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1、第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3 电力系统元件参数及等值电路电力系统元件参数及等值电路主要内容主要内容l输电线路的电气参数及等值电路输电线路的电气参数及等值电路l变压器参数及等值电路变压器参数及等值电路l发电机和负荷的参数及等值电路发电机和负荷的参数及等值电路l标幺制及其应用标幺制及其应用l电力系统等值电路电力系统等值电路系统的定量分析与计算系统的定量分析与计算两方面知识：主要元件的参数和数学模型两方面知识：主要元件的参数和数学模型 电力网数学模型电力网数学模型第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3 电力系统元件参数及等值电路电力系
2、统元件参数及等值电路l关于电气量的说明：关于电气量的说明：本章开始，如无特别说明：本章开始，如无特别说明：功率均为三相功率功率均为三相功率(用来表用来表示负荷示负荷)；电压为线电压，电流为线电压为线电压，电流为线电流；电流；阻抗和导纳均为单相参数。阻抗和导纳均为单相参数。功率三角形功率三角形 功率因数角功率因数角 功率的单位：功率的单位：k或或M-W、var、VA第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3.1 输电线路的电气参数及等值电路输电线路的电气参数及等值电路 电力线路分为电力线路分为架空线和电缆架空线和电缆。一、架空线一、架空线l组成：组成：l导线导线传导电流，
3、输送电能。传导电流，输送电能。l避雷线（避雷线（“架空地线架空地线”）引雷电流入地，引雷电流入地，对线路进行雷击保护。对线路进行雷击保护。l杆塔杆塔支撑及保证必要的安全距离。支撑及保证必要的安全距离。l绝缘子串绝缘子串保持必要的绝缘状态（导线间、保持必要的绝缘状态（导线间、导线与杆塔间）导线与杆塔间）l金具金具操作架空线各主要元件的金属器件的操作架空线各主要元件的金属器件的总称。总称。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3.1 输电线路的电气参数及等值电路输电线路的电气参数及等值电路架空线主要组成部分示意图：架空线主要组成部分示意图：第三章第三章电电力力系系统统元元
4、件件参参数数及及等等值值电电路路3.1 输电线路的电气参数及等值电路输电线路的电气参数及等值电路架空线路在架空线路在建设费用、施工、维建设费用、施工、维护及检修护及检修等方面均优于电缆线路，等方面均优于电缆线路，故电网中故电网中优先大量采用优先大量采用。架空线金具之架空线金具之-绝缘耐张线夹绝缘耐张线夹第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路l架空线：一般均为架空线：一般均为裸导线裸导线。l后续讨论线路参数时，均认定后续讨论线路参数时，均认定三相电气参数相同三相电气参数相同；实际需在架空线的空间布线时进行调整和弥补实际需在架空线的空间布线时进行调整和弥补。l使三相参数平
5、衡的常用方法：使三相参数平衡的常用方法：a、三相导线布置在等边三角形的三顶点上；、三相导线布置在等边三角形的三顶点上；b、三相架空线循环换位、三相架空线循环换位3.1 输电线路的电气参数及等值电路输电线路的电气参数及等值电路第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路二、电缆二、电缆3.1 输电线路的电气参数及等值电路输电线路的电气参数及等值电路l应用场合：应用场合：严重污秽地区严重污秽地区穿越江河穿越江河空间拥挤的城市空间拥挤的城市跨海输电跨海输电第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路三、线路的电磁现象和对应参数三、线路的电磁现象和对应参数第三章
6、第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路对应的四大线路参数：对应的四大线路参数：l导线电阻导线电阻r反映载流线路的有功损耗；反映载流线路的有功损耗；l电抗电抗x（电感（电感L）反映载流线路周围的磁场效）反映载流线路周围的磁场效应；应；l电导电导g反映导线附近空气游离放电的有功损耗反映导线附近空气游离放电的有功损耗及绝缘子表面泄露电流产生的损耗（及绝缘子表面泄露电流产生的损耗（泄露损耗泄露损耗，一般很小，忽略不计）；一般很小，忽略不计）；l电纳电纳b（电容（电容c）反映载流线路周围的电场效）反映载流线路周围的电场效应。应。三、线路的电磁现象和对应参数三、线路的电磁现象和对应参数
