第二章 电力系统各元件的特性和数学模型

《第二章 电力系统各元件的特性和数学模型》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第二章电力系统元件模型和参数计算主要讲述电力系统各元件等值电路及参数以及电力系统稳态等值电路模型.符号说明：1.功率所有功率都是三相总功率，电压均指线电压，电流为线电流取~∗S=U"I=P+jQ=UI∠ϕ−ϕui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2.阻抗和导纳无论容性、感性，阻抗都表示为R+jX导纳都表示为G+jB具体是容性还是感性，取决于X和B本身取值的正负XB感性取正值取负值容性取负值

2、取正值2.1系统等值模型的基本概念¾电力系统元件:构成电力系统的各组成部件，包括各种一次设备元件、二次设备元件及各种控制元件等。¾电力系统分析和计算一般只需计及主要元件或对所分析问题起较大作用的元件参数及其数学模型。¾对电力系统稳态及暂态分析计算有关的元件，包括输电线路、电力变压器、同步发电机及负荷。¾元件参数:表述元件电气特征的参量，元件特征不同，其表述特征的参数亦不同，如线路参数为电阻、电抗、电纳、电导，变压器除上述参数外还有变比，发电机有时间常数等。¾根据元件的运行状态，又可分为静态参数和动态参数，定参数和变

3、参数等。总之，元件特征不同，运行状态不同，其参数亦是多种多样的，因此，表示同一元件的模型也会不同。¾数学模型：元件或系统物理模型(物理特性)的数学描述，根据元件特征、运行状态及求解问题不同，数学模型可分为：–描述静态(或稳态)问题的代数方程&描述动态(或暂态)问题的微分方程–描述线性系统的线性方程和非线性系统的非线性方程–定常系数方程和时变系数方程–描述非确定性过程的模糊数学方程及利用人工智能和神经元技术的网络方程等。¾元件的数学模型描述了元件的特性，而由各种元件构成的系统的数学模型则是各元件数学模型的有机组合和相

4、互作用。¾电力系统分析和计算的一般过程：观察和分析电气元件的物理现象和特性元件建模：抽象出等值电路(发电机/变压器/线路/负荷)系统建模：系统等值电路，网络方程各种数学方法进行求解，并对结果进行分析2.2电力线路的数学模型问题∑物理线路基本结构如何？∑有几个参数可以反映输电线的电磁现象？∑各个参数受哪些因素影响？∑如何用等值电路表示输电线路？一、电力线路结构简述电力线路按结构可分为：普通导线架空线路扩径导线、分裂导线等电缆线路I、架空线路¾1.构成：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等将雷电流引入大地以保护电力线路免

5、受雷击。杆塔传避雷线输支电持能导线导线（四分裂）和避雷线绝缘子串使导线和杆塔间保持绝缘典型架空输电线路的照片（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：LJTJLGJ（（22）杆塔）杆塔¾木塔：较少采用¾铁塔：主要用于220kV及以上系统¾钢筋混凝土杆：应用广泛杆塔同杆双回塔10kV同杆双回塔（3）绝缘子绝缘子种类（材料）钢化玻璃绝缘子瓷绝缘子合成绝缘子绝缘子形式悬式绝缘子针式绝缘子：主要用于35kV及以上系统，10kV及以下线路根据电压等级的高低组成数目不同的绝缘子链瓷横担绝缘子（棒

6、式绝缘子）起到绝缘和横担的作用，应用于10～35kV农网。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1万伏左右的电压。（4）金具支持、接续、保护导线和避雷线，连接和保护绝缘子。金具并沟线夹（接续金具）悬垂线夹种类耐张线夹联结金具（Z型挂板）金具种类（保护）防振锤间隔棒¾2.导线的构造和型号¾单股线---单根实心金属线（铜T或者铝L）少用¾多股绞线(同材料)---多根单股线纽绞，标号：TJ-铜绞，LJ-铝绞，GJ-钢绞¾多股绞线(两种材料)---主要是钢芯铝绞，好的导电性能和高的机械强度，

7、普遍采用，标号：LGJ(普通型)、LGJQ(轻型)、LGJJ(加强型)型号：标号+数字(主要载流截面积/钢芯截面积mm2)例如：LGJ-150表示额定截面积150mm2的铝线；LGJ-400/50表示载流额定截面积为400mm2、钢线额定截面积为50mm2的普通钢芯铝线。¾3.为改善架空线路的性能而采取的措施目的：减少电晕损耗或线路电抗。°扩径导线人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。与一般导线不同之处在于支撑层仅有6股，起支撑作用。°分裂导线每相用几根型号相同的导线并联而构成复导线，各个导线的轴心对称地布置在

8、半径为R的圆周上(R远小于相间距离)，导线之间用支架支撑。扩径导线分裂导线rRDDabbcDca采用四分裂导线的三相水平排列线路示意图三相导线排列方式：三角排列水平排列双分裂导线四分裂导线¾4.关于架空线路的换位问题l¾换位的目的：减少三相参数的不平衡¾整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。¾按规定，在中性点