【文章內(nèi)容簡介】 導(dǎo)線內(nèi)產(chǎn)生交變磁場而引起的。 X1=(Dm/r)+ (25) 功損耗的參數(shù) .泄漏電流是電流桿塔處沿絕緣子串的表面流入大地的一種現(xiàn)象 ,當(dāng)架空線路運行電壓小于電暈臨界電壓時 ,全線路不會發(fā)生電暈 . g1=0 ,相與相之間及相與地之間都存在電位差 ,因而導(dǎo)線間以及導(dǎo)線與大地間有電容存在 ,也即存在容性電納 .容納大小與相間距離、導(dǎo)線截面、桿塔結(jié)構(gòu)等因素有關(guān) .如果三相線路參數(shù)相同時 ,當(dāng) f=50Hz時 ,單位長度容納為 ? b1=ωC=2πfC=[(Dm/r) 106(S/km) (213) 波阻抗 分布參數(shù)電路的特性阻抗 Zc和傳播系數(shù) γ常被用以估計超高壓線路的運行特性。由于超高壓線路的電阻往往遠(yuǎn)小于電抗，電導(dǎo)則可略去不計，即可以設(shè)（電阻） rl=0，（電導(dǎo)） zl＝ 0。顯然，采用這些假設(shè)就相當(dāng)于設(shè)線路上沒有有功功率損耗。對于這種“無損耗”線路，特性阻抗和傳播系數(shù)將分別為 ? Zc=＝ √L1/C1。 γ= jω√L1C1。 可見，這時的特性阻抗將是一個純電阻，稱為 波阻抗 ，而傳播系數(shù) 則僅有虛部 β稱相位系數(shù) 如不計架空線路的內(nèi)部磁場有 L1= 2 107ln(Dm/r), C1=1/[ 1010ln(Dm/r)].以此代人波阻抗和相位系數(shù)的表示式，可得 Zc和 β Zc=＝ jω√L1/C1=60ln(Dm/r)= lg(Dm/r)(Ω) β= ω√L1C1=ω/(3 108)ran/m (238) 自然功率 自然功率也稱波阻抗負(fù)荷 .是指負(fù)荷阻抗為波阻抗時 ,該負(fù)荷消耗的功率 .如負(fù)荷端電壓為線路額定電壓 ,則相應(yīng)的自然功率為 ? Sn=Pn=UN2/Zc (239) 由于這時的 Zc為純電阻 ,相應(yīng)自然功率顯然為純有功功率 . 超高壓線路大致接近于無損耗線路 ,在粗略估計它們的運行特性時 ,可參考上列結(jié)論 . 例如 ,長度超過 300km的 500kv線路 ,輸送的功率常約等于自然功率 1000MW,因而線末端電壓往往接近始端 。同樣 ,輸送功率大于自然功率時 ,線路末端電壓將低于始端 。反之 ,小于自然功率時 ,末端電壓將高于始端 . 課后作業(yè) l00km的 110kV架空線路 ， 導(dǎo)線型號為 LGJ185， 導(dǎo)線的計算外徑為 19mm， 三相導(dǎo)線水平排列 ， 相間距離為 . 解 2. 有一條長度為 160km的 220kV架空線路 ,采用雙分裂導(dǎo)線 ,次導(dǎo)線型號為 LGJ185,次導(dǎo)線間距 d＝ 400mm,計算外徑為 19mm,三相導(dǎo)線呈三角形排列 ,DAB=8m,DBC=7m, DCA= . 解 l00km的 110kV架空線路 ,導(dǎo)線型號為 LGJ185,導(dǎo)線的計算外徑為19mm,三相導(dǎo)線水平排列 ,相間距離為 . 2. 有一條長度為 160km的 220kV架空線路 ,采用雙分裂導(dǎo)線 ,次導(dǎo)線型號為LGJ185,次導(dǎo)線間距 d＝ 400mm,計算外徑為 19mm,三相導(dǎo)線呈三角形排列 ,DAB=8m,DBC=7m, DCA= . 第二章 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路 第二節(jié) 變壓器 ﹑ 電抗器的參數(shù)和等值電路 動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)與電網(wǎng)示意圖 變壓器 變壓器是電力系統(tǒng)中非常重要的元件 .由于它的出現(xiàn) ,使得高電壓大容量的電力系統(tǒng)成為可能 ,又使得電力系統(tǒng)成為一個多電壓等級的復(fù)雜系統(tǒng) .