電力網(wǎng)元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算.ppt

,第二章 電力網(wǎng)元件的等值電路和參數(shù)計(jì)算,電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，三相對(duì)稱，或可轉(zhuǎn)換為三相對(duì)稱，所以 （1）只研究一相等值電路和參數(shù)即可， （2）三角形電路?；尚切?， （3）等值參數(shù)都計(jì)及了其余兩相元件的影響。,與電路課程所學(xué)分析方法區(qū)別：,注意：,2.1 電力線路的等值電路與參數(shù)計(jì)算,一、電力線路簡(jiǎn)介,1.架空線路,型號(hào)：LGJ400/50,2.1 電力線路的等值電路與參數(shù)計(jì)算,一、電力線路簡(jiǎn)介,2.電纜線路,2.1 電力線路的等值電路與參數(shù)計(jì)算,一、電力線路簡(jiǎn)介,2.電纜線路,2.1 電力線路的等值電路與參數(shù)計(jì)算,二、電力線路的參數(shù)計(jì)算,單位長(zhǎng)度（每公里）架空線路的等值電路 如下圖所示。有電阻 、電抗 、電導(dǎo) 和電納 。,有功損耗,磁場(chǎng)效應(yīng),絕緣介質(zhì)泄漏電流 空氣游離有功損耗,帶電導(dǎo)體電場(chǎng)效應(yīng),1. 電阻（r）,導(dǎo)線的電阻率，對(duì)于銅導(dǎo)線：18.8 ； 對(duì)于鋁導(dǎo)線：31.5 。,S導(dǎo)線載流部分的額定截面積，單位： 。,若要求較高精度則須加以溫度修正：,為電阻溫度系數(shù)，對(duì)于銅，a=0.00382 ，對(duì)于鋁，a=0.0036。,2.電抗（電感L）： 1) 根據(jù)電磁場(chǎng)理論的基本知識(shí)，,，,對(duì)于非鐵磁材料制成的圓柱形導(dǎo)線，,單導(dǎo)線自感：,平行導(dǎo)線間互感：,其中：0：真空磁導(dǎo)率 ； Ds =0.799r ：圓柱形導(dǎo)線等值半徑(自幾何均距) ； D ： 導(dǎo)線軸線間的距離。,2）對(duì)于三相輸電線路： 對(duì)稱布置時(shí)：,其中，D為三相軸線間距。,所以，,ib,D,ic,ia,r,三相不對(duì)稱布置時(shí) 將采取換位技術(shù)，使得三相電感一致。,、段距離相等時(shí)，使各相平均電感接近相等。 用 、 、 表示 a 相導(dǎo)線、段單位長(zhǎng)度磁鏈。,當(dāng)、段線路長(zhǎng)度相同時(shí)，三相導(dǎo)線a、b、c處于1、2、3位置的長(zhǎng)度也相等，這樣可使各相憑據(jù)電感接近相等。,a相平均電感：,其中，三相導(dǎo)線互幾何均距,由于系統(tǒng)的對(duì)稱性，可知有,計(jì)及 ia+ib+ic=0, a相每單位長(zhǎng)度所交磁鏈的平均值,高壓輸電線一般采用分裂導(dǎo)線，將輸電線的每相導(dǎo)線分裂成若干根，按一定的規(guī)則排列，便構(gòu)成分裂導(dǎo)線。,二分裂 三分裂 四分裂 ( 220330KV) (330KV) (500KV),雙分、三分和四分裂導(dǎo)線的自幾何均距分別定義為：,d: 分裂間距,3)分裂導(dǎo)線的等值電感,分裂導(dǎo)線的等值電感按下式計(jì)算：,4）輸電線路的等值電抗,在近似計(jì)算時(shí)，對(duì)于單導(dǎo)線、二分裂、三分裂、四分裂時(shí)，每公里的電抗值可分別取為0.4、0.33、0.30、0.28左右。分裂數(shù)愈多，電抗值愈小。,單導(dǎo)線： 分裂導(dǎo)線：,額定頻率下線路每相的等值電抗為:,計(jì)及,（原因是Dsb愈大。）,1）由于DsbDs,分裂導(dǎo)線等值電抗較小，所以超高壓輸電線常采取分裂導(dǎo)線； 2) 導(dǎo)線間距、導(dǎo)線截面的尺寸會(huì)影響Deq，Ds，Dsb等的數(shù)值，從而影響輸電線的等值電抗大小，但由于它們均位于電抗表達(dá)式的對(duì)數(shù)符號(hào)內(nèi)，故影響不顯著。