7、电晕电晕损耗损耗第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路四、单位长线路的等值电路和参数四、单位长线路的等值电路和参数第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路五、架空线路参数计算五、架空线路参数计算1.1.单位长度电阻单位长度电阻r r的计算的计算温度修正：温度修正：电阻温度系数电阻温度系数导线载流部分的标导线载流部分的标称截面积称截面积第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算2.2.电抗电抗x x的计算的计算 思路：从每相输电线所交链的磁链可求出每相输电线的电感，继而得到电抗。1)公式的详细
8、推导略（较复杂，电磁场学）公式的详细推导略（较复杂，电磁场学）第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算2)每相导线单位长度的等值电抗计算式每相导线单位长度的等值电抗计算式(认为线路的认为线路的三相电抗相等三相电抗相等)：l式中：式中：r导线外半径导线外半径，mm；导线材料的导线材料的相对导磁系数（导磁率），相对导磁系数（导磁率），铜铝取铜铝取=1，钢，钢1；f，电流频率，电流频率，50Hz；Dm三相三相导线间的几何平均距离导线间的几何平均距离，常简称，常简称几何均距几何均距，mm第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电
9、路路架空线路参数计算架空线路参数计算l注意：注意：几何均距几何均距与与导线的具体布置方式导线的具体布置方式有关有关等边三角形排列等边三角形排列不对称排列不对称排列 为三相导线间的几何均距。为三相导线间的几何均距。水平布置水平布置m第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算l进而有：进而有：NOTE：工程实际中，不同型号导线在不同几何均距工程实际中，不同型号导线在不同几何均距下的单位长度电抗均下的单位长度电抗均可直接查得可直接查得；架空线路的电抗一般都在架空线路的电抗一般都在0.4欧欧/公里公里左右，左右，近近似似计算时，可直接取此值（计算时
10、，可直接取此值（分裂导线除外分裂导线除外）。）。（3-5）第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算l分裂导线的作用：分裂导线的作用：相当于增大了导线的等效半径，可相当于增大了导线的等效半径，可减少线路电抗和减少线路电抗和电晕放电（电能损耗、干扰通信），还可提高线路电晕放电（电能损耗、干扰通信），还可提高线路的输送功率的输送功率。（另一方面，线路电容增大。）。（另一方面，线路电容增大。）3）分裂导线）分裂导线将输电线的每相导线分裂成若干根子导线，子导线将输电线的每相导线分裂成若干根子导线，子导线间相距间相距0.3-0.5米，按一定规则分散排
11、列所构成的导线米，按一定规则分散排列所构成的导线（均（均匀布置在半径匀布置在半径R的圆周上）。的圆周上）。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算l目前分裂导线在我国电网的应用情况：目前分裂导线在我国电网的应用情况：一般而言，一般而言，750kv一般六分裂或四分裂；一般六分裂或四分裂；500kv一般为四分裂导线，即一相四根，也见三一般为四分裂导线，即一相四根，也见三分裂；分裂；330kv多为双分裂，也有三分裂、四分裂；多为双分裂，也有三分裂、四分裂；220kv多用双分裂，即一相两根，或不分裂；多用双分裂，即一相两根，或不分裂；110kv及
12、以下多为单根导线，即不分裂。及以下多为单根导线，即不分裂。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路500kv四分裂导线四分裂导线架空线路参数计算架空线路参数计算四分裂导线用阻尼间隔棒四分裂导线用阻尼间隔棒第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路750kv六分裂导线六分裂导线架空线路参数计算架空线路参数计算第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路l分裂导线外半径的处理分裂导线外半径的处理-等值半径等值半径n每一相分裂导线的根数；每一相分裂导线的根数；r每根导线的实际半径，每根导线的实际半径，mm；dm每相分裂导线中各导体间的