變壓器的種類很多 ,電力系統(tǒng)分析中常用到的是 : 。 。 。 雙繞組變壓器的等值電路 在雙繞組變壓器的等值電路中，一般將勵磁支路前移到電源側(cè)；將變壓器二次繞組的電阻和漏抗折算到一次繞組側(cè)并和一次繞組的電阻和漏抗合并，用等值阻抗 RT+jXT來表示 ,如圖 變壓器參數(shù)指其等值電路中的電阻 RT、電抗 XT、電導(dǎo) GT、電納 BT，和變比 RT、電抗 XT、電導(dǎo) GT、電納 BT可以分別根據(jù) 短路損耗 Pk、短路電壓 Vs％、空載損耗 Po、空載電流 I0％計算得到 .而此 4個數(shù)據(jù)可通過短路試驗和空載試驗測得 ,并標(biāo)明在變壓器出廠銘牌 . 雙繞組變壓器等值電路及參數(shù) ,雙繞組變壓器一般用 Γ形或 П形等值電路 ,這里介紹 Γ形等值電路 ,如圖 211. ,即 RT、XT、 GT、 BT,其中反映變壓器勵磁支路的導(dǎo)納支路放在電源側(cè) ,可用導(dǎo)納表示也可用功率表示 . 的空載試驗和短路試驗結(jié)果求出 ,這四個數(shù)據(jù)分別是 :短路損耗 Pk、短路電壓百分?jǐn)?shù) Uk％、空載損耗 P0、空載電流百分?jǐn)?shù) I0％ .這四個數(shù)據(jù)可在本書附錄或產(chǎn)品銘牌上直接查到 (p287p293) 電阻 RT 雙繞組變壓器電阻 RT是指將二次繞組的電阻折算到一次繞組側(cè)并和一次繞組的電阻合并的等效電阻值 ,可根據(jù)短路損耗 Pk計算得到 ,而短路損 Pk可通過變壓器短路試驗測得 .短路試驗的等效電路如圖 ,進(jìn)行短路試驗時 ,將一側(cè)繞組短接 ,在另一側(cè)繞組施加電壓 ,使短路繞組的電流達(dá)到額定值 ,即可測得變壓器的短路總損耗 . 短路試驗電路 由于此時外加電壓較小 ,相應(yīng)的鐵心損耗也小 ,可認(rèn)為短路損耗即等于變壓器通過額定電流時原、副方繞組電阻的總損耗 (銅耗 ),對于單相變壓器 Pk=I2NRT,對于三相變壓器 Pk=3I2NRT，因此 ? RT=(PkU2N)/S2N (241) 式中 :Pk的單位為 kW,SN的單位為 kVA,UN的單位為 kV,RT的單位為 Ω,對于前 3個物理量 ,如果是三相變壓器則為三相的值 ,如果是單相變壓器則為單相的值 . 變壓器的電阻 RT 變壓器的電阻 RT可由其短路試驗得到的短路損耗 Pk求得 ,Pk近似等于額定電流流過變壓器時高低壓繞組中的總損耗 Pcu(銅損 ),即 ? Pcu≈Pk 而銅損與變壓器電阻之間有如下關(guān)系 ? Pcu=3IN2RT=3 (SN/√3UN)2RT=(SN2/UN2)RT=Pk 得到 RT的計算公式 ? RT=(PkUN2)/SN2 (241) 式中 RT歸算至 UN電壓側(cè)的變壓器高低壓繞組總電阻 , ? IN變壓器額定電流， A； ? Pk變壓器短路損耗， kW； ? UN變壓器額定電壓， kV； ? SN變壓器額定容量， MVA。 變壓器的 電抗 XT 變壓器電抗 XT可由作短路試驗時所測得的短路電壓百分?jǐn)?shù) Uk％求得 : ? Uk％ =[(√3INZT)/UN] 100 ? 可得 ZT=[Uk％ )UN2]/(100SN) ? 因此可得到變壓器的電抗 XT為 ? XT=√ZT2RT2 對于小容量變壓器可用上式計算電抗 .對于大容量變壓器 ,由于繞組的電抗比電阻大得多 ,因此可以近似認(rèn)為 ZT≈XT，因此 ? XT≈ZT=[Uk(％ )UN2]/(100SN) (243) ? 式中 XT變壓器一相高低壓繞組總電抗： ? UN變壓器額定電壓， kV； ? SN變壓器額定容量， MVA。 變壓器的 電導(dǎo) GT 變壓器的電導(dǎo)用來反映變壓器的鐵心損耗 ,由變壓器的空載試驗得到的損耗為空載損耗 Po,它是變壓器一次側(cè)加額定電壓 ,二次側(cè)空載時 ,在變壓器上產(chǎn)生的損耗 ,包括鐵心損耗和空載電流流過繞組引起的銅損 ,但后者由于空載電流很小 ,與此對應(yīng)的繞組銅損也很小 ,所以變壓器的鐵心損耗可以近似認(rèn)為等于空載損耗 .