注册电气专业基础第62讲 电力线路及变压器参数和等值电路二新版.docx
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注册电气专业基础第62讲电力线路及变压器参数和等值电路二新版
(3)长线路的等值模型
长线:
指长度在300km以上的架空线路。
此时需考虑分布特性。
其等值电路如图所示。
图中的参数Z′和Y′由下式计算。
有时为避免双曲函数的运算,可取其级数展开式的前两项推导出近似表达式。
架空线路的等值电路一般均采用π型,长线时应考虑参数的分布特征,中长和短线时可不计分布特征,短线还可略去并联导纳,使其进一步简化。
其间还介绍了波阻抗、传播常数、无损线、自然功率等概念,既有助于了解电能的传输特性,也属于电力系统的基本常识。
31.2变压器参数及其等值电路
31.2.1双绕组变压器
31.2.1.1通过变压器的短路实验数据确定变压器等值电路中的电阻和电抗
阻抗ZT:
变压器阻抗ZT可由短路试验测得。
试验时,为便于测量,一般将低压绕组短接,在高压侧逐步加压至低压绕组电流为额定电流,读取此时高压侧电压(表为其与额定电压比值的百分值)和三相有功功率(单位为kW)。
前者称为短路电压的百分值,记为US%,后者称为短路损耗,记为ΔPS。
由于电力变压器激磁电流I0相对较小,从而短路损耗ΔPS近似等于额定电流流过变压器高低压绕组时在电阻上产生的损耗(俗称铜耗,虽然有的变压器绕组用铝或铝合金制造,但仍沿用此名),于是利用三相电路中有名制表示的基本关系,有
又因电力系统计算中功率以MW为单位,而试验数据ΔPS的单位为kW,故
因电力变压器的阻抗以电抗为主,于是可近似认为短路电压全部降于电抗上,即
故
31.2.1.2通过变压器空载试验数据求变压器等值电路中的导纳和电纳
导纳YT:
变压器导纳YT可由空载试验测得。
试验时,为安全起见,一般将低压绕组接电源,高压侧空载。
读取低压侧电压为额定值时的空载电流(表为与额定电流比值的百分值)和三相有功功率(单位为kW)。
前者称为空载电流的百分值,记为I0%;后者称为空载损耗,记为ΔP0。
由于空载损耗近似等于变压器在额定电压下电导GT中的损耗(俗称铁耗),即
故
由于空载电流几乎全部流经变压器的电纳支路,即
式中UPN为额定相电压。
从而
31.2.2三绕组变压器。
31.2.2.1计算三绕组变压器的电阻
RT的计算公式与两绕组时相同,但厂家提供的短路损耗为ΔPS(1−2)、ΔPS(2−3)和ΔPS(3−1)。
按电力系统的惯例,此处1代表高压绕组,2代表中压绕组,3代表低压绕组。
从而ΔPS(1−2)为第3绕组开路时高压、中压绕组进行短路试验时的短路损耗,即此时高压绕组和中压绕组的功率损耗之和。
同理可理解ΔPS(2−3)和ΔPS(3−1)。
为求出高压、中压和低压三个绕组的等值电阻,须先求出三个绕组的等值短路功率损耗ΔPS,而这和三个绕组的容量配置有关。
第一种情况;容量比为100/100/100,三个绕组的容量相同。
第二种和第三种情况:
100/100/50和100/50/100。
因其中均有一个绕组的容量为额定容量的50%,从而其额定电流只有容量为100绕组额定电流的1/2,需将厂家提供的短路试验数据折算到容量为100的标准情况,由于短路损耗与电流平方成正比,故
有时厂家只给出一个短路损耗数据——最大短路损耗ΔPsmax,其为两个100%绕组流过额定电流IN,而另一绕组空载时的损耗。
此时
31.2.2.2计算三绕组变压器电抗
求XT时由厂家提供的短路电压百分值US(1−2)%、Us(2−3)%和Us(3−1)%均已折算至额定情况,故有
再代入公式求取XT
应指出,求出的X1、X2和X3中,必有一个值最小,近似为零甚至为一很小的负值,当其为负时并不意味着为容抗,因为它只是数学上等值的结果,并无实际的物理意义;且其对应于中间绕组,它和相邻绕组的漏抗较小,而内外两绕组距较远,漏抗较大,以至前二者之和小于后者,便出现负值。
三绕组变压器的三个绕组在排列时应遵循两个原则:
为便于绝缘,高压线组排列在最外层;传递功率的绕组应紧靠,以减小漏磁损失。
因此,升压变压器的三绕组排列顺序由外至内为高—低—中,降压变压器的排列顺序为高—中—低。
从而,对升压变压器,低压绕组的等值电抗最小;对降压变压器,中压绕组的等值电抗最小。
31.3电力网的等值电路
31.3.1有名值表示的电力网的等值电路
