1、第一篇 電力系統(tǒng)分析為了安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地發(fā)供電為了安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地發(fā)供電,電力網(wǎng)和電力系統(tǒng)在電力網(wǎng)和電力系統(tǒng)在設(shè)計與運(yùn)行中設(shè)計與運(yùn)行中,需要進(jìn)行潮流、電壓、短路電流、穩(wěn)定等的分需要進(jìn)行潮流、電壓、短路電流、穩(wěn)定等的分析與計算工作析與計算工作.這就要先把電力系統(tǒng)接線用等值電路表示這就要先把電力系統(tǒng)接線用等值電路表示,在等值電路中標(biāo)出在等值電路中標(biāo)出各元件的參數(shù)各元件的參數(shù),然后才能進(jìn)行各項(xiàng)分析與計算工作然后才能進(jìn)行各項(xiàng)分析與計算工作.第一章 電力網(wǎng)參數(shù)和等值電路 本章要求：了解電力線路的結(jié)構(gòu)；理解電力網(wǎng)各元件參數(shù)計算公式的意義；掌握電網(wǎng)各元件的參數(shù)計算以及等值電路；電力系統(tǒng)有名制

2、和標(biāo)幺制等值電路的建立方法。 電力網(wǎng)的參數(shù)一般分為兩類： 由元件結(jié)構(gòu)和特性所決定的參數(shù),稱為網(wǎng)絡(luò)參數(shù),如電阻、電抗、電導(dǎo)、電納等; 外加電壓、通過元件的電流、功率等,稱為運(yùn)行參數(shù)。 本章討論網(wǎng)絡(luò)參數(shù). 1.2 電力線路的參數(shù)及等值電路一、 電力線路的參數(shù) 線路參數(shù)是描述線路電磁狀態(tài)的物理量線路參數(shù)是描述線路電磁狀態(tài)的物理量.由于我們所研究的線路是三相對稱的電氣元件由于我們所研究的線路是三相對稱的電氣元件,因而因而,只需要只需要研究其中一相的參數(shù)即可研究其中一相的參數(shù)即可.線路的參數(shù)線路的參數(shù),如阻抗、導(dǎo)納都是沿線路長度均勻分布的如阻抗、導(dǎo)納都是沿線路長度均勻分布的,經(jīng)過經(jīng)過分析和計算分析和計算

3、,對于頻率為對于頻率為50HZ長度不超過長度不超過300Km的架空電力的架空電力線路和長度不超過線路和長度不超過50100Km的電纜線路的電纜線路,用集中參數(shù)代替用集中參數(shù)代替勻布參數(shù)勻布參數(shù),所引起的誤差甚小所引起的誤差甚小,可以滿足工程計算中所要求的可以滿足工程計算中所要求的精確度精確度.本章將討論集中參數(shù)線路本章將討論集中參數(shù)線路. 電力線路的參數(shù)有四個：電阻R、電抗X、電導(dǎo)G和電納B。 由于電纜的參數(shù)可直接從有關(guān)手冊、制造廠提供的數(shù)據(jù)或?qū)崪y求得，因此主要介紹架空線路的參數(shù)計算方法。 （一電阻 電阻是用來反映線路通過電流時產(chǎn)生有功功率損失效應(yīng)的參數(shù) .單位長度導(dǎo)線的電阻:Sr1/km式中

4、，式中，為導(dǎo)線的電阻率為導(dǎo)線的電阻率mm2/km）；銅材料導(dǎo)線取）；銅材料導(dǎo)線取12.8mm2/km，鋁材料導(dǎo)，鋁材料導(dǎo)線取線取31.5mm2/km，S為導(dǎo)線載流部分的標(biāo)稱截面積為導(dǎo)線載流部分的標(biāo)稱截面積mm2）。）。 工程計算電阻時，也可從附表-3-10中查出各種導(dǎo)線的單位長度的電阻值。由于所查得的通常都是20時的電阻值，當(dāng)線路實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于20時，應(yīng)按下式來修正其電阻值（2.2） 式中， 分別為t，20時的電阻，/km； 電阻溫度系數(shù)，對于銅=0.00382，對于鋁=0.0036。)20(120trrt20rrt， 若導(dǎo)線長度為 l(Km)時,每相導(dǎo)線的電阻為 R=r1l ( )（二

