C4 电力系统元件模型和参数计算.ppt

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1、第2章电网各元件的等值电路电力线路结构简述电力系统元件: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。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。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。系统等值模型的基本概念元件参数: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。根据元件的运行状态，又可分为静态参数和动态参数，定

2、参数和变参数等。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。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)问题的代数方程和描述动态(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。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互作用。电

3、力系统分析和计算的一般过程首先将待求物理系统进行分析简化，抽象出等效电路(物理模型)；然后确定其数学模型，也就是说把待求物理问题变成数学问题；最后用各种数学方法进行求解，并对结果进行分析。2.2.1输电线路1.架空线导线（铝、钢、铜）避雷线（钢）杆塔绝缘子金具一电力线路结构简述2.1架空输电线路的参数电性能，机械强度，抗腐蚀能力；主要材料：铝，铜，钢；例：LJTJLGJ（1）导线和避雷线木塔：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）杆塔针式：10kV及以下线路（3）绝缘子针式绝缘子主要用于35kV

4、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。35kV——大于3片60kV——大于5片110kV——大于7片220kV——大于13片330kV——大于19片500kV——大于25片悬式绝缘子悬式绝缘子起到绝缘和横担的作用，应用于10～35kV农网。棒式绝缘子棒式绝缘子导体绝缘层包护层包护层：内护层和外护层外护层：内衬层、铠装层、外被层2.电缆线路10kV以下电缆：扇形导线，三根芯线组成电缆后在外包内护层。20、35kV电缆：每根圆形芯线绝缘后分别包内护层屏蔽电场，最后组成电缆。110kV以上电缆：采用充油电缆，有单芯和

5、三芯之分，导体中空，内部充油。1.铝线、钢芯铝线和铜线线路的电阻与电路中的电阻公式相同，每相导线单位长度的电阻可按下式计算：式中：r1——导线单位长度的电阻（Ω/km）ρ——导线材料的电阻率（Ωmm2/km）对于铝：ρ=31.5（Ωmm2/km）对于铜：ρ=18.8（Ωmm2/km）s——导线的额定截面积（mm2）钢芯铝线的截面积值是截流部分的截面，因此计算公式同铝线。二架空输电线路的参数一般导线在20o时的电阻可以从有关表中查到，线路实际电阻可用如下公式计算：α——电阻的温度系数；对于铝，α=0.0036对于铜，α=0.0

6、0382（2）三相线路的电感和电抗三相导线排列对称(正三角形)，则三相电抗相等。三相导线排列不对称，则进行整换位循环后三相电抗相等。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。中性点直接接地系统中，长度超过100km的架空线都要换位。2.铝线、钢芯铝线和铜线路的电抗（1）单相线路的电感单导线每相单位长度电感和电抗：式中：Deq为三相导线间的互几何均距，Ds为导线的自几何均距实际多股绞线的自几何均距：非铁磁材料的单股线：Ds=0.779r非铁磁材料的多股线：Ds=（0.724～0.7

7、71)r钢芯铝线：Ds=（0.77～0.9)rr为导线的计算半径（3）具有分裂导线的输电线路的等值电感和电抗相间距离为重心距离四分裂导线分裂导线单相等值电感和电抗：Dsb为分裂导线的自几何均距，随分裂根数不同而变化。2分裂导线：3分裂导线：4分裂导线：通常，d>>Ds，因此，分裂导线自几何均距Dsb比单导线自几何均距Ds大，分裂导线的等值电感小。3.钢导线三相架空线路的阻抗钢与铝、铜的区别在于：钢导磁。难以通过解析法求解，只能实际测量或查找产品目录。关于线路阻抗的说明（1）同杆线路的阻抗三相电路对称时，同杆线路间的相互影响可忽

8、略。（2）不换位线路的阻抗三相电路对称时，不换位的互感影响可忽略。（3）电缆线路的阻抗难以通过解析法求解，只能通过查找产品目录获得。4.输电线路的电导用来反映泄漏电流和空气游离所引起的有功功率损耗。正常情况下，泄漏电流很小，可以忽略，主要考虑电晕现象引起的功率损耗。电晕：局部