电力系统各元件的等值电路和参数计算(I)

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1、第2章电力系统各元件的特性及数学模型两个主要问题：（1）电力生产中的生产、变换、输送、消费电能的四大部分——发电机组、变压器、电力线路、负荷特性及数学模型；（2）由变压器和电力线路构成的电力网络数学模型。取滞后功率因数为正，感性无功负荷运行时，所吸取的无功功率超前功率因数为负，容性无功滞后功率因数为正，感性无功发电机运行时，所发出的无功功率超前功率因数为负，容性无功复功率的符号说明：2.1发电机组的运行特性和数学模型1、隐极式发电机图2－2隐极式发电机相量图2.1发电机组的运行特性和数学模型相量图分析：隐极机：，在不计发电机定子绕组电阻的简化条件下，其稳态运行如相

2、量图2－2所示。由发电机运行六个回路（三个定子绕组、一个励磁绕组以及直轴和交轴阻尼绕组）方程，经派克变换得来下式(经稳态特殊值简化)并进行推导。2.1发电机组的运行特性和数学模型直轴分量为零发电机注入无穷大系统功率为：2.1发电机组的运行特性和数学模型隐极式发电机功角特性方程：2.1发电机组的运行特性和数学模型图2－3隐极式发电机功角特性曲线图2.1发电机组的运行特性和数学模型2、凸极式发电机利用虚拟电势确定q、d轴正方向。图2－4凸极式发电机相量2.1发电机组的运行特性和数学模型2.1发电机组的运行特性和数学模型凸极式发电机功角特性方程：直轴分量：2.1发电机组的

3、运行特性和数学模型二、隐极式发电机组的运行限额及数学模型a、相量图b、运行极限图2.1发电机组的运行特性和数学模型决定隐极式发电机组运行极限的因素：定子绕组温升约束。取决于发电机的视在功率。以O点为圆心，以OB为半径的圆弧S。励磁绕组温升约束。取决于发电机的空载电势。以O’点为圆心，以O’B为半径的圆弧F。原动机功率约束。即发电机的额定功率。直线BC。其他约束。当发电机以超前功率因数运行的场合。综合为圆弧T。2.1发电机组的运行特性和数学模型结论（1）隐极式发电机组的运行限额在极限图中以及所围面积的边界，当发电机发出P、Q在该区域内时，机组安全运行。（2）当运行于时

4、发电机可发视在功率最大。（3）当时，允许Q略大于，但总的。2.1发电机组的运行特性和数学模型2、发电机组的数学模型两种表示形式：（1）以发出的P、Q大小表示；（2）以发出的有P及端电压U的模值表示，此时需满足。2.2.1电力线路结构简述1.架空线导线避雷线杆塔绝缘子金具2.2输电线路的等值电路和参数计算图2-6架空线（1）导线和避雷线：电性能，机械强度，抗腐蚀能力；主要材料：铝，铜，钢；例：LJTJLGJ2.2输电线路的等值电路和参数计算图2-7导线结构2.2输电线路的等值电路和参数计算旧标准：LGJ－400表示载流部分额定截面积400;新标准：LGJ400/50表

5、示载流部分铝线实际截面399.73,额定截面积400;钢线实际截面51.82,额定截面积50。大致相当于旧标准LGJQ-400（2）杆塔木塔：较少采用铁塔：主要用于220kV及以上系统钢筋混凝土杆：应用广泛2.2输电线路的等值电路和参数计算（3）绝缘子针式：10kV及以下线路2.2输电线路的等值电路和参数计算图2-8针式绝缘子针式绝缘子悬式绝缘子主要用于35kV及以上系统，根据电压等级的高低组成数目不同的绝缘子链。2.2输电线路的等值电路和参数计算图2-9悬式绝缘子悬式绝缘子棒式绝缘子起到绝缘和横担的作用，应用于10～35kV农网。2.2输电线路的等值电路和参数计算

6、图2-10棒式绝缘子棒式绝缘子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≥3片；60kV≥5片；110kV≥7片；220kV≥13片；330kV≥19片.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。2.电缆线路(详细内容自学)导体绝缘层保护层2.2输电线路的等值电路和参数计算电缆线路电缆有三部分组成：导体、绝缘层、包护层导体：L或T；单股或多股；单相或三相；圆形或扇形等。绝缘材料：橡胶、沥青、聚氯乙烯、棉麻、绸、纸等。目前大多用浸渍纸。主要是相间绝缘、相与地绝缘。内护层：铅、铝

7、，聚乙烯等，保护绝缘等包护层外护层：防止锈蚀2.2.2电力线路的阻抗电力线路的参数架空输电线路参数有以下四个（1）电阻r0：反映线路通过电流时产生的有功功率损耗效应。（2）电抗x0：反映载流导体的磁场效应。图2-11单位长线路的一相等值电路2.2.2电力线路的阻抗图2-11单位长线路的一相等值电路（3）电导g0：线路带电时绝缘介质中产生的泄漏电流及导体附近空气游离而产生有功功率损耗。（4）电容C0：带电导体周围的电场效应。输电线路的以上四个参数沿线路均匀分布。2.2.2输电线路的等值电路1.电阻有色金属导线单位长度的直流电阻：(1)计算法：考虑如下三个因素：1）