13、几何距离，每相分裂导线中各导体间的几何距离，mm。架空线路参数计算架空线路参数计算d:分裂间距分裂间距第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算d:分裂间距分裂间距第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路l故而，故而，分裂导线线路的每相单位长度的电抗分裂导线线路的每相单位长度的电抗为：为：线路电抗较分裂前减小约线路电抗较分裂前减小约20%以上。以上。导线分裂根数越多，电抗下降越多导线分裂根数越多，电抗下降越多。（超过（超过4后，电抗的下降趋缓；目前最多到后，电抗的下降趋缓；目前最多到6分裂）分裂）（3-7）架空线路参
14、数计算架空线路参数计算第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路讨论：讨论：1 1）导线间距、导线截面的尺寸会影响）导线间距、导线截面的尺寸会影响D Dm m、r reqeq等的等的数值，从而影响输电线的等值电抗大小，但由数值，从而影响输电线的等值电抗大小，但由于它们均位于电抗表达式的对数符号内，故影于它们均位于电抗表达式的对数符号内，故影响不显著。响不显著。2 2）分裂根数越多，电抗越小，近似计算时，单根、）分裂根数越多，电抗越小，近似计算时，单根、二分裂、三分裂、四分裂和六分裂分别可取近似二分裂、三分裂、四分裂和六分裂分别可取近似值值0.40.4、0.330.33、0
15、.300.30、0.290.29以及以及0.280.28欧欧/km/km左右。左右。3 3）同杆共架双回路，对每一相的电抗也有影响，但）同杆共架双回路，对每一相的电抗也有影响，但并不大，略去不计。并不大，略去不计。架空线路参数计算架空线路参数计算第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算3.3.电导电导g g的计算的计算l电导：电导：反映线路沿绝缘子表面的泄漏电流（绝缘子的泄漏电反映线路沿绝缘子表面的泄漏电流（绝缘子的泄漏电阻引起）和电晕所引起的阻引起）和电晕所引起的有功功率损耗有功功率损耗的参数。的参数。线路的绝缘良好，泄露损耗很小，一般
16、略去不计；线路的绝缘良好，泄露损耗很小，一般略去不计；主要由电晕引起。主要由电晕引起。l电晕：电晕：带有高电压的架空线路，当导线表面的带有高电压的架空线路，当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时，导线附近电场强度超过空气的击穿强度时，导线附近的的空气电离空气电离而产生的而产生的局部放电局部放电现象。现象。蓝紫色荧光、嗞嗞声、臭氧蓝紫色荧光、嗞嗞声、臭氧 危害：危害：增加有功损耗、干扰无线电通信增加有功损耗、干扰无线电通信第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算为避免过大的电晕损耗，架空线路为避免过大的电晕损耗，架空线路导线的直径导线的直
17、径应选择使得在晴天时不会发生电晕应选择使得在晴天时不会发生电晕：适当加大导线半径、采用分裂导线适当加大导线半径、采用分裂导线第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算即，一般电力系统计算中可取即，一般电力系统计算中可取g0l当线路实际电压高于电晕临界电压当线路实际电压高于电晕临界电压VcrVcr时：时：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算4.4.电纳电纳b b（电容（电容C C）的计算）的计算l电容与带电导线周围的电场效应有关；电容与带电导线周围的电场效应有关；l当导线中通有交流电
18、流时，其周围就存在当导线中通有交流电流时，其周围就存在电场；电场；l电场中任一点电位与导线上电荷密度成正电场中任一点电位与导线上电荷密度成正比。比。电容电容表表征电容器容纳电荷本领的物理量征电容器容纳电荷本领的物理量。若周围介质的介电系数为常数，则导体所带电荷与导体的若周围介质的介电系数为常数，则导体所带电荷与导体的电位之比，即电位之比，即 C=q/v 而：而：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算1)公式推导略公式推导略第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算2)2)三相线路每相
19、导线的单位长度电容三相线路每相导线的单位长度电容C Cl采用分裂导线的架空线路：采用分裂导线的架空线路：分裂导线等值半径分裂导线等值半径第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算进而，有进而，有单位长度电纳单位长度电纳为：为：分裂导线等值半径分裂导线等值半径（3-9）分裂导线的等值电容和等值电纳均较大。分裂导线的等值电容和等值电纳均较大。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路架空线路参数计算架空线路参数计算NOTE：l电缆参数计算复杂且不准确，都是实测；电缆参数计算复杂且不准确，都是实测；l工程实际中，电力线路参数