,討論：,線路開始出現(xiàn)電暈的電壓稱為臨界電壓 Ucr，經(jīng)驗(yàn)公式：,3.電導(dǎo)（g）,電導(dǎo)是反映泄露電流和空氣游離引起的有功功率損耗。一般線路絕緣良好，泄露電流很小，可以忽略。主要只考慮電暈引起的功率損耗。,m1：導(dǎo)線表面狀況系數(shù)（0.83-0.87）； m2：氣象狀況系數(shù)（0.8-1）； ，為空氣相對(duì)密度，其中P 為大氣壓力，t 為大氣溫度； r：導(dǎo)線半徑，單位cm； D：相間距離，單位cm。,提高Ucr辦法為增大導(dǎo)線半徑。,若三相線路每公里的電暈損耗為 ，則每相等值電導(dǎo)：,式中： 單位為（ ）；UL為線電壓，單位（kV）。,由于設(shè)計(jì)時(shí)考慮正常天氣下不產(chǎn)生電暈，一般電力系統(tǒng)計(jì)算中可忽略電暈損耗，即g0。,措施：220kV以下線路，加大導(dǎo)線半徑； 220kV及以上線路，常采用分裂導(dǎo)線增大導(dǎo)線等效半徑。,電暈危害：增加有功功率損耗，干擾無線電通信。,4.電納（b）電容,1）基本公式 輸電線路的電容是用來反映導(dǎo)線帶電時(shí)在其周圍介質(zhì)中建立的電場(chǎng)效應(yīng)的。其關(guān)系,C= q/U,其中 q為導(dǎo)線所帶電荷，U為導(dǎo)線電位。,介電系數(shù),+q電荷單獨(dú)存在時(shí)，在P點(diǎn)產(chǎn)生的電位 - q電荷單獨(dú)存在時(shí)，在P點(diǎn)產(chǎn)生的電位,兩者同時(shí)存在時(shí)，P點(diǎn)電位為,若選與兩線距離相等處作為電位參考點(diǎn) dO1=dO2，則，,將此式用于導(dǎo)線M的表面，便有d1=r，d2=Dr，計(jì)及Dr， 則導(dǎo)線M的電位,2）線路的等值電容,利用前面的公式,三相架空線路架設(shè)在離地面有一定的高度，大地也是導(dǎo)體，它將影響導(dǎo)線周圍的電場(chǎng)。同時(shí)三相導(dǎo)線均帶有電荷，在計(jì)算空間任意點(diǎn)的電位時(shí)均須計(jì)及。在靜電場(chǎng)計(jì)算中大地與地面平行的帶電導(dǎo)體電場(chǎng)的影響可用導(dǎo)體的鏡像來代替。,利用疊加原理分別計(jì)算三對(duì)導(dǎo)線電荷單獨(dú)作用時(shí)在a相導(dǎo)線產(chǎn)生的電位，然后相加便得到 a 相的對(duì)地電位。,考慮到導(dǎo)線換位， a相可在三個(gè)不同的位置，則,計(jì)及 ，a相電位的平均值,每相等值電容為,（該項(xiàng)的值很小，可略去）,代入得：,空氣的介電系數(shù),與三相導(dǎo)線互幾何均距Deq和導(dǎo)線計(jì)算半徑r有關(guān)系。,對(duì)于二分裂導(dǎo)線， 。 三分裂導(dǎo)線， 。 四分裂導(dǎo)線， 。,其中， 為各相分裂導(dǎo)線重心間的幾何均距， 為一相導(dǎo)線組的等值半徑。,分裂導(dǎo)線的等值半徑 特大于r，故其電容大于單導(dǎo)線。,3）分裂導(dǎo)線的等值電容,用各相導(dǎo)線重心間的距離代替各相導(dǎo)線的距離，各導(dǎo)線與各鏡像間的距離可取為各相導(dǎo)線重心與其鏡像重心之間的距離，故可得,d為分裂間距。,4）三相輸電線的電納,單導(dǎo)線 二分裂 三分裂 四分裂,各種電壓等級(jí)下的電納值變化不大，單位s/km,電纜參數(shù)計(jì)算復(fù)雜且不準(zhǔn)，都是實(shí)測(cè)。工程實(shí)際中，電力線路參數(shù)也都是從手冊(cè)上可查到。,【例】2-1 220kV架空線路，導(dǎo)線型號(hào)為L(zhǎng)GJ-400，導(dǎo)線計(jì)算直徑為27mm，導(dǎo)線水平排列，相間距離為6m。試求該線路單位長(zhǎng)度的電阻、電抗和電納。,解：1. 線路電阻,2. 線路的電抗,3. 線路的電納,三、電力線路的等值電路,1.