实验：空载损耗 P0 ，空载电流的百分数 I0 (%)
一、电阻
Pk
3I
2 N
RT
3(
SN 3U N
) 2 RT
S
2 N
U
2 N
RT
RT
PkU
2 N
S
2 N
经过单位换算：RT
Pk
U
2 N
1000S
2 N
()
2.3.2 双绕组变压器的参数计算
x
2f N
L
0.1445
lg
Deq Ds
km
式中：Deq为三相导线间的互几何均距，Deq 3 D12D23D31
Ds为导线的自几何均距
Ds
1
re 4
r为导线的计算半径
实际多股绞线的自几何均距： 非铁磁材料的单股线：Ds=0.779r 非铁磁材料的多股线：Ds=（0.724～0.771)r 钢芯铝线： Ds=（0.77～0.9)r 在工程计算中，可以取架空线路的电抗为 0.40/ km
架空输电线路参数有四个(图2-11） （1）电阻r0：反映线路通过电流时产生的有功
功率 损耗效应。
（2）电感L0：反映载流导体的磁场效应。
图2-11 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。
Pk (13) )
1 Pk 3 2 (Pk (13) Pk (23) Pk (12) )
2）具有分裂导线的输电线路的等值电感和电抗
La
0 2
ln
Deq Dsb
x
2f N
L
0.1445
lg
Deq Dsb
km
Dsb为分裂导线的自几何均距，随分裂根数不同而变化。
2分裂导线：Dsb Dsd 3分裂导线：Dsb 3 Dsd 2 4分裂导线：Dsb 4 Dsd 3
通线自常几，何d>均>D距s，D因s大此，，分分裂裂导导线线的自等几值何电均感距小D。sb比单导