20、也都是从手册上工程实际中，电力线路参数也都是从手册上可查到的可查到的。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路六、输电线路的等值电路六、输电线路的等值电路l以以R、X、G、B来表征，单相代替三相。来表征，单相代替三相。分布参数等值电路分布参数等值电路（实际，线路各参数是沿线分布的（实际，线路各参数是沿线分布的）：其电路的计算较复杂。其电路的计算较复杂。集中参数等值电路集中参数等值电路（近似等值，不考虑参数的分布特（近似等值，不考虑参数的分布特性）性）第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路输电线路的等值电路输电线路的等值电路l工程实际，根据工程实
21、际，根据输电线路长度不同输电线路长度不同，考虑采用下，考虑采用下述三种等值电路：述三种等值电路：1）一字型等值电路：）一字型等值电路：线路线路L330kv，架空线路，架空线路300km、电缆线路、电缆线路100km，须，须考虑其电气参数的分布特性。考虑其电气参数的分布特性。多为多为超高压输电线路超高压输电线路。看作集中参数电路的微元段，用一个看作集中参数电路的微元段，用一个型网络来等效。型网络来等效。长线可等效成无穷多个长线可等效成无穷多个型网络的级联传输线型网络的级联传输线第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路长线的等值电路：长线的等值电路：1）简化型）简化型修正参
22、数等值电路修正参数等值电路(型型)R、X、B为线路全长的总阻为线路全长的总阻抗参数；抗参数；r1、x1、b1为单位长度阻抗为单位长度阻抗参数。参数。输电线路的等值电路输电线路的等值电路修正系数的近修正系数的近似值似值第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路长线的等值电路：长线的等值电路：2 2）精确型）精确型(型型)根据双端口网络理论可得：根据双端口网络理论可得：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路输电线路的等值电路输电线路的等值电路l均匀分布参数长线基本方程及等值电路均匀分布参数长线基本方程及等值电路 线路每相的等值参数是沿线路均匀分布的。
23、线路每相的等值参数是沿线路均匀分布的。lxdx第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路输电线路的等值电路输电线路的等值电路l距离线路末端距离线路末端x处处，压降和电流增量为：，压降和电流增量为：距离线路末端距离线路末端x处的电压和电流：处的电压和电流：可解得：可解得：即均匀长线的沿线电压、电流表达式，亦即均匀长线的沿线电压、电流表达式，亦称为长线方程稳态解。称为长线方程稳态解。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路输电线路的等值电路输电线路的等值电路l线路的传播系数线路的传播系数(传播常数传播常数)l 线路的特性阻抗（也称波阻抗）线路的特性阻抗
24、（也称波阻抗）实部反映行波振幅的衰减特性，实部反映行波振幅的衰减特性，虚部反映行波相位的变化特性，称为虚部反映行波相位的变化特性，称为相位系数相位系数。两个参数均反应长线的电气性能，两个参数均反应长线的电气性能，仅与线路参数仅与线路参数和频率有关。和频率有关。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路输电线路的等值电路输电线路的等值电路lx=l 即线路全长即线路全长时，时，有有可得长线的精确型可得长线的精确型 型等值电型等值电路：路：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路l定义：定义：称为无损线路的称为无损线路的自然功率自然功率（波阻（波阻抗负荷
25、）抗负荷）用来衡量线路用来衡量线路输电能力输电能力的一个特征参量，一般的一个特征参量，一般20kv以以上线路的输电能力大致接近自然功率。上线路的输电能力大致接近自然功率。定义式表征的含义：定义式表征的含义：当输电线末端当输电线末端负荷的等值阻抗负荷的等值阻抗等于输电线的等于输电线的波阻抗波阻抗时，输电时，输电线输送的功率即为自然功率。线输送的功率即为自然功率。若设线路若设线路无损无损，则，则（一般交流超高压远距离（一般交流超高压远距离输电线路符合）输电线路符合）输电线路的等值电路输电线路的等值电路第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路输电线路的等值电路输电线路的等值电
