电力系统基础课件.ppt

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1、电力系统动态模拟的基本原理与方法电力系统基础李欣然2010年3月第二章电力网络元件的等值电路和参数计算概述：(1)任务：电网静态模型中，电力线路和变压器的等值描述问题——等值电路、参数计算;电力系统等值网络的制订。(2)意义：电力系统仿真计算的建模基础。(3)特点：三相元件与系统——单相等值电路和单相参数(4)分析方法：元件运行时物理特性（现象）→抽象→等值电路→参数计算方法→系统等值网络。第二章电力网络元件的等值电路和参数计算电力线路概述(1)线路的类型：架空线路第二章电力网络元件的等值电路和参数计算电力线路概述(2)几个基本概念（架空线路）：导线布置方式：支撑式（1

2、0kV及以下）；悬挂式（35kV及以上）导线排列方式：三角形；水平；竖直；双回六角形、双回伞形导线结构：单股线（铜、铝）；绞线（铜、铝）；钢芯铝绞线第二章电力网络元件的等值电路和参数计算2.1电力线路的参数2.1.1单位长度电力线路的参数和等值电路(1)物理现象及其参数电力线路充电并带负载运行（电流i(t)，电压u(t)）第二章电力网络元件的等值电路和参数计算2.1电力线路的参数2.1.2单位长度架空线路的参数计算(1)电阻r1：r1=ρ/S（Ω/km）注意：①ρ：Ω.mm2/km；S：mm2②ρ的取值大于直流标准电阻率——趋肤效应；绞线影响③r1与环境温度有关——修正：

3、r1＝r20[1+α(t-20)]r20:200C电阻值;α:与材料有关的温度修正系数④对于分裂导线：r1’＝r1/nn:分裂导体数⑤导线截面越大，电阻越大；分裂导线根数愈多，电阻愈小第二章电力网络元件的等值电路和参数计算2.1电力线路的参数2.1.2单位长度架空线路的参数计算(2)电抗x1：①机理：i(t)→磁场→电感(本相自电感+相间互电感)l——x=ωl＝2πfl(ω=ωN=2πfN=314)②计算：x1=0.1445lg(Dm/r)+0.0157ur(Ω/km)Dm——三相导线的几何均距，与导线排列形式有关；r——导线半径；系数与导线材料及结构有关→x1=0.14

4、45lg(Dm/r’)(Ω/km)r’——导线几何平均半径；对铝、铜材料ur＝1→r’＝0.779r；一般r’＝(0.77~0.9)r③注意：a)影响因素：Dm↑→x1↑；r↑→x1↓；影响均不显著分裂导线的分裂数↑→x1↓近似计算(如短路计算)一般取平均值：x1＝0.4Ω/kmb)分裂导线：x1=0.1445lg(Dm/req)+0.0157/nreq：分裂导线等值半径；n：分裂导体数第二章电力网络元件的等值电路和参数计算2.1电力线路的参数2.1.2单位长度架空线路的参数计算(3)电导g1：①泄漏电流：良好绝缘，泄漏电流忽略——通常忽略对应的电导②空气游离:与线路运行

5、电压VL有关：VL↑→导线周围电场↑→游离发生程度↑→一旦游离发生→“电晕”③电晕临界电压：发生电晕的最低电压称，Vcr。由经验公式确定：电晕临界线电压：Vcr=84m1m2δrlg(Dm/r)(kV)电晕条件：VL≥Vcr——Vcr越高→越不易发生电晕④电晕影响因素：运行电压——VL↑(Vcr越小)→越容易发生电晕电压等级——同样条件下，电压等级越高，越容易发生电晕。m1——导线表面光滑程度系数；单股光滑：m1＝1m2——气象系数；晴朗天气：m2＝1δ＝3.92b/(273+t)——空气相对密度:大气压力越低、空气温度越高，δ越小Dm——导线相间几何均距；Dm越大，Vc

6、r越高（效果不太显著）r——导线半径；导线截面越大，Vcr越高，越不易发生电晕→最有效措施：增大半径——分裂导线、扩径导线——提高Vcr第二章电力网络元件的等值电路和参数计算2.1电力线路的参数2.1.2单位长度架空线路的参数计算(3)电导g1：⑤电导计算：g1＝ΔP/VL2(S/km)ΔP——每公里的三相电晕损耗(试验确定)：MW/kmVL——线路运行线电压：kV⑥应用注意：a)Vcr与三相导线排列方式有关——Vcr计算式对应正三角形排列：各相相等，为Vcr;水平排列：Vcr（中）＝0.96Vcr；Vcr（边）＝1.06Vcrb)220kV及以上线路，设计(选择)导线截

7、面时，通常应保证正常气象条件下不发生电晕；必要时采用扩径导线、分裂导线综合①、⑥b)，实际应用中：g1≈0第二章电力网络元件的等值电路和参数计算2.1电力线路的参数2.1.2单位长度架空线路的参数计算(4)电纳b1：①机理：线路带电运行→电场→电荷(量)→电容C→电纳b=ωc②计算：b1＝7.58/lg(Dm/r)×10-6(S/km)Dm——导线相间几何均距r——导线半径，分裂导线为req③影响因素：Dm↑→b1↓；r↑→b1↑；影响均不显著分裂导线的分裂数↑→b1↑一般取值范围：b1＝(2.8~3.15)×10-6(S/k