5、） 電抗感性） 感抗是用來反映導(dǎo)線通過交流電時產(chǎn)生的磁場效應(yīng)的參數(shù)。 導(dǎo)線具有一定的電感量，通過電流時在周圍介質(zhì)中會產(chǎn)生磁場磁鏈）。LX 來的阻力稱之為電感對交流電所呈現(xiàn)出L成正比，即和電感量率感抗分別與交流電的頻感抗。的變化。即阻礙電流原磁通的變化，其產(chǎn)生的磁通總是阻礙中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢在原理，變化時，根據(jù)電磁感應(yīng)當(dāng)LidtdiLdtdeLiL 1、單導(dǎo)線rDxeqlg1445.00157.01/km幾何均距幾何均距3CABCABeqDDDD水平排列水平排列三角形排列三角形排列Deq=DDeq=1.26D單位長度電抗單位長度電抗:、 、 分別為輸電線路三相相間距離 ABDBCDCAD圖2.1

6、三相導(dǎo)線的布置（a任意排列；（b等邊三角形排列；（c水平排列2、分裂導(dǎo)線 改善輸電線路參數(shù)和減少電暈損耗 eqeqrDnxlg1445.00157.01/km不同相的導(dǎo)線間的距離都近似地等于該兩相分裂導(dǎo)線重心間的距離 .n分裂導(dǎo)線根數(shù)；分裂導(dǎo)線等值半徑mm）。eqreqr當(dāng)n=2時=當(dāng)n=3時=當(dāng)n=4時=r-次導(dǎo)線半徑;d-次導(dǎo)線間距離eqreqrrd32rd43 2 dr三角形排列的四分裂線路 我們看到，雖然相間距離、導(dǎo)線截面等與線路結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)對電抗的大小有影響，但這些數(shù)值均在對數(shù)符號內(nèi)，故各種線路的電抗值變化不很大。 一般單導(dǎo)線線路每公里的電抗為0.4左右；分裂導(dǎo)線線路的電抗與分裂根

7、數(shù)有關(guān)，當(dāng)分裂根數(shù)為2、3、4根時，每公里的電抗分別為0.33，0.30，0.28 /km左右。 工程計算時，也可從附表-3-10中查出各種導(dǎo)線在某個幾何均距下的單位電抗。 若導(dǎo)線長度為l(Km)時,每相導(dǎo)線的電抗為 X=x1l ( )（三電導(dǎo) 反映架空電力線路沿絕緣子的泄漏電流和電暈現(xiàn)象的參數(shù) 一般線路絕緣良好，泄漏電流很小，可以將它忽略，主要是考慮電暈現(xiàn)象引起的有功功率損耗。 電暈：就是架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場強(qiáng)度超過空氣的擊穿強(qiáng)度時，導(dǎo)體附近的空氣游離而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。 這時會發(fā)出咝咝聲，并產(chǎn)生臭氧，夜間還可看到藍(lán)紫色的暈光。 電暈不但增加網(wǎng)損，干擾附近的無線電通

8、訊，而且會使導(dǎo)線表面產(chǎn)生電腐蝕而降低輸電線路的壽命。因而，在線路設(shè)計時，必須盡量避免輸電線路發(fā)生電暈。 實(shí)際上，在線路設(shè)計時總是盡量避免在正常氣象條件下發(fā)生電暈。在一般的電力系統(tǒng)計算中可以忽略電暈損耗，即認(rèn)為g10。如果三相線路每公里的電暈損耗為如果三相線路每公里的電暈損耗為 （MW/km），線路電），線路電壓為壓為 （kV），則每相等值電導(dǎo)為），則每相等值電導(dǎo)為 21LgUPg（ S/km ） gPLU（四） 電納 （容性） 電納是反映架空電力線路在空氣介質(zhì)中的電場效應(yīng)的參數(shù)。電納是反映架空電力線路在空氣介質(zhì)中的電場效應(yīng)的參數(shù)。在輸電線路中，導(dǎo)線之間、導(dǎo)線對地都存在著電容。當(dāng)交流在輸電線路中