26、路l沿长线电压分布与输送功率、自然功率的关沿长线电压分布与输送功率、自然功率的关系：系：当输送功率当输送功率小于小于自然功率时（自然功率时（空载或轻载空载或轻载），），有有 即即线路电压自始端向末端递线路电压自始端向末端递增增；（线路消耗无功小于发出无功，（线路消耗无功小于发出无功，并联电抗器并联电抗器补偿容性无功，补偿容性无功，抑制电压升高）抑制电压升高）若输送功率若输送功率大于大于自然功率，有自然功率，有 即即线路电压自始端向末端递减线路电压自始端向末端递减；（消耗无功大于发出无功，（消耗无功大于发出无功，串联电容器串联电容器补偿感性无功，补偿感性无功，以降低电压损耗）以降低电压损耗）输送
27、功率输送功率等于等于自然功率时，自然功率时，全线各点电压相等全线各点电压相等。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路输电线路的等值电路输电线路的等值电路第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答补充：认识导线的结构及型号补充：认识导线的结构及型号第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答例如：例如：LGJ400/50表示表示载流额定截面积载流额定截面积为为400、钢线额定截面积钢线额定截面积为为50的的
28、普通普通钢芯铝线钢芯铝线。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答例例3-2：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电
29、电路路3.2 变压器参数及等值电路变压器参数及等值电路l变压器变压器 -电力系统重要的换压设备，电力系统重要的换压设备，“特种电机特种电机”-“静止的同步电机静止的同步电机”，详见电机学。，详见电机学。l变压器的相数：变压器的相数：多为三相；多为三相；大容量的制为单相大容量的制为单相（避免过重过庞大，运输不便），由三台组成三相变压器组使用。，由三台组成三相变压器组使用。l变压器的分类：变压器的分类：根据变压器根据变压器每相绕组的结构每相绕组的结构，双绕组、三绕组和自耦变压器双绕组、三绕组和自耦变压器第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路变压器参数及等值电路变压器参数及
30、等值电路简化计算等值电路：简化计算等值电路：电网计算中最常用的电网计算中最常用的等值电路：等值电路：等效励磁支路等效励磁支路一般放在首端，一般放在首端，电源侧。电源侧。1 1、等值电路、等值电路第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路2、两个试验、两个试验（四个重要的铭牌数据）（四个重要的铭牌数据）变压器参数及等值电路变压器参数及等值电路短路试验短路试验空载试验空载试验Pk第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3 3、双绕组变压器参数计算、双绕组变压器参数计算1)1)电阻计算：电阻计算：由于由于-短路试验时短路试验时外加电压很低外加电压很低，故
31、主磁通很小，故主磁通很小，相应相应铁耗也小铁耗也小，可忽略不计；，可忽略不计；故而故而-可认为测得的短路损耗可认为测得的短路损耗PS近似等于近似等于变压器变压器通过通过额定电流额定电流时原、副方时原、副方绕组绕组电阻的总损耗电阻的总损耗即即总铜耗总铜耗；即：即：PSPCU短路试验求串联阻抗短路试验求串联阻抗第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3 3、双绕组变压器参数计算、双绕组变压器参数计算具体计算公式：具体计算公式：注意公式限定的单位！注意公式限定的单位！实际计算，可以自己把握！实际计算，可以自己把握！第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路
32、路3 3、双绕组变压器参数计算、双绕组变压器参数计算2)电抗计算：电抗计算：l在短路试验中，短路电压等于变压器在短路试验中，短路电压等于变压器阻抗在额阻抗在额定电流下产生的压降定电流下产生的压降，XTRT 可可忽略忽略RT。l具体计算公式：具体计算公式：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3 3、双绕组变压器参数计算、双绕组变压器参数计算空载试验求励磁导纳空载试验求励磁导纳3)3)电导计算电导计算l空载损耗空载损耗P0反映反映励磁支路的励磁支路的铜耗和铁耗铜耗和铁耗；l由于由于空载电流相对很小空载电流相对很小，可，可忽略铜耗忽略铜耗，即认为即认为P0PFe；l因此，