分布參數(shù)等值電路,圖2-8 線路的分布參數(shù)等值電路,在正弦電壓作用下處于穩(wěn)態(tài)時(shí)，電流 在dx微段阻抗中的電壓降,流入dx微段并聯(lián)導(dǎo)納中的電流 略去二階微小量，便得,（2-33）,（2-34）,將式（2-33）對(duì)x求導(dǎo)數(shù)，并計(jì)及式（2-34）消去電流，便得,（2-35）,上式為二階常系數(shù)齊次微分方程，可求出其通解, A1和A2是積分常數(shù)，應(yīng)由邊界條件確定。,式中，,傳播常數(shù)和波阻抗與線路的參數(shù)和頻率有關(guān)。, 稱為線路的傳播常數(shù)，幅角在 之間。 稱為線路的波阻抗（或特性阻抗）。,（r=0 可略去）,對(duì)于高壓架空線,為衰減常數(shù)，它代表波行進(jìn)單位長(zhǎng)度后它的的振幅是原有振幅的 e 分之一， =0表示無衰減；a為相位系數(shù)，表示在波的傳播方向相距一單位長(zhǎng)度處，波在相位上滯后的弧度數(shù)。 Z c是向同一方向行進(jìn)的電壓波和電流波的比值，幅值是電壓波與電流波幅值之比，幅角是同一處電流波滯后電壓波的角度。,輸電線路的參數(shù)是沿線均勻分布的，以每公里作為一個(gè)單位作出的等值電路。在電力系統(tǒng)中，大多數(shù)情況下，我們關(guān)心的是兩頭的情況下，即 ， ， ， 之間的關(guān)系，它是一個(gè)兩端口網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)微分方程求解并和兩端口網(wǎng)絡(luò)通用方程相對(duì)照可得出如下結(jié)果：,符合無源二端口網(wǎng)絡(luò)通用方程形式,其中：l為線路長(zhǎng)度,此時(shí)參數(shù)：,2. 集中參數(shù)等值電路（型）,圖2-9 線路的集中參數(shù)等值電路,根據(jù)二端口網(wǎng)絡(luò)通用方程,則得：,精細(xì)計(jì)算,由于復(fù)數(shù)雙曲函數(shù)的計(jì)算很不方便，一般又進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)化,其中,式中r0、x0、b0 為每公里電阻、電抗和電納值，l為線路長(zhǎng)度。,修正參數(shù)計(jì)算, 35kV及以下電壓的輸電線路（不超過100km的架空線或不長(zhǎng)的電纜 ），由于線路長(zhǎng)度較短，故也可略去并聯(lián)導(dǎo)納，只保留串連阻抗即可。,近似計(jì)算,由于復(fù)數(shù)雙曲函數(shù)的計(jì)算很不方便，一般又進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)化,其中,近似計(jì)算, 中等長(zhǎng)度線路是指長(zhǎng)度在100300km之間的架空線和不超過100km的電纜線路 ，這種線路的電納B一般不能略去，采用T型或型等值電路?？蛇M(jìn)一步簡(jiǎn)化為,由于復(fù)數(shù)雙曲函數(shù)的計(jì)算很不方便，一般又進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)化,其中,近似計(jì)算, 當(dāng)線路長(zhǎng)度大于300公里時(shí)，也可用幾個(gè)型等值電路串級(jí)相聯(lián)表示，只要一個(gè)型等值電路表示的長(zhǎng)度小于300公里即可。,分裂導(dǎo)線提升器,分裂導(dǎo)線間隔器,2.2 變壓器的等值電路和參數(shù),電力變壓器大多數(shù)做成三相的，也有用單相（容量特大）聯(lián)結(jié)成三相的。使用中是三相連接，但我們畫等值電路是一相的，因而參數(shù)計(jì)算也是一相的。（對(duì)稱原因）,在電機(jī)學(xué)中雙繞組變壓器的等值電路是,一、變壓器的等值電路,并聯(lián)導(dǎo)納中的電納前有負(fù)號(hào)說明是感性的，而線路是容性的，兩者是不同的。,變壓器結(jié)構(gòu)（外部）,潛油泵,引線,套管,風(fēng)扇,套管油位,儲(chǔ)油柜,變壓器結(jié)構(gòu)（外部）,變壓器結(jié)構(gòu)（內(nèi)部：鐵芯、繞組）,雙繞組變壓器的四個(gè)參數(shù)（RT，XT ， GT ， BT ）可從變壓器出廠銘牌上的四個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，即短路損耗 ，短路電壓百分值 ，空載損耗 和空載電流 。