【正文】 第 6章 電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)態(tài)分析 輸電線路的參數(shù)計(jì)算與等值電路 變壓器的參數(shù)計(jì)算與等值電路 電力網(wǎng)絡(luò)元件的電壓和功率分布計(jì)算 電力網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功功率和電壓調(diào)整 潮流計(jì)算 直流輸電簡(jiǎn)介 輸電線路的參數(shù)計(jì)算與等值電路 一、電阻 R 二、電抗 X 四、電納 B 五、架空輸電線路的等值電路 三、電導(dǎo) G ?電阻：反映線路通過(guò)電流時(shí)產(chǎn)生的有功功率損耗； ?電抗（電感）：反映載流導(dǎo)體周?chē)a(chǎn)生的磁場(chǎng)效應(yīng)； ?電導(dǎo)：反映線路帶電時(shí)絕緣介質(zhì)中的泄漏電流及導(dǎo)線附近空氣游離的電暈現(xiàn)象而產(chǎn)生的有功功率損耗； ?電納（電容）：反映載流導(dǎo)線周?chē)a(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)。 一、電阻 )(0 kmSr ?? ?)]20(1[20 ??? trr t ?單位長(zhǎng)度直流電阻的計(jì)算公式 實(shí)際交流導(dǎo)線電阻比直流電阻略大的原因：交流效應(yīng)、實(shí)際長(zhǎng)度、截面積。 考慮溫度之后的電阻計(jì)算公式 集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng) 電阻的溫度系數(shù) 單位電阻率 二、電抗 三相對(duì)稱(chēng)排列或雖不對(duì)稱(chēng)排列但經(jīng)完全換位后，每相導(dǎo)線的單位長(zhǎng)度的電抗為 )( kmrDLxeqeq ???? ??三相導(dǎo)線間的幾何均距 3 cabcab DDD計(jì)算半徑 導(dǎo)體的相對(duì)磁導(dǎo)率 （對(duì)于鋁絞線等金屬為 1） 單相導(dǎo)線的電抗值一般都在 /千米左右。 對(duì)于超高壓輸電線路，為減少線路電抗、降低導(dǎo)線表面電場(chǎng)強(qiáng)度以達(dá)到減少電暈損耗和抑制電暈干擾的目的，往往采用分裂導(dǎo)線。 )( kmnrDxDeq ??? ?分裂導(dǎo)線的等值半徑 n nD n r Ar 1??三相導(dǎo)體排列不對(duì)稱(chēng)時(shí)，要進(jìn)行換位，以使三相電抗參數(shù) 對(duì)稱(chēng)。 架空輸電線路的電導(dǎo)是用來(lái)反映泄漏電流和空氣游離所引起的有功功率損耗的參數(shù) 。 一般線路絕緣良好 ， 泄漏電流很小 ， 可忽略不計(jì) ， 所以主要只考慮電暈現(xiàn)象引起的功率損耗 。 所謂 電暈 ， 就是架空線路在帶有高電壓的情況下 ，當(dāng) 導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí) ， 導(dǎo)體附近的空氣游離而產(chǎn)生的局部放電現(xiàn)象 。 這種放電現(xiàn)象與導(dǎo)線表面的光滑程度 、 導(dǎo)線周?chē)目諝饷芏燃皻庀鬆顩r都有關(guān) 。 電暈不但要消耗電能和產(chǎn)生臭氧 ， 而且所產(chǎn)生的脈沖電磁波對(duì)無(wú)線電和高頻通信產(chǎn)生干擾 。 因此 ， 應(yīng)盡量避免 。 三、電導(dǎo) 電暈的產(chǎn)生主要取決于線路電壓，線路開(kāi)始出現(xiàn)電暈時(shí)的電壓稱(chēng)為臨界電壓，計(jì)算公式為： 當(dāng)運(yùn)行電壓超過(guò)臨界電壓而產(chǎn)生電暈現(xiàn)象時(shí)，與電暈相對(duì)應(yīng)的每相等值電導(dǎo)為 rDrmmU eqcr lg84 21 ??)(10 320 kmSU Pg g ????導(dǎo)線表明的光滑系數(shù) 氣象狀況系數(shù) 計(jì)算半徑 空氣相對(duì)密度 三相導(dǎo)線間的幾何均距 注意：當(dāng)架空線路的導(dǎo)線水平排列時(shí)，各相導(dǎo)線的電暈臨界電壓不完全相同。 其相應(yīng)的電納 ： kmSrDfCCb eq / 10lg 6000????? ??式中 ， r —線計(jì)算半徑 (m)； Djp—三相導(dǎo)線的幾何均距 (m)。 kmFrDC eq / 10lg 60??? 線路的電納是由 導(dǎo)線與導(dǎo)線之間 ， 導(dǎo)線與大地之間的電容所決定的 。 電容的大小與相間距離 、 導(dǎo)線截面 、 桿塔結(jié)構(gòu)尺寸等因素有關(guān) 。 三相輸電線對(duì)稱(chēng)排列 ， 或雖不對(duì)稱(chēng)但經(jīng)完全換位后 ， 每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容為 ： 四、電納 與線路電抗的計(jì)算相似 ， 架空線路的電納值對(duì)不同的導(dǎo)線半徑和幾何均距的變化也不敏感 ， 單位長(zhǎng)度的一相等值電納值一般在 106S/km左右 。 線路的電納值也可根據(jù)導(dǎo)線型號(hào)及線間幾何均距由附錄 II附表 II2查得 。 