33、励磁绕组的电导可由空载损耗求得因此，励磁绕组的电导可由空载损耗求得:（S）第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3 3、双绕组变压器参数计算、双绕组变压器参数计算4)4)电纳计算电纳计算l变压器的电纳表征变压器的励磁特性。变压器的电纳表征变压器的励磁特性。l变压器的空载电流变压器的空载电流I0包含有功分量包含有功分量Ig和无功分量和无功分量Ib，与励磁，与励磁功率功率Q0对应的是对应的是Ib。由由有功分量很小，有功分量很小，无功分量和空载电流在数值上几无功分量和空载电流在数值上几乎相等，即乎相等，即IbI0，故：，故：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等
34、等值值电电路路3 3、双绕组变压器参数计算、双绕组变压器参数计算电纳电纳B BT T的具体公式：的具体公式：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路公式应用的注意事项：公式应用的注意事项：l所有公式中的所有公式中的U UN N既可取高压侧电压，也可取低既可取高压侧电压，也可取低压侧电压压侧电压;lU UN N选取哪一侧电压值，表示得到的即为选取哪一侧电压值，表示得到的即为归算到归算到变压器该侧下的参数变压器该侧下的参数；l前述公式中的单位，全部统一取：前述公式中的单位，全部统一取：P PS S（P Pk k）、）、PP0 0用用KWKW，S SN N用用KVAKVA，U
35、 UN N用用KVKV（实际计算中，可以自己灵活把握实际计算中，可以自己灵活把握）。）。3 3、双绕组变压器参数计算、双绕组变压器参数计算第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答l补充补充-认识电力变压器的型号认识电力变压器的型号通常由表示相数、冷却方式、调压方式、绕组线通常由表示相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯等材料的符号，以及变压器容量、额定电压等芯等材料的符号，以及变压器容量、额定电压等组成。组成。l常见电力变压器型号代号的含义：常见电力变压器型号代号的含义：
36、D-单相单相 S-三相三相 J-油浸自冷油浸自冷 L-绕组为铝线绕组为铝线 Z-有载调压有载调压 SC-三相环氧树脂浇注三相环氧树脂浇注 SG-三相干式自冷三相干式自冷 JMB-局部照明变压器局部照明变压器 YD-试验用单相变压器试验用单相变压器 BF(C)-控制变压器控制变压器第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答l本题中本题中 ：三相、油浸自冷三相、油浸自冷 铝绕组铝绕组630表示容量，表示容量，单位单位KVA；10表示额定电压，单位表示额定电压，单位KV。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答l解
37、：题意要求解：题意要求参数归算到高压侧参数归算到高压侧，故公式中所有，故公式中所有UN应取为变压器高压侧额定电压应取为变压器高压侧额定电压第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答等值电路如图示：等值电路如图示：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路二、二、三绕组变压器三绕组变压器1 1、等值电路和两个试验、等值电路和两个试验三绕变等值电路图三绕变等值电路图第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路 即：依次让某一个绕组开路，在另即：依次让某一个绕组开路，在另两个绕组间两个绕组间按双绕组变压器来做按双绕组
38、变压器来做，需要做三次需要做三次。将会测得将会测得任两个绕组任两个绕组的短路损耗及短路电压百的短路损耗及短路电压百分数分数，共，共三组数据三组数据分别为：分别为：二、三绕组变压器二、三绕组变压器第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路2、三绕变参数计算、三绕变参数计算1）第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路2、三绕变参数计算、三绕变参数计算a)a)各绕组额定容量相同，即各绕组额定容量相同，即100/100/100100/100/100的的：PS1-2=PS1+PS2 PS1-3=PS1+PS3 PS2-3=PS2+PS3PS1=0.5(PS1