,二、雙繞組變壓器,短路試驗(yàn)：將一側(cè)繞組短接，在另一側(cè)加電壓，使短路一側(cè)繞組的電流達(dá)額定電流（另一側(cè)也達(dá)額定電流），此時(shí)測(cè)得的變壓器的有功損耗稱為短路損耗，同時(shí)將在變壓器上所施加的電壓值表示為相對(duì)于額定電壓的百分?jǐn)?shù)，稱為短路電壓百分值。,短路試驗(yàn)圖,得到： 短路電壓百分值Us 短路損耗 Ps,I=I0,在短路試驗(yàn)時(shí)所施加的電壓比額定電壓低的多，故此時(shí)的鐵芯損耗特小，可以忽略不計(jì)，所以短路損耗近似等于額定電流流過變壓器高低壓繞組時(shí)的總銅耗，即,1. 電阻RT,在短路試驗(yàn)中的短路電壓，近似等于高低壓繞組電阻和漏抗在額定電流下的壓降，可以用相對(duì)于額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，對(duì)于大、中容量的變壓器，其電阻 ，即,式中：SN 為三相總功率（單位：前式kVA； 后式-MVA）， 為三相總損耗， 為線電壓。,2.電抗XT,已知：,式中：P0為三相總的鐵損，即空損，單位為kW；UN為線電壓。,空載試驗(yàn)：將一側(cè)開路，在另一側(cè)加額定電壓，測(cè)得變壓器的有功損耗（即空載損耗） ，以及空載電流相對(duì)于額定電流的百分?jǐn)?shù) 。,3.電導(dǎo)GT,空載路試驗(yàn)圖,U=U0,I0%,P0,變壓器的空載電流基本是無功性質(zhì)的勵(lì)磁電流，可以近似看作是電納中流過的電流，即 （I0:空載電流; Ib電納中流過的電流）。,式中： 為空載電流百分值。,4.電納 BT,（S）,a）雙繞組變壓器的額定電壓有兩個(gè)，把參數(shù)歸算到那一側(cè)就用那一側(cè)的額定電壓。 b）雖然短路損耗和功率用三相的，電壓用線電壓，但參數(shù)則是一相等值的,它考慮了另兩相對(duì)它的影響。,注意：,5.變比,變壓器兩側(cè)繞組實(shí)際抽頭的空載電壓之比,三、三繞組變壓器,等值電路如下圖所示，它采用勵(lì)磁支路前移的星型等值電路，各支路阻抗分別代表各個(gè)繞組折算后的等值阻抗。其中R1，R2，R3分別為各繞組等值電阻，X1，X2，X3分別為各繞組等值電抗，GT和-jBT分別為勵(lì)磁支路等值電導(dǎo)、電納。參數(shù)均為歸算到某一側(cè)的。,三繞組變壓器等值電路,三相三繞組變壓器,高壓繞阻因絕緣問題排在外面。低壓繞組在中間，有利于低壓側(cè)向高中壓測(cè)傳送功率；中壓繞組在中間，有利于功率從高壓側(cè)傳向中壓側(cè)。另外，由于X1和X3數(shù)值較大，也有利于低壓側(cè)的短路電流，常用于降壓變壓器。,三繞組變壓器分升壓結(jié)構(gòu)和降壓結(jié)構(gòu)兩種類型,繞組的排列方式,1.電阻(R1、R2、R3 ),確定三個(gè)繞組的等值阻抗，需要有三種短路試驗(yàn)的數(shù)據(jù)，三繞組變壓器的短路試驗(yàn)是依次讓一個(gè)繞組開路，按雙繞組來做的。,短路損耗分別為：,1加電壓，2短路，3開路,于是可以獲得各繞組的短路損耗,其中， ， ， 為銘牌參數(shù)； ， ， 為歸算后得參數(shù)。,注意：這里是假定各繞組的容量都相等，即容量比為100/100/100。變壓器銘牌上的容量是高壓繞組的容量，即容量最大的一個(gè)繞組的容量。當(dāng)三個(gè)繞組的容量不等時(shí)，如100/100/50或100/50/100。必須對(duì)銘牌上提供的短路損耗進(jìn)行歸算，這時(shí)變壓器的容量是指最大容量繞組的容量。,當(dāng)廠家只提供一個(gè)短路損耗，即是最大短路損耗，它指的是兩個(gè)100容量的繞組通過額定電流，另一個(gè)繞組空載時(shí)的損耗。根據(jù)變壓器設(shè)計(jì)中按電流密度相等選擇各繞組截面積的原則，則：,特殊情況：,（除以2變成一個(gè)繞組的損耗）,另一繞組的容量為SN 時(shí)，則,單位：,2.