电压、功率及电能损耗的计算

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1、电气工程与自动化学院SchoolofElectricalEngineering&Automation电气工程技术基础主讲人：孙醒涛第六章电压、功率及电能损耗的计算主要内容输电线路的参数计算与等值电路变压器的参数计算与等值电路电压与功率的分布计算电能损耗的计算及降损措施输电线路实际图多采用铝合金导线（为什么？）10KV以上多采用钢芯铝绞线（为什么？集肤效应）6.1输电线路参数和数学模型问题的提出1、有几个参数可以反映单位长度输电线的电磁现象?2、各个参数受哪些因素影响?3、如何表示输电线路?一、概述1.电力线路种类（1）架空线：导线、避雷线、杆塔、绝

2、缘子、换位（2）电缆2.电力线路的参数电阻、电抗、电导、电纳，分别用r（欧/公里）、x（欧/公里）、g（西门子/公里）、b（西门子/公里）表示3.各个参数的意义（1）电阻r：反映线路的热效应（有功的损耗）（2）电抗x：反映线路的磁场效应（3）电纳（电容）b：反映线路的电场效应（4）电导g：反映电晕损耗和泄露电流产生的有功损耗二、等值电路（300km以上）三、参数的计算（1）电阻r0=ρ/s（欧姆/公里）其中ρ：计算用电阻率，欧﹡毫米2/公里，例如:铜18.8，铝31.5(20℃)s：导线的额定截面积，毫米2另外在实际应用中，r随温度的变化而变化，可

3、以用下面的公式进行修正rt=r20[1+a(t-20)]rt、r20：t℃、20℃时的电阻（欧姆/公里）a：电阻的温度系数。例如，铝0.0036，铜0.00382（2）电抗交流输电线为单根导线的电感Djp：三相导线间的几何均距：r：导线半径：导体的相对磁导率交流输电线为分裂导线的电感采用分裂导线可以增大导线等值半径rD，从而减小xDjp：互几何间距rD:分裂导线等值半径r：分裂导线单根半径，dmn：分裂导线于其余导体之间的距离（3）电纳交流输电线为单根导线的电纳交流输电线为分裂导线的电纳Djp和rD的意义和计算电抗值相同思考：电缆和架空线路哪个的电

4、纳大?（4）电导在实际中由于泄露损耗很小而且在设计线路时也已检验了能否满足晴朗天气不发生电晕的要求，一般情况下都可以设g0=0b电缆＞b架空线注意输电线路的电气参数沿线路是均匀分布的，严格的说输电线路的等值线路也应该是均匀的分布参数等值电路；但这样计算很复杂，故仅在计算距离大于300km的超高压输电线路才用分布参数表示输电线路，其它的用集中参数。三项对称运行时，用一相等值电路代表三相。1.短输电线路：电导和电纳忽略不计长度<=100km电压60kV以下短的电缆线线路阻抗输电线路的等值电路图2短线路的等值电路2.中等长度的输电线路110kV～220k

5、V架空线：100km～300km电缆：<100km线路电纳忽略不计参数：可作出π型等值电路和T型等值电路输电线路的等值电路图2中等长度线路的等值电路(a)π形等值电路；(b)T形等值电路例题6-1和例题6-26.2变压器等值电路和参数变压器等值电路双绕组变压器三绕组变压器一、双绕组变压器一、等值电路1.〝Τ〞型等值电路2.〝一〞型等值电路（忽略励磁导纳）3.〝Γ〞型等值电路在电力系统中一般采用Γ型等值电路二、各参数的获取1.实验数据获得短路实验可以获得：开路实验可以获得：短路损耗（铜损)特点：外加电压很小，励磁损耗很小空载损耗（铁损)特点：空载电流

6、很小，绕组中电阻损耗很小短路试验：将其中一侧绕组短接，在另一侧绕组施加电压，使短路侧绕组通过的电流达到额定值;变压器短路电压百分值：指变压器做短路试验通过额定电流时，在变压器上的电压降与变压器额定电压之比的百分值；空载试验：将其中一侧绕组开路，在另一侧绕组施加额定电压；空载电流百分值：指空载电流与额定电流之比乘以100的值。2.参数的计算求RT求XTXT由短路试验得到的US%决定求GT：GT由开路试验的△P0决定求BT：BT由开路试验的I0%决定变比KT：定义为变压器两侧绕组的空载线电压之比Yy及Dd接法的变压器，即变比与一、二次绕组的匝数比相等；

7、Yd接法的变压器如何根据变压器铭牌给的参数，计算变压器的电阻，电抗，电导，电纳。见书例6－3。注意点：1.各量单位：2.UN为哪侧的，则算出的参数、等值电路为折合到该侧的。3.三相变压器的原副边电压比不一定等于匝数比4.三相变压器不论其接法如何，求出的参数都是等值成Y/Y接法中的一相参数5.励磁支路放在功率输入侧(电源侧、一次侧)二、三绕组变压器二、三绕组变压器等值电路参数的获得开路试验：一侧加UN，另两侧开路，得到：GT、BT－求法与双绕组相同短路试验：一侧加低电压，使电流达额定，另两侧中，一侧短路、一侧开路。得到：求R1、R2、R3对于三绕组变

8、压器容量与绕组容量不一定相等，若变压器容量为100(%)，绕组额定容量比有100/100/100、100/100/50、1