39、-2+PS1-3-PS2-3)PS2=0.5(PS1-2+PS2-3-PS1-3)PS3=0.5(PS1-3+PS2-3-PS1-2)第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路2、三绕变参数计算、三绕变参数计算注意数量级和注意数量级和单位！单位！第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路2、三绕变参数计算、三绕变参数计算b）短路试验实测数据，即短路试验实测数据，即厂家给出的铭牌值。厂家给出的铭牌值。归算到变压器额定容量（额定电流）归算到变压器额定容量（额定电流）下的短路功率损耗值下的短路功率损耗值第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值
40、值电电路路2、三绕变参数计算、三绕变参数计算例如：例如：对于一台绕组容量比为对于一台绕组容量比为100/50/100100/50/100的变压器，的变压器，绕组间的短路损耗折算公式如下：绕组间的短路损耗折算公式如下：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路2、三绕变参数计算、三绕变参数计算2)2)求电抗求电抗 X X1 1 X X2 2 X X3 3 l按按国国标标规规定定：制制造造厂厂提提供供的的短短路路电电压压需需已已折折算算到与变压器额定容量相对应的值。到与变压器额定容量相对应的值。l因因此此，厂厂家家提提供供的的两两绕绕组组间间的的短短路路电电压压百百分分数数可
41、以可以直接利用，无需再归算直接利用，无需再归算。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路2、三绕变参数计算、三绕变参数计算各个绕组的电抗各个绕组的电抗注意数量级和注意数量级和单位！单位！第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路2、三绕变参数计算、三绕变参数计算3)3)三绕变的绕组排列方式三绕变的绕组排列方式-影响绕组间的漏抗影响绕组间的漏抗三个绕组同心的套在一个铁芯柱上，一般：三个绕组同心的套在一个铁芯柱上，一般：高压绕组：高压绕组：排在最外层？排在最外层？此时高低压绕组间的此时高低压绕组间的漏抗最大，能一定程度限漏抗最大，能一定程度限制低压侧的
42、短路电流。制低压侧的短路电流。为了为了绝缘的需要绝缘的需要以以及及调压的方便调压的方便。利于功率从低压侧向高、利于功率从低压侧向高、中压侧传送。中压侧传送。升压变压器：升压变压器：中低高？中低高？降压变压器：降压变压器：低中高？低中高？中间绕组的等值电抗可能出现负值中间绕组的等值电抗可能出现负值第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3、自耦变压器参数和等值电路、自耦变压器参数和等值电路l自耦变压器的等值电路及参数求取与普通三绕自耦变压器的等值电路及参数求取与普通三绕组变压器相同。组变压器相同。l短路损耗折算公式也同前普通三绕变。短路损耗折算公式也同前普通三绕变。厂家提
43、供的两绕组间的厂家提供的两绕组间的短路电压百分数短路电压百分数第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路公式注意事项：公式注意事项：2、三绕变参数计算、三绕变参数计算第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答进而有：进而有：所以：所以：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及
44、等等值值电电路路例题与解答例题与解答l进而进而l 所以有：所以有：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路例题与解答例题与解答第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3.3 发电机和负荷的参数及等值电路发电机和负荷的参数及等值电路一、发电机的参数及等值电路一、发电机的参数及等值电路定子绕组的定子绕组的电阻相对较小电阻相对较小，发电机运行时表现的，发电机运行时表现的参数参数以电抗为主以电抗为主。l发电机的电抗发电机的电抗厂家给出的厂家给出的铭牌电抗铭牌电抗-一般是一般是以发电机额定阻以发电机额定阻抗抗ZN为基准为基准的的电抗百分比电抗百分比，即，即
