电力系统元件参数计算

[例3]
一回220kV输电线路，导线在杆塔上为三角 形布置，使用LGJQ-400型导线。求该线路 单位长度的电阻、电抗和电纳。 解：由手册中查到LGJ-400型导线的计算外 径为27.4mm，因而相应的计算半径为r =13.7mm= 13.7×10-3m； 电阻r: l 31.5 r1 0.07875 S 400
13 .84 10 3 0.4 2 1
＝0.0744 m
Dm 0.0157 x1 0.1445 lg req n 6.3 0.0157 0.1445 lg 0.0744 2
=0.2785+0.00785=0.286 Ω ／km
3．电纳
电力线路的电纳(容纳)是由导线间以及导 线与大地间的分布电容所确定的。三相电 路对称排列或虽不对称排列，但经整循环 换位时，每相导线的等值电容可由下式计 算：
Dm 3 Dab Dbc Dca 3 5500 2 10230 6764 mm
电抗： x 0.1445 lg Dm 0.0157 1 r 6764 0.1445 lg 0.0157 0.405 13 .7 电纳：
7.58 7.58 6 6 6 b1 10 10 2.81 10 S / km Dm 6764 lg lg 13.7 req
RT 1 RT 2 RT 3
2 P 1U N 10 3 k 2 SN 2 P 2U N 10 3 k 2 SN 2 P 3U N 10 3 k 2 SN
2．电抗
三绕组变压器按其三个绕组排列方式的不 同有两种结构：升压结构和降压结构，
1 U k 1 % (U k 12 % U k 31 % U k 23 %) 2 1 U k 2 % (U k 12 % U k 23 % U k 31 %) 2 1 U k 3 % (U k 23 % U k 31 % U k 12 %) 2
二、输电线路的等值电路
全线路每相的总电阻、总电抗、总电导和 总电纳。当线路长度为l时，有： R=r1l(Ω) X＝x1 l(Ω) G＝g1l(S) B＝b1l(S) 一字形等值电路
∏形等值电路
电力系统元件参数和等效电路
2．输电线路的等效电路
一字型等效电路 ：用于长度不超过 100km的架空线路（35kV及以下）和线 路不长的电缆线路（10kV及以下）。
习题：
第二节 简单电力系统的等值网络
一、标么值 实际值（具有单位） 定义： 标幺值 基准值（与实际值同单位）
显然，一个物理量的标么值是实际有名值与具有 同样单位的一个有名基准值的比值，本身已不再 具有单位。事实上它是以基准值的倍数描述一个 物理量。故标么值实际上是一个相对值。 确定一个物理量的标么值首先需选定基准值。例 如，若选电压的基准值为230kV，实际电压为 242kV、220kV、210kV的标么值分别是：1.05、 0.95、0.91。 这体现了标么值的相对性。
[解]
由手册中查到LGJ-300型导线的计算外径为 25.2mm，因而相应的计算半径为r =12.6mm= 12.6×10-3m： (1)当三相导线水平布置时， Dm=1.26D＝1.26 × 6＝7.56m
Dm x1 0.1445 lg 0.0157 r 7.56 0.1445 lg 0.0157 3 12.6 10
I o %S N 2 630 10 5 BT 10 5 1.26 10 4 S 2 2 UN 10
[例5]
某降压变电所中装有一台SFSLl-31500／110 型变压器，其铭牌数据如下：电压比110／ 38.5/10.5； △Po＝38.4kW； △ Pk12＝ 212kW； △ Pk31＝229kW ; △ Pk23＝ 181.6kW ;Uk12％=18; Uk31％ =10.5;Uk23％= 6.5;Io％＝0.8。求该变压器的各项参数值。
三、 变压器参数及等值电路
电力系统元件参数和等效电路
三、变压器的参数计算及等效电路
1．双绕组变压器 双绕组变压器采用Γ型等效电路，如图所示。35kV及以下 的变压器，励磁支路可忽略不计，可用简化等效电路。
图
双绕组变压器的等效电路
c）简化等效电路
a）Γ型等效电路 b）励磁支路用功率表示的等效电路
[例2]
某回220kV双分裂架空输电线路，已知每根 导线的计算半径为13.84mm，分裂距离d＝ 400mm，相间距离D=5m，三相导线水平排 裂，并经完全换位。求该线路每公里的电 抗值。
[解]
当导线水平排列时，Dm＝1.26D＝6.3m， 计算出双分裂导线的等值半径
req
n n ram1
XT 2 XT3
2 U k 2 %U N 10 26 .9 SN 2 U k 3 %U N 10 0 SN
wenku.baidu.com
续
Po 10 GT 2 U N1
3
38.4 10 2 110
3
3.17 10 S
6
I o %S N 0.8 31500 5 5 6 BT 10 10 20.8 10 S 2 2 UN 110
解
PkU 10 8.4 10 10 RT 2.12 2 S 630
U k %U 10 4 10 10 XT 6.35 SN 630
2 N 2
2 N 2 N
3
2
3
Po 10 GT 2 UN
3
1.3 10 2 10
3
1.3 10 S
5
解：
P 1 k P 2 k P 3 k P 12 P 31 P 23 k k k 129 .7 k W 2 P 12 P 23 P 31 k k k 82 .3k W 2 P 23 P 31 P 12 k k k 99 .3k W 2
电力系统元件的参数及等值网络
第一节 电力系统各元件的参数及等值电路 第二节 简单电力系统的等值网络