因此 ,變壓器電導(dǎo)可由空載損耗得到 ,如式 (244)所示 ? GT=Po/(103UN2) (244) ? 式中 GT變壓器電導(dǎo) ,S； ? Po變壓器空載損耗 ,kW； ? UN變壓器額定電壓 ,kV. 三相變壓器 Po為三相值 ,UN為線電壓 。單相變壓器 Po為單相值 ,UN為相電壓 . 變壓器的 電納 BT 變壓器電納決定于它的勵磁 (無功 )功率 Qo,其值可由變壓器的空載試驗得到的空載電流與變壓器的額定電流比的百分?jǐn)?shù) Io％計算得到 .變壓器空載電流包括有功分量和無功分量 ,其中無功分量與勵磁功率相對應(yīng) ,而變壓器空載時其有功分量很小 ,因此變壓器空載電流近似等于其無功分量 ,如式 (246) BT=(Io%√3IN)/(100UN)= [Io(%)SN]/(100UN2) (246) ? 式中 BT變壓器電納 ,S； ? Io(%)變壓器的空載電流的百分?jǐn)?shù) 。 ? Io變壓器的空載電流 ,(A)。 SN變壓器額定容量 ,(MVA)。 ? UN 變壓器額定電壓 ,kV. 例 1 一臺 SFL20220/110型降壓變壓器向 10 kV網(wǎng)絡(luò)供電 ,銘牌給出的試驗數(shù)據(jù)為 :ΔPs=135 kW,Vs％ =,ΔPo=22 kW,Io%=歸算到高壓側(cè)的變壓器參數(shù) . 解 :由型號知 ,SN=20 000 kVA,高壓側(cè)額定電壓 VN=110 下： 【 例 22】 試計算 SFLl20220/110型雙繞組變壓器歸算到高壓側(cè)的參數(shù)，并畫出它的等值電路 。銘牌數(shù)據(jù)為：變比 110/11kV， SN=20MVA，ΔPo=22kW， ΔPk=135kW， Uk％ =， Io％ =。 ? 解 按照公式 (242)，由短路損 ΔPk=135kW，可求得變壓器電阻 RT為 ? RT=(ΔPkUN2)/103SN2 =135 1102/202=(Ω) (242) ? 按照式 (243)，由 Uk％ = XT為 ? XT≈ZT=[Uk(％ )UN2)/(SN 100) (243) ? =( 1102)/(20 100)= (Ω) ? 按照式 (244)，由 ΔPo=22kW 可求得變壓器電導(dǎo) GT為 ? GT=Po/(1000UN2) (244) ? =22/(1000 1102)= 106 (s) ? 由 Io％ = ΔQ0為 ? ΔQo=(Io%SN)/100 (224) ? =( 20)/100= (Mvar) ? 按照式 ΔQo=UN2BT ,可得到變壓器電抗為 ? BT=ΔQo/UN2) (246) ? = 106 (s) ? 畫出它的等值電路 三繞組變壓器的繞組排列 各繞組等效電抗相對大小與 3個繞組在鐵心上排列方式有關(guān) .三繞組變壓器按其 3個繞組排列方式不同分為升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種 .無論哪種結(jié)構(gòu) ,因絕緣要求高壓繞組總是排在外層 ,中壓和低壓繞組均有可能排在中層 .排在中層的繞組等值電抗小 ,具有不大負(fù)值 . 低壓繞組位于中層 ,如圖 (a),低壓繞組與高、中壓繞組均電磁耦合緊密 ,有利于功率從低壓側(cè)向高、中壓側(cè)傳送 ,常用于升壓變壓器中 . 中壓繞組位于中層時 ,如圖 (b),中壓繞組與高壓繞組電磁耦合緊密 ,有利于功率從高壓側(cè)向中壓側(cè)傳送 ,也有利于限制低壓側(cè)的短路電流 ,常用于降壓變壓器中 . 三繞組變壓器等值電路及參數(shù) 三繞組變壓器等值電路 ? (a)導(dǎo)納表示的變壓器等值電路； (b)功率表示的變壓器等值電路 三繞組變壓器的等值電路如圖 ,圖中變壓器勵磁支路可以用導(dǎo)納表示 ,也可以用與導(dǎo)