9、，導(dǎo)線之間、導(dǎo)線對地都存在著電容。當(dāng)交流電源加在線路上時，隨著電容的充放電就產(chǎn)生了電流，這就電源加在線路上時，隨著電容的充放電就產(chǎn)生了電流，這就是輸電線路的充電電流或空載電流。電容的存在，將影響沿是輸電線路的充電電流或空載電流。電容的存在，將影響沿線電壓分布、功率因數(shù)、輸電效率，也是引起工頻過電壓的線電壓分布、功率因數(shù)、輸電效率，也是引起工頻過電壓的主要原因之一。主要原因之一。OAUBUCUABCAIBICIaCbCcCcIdId 三相對稱排列或經(jīng)過整循環(huán)換位后輸電線路單位長度電納得計算式如下：6110lg58.7eqeqrDb（ S/km ） 1單導(dǎo)線單導(dǎo)線6110lg58.7rDbeq（S

10、/km） 2分裂導(dǎo)線分裂導(dǎo)線 各電壓等級的電納值變化不大。對單導(dǎo)線，b1約為2.810-6S/km；對于分裂導(dǎo)線，當(dāng)每相分裂根數(shù)為2根、3根、4根時，b1分別約為3.410-6S/km、3.810-6 S/km、4.110-6S/km。 工程計算時，也可從附表-6-9中查得進(jìn)行。 若導(dǎo)線長度為l(Km)時,每相導(dǎo)線的電納為 B=b1l (S )1.2.2 電力線路的等值電路電力線路的等值電路等值電路的意義：是用一個簡單的電路系統(tǒng)代替一等值電路的意義：是用一個簡單的電路系統(tǒng)代替一個復(fù)雜的電路系統(tǒng)，不影響系統(tǒng)之外的工作狀態(tài)，個復(fù)雜的電路系統(tǒng)，不影響系統(tǒng)之外的工作狀態(tài)，這兩個電路系統(tǒng)互為等值。這兩個

11、電路系統(tǒng)互為等值。n三相線路是對稱的電路三相線路是對稱的電路,一般只需研究其中任一相一般只需研究其中任一相的參數(shù)即可的參數(shù)即可.圖2.3 分布參數(shù)的等值電路1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb1r1jx1g1jb線路相線均勻分布著電阻、感抗;相線與理想中線之間均勻分布著容納、電導(dǎo),其等值電路近似地可用鏈形電路表示,即分布參數(shù)的等值電路,如下圖:但鏈形電路在計算工作中很不方便但鏈形電路在計算工作中很不方便,工程上一般不采用工程上一般不采用.工程工程上通常認(rèn)為，架空線路長度在上通常認(rèn)為，架空線路長度在300km以內(nèi)、電纜線路長度在以內(nèi)

12、、電纜線路長度在100km以內(nèi)時，電力線路用集中參數(shù)形成的以內(nèi)時，電力線路用集中參數(shù)形成的型等值電路表型等值電路表示時，也滿足精度要求。示時，也滿足精度要求。 從前面分析可知，架空電力線路的四個參數(shù)中，由于采用了防止全面電暈的措施，電導(dǎo)可以忽略不計g10），因此電力線路可采用如圖2.4所示的型等值電路。其中R、X、B分別表示全線每相的總電阻、電抗、電納，當(dāng)長度為Lkm時：)( )( )( 111SlbBlxXlrR 1、中等長度線路 對于線路長度在100300km的架空線路和不超過100km的電纜線路，其電壓等級一般為110220kV，忽略電導(dǎo)的影響，可用型等值電路，如圖1.7所示。RjX圖圖1.7 電力線路的等值電路電力線路的等值電路2Bj2Bj重點(diǎn)重點(diǎn)掌握掌握對于35kV及以下電壓等級的架空電力線路和10kV及以下電壓等級的電纜線路，由于電壓低、線路短，由對地電容所引起的電納一般較小，可忽