采用分裂導(dǎo)線時(shí)的一相等值電納的計(jì)算 ， 只需將導(dǎo)線的半徑 r用分裂導(dǎo)線的等值半徑 rD代替 ， 即： kmSrDbDeq/ 10lg 60??? 顯然 ， 分裂導(dǎo)線的采用 ， 將增大線路的電納值 。 當(dāng)每相分裂根數(shù)分別為 4根時(shí) ， 每公里電納值約分別為 106, 106和 106S。 輸電線路的參數(shù)實(shí)際上是沿線路均勻分布的 ，可用鏈形電路表示 。 圖中 ， r0、 x0、 g0、 b0為窮小段線路的阻抗和導(dǎo)納 。 00 jbg ? 00 jxr ? 00 jxr ? 0jbg ?五、輸電線的正序等值電路 ?分布參數(shù)：等值電路計(jì)算很不方便；當(dāng)架空線路長(zhǎng)度在 300km以下時(shí) ， 可用集中參數(shù)表示的等值電路來(lái)近似代替分布參數(shù)等值電路 。 (a)π型 (b)T型 集中參數(shù)表示的等值電路 2/)( jXR ? 2/)( jXR ?jBjXR ? 2/jB 2/jBR + j X短距離線路的簡(jiǎn)化等值電路 ? 當(dāng)架空線路長(zhǎng)度不超過(guò) 100km， 電壓等級(jí)在 35kV及以下時(shí) ， 由于電壓低 、 線路短 ， 線路電納亦可不計(jì) ， 等值電路可進(jìn)一步簡(jiǎn)化 。 ? 當(dāng)架空線路長(zhǎng)度超過(guò) 300km時(shí) ， 可將線路分段 ，使每段線路長(zhǎng)度不超過(guò) 300km， 從而可用若干個(gè) π型等值電路來(lái)表示輸電線路 。 例 61 ：有一條長(zhǎng) 100km，額定電壓為 110kV的輸電線路，采用 LGJ185型鋼芯鋁絞線，導(dǎo)線水平排列，線間距離為 4m，導(dǎo)線表面系數(shù) m1=，氣象狀況系數(shù) m2=1，空氣相對(duì)密度 δ=1。求線路參數(shù)。 )/( kmSr ???? ? mmmmr 21 ???查表得 LGJ185型導(dǎo)線的計(jì)算直徑為 ，則 )/( kmrDx eq ???????)/(lg 6660 kmSrDb eq??? ???????解： 電暈臨界電壓： kVkVrDrmmU eqcr110185 lg84 21?????????? ?所以 g0＝ 0 R＝ r0l＝ 100＝ 17Ω X＝ x0l＝ 100＝ B＝ b0l＝ 106 100＝ 104S 變壓器的參數(shù)計(jì)算與等值電路 一、雙繞組變壓器 二、三繞組變壓器 三、自耦變壓器 四、分裂繞組變壓器 ?在電力系統(tǒng)中 ， 變壓器等值電路都用星形接法表示 ， 且由于三相對(duì)稱(chēng)而只用一相表示 。 在電機(jī)學(xué)中 ， 雙繞組變壓器通常用 T型等值電路 。 當(dāng)原副方參數(shù)用同一電壓級(jí)的值表示時(shí) ， 代表變壓器兩側(cè)繞組空載線電壓之比的變壓器變比可以不出現(xiàn) 。 ?為了減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù) ， 將激磁支路移至 T型等值電路的電源側(cè) 。 這種電路稱(chēng)為 Γ型等值電路 。 ?當(dāng)變壓器實(shí)際運(yùn)行電壓與變壓器額定電壓接近時(shí) ， 變壓器等值電路中的 激磁支路也可用其對(duì)應(yīng)的功率損耗表示 。 一、雙繞組變壓器 11 TT jXR ? 22 TT XjR ???mm jXR ?TT jXR ?TT jBG ? TT jXR ? 00 QjP ???這種等值電路在電力系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛 (a)T型電路 (b)Γ型電路 (c)激磁支路用功率表示的電路 ?變壓器的常用參數(shù)：電阻 RT、電抗 XT、電導(dǎo) GT、電納 BT、變比 KT ?制造廠家給出變壓器電氣特性的四個(gè)參數(shù)：短路損耗、短路電壓百分值、空載損耗和空載電流百分值。 短路試驗(yàn) 空載試驗(yàn) 變壓器作短路試驗(yàn)時(shí) ， 由于外加電壓較小 ， 相應(yīng)激磁支路的損耗 (鐵損 )很小 。 可以認(rèn)為這時(shí)的 短路損耗 即等于變壓器通過(guò)額定電流時(shí)原 、 副方繞組電阻中的總損耗 (銅損 )， 即 kWRUSRIP TNNTNk 1010332232 ?? ?????式中 ， IN—變壓器的額定電流 (A)； UN—變壓器與 IN對(duì)應(yīng)側(cè)繞組的額定電壓 (kV)； SN—變壓器的額定容量 (kVA)； RT—變壓器與 UN對(duì)應(yīng)側(cè)的每相電阻 (Ω)。 變壓器的電阻 1．電阻 RT ???? 10 322NNkT SUPR3101003(%) ????NTNk UZIU 對(duì)于大型電力變壓器 ， 其繞組電阻值遠(yuǎn)小于繞組電抗值 ， 故可近似認(rèn)為 XT≈ZT， 所以： 變壓器 短路電壓百分值 就是指變壓器作短路試驗(yàn)通過(guò)額定電流時(shí) ， 在變壓器阻抗上的電壓降與變壓器額定電壓之比乘以 100值 ， 習(xí)慣上用符號(hào) Uk(%)表示 ， 即 ： 2．電抗 XT ??????? 10100(%)103100(%) 323NNkNNkT SUUIUUX3．電導(dǎo) GT 變壓器的電導(dǎo)用以表示鐵心的有功損耗 。 由于空載電流比額定電流小得多 ， 這樣 ，