第二章电力系统元件及其参数

l 例2-3
第二章电力系统元件及其参数
2.3.2三绕组变压器的正负序参数
l 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
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。
第二章电力系统元件及其参数
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
l 双绕组变压器的T型等值电路
•R1 •x1
•x2 •R2
•I
•R •E •E
•I
1
m•Xm 1 2
2
•R1 •x1 •I1
•E1
•N1：•x2N′ 2
•R
m
l 重点掌握发电机的模型和参数。 l 理解标幺值的含义。
第二章电力系统元件及其参数
2.2输电线路
l 输电线路有4个参数：
l 电阻：
l 反映线路通过电流时产生有功功率损失效应。串联参数。
l 电感：
l 反映载流导线周围产生磁场效应。串联参数。
l 电导：
l 反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空气 游离而产生有功功率损耗。并联参数。
l （2-56）图2-13 l （2-57）图2-13，双回参数相同时 l 互感消去法
l 有架空地线的架空线路的零序阻抗
l 架空地线使零序阻抗减小
l 去磁作用； l 与大地电阻并联减小了回路电阻
第二章电力系统元件及其参数
2.2.6输电线路的不对称运行参数
l 架空线的零序电纳
l 零序无相间电容，只有对地电容 l 对地电容计算式（2-59、60）
l 工程问题的抽象与化简
l 系统模型及其求解
l 电路理论建立方程 l 数学方法求解
举例说明:同一电路的几种模型。
第二章电力系统元件及其参数
2.1概述
l 重点在于理解电力元件各种参数的含义。 l 区别稳态参数和暂态参数。 l 区别正序参数、负序参数和零序参数。
l 什么是序参数？ l 序参数的含义、意义？
l 磁链Ψ可能包括自感磁链和互感磁链。
l 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）。
l 理解式（2-21）（2-22）的各个参数。
l 导线半径、导线间几何均距、磁导率
第二章电力系统元件及其参数
2.2.2单位长度电抗
l 理解式（2-22）的含义：
l 导线材料的影响，相对磁导率； l 电抗值与几何均距、导线半径为对数关系，故单导
2.3.4变压器的零序参数
l 零序等值电路与正负序相同。 l 零序励磁电抗与变压器结构有关。
l 三个单相的组式变压器Xm0= Xm1= Xm2，磁阻 很小可以认为Xm0=∞;
l 三相四柱式Xm0< Xm1 但 ，但也很大 ; l 三相三柱式 Xm0= 0.3~1.0，应视为有限.
第二章电力系统元件及其参数
•u1 •GT •-jBT
•注意：变压器电纳的符号
•
有负号，而线路为正，因
u2
为前者为感性，而后者为 容性。
第二章电力系统元件及其参数
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
l 变压器的阻抗变换作用
l 将二次绕组归算至一次侧：R2’=k2R2 l 变换的原则是保证变压器功率分布不变 l 可得到移除了理想变压器的变压器等值电路,
第二章电力系统元件及其参数
2.3.2三绕组变压器的正负序参数
l 三绕组变压器的等值电路
•R2
•R1 •x1
•x2 •x3
•G
T
•- jBT
•R3
•u •w
1
1
•u •w
2 2
•u •w
3
3
第二章电力系统元件及其参数
2.3.2三绕组变压器的正负序参数
l 三绕组变压器的参数获取
l 三绕组变压器的空载试验
如图2-15。 l ‘无理想变压器模型’ 的意义。
第二章电力系统元件及其参数
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
l 变压器参数获取
l 短路试验
l 试验方法及内涵 l 测量结果：短路损耗Ps和短路电压百分比us%; l 计算可知：R(=r1+r2)、X (=x1+x2)
l 空载试验
l 试验方法及内涵 l 测量结果：空载损耗P0和空载电流百分比I0%; l 计算可知：Gm(rm)、Bm (xm)
2.2.5输电线路的等效电路及数学模型
l 精确模型为分布参数； l 300km以内可用集中参数近似。
• g •jb • g •jb • g
第二章电力系统元件及其参数
2.2.5输电线路的集中参数
小于100公里，线路电压不高时，忽略b、g
•r •j 0x
0
•二 端 口 网络方程
第二章电力系统元件及其参数
l 电容（电纳）：
l 反映带电导线周围的电场效应。并联参数。
第二章电力系统元件及其参数
2.2.1单位长度电阻
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：
理解直流电阻和交流电阻。 理解实际使用的电阻率。
第二章电力系统元件及其参数
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；
•xm
•R2′ •V2′ •u2
第二章电力系统元件及其参数
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
l 双绕组变压器的Г型等值电路
•R •jxT
T
• Rm
•u1
• u2
•
jxm
•R •jxT
T
•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。
l 式（2-48） l 相当于给集中参数乘上系数后变成分布参数。 l 系数算式包含双曲函数，计算较复杂。
第二章电力系统元件及其参数
2.2.5输电线路的分布参数
l 近似分布参数计算公式
l 考虑双曲函数计算复杂，展开化简 l 得到近似计算公式（2-50）
KrR+jKxX
I2
U1
B
B
U2
第二章电力系统元件及其参数
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。
每相导线的单位长度
正序电容为：（2-30） 电纳：（2-31）