45、额定电抗标幺值额定电抗标幺值：进而有进而有而而第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路l所以有：所以有：3.3 发电机和负荷的参数及等值电路发电机和负荷的参数及等值电路第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路l发电机的等值电路发电机的等值电路认为发电机的认为发电机的d、q轴电抗相等时，其等值电路可如下轴电抗相等时，其等值电路可如下图所示：图所示：(稳态、暂态、次暂态稳态、暂态、次暂态)3.3 发电机和负荷的参数及等值电路发电机和负荷的参数及等值电路稳态运行时的稳态运行时的等值等值第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路二、
46、负荷的参数及等值电路二、负荷的参数及等值电路l以功率表示以功率表示：最简单，应用最多。最简单，应用最多。负荷为感性时无功为正，反之无功为负。负荷为感性时无功为正，反之无功为负。3.3 发电机和负荷的参数及等值电路发电机和负荷的参数及等值电路l以阻抗或导纳表示：以阻抗或导纳表示：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路3.4 3.4 标幺制及其应用标幺制及其应用一、基本概念一、基本概念有名制：有名制：用用实际有名单位实际有名单位表示物理量的单位制系统表示物理量的单位制系统（实际数字实际数字+明确的物理量纲明确的物理量纲）。）。标幺制：标幺制：用用相对值相对值表示物理量的单
47、位制系统。表示物理量的单位制系统。标幺值标幺值无单位无单位；基值不同，同一物理量的标幺值也不同，即基值不同，同一物理量的标幺值也不同，即具相对性具相对性。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路二、基准值的选取二、基准值的选取对称三相交流电路中，有：对称三相交流电路中，有：所以所以U线电压，线电压，I相电流，相电流，Z每相阻抗，每相阻抗，S三三相视在功率（容量）相视在功率（容量）四个电气量的基值四个电气量的基值中中只要只要选定其中两个选定其中两个，其余相应可得，其余相应可得（电路基本定律）。（电路基本定律）。一般选定一般选定SB（如如100/1000MVA，全网统一，全
48、网统一）、）、UB，于是有：于是有：3.4 3.4 标幺制及其应用标幺制及其应用第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路三、不同基准值的标么值间的换算三、不同基准值的标么值间的换算 基准值不同基准值不同的标么值的标么值不能直接运算不能直接运算；故障计算时必将其换算成故障计算时必将其换算成统一基准值统一基准值下的标么值。下的标么值。3.4 3.4 标幺制及其应用标幺制及其应用l总体思路：总体思路：将额定标么值（百分值）还原成有名值将额定标么值（百分值）还原成有名值；发电机、变压器、电抗器发电机、变压器、电抗器的技术数据中的技术数据中常给出：常给出：均为均为额定电抗标幺值额
49、定电抗标幺值，必须将其换算至，必须将其换算至系统统一的系统统一的 SB，UB下。下。再换算到统一基准值下。再换算到统一基准值下。第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路三、不同基准值的标么值间的换算三、不同基准值的标么值间的换算以发电机的电抗换算为例，具体计算过程如下：以发电机的电抗换算为例，具体计算过程如下：第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路l同理，再看一个，同理，再看一个，电抗标幺值的换算电抗标幺值的换算：厂家给出的，能已知的是电抗额定标幺阻抗值的百分厂家给出的，能已知的是电抗额定标幺阻抗值的百分值值 ，即，即进而，由进而，由得到的电抗
50、有名值得到的电抗有名值，可求得用，可求得用统一基准值统一基准值表表示示的电抗标幺值的电抗标幺值为：为：（电抗有名值）（电抗有名值）三、不同基准值的标么值间的换算三、不同基准值的标么值间的换算第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路l同理，进而有，同理，进而有，电力系统常用设备元件的标么电力系统常用设备元件的标么值换算式，值换算式，小结如下小结如下：三、不同基准值的标么值间的换算三、不同基准值的标么值间的换算(3-37)(3-36)第三章第三章电电力力系系统统元元件件参参数数及及等等值值电电路路 工程实际中常采取以下近似计算：工程实际中常采取以下近似计算：1)对各标准电压