電抗(X1、X2、X3 ),制造廠提供的短路電壓百分值UK(1-2)%、UK(2-3) % 、UK(1-2) % ，總是歸算至變壓器的額定容量，因此計(jì)算電抗時(shí)不需進(jìn)行歸算，只要求出各繞組的短路電壓百分值即可。各繞組的短路電壓百分值分別為：,再按雙繞組變壓器相似的計(jì)算公式，求各繞組的電抗,（S的單位為MVA呢？）,S的單位為KVA,3. 導(dǎo)納,三繞組的導(dǎo)納和變比計(jì)算與雙繞組變壓器相同,4.變比,四、自耦變壓器,自耦變壓器和普通的變壓器的端點(diǎn)條件相同，二者短路試驗(yàn)參數(shù)和等值電路的確定也是完全相同的。對(duì)于三繞組自耦變壓器制造廠給出的短路損耗均未歸算，對(duì)于短路電壓百分值應(yīng)注意看說明，它有時(shí)歸算了，有時(shí)未歸算。,短路損耗,短路電壓百分?jǐn)?shù),說明: 三繞組變壓器的第三繞組或第二繞組總是有一個(gè)接成，它是給三次諧波一個(gè)通路，以消除三次諧波。,自耦變壓器,2.3 發(fā)電機(jī)的等值電路與參數(shù)計(jì)算,(a) 電力公司發(fā)電廠：三相交流同步發(fā)電機(jī) (b) 汽油引擎發(fā)電機(jī)：?jiǎn)蜗嘟涣魍桨l(fā)電機(jī) (c) 風(fēng)力發(fā)電機(jī)：感應(yīng)發(fā)電機(jī)、永磁發(fā)電機(jī),水輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子采用凸極式，這種形式的磁極氣隙不均勻，極弧下氣隙較小，極間部分較大，旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣阻力較大，適合于水輪機(jī)組的低速旋轉(zhuǎn)。另外，凸極式轉(zhuǎn)子上除勵(lì)磁繞組外，還常裝有阻尼繞組，以減小負(fù)序電流對(duì)同步發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子過熱和震蕩。,同步發(fā)電機(jī)按轉(zhuǎn)子磁極的形狀，可分為隱極式和凸極式。,隱極式發(fā)電機(jī),火力發(fā)電廠的汽輪發(fā)電機(jī)采用隱極式轉(zhuǎn)子磁極，其氣隙均勻，轉(zhuǎn)子做成圓柱形，機(jī)械強(qiáng)度高，適合于汽輪機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)，一般汽輪機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速可達(dá)3000 (1對(duì)極時(shí))或1500 (2對(duì)極時(shí))。,凸極式發(fā)電機(jī),安裝了線圈和風(fēng)扇的轉(zhuǎn)子,定子鐵芯與線圈,發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)圖,三相交流汽輪發(fā)電機(jī),三峽臥式水輪發(fā)電機(jī),一、發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等值電路,圖2-13隱極式發(fā)電機(jī)等值電路和相量圖,等值電路關(guān)系式,1.等值電路與功率方程,發(fā)電機(jī)輸出功率,隱極式發(fā)電機(jī)的功率方程,由于定子繞組電阻很小，常忽略不計(jì)，r0.,在穩(wěn)態(tài)分析計(jì)算時(shí)，發(fā)電機(jī)模型非常簡(jiǎn)單，一般可以用其發(fā)出的有功功率P和無功功率Q，或有功功率 P 和其端電壓 U 來表示。,請(qǐng)記住這個(gè)圖！,功率角，功率因數(shù)角，空載電勢(shì)， 發(fā)電機(jī)端電壓，定子電流，直軸同步電抗,2.運(yùn)行約束與P-Q極限,圖2-14 發(fā)電機(jī)的P-Q極限,（1）有功功率約束。 （2）定子繞組電流約束。 （3）勵(lì)磁繞組電流約束。 （4）發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)約束。,減少發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，使發(fā)電機(jī)電勢(shì)減小，功率因數(shù)角就變?yōu)槌暗?，發(fā)電機(jī)負(fù)荷電流產(chǎn)生助磁電樞反應(yīng)，發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸送有功功率，但吸收無功功率，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為進(jìn)相運(yùn)行。,進(jìn)相運(yùn)行,一 、靜態(tài)穩(wěn)定性降低； 二、 端部漏磁引起定子端部溫度升高； 三 、廠用電電壓降低； 四 、由于機(jī)端電壓降低在輸出功率不變的情況下發(fā)電機(jī)定子電流增加,易造成過負(fù)荷。,發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí),主要應(yīng)注意四個(gè)問題：,（1）有功功率約束。原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的出力和機(jī)械強(qiáng)度都是按額定有功功率 設(shè)計(jì)的，雖有一定裕度，但在運(yùn)行中不宜超過PN。由于原動(dòng)機(jī)和鍋爐等方面存在技術(shù)最小負(fù)荷，使得發(fā)電機(jī)的輸出有功功率也有一下限值 。 （2）定子繞組電流約束。定子繞組導(dǎo)體的截面積、發(fā)電機(jī)的冷卻系統(tǒng)都是按照額定電流設(shè)計(jì)的，運(yùn)行中定子電流不可大于額定電流，也就限制了發(fā)電機(jī)的視在功率。 （3）勵(lì)磁繞組電流約束。如果勵(lì)磁繞組電流超過額定勵(lì)磁電流，勵(lì)磁繞組溫升會(huì)超過允許溫升，所以運(yùn)行中勵(lì)磁電流不可大于它的額定值。 （4）發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行時(shí)約束。發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)同時(shí)輸出有功功率和無功功率，而有些特殊情況下根據(jù)系統(tǒng)要求需要輸出有功功率同時(shí)吸收無功功率，此時(shí)功率因數(shù)超前，稱為進(jìn)相運(yùn)行。進(jìn)相運(yùn)行時(shí)，定子端部的漏磁將大于滯后功率因數(shù)運(yùn)行時(shí)的漏磁，會(huì)在定子端部鐵心及金屬板等處感生過大的渦流，導(dǎo)致溫度升高，這就要求限制吸收的無功功率。,3. 發(fā)電機(jī)電抗參數(shù)的計(jì)算,制造廠家提供的發(fā)電機(jī)電抗是以其額定阻抗ZN為基準(zhǔn)的電抗百分值,于是,2.4 電網(wǎng)等值電路及其標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算,一、標(biāo)幺制的概念,標(biāo)幺值是一種相對(duì)值，它是某種物理量的有名值與所選定的與有名值同單位的基準(zhǔn)值之比，即式中基準(zhǔn)值必須與有名值單位相同。標(biāo)幺值是一個(gè)沒有量綱的量，其大小與基準(zhǔn)值的取值有關(guān)。表示方法一般用標(biāo)量帶一*號(hào)下標(biāo)，也可不帶*號(hào)。,2.4 電網(wǎng)等值電路及其標(biāo)幺值參數(shù)計(jì)算,一、標(biāo)幺制的概念,當(dāng)選定電壓、電流、功率和阻抗的基準(zhǔn)值分別為UB，IB，SB和ZB，相應(yīng)的標(biāo)幺值如下,二、基準(zhǔn)值的選取,基準(zhǔn)值的選取，應(yīng)滿足電路計(jì)算的關(guān)系,在單相電路中，,標(biāo)幺值也能滿足,在電力系統(tǒng)分析中，主要涉及三相電路計(jì)算。,習(xí)慣上采用線電壓U、線電流（即相電流）I、三相功率S和一相等值阻抗Z。