电力线路、变压器的参数与等值电路
2.1 掌握输电线路四个参数所表征的物理意 义及输电线路的等值电路 2.2熟练掌握应用普通双绕组、三绕组变压 器空载与短路试验数据计算变压器参数及 制定其等值电路 2.3 熟练掌握多电压等级下电网等值电路中 有名值和标幺值参数的计算
第一节 电力系统各元件的参数及等值电路
一、输电线路的电气参数 l 1．电阻 R S 式中 R——导线直流电阻，Ω ； ρ——导线材料的电阻率，Ω·m。ρ与温度 有关，温度为20℃时，铜导线ρ=1.8 8 × 10-8 Ω· m； 铝导线ρ ＝3.15 × 10-8Ω ·m ； l——导线的长度，m； S——导线的截面积，m2。
2 N 2 N
Po 10 3 GT S 2 UN
I o %S N 5 BT 10 S 2 UN
２．三绕组变压器
三绕组变压器的等效电路如图所示。
图
三绕组变压器的等效电路
b）励磁回路用功率表示
a）励磁回路用导纳表示
续
Pk 12 Pk 31 Pk 23 1.电阻： Pk1 2 Pk 12 Pk 23 Pk 31 Pk 2 2 Pk 23 Pk 31 Pk 12 Pk 3 2
7.58 b1 10 6 S / k m Dm lg req
架空线路的电纳一般在2.85 × 10-6S／km左 右。
4．电导
在高电压线路上，除电阻引起有功功率损 耗外，还有由于沿线路绝缘子表面的泄漏 电流和空气电离产生的电晕损耗，这也是 一种有功功率损耗。通常泄漏损耗很小可 以略去不计．电晕损耗是当线路电压达到 某一值时产生的，这一电压值称为电晕临 界电压Uc，。当线路正常工作电压高于Uc 时，电晕损耗将大大增加而不可忽略
＝0.4014+0.0157=0.4l Ω ／km
续
(2)当三相导线按等边三角形布置时， Dm＝D=6m Dm x1 0.1445 lg 0.0157 r 6 0.1445 lg 0.0157 3 12.6 10 =0.387+0.0157= 0.403 Ω ／km
图3-16 一字型等效电路
π型或T型等效电路： 用于长度为100～300km的架空线路 （110～220kV）和 长度不超过100km 的电缆线路（10kV 以上）。
图3-17 π型或T型等效电路
a）π型 b）T型
习题：
有一条长度为100km，额定电压为110kV的 双回路输电线路，每回路采用 LGJ—185 导线，水平排列，线间距离为4m，试求线 路参数。 外径d=19mm
2 P 1U N 10 3 k 1.58 2 SN 2 P 2U N 10 3 k 1.004 2 SN 2 P 3U N 10 3 k 1.21 2 SN
RT 1 RT 2 RT 3
续
1 U k 1 % (U k 12 % U k 31 % U k 23 %) 11 2 1 U k 2 % (U k 12 % U k 23 % U k 31 %) 7 2 1 U k 3 % (U k 23 % U k 31 % U k 12 %) 0.5 0 2 2 U k 1 %U N 10 X T1 42 .3 SN
2．电抗
(1)单相导线线路电抗：
Dm x1 0.1445 lg 0.0157 r
式中x1——导线单位长度的电抗， Ω／km； r——导线外半径，mm； Dm ——三相导线间的几何平均距离， 简称几何均距，mm。 近似计算时可认为架空线路导线(非分裂导 线)的电抗等于0.4 Ω／km。
第二节 变压器参数及等值电路
一、双绕组变压器
式中： RT -----变压器高低绕组的总电阻， Ω ； △Pk-----变压器额定短路损耗，kW； UN----变压器的额定电压，kV；
PkU 10 RT S
2 N 2 N
3
续
U P %U 10 U k %U 10 XT SN SN
X T1 XT 2 XT3
2 U k 1 %U N 10 SN 2 U k 2 %U N 10 SN 2 U k 3 %U N 10 SN
[例4]
某10kV变电站装有一台SJLl-630／10型 变压器，其铭牌数据如下：SN=630kVA； UN1／UN 2＝10／0.4； △Pk＝8.4kW； △ Po＝1.3kW； Uk％=4； Io％＝2。求 变压器的各项参数。
续
三相导线间的几何均距Dm为:
Dm 3 Dab Dbc Dca
若三相导线在杆塔上布置成等边三角形， Dm＝D; 若布置成水平形，几何均距 Dm＝1.26D。
分裂导线线路电抗
Dm 0.0157 x1 0.1445 lg req n
式中：
req
n
ra
n 1 m
r——每根导线的实际半径，mm； am——一根分裂导线间的几何均距，mm。 n ——每一相分裂导线的根数。
常用的电力网参数及变量的标么值
Z R X 阻抗标幺值：Z * ; R* ; X* ZB ZB ZB U I 电压、电流标幺值：U * ; I* UB IB S P Q 功率标幺值：S* ; P* ; Q* SB SB SB 上述各式中具有*号的下标量为标么值；具 有B字母下标的量为基准值；无下标量为实 际有名值。
分裂导线线路电抗
额定电压 （kV）
220~330 导线分裂根数 2
电抗近似值 （ Ω／km）
0.3~0.37
500
750
3 4 4 6
0.3 0.29 0.29 0.28
[例1]
某三相单回输电线路，采用LGJ-300型导线， 已知导线的相间距离为D=6m， 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。 (2)三相导线按等边三角形布置时，每公 里线路的电抗。