第二章 电力系统各元件的特性

合金 例如：LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额定截面积 为50的普通钢芯铝线。
46
一.概述
❖ 为增加架空线路的性能而采取的措施 目的：减少电晕损耗或线路电抗。 ▪ 多股线：其安排的规律为：中心一股芯线，由 内到外，第一层为6股，第二层为12股，第三 层为18股，以此类推：n 3x2 3x 1
z12
z21
ZT k
y10
1 k ZT
(1 k)YT ,
z10
ZT 1 k
k(k 1) y20 ZT k(k 1)YT ,
z20
ZT k(k 1)
34
推导过程
y12
y21
k ZT
kYT ,
z12
z21
ZT k
1 k y10 ZT (1 k)YT ,
z10
ZT 1 k
y20
k(k 1) ZT
❖D-单相 S-三相 J-油浸自冷 L-绕组为铝线 ❖Z-有载调压 SC-三相环氧树脂浇注 ❖FP-强迫油循环风冷 SP-强迫油循环水冷 ❖ F-油浸风冷
❖SFL1 20000/110
18
例题
❖有一台 SFL1 20000/110型的向10kV网络供电 的降压变压器，铭牌给出的试验数据为P：S 135kW，
US %， 10.5 ，P0 22k。W 试I0计% 算 0归.8 算到高压侧和变压 器参数。
RT
PkU
2 N
S
2 N
103
135 1102 200002
103
4.08
XT
U
k
%U
2 N
100SN
103
10.5 1102
100 200002
103
63.53
GT
P0
1000U
2 N
22 1102
水平排列
三角排列
49
一.概述
❖ 架空线路的绝缘子 架空线路使用的绝缘子分为 针式：35KV以下线路 悬式：35KV及以上线路 通常可根据绝缘子串上绝缘子的片数来判断线路 电压等级，一般一个绝缘子承担1万V左右的电 压。
50
一.概述
❖ 架空线路的换位问题
目的：在于减少三相参数不平衡
整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导 线都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循 环。
47
一.概述
❖ 为增加架空线路的性能而采取的措施 目的：减少电晕损耗或线路电抗。 ▪ 扩径导线：人为扩大导线直径，但不增加载流 部分截面积。不同之处在于支撑层仅有6股， 起支撑作用。
1.钢芯（钢线19股） 2.支撑层（铝线6股） 3.内层（铝线18股） 4.外层（铝线24股）
48
一.概述
❖ 为增加架空线路的性能而采取的措施 目的：减少电晕损耗或线路电抗。 ▪ 分裂导线：又称复导线，其将每相导线分成若 干根，相互间保持一定的距离。但会增加线路 电容。
33
推导过程
U&1 I&1ZT kU&2 , I&1 I&2 / k
I&1
U&1 ZT
kU&2 ZT
1 k ZT
U&1
k ZT
(U&1 U&2 )
I&2
kU&1 ZT
k 2U&2 ZT
k ZT
(U&1 U&2 )
k
(k ZT
1)
U&2
根据双端口原理：
y12
y21
k ZT
kYT ,
第二章 电力系统各元 件的特性和等值电路
主讲 李滨
IPSO
本章主要内容
❖ 电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大 部分的特性和等值电路 ▪ 发电机组 ▪ 变压器* ▪ 电力线路* ▪ 负荷
❖ 电力网络的等值电路
2
复功率的符号说明
P jQ
滞后功率因数
为正，感性无功
负荷
运行时，所吸取的无功功率
40
一.概述
❖电力线路结构简述 ▪ 电力线路按结构可分为
架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等
▪ 架空线路的导线和避雷线
导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线
45
一.概述
❖ 认识架空线路的标号 × ×× × × — ×/×
钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料，其中：L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示铝
RT
Pk
S
2 N
U
2 N
RT
RT
PkU
2 N
SN2
经过单位换算：RT
PkU
2 N
1000SN2
其中：Pk (kW ),UN (kV ), SN (MW ), RT ()
11
一.双绕组变压器
2. 电抗
在电力系统计算中认为，大容量变压器的电抗 和阻抗在数值上接近相等，可近似如下求解：
Uk %
3IN XT 100 UN Nhomakorabeak(k
1)YT
,
z20
ZT k(k 1)
35
等值变压器的特点
❖ 二次输出的电压、电流是实际的电压、电流，可 以体现电压变换，在多电压等级网络计算中，可 以不必进行参数和变量的归算。
❖ π型等值电路之和为0，组成了一个谐振三角形， 利用谐振作用实现了二次的变流和变压。
❖ π型等值电路阻抗没有实际的物理意义。
103
1.82106 S
BT
I0 % 100
SN
U
2 N
103
0.8 100
20000 1102
103
13.2106
kT
U1N U2N
110 10 11
19
二. 三绕组变压器 ❖ 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 ❖ 按三个绕组排列方式的不同有两种不同的结构：
BT
I0 % 100
SN
U
2 N
14
一.双绕组变压器
5. 变比kT 工作时两侧绕组实际抽头的空载线电压之比。
k U1N U2N
15
一.双绕组变压器
❖ 等值电路
16
一.双绕组变压器
❖ 变压器的运行损耗:
PT
U
2 N
GT
3I
2 N
RT
P0 Ps 1000 1000
QT
U
2 N
BT
3I
2 N
滚式换位
A
换位方式
B
C
换位杆塔换位
B
C
C
A
A
B
51
二.电力线路的参数
1. 电阻：线路通过电流时产生的有功功率损失 效应，由电场产生。
2. 电感(电抗)：载流导线产生磁场效应，由磁 场产生。
3. 电导：线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流 及附近空气游离而产生的有功功率损失。
4. 电容(电纳)：反映带电导线周围电场效应。
54
二.电力线路的参数
2. 电抗 ❖ 有色金属导线三相架空线路的电抗
x1
2
f
4.6
lg
Dm r
0.5r
104
0.0628 ln
Dm R 'e
x1 导线单位长度的电抗（ / km） r 导线的半径（mm或cm）
25
二. 三绕组变压器
2. 电抗
根据变压器排列不同，对所提供的短路电压做 些处理：
Uk1%
1 2
(U k (12) %
U k (13) %
U k (23) %)
1 Uk 2 % 2 (Uk (12) % U k (23) % U k (13) %)
Uk3%
1 2
(U k (13) %
Uk(23) %
升压结构：高压外，低压中，中压内 降压结构：高压外，中压中，低压内
20
二. 三绕组变压器
2
21
二. 三绕组变压器
1. 电阻
由于容量的不同，对所提供的短路损耗要做处 理：
• 对于100/100/100
Pk1
1 2
(Pk (12)
Pk (13)
Pk (23) )
Pk 2
1 2
(Pk (12)
Pk (23)
U k (12) %)
26
二. 三绕组变压器
然后按双绕组变压器相似的公式计算各绕组电阻：
XT1
U
k1
%U
2 N
100SN
XT2
U
k
2
%U
2 N
100SN
XT3
U
k
3
%U
2 N
100SN
一般来说，所提供的短路电压百分比都是经过归算的
27
二. 三绕组变压器 ❖ 等值电路
28
二. 三绕组变压器 ❖ 在实际网络计算当中，一个三绕组变压器一般看
Pk (13) )
Pk 3
1 2
(Pk (13)
Pk (23)
Pk (12) )
22
二. 三绕组变压器
然后按双绕组变压器相似的公式计算各绕组电阻
RT 1
Pk1U
2 N
1000S
2 N
RT 2
Pk
2U
2 N
1000S
2 N
RT 3
Pk
3U
2 N
1000S
2 N
23