对电纳的几点理解。 分裂导线、避雷线、多回线的影响 电缆线路电容大 一般取b=2.8*10-6s/km
第二章电力系统元件及其参数
2.2.5输电线路的集中参数
中等长度线路：100~300km
常忽略电导g=0，采用π型电路：
Z j j
第二章电力系统元件及其参数
2.2.5输电线路的集中参数
第二章电力系统元件及其参数
2.2.5输电线路的分布参数
l 长线路（超过300km）的等值电路:
l 要考虑分布参数的特性 l 任一处无限长小长度dx都有Z1dx和Y1dx l 见图2-7 l 两个概念：线路传播系数γ和波阻抗Zc l 精确分布参数计算公式：
2.3.4变压器的零序参数
l 变压器零序等值电路与外电路的联接
㈠原边：只有Y0接法才能提供原边零序通路; ㈡副边 ：
l 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。
2.2.5输电线路的分布参数
近似分布参数计算公式
化简后的三个系数（2-50）：
第二章电力系统元件及其参数
2.2.5输电线路的参数
l 例2-2
l 计算步骤； l 结果分析page62
第二章电力系统元件及其参数
2.2.6输电线路的不对称运行参数
l 正序和负序参数相同 l 零序参数的特点：
l 相间助磁作用使零序感抗大于正负序感抗； l ‘导线-地’ 回路的大地电阻增大了零序电阻；
2.3.3自耦变Biblioteka Baidu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。
自耦变压器原理图
第二章电力系统元件及其参数
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 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 传导功率，另一部分方 为绕组间的电磁感应功 率。
第二章电力系统元件及其参数
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。
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。
l 与双绕组变压器的试验完全相同，为什么？ l 只在一侧加额定电压，另两侧开路，得到空载损耗P0和空
载电流百分比I0%; l 套用公式（2-65，2-66）
l 三绕组变压器的短路试验
l 为求得三侧参数要做三次试验，试验以最小绕组容量来限 定试验电流，所以大容量绕组没有达到额定。
l 比如三次侧开路，一二两侧短路试验，得到Ps1-2，us1-2%。 l 套用公式（2-71，2-72）， （2-73，2-74）
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。 l 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。 l 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。 l 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）。
第二章电力系统元件及其参数
2.2.3输电线路的并联电导
l 如何减少电晕？
l 电晕临界电压Vcr：
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
l 电晕一般不会发生，所以常取电导g=0.
第二章电力系统元件及其参数
第二章电力系统元件及其参数
2.3.3自耦变压器的正负序参数
自耦变压器的参数由空载和短路试验获得。 自耦变压器与普通变压器的等值电路和参数计
算的原理相同。计算仍使用三绕组的计算公式， 使用额定容量而不是绕组容量。 要注意绕组容量的折算，往往短路电压也要折 算。请参阅其它参考书。
第二章电力系统元件及其参数
第二章电力系统元件及其参数
2.3.2三绕组变压器的正负序参数
l 理解三绕组变压器的铭牌参数
l 铭牌提供空载试验和短路试验数据 l 要注意短路试验数据可能没有容量折算（2-
73） l 有可能只给出最大短路损耗（2-75）
l 仔细学习例2-4
l 注意思路。 l 为什么出现负阻抗？
第二章电力系统元件及其参数
l 电缆线路的零序参数
l 零序参数受接地电阻的影响大，甚至受敷设 方式的影响；
l 一般通过测试获得。
第二章电力系统元件及其参数
2.3电力变压器
l 正序与负序参数相同
l 等值电路 l 参数获取（短路实验和空载实验） l 双绕组 l 三绕组 l 自耦变压器
l 零序参数取决于铁芯的结构（参阅其它参考书）
l 等值电路 l 参数理解 l 双绕组 l 三绕组 l 自耦变压器
第二章电力系统元件及其参数
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
l 负序等值电路与正序完全相同 l 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
第二章电力系统元件及 其参数
2020/12/10
第二章电力系统元件及其参数
2.1概述
l 电力系统元件
l 一次设备 l 二次设备及控制元件
l 元件参数
l 电阻、电容、电感、电导、电纳、变比、时间常数等 l 静态参数、动态参数
l 元件的建模
l 由物理模型到数学模型
l 代数方程、微分方程、线性方程、非线性方程……
l 单导线—大地回路的零序阻抗（2-53） l 单回路三相电路的零序阻抗（2-55）
l 分析原因(列出计算式) l 正负序阻抗（互感去磁：Z1=Z2=ZL-Zm） l 零序阻抗（互感助磁：Z0=ZL+2Zm）
第二章电力系统元件及其参数
2.2.6输电线路的不对称运行参数
l 平行双回线架空线路的零序阻抗
第二章电力系统元件及其参数
2.3.1双绕组变压器的正负序参数
l 容量比
l 我国目前生产的变压器有三种容量： 100/100/100；100/100/50；100/50/100。
l 早期生产有100/100/66.7；100/66.7/66.7； 100/66.7/100。
l 试验应按最小容量进行。