各物理量之間存在關(guān)系,若基準(zhǔn)滿足,標(biāo)幺值也能滿足,在三相中 SB 和UB 為三相功率和線電壓,在四個(gè)量中，一般選定兩個(gè)量SB和UB，另兩個(gè)基準(zhǔn)ZB和IB由公式推出,在單相中 SPB 和UPB 為單相功率和相電壓,選取原則：,這說明，在數(shù)值上三相功率的標(biāo)幺值等于單相功率標(biāo)幺值，線電壓的標(biāo)幺值等于相電壓的標(biāo)幺值。 這樣一來在標(biāo)幺制計(jì)算中，就不需要區(qū)分單相與三相，方便計(jì)算。,這說明在標(biāo)幺制中，三相電路的計(jì)算公式完全與單相電路計(jì)算公式相同。,此外，,在單相中 在三相中,標(biāo)幺值計(jì)算所得結(jié)果最后還要換算成有名值，其換算公式正好與有名值換算為標(biāo)幺值相反，為,是在設(shè)備額定功率 和額定電壓 時(shí)的標(biāo)么值,三、不同基準(zhǔn)值的標(biāo)幺值之間的換算,在電力系統(tǒng)中各設(shè)備的額定容量和額定電壓不同，產(chǎn)生基準(zhǔn)不同，需要?dú)w算為統(tǒng)一基準(zhǔn)下的標(biāo)幺參數(shù)。具體方法為：,1) 把設(shè)備額定值下的標(biāo)幺值換算為有名值,2) 再按統(tǒng)一基準(zhǔn)，求出其標(biāo)幺值,發(fā)電機(jī)和變壓器,其額定標(biāo)幺電抗是以電抗器的額定電壓和額定電流為基準(zhǔn)來表示的，其換算公式為：,注意：有時(shí)產(chǎn)品說明書中用百分電抗來表示電抗，它是100標(biāo)幺值，故,對(duì)于電抗器,四、電網(wǎng)等值電路,1. 單電壓等級(jí)電力網(wǎng)的等值電路,在單電壓級(jí)電力網(wǎng)中，用標(biāo)幺值表示時(shí)，基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓的選擇只要整個(gè)網(wǎng)絡(luò)相同便可，習(xí)慣基準(zhǔn)功率取100MVA或1000MVA或10MVA，基準(zhǔn)電壓取網(wǎng)絡(luò)額定電壓或平均額定電壓。,四、電網(wǎng)等值電路,2.多級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)幺值計(jì)算,作等值電路時(shí)有以下兩種方法可以采用：,把不同電壓級(jí)的參數(shù)歸算到同一電壓級(jí)（有名值和標(biāo)幺值），然后連接成等值電路（用于簡(jiǎn)單電路）。參數(shù)歸算時(shí)，對(duì)于阻抗參數(shù)應(yīng)乘以變比的平方。 由于電壓的基準(zhǔn)可以按不同電壓級(jí)選取，而功率則整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)相等。參數(shù)按不同電壓級(jí)計(jì)算，然后用理想變壓器連接起來，在這種情況下，對(duì)參數(shù)用標(biāo)幺值表示的，其功率基準(zhǔn)全網(wǎng)統(tǒng)一，電壓基準(zhǔn)按不同電壓級(jí)選取。,略去了電阻以及變壓器勵(lì)磁回路， 、 稱非標(biāo)準(zhǔn)變比，它也是標(biāo)幺值，它寫在那一側(cè)，則計(jì)算變比時(shí)，分子用那一側(cè)的電壓。,理想變壓器的變比也要用標(biāo)幺值表示,KT寫在I側(cè)；,KT寫在II側(cè)；,UIB 、UIB非標(biāo)準(zhǔn)變比所在側(cè)的分接頭電壓和基準(zhǔn)電壓。 UIIB 、UIIB標(biāo)準(zhǔn)變比側(cè)（ I側(cè)）的分接頭電壓和基準(zhǔn)電壓。,基準(zhǔn)電壓可按各個(gè)電壓級(jí)分別選，一般選,基準(zhǔn)功率為同一個(gè)，通常 SB=100MVA 。,選各級(jí)額定電壓，可清晰地看到實(shí)際電壓的質(zhì)量（偏離額定值的程度）。,a) 各級(jí)額定電壓； b) 各級(jí)平均額定電壓。,1）UB1.05U