变比的定义:
变压器一次侧绕组与二次侧绕组匝数之比称为变比,近似可用一次侧与二次侧额定电压之比表示
31.3.2标幺值表示的电力网等值电路
进行电力系统计算时,除采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进
行运算外,还可以采用没有单位的相对值进行计算。
前者称有名制,后者称标么
制。
标么制之所以能在相当宽广的范围内取代有名制,是由于标么制具有计算结
果清晰、便于迅速判断计算结果的正确性、可以大量简化计算等优点。
31.3.2.1基准值的选取
如阻抗、导纳的基准值为每相阻抗、导纳;电压、电流的基准值为线电压、
线电流;功率的基准值为三相功率,则这些基准值之间应有如下关系
五个基准值中只有两个可以任意选择,其余三个必须根据上列关系派生。
通常是,先选定三相功率和线电压的基准值SB、UB。
然后求出每相阻抗、导纳和线电流的基准值。
计及三相对称系统中,线电压为相电压的3倍,三相功率为单相功率的3倍,如取线电压基准值为相电压基准值的3倍,三相功率的基准值为单相功率基准值的3倍,则线电压和相电压的标么值数值相等,三相功率和单相功率的标么值数值相等。
31.3.2.2基准值变化时的标幺值的计算
对于不同基准值之间的标么值要进行换算,例如,某发电机的同步电抗标么
值xd=0.2,是以电机自身的SN、UN为基准,若待计算的电力网络基准为SB、
UB,则必须对其进行归算
31.3.2.3多电压等级电力网标幺值等值电路
多电压级网络中,标么值的电压级归算有两条途径:
一是将网络各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值都归算到同一
电压级——基本级,然后除以与基本级相对应的阻抗、导纳、电压、电流基准值,
一是将未经归算的各元件阻抗、导纳以及网络中各点电压、电流的有名值
除以由基本级归算到这些量所在电压级的阻抗、导纳、电压、电流基准值
例:
例1:
有一长度为100km的110kV输电线路,导线型号为LGJ-185,导线水平排列,相间距离为4m,求线路参数及输电线路的等值电路。
解:
线路单位长度电阻为
由手册查得LGJ-185的计算直径为19mm.三相导线的几何均距为
线路单位长度电抗为
线路单位长度电纳为
不计电导参数,全线路的集中参数为
该线路等值电路的修正系数应取为:
,则等值电路如1-9图所示:
例2:
已知某三绕组变压器铭牌上的参数有:
额定容量120MVA,容量比为100/100/50,变比为220/121/10.5kv,
0.9,△P0=123.1KW,
=660KW,
=256KW,
=227KW,
%=24.7,
%=14.7,
%=8.8。
试计算变压器参数,并作等值电路。
电抗参数为
在变压器参数计算时,应根据题目要求,将参数归到某一侧,计算时
就应选用该侧的额定电压。
出师表
两汉:
诸葛亮
先帝创业未半而中道崩殂,今天下三分,益州疲弊,此诚危急存亡之秋也。
然侍卫之臣不懈于内,忠志之士忘身于外者,盖追先帝之殊遇,欲报之于陛下也。
诚宜开张圣听,以光先帝遗德,恢弘志士之气,不宜妄自菲薄,引喻失义,以塞忠谏之路也。
宫中府中,俱为一体;陟罚臧否,不宜异同。
若有作奸犯科及为忠善者,宜付有司论其刑赏,以昭陛下平明之理;不宜偏私,使内外异法也。
侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等,此皆良实,志虑忠纯,是以先帝简拔以遗陛下:
愚以为宫中之事,事无大小,悉以咨之,然后施行,必能裨补阙漏,有所广益。
将军向宠,性行淑均,晓畅军事,试用于昔日,先帝称之曰“能”,是以众议举宠为督:
愚以为营中之事,悉以咨之,必能使行阵和睦,优劣得所。
亲贤臣,远小人,此先汉所以兴隆也;亲小人,远贤臣,此后汉所以倾颓也。
先帝在时,每与臣论此事,未尝不叹息痛恨于桓、灵也。
侍中、尚书、长史、参军,此悉贞良死节之臣,愿陛下亲之、信之,则汉室之隆,可计日而待也
。
臣本布衣,躬耕于南阳,苟全性命于乱世,不求闻达于诸侯。
先帝不以臣卑鄙,猥自枉屈,三顾臣于草庐之中,咨臣以当世之事,由是感激,遂许先帝以驱驰。
后值倾覆,受任于败军之际,奉命于危难之间,尔来二十有一年矣。
先帝知臣谨慎,故临崩寄臣以大事也。
受命以来,夙夜忧叹,恐托付不效,以伤先帝之明;故五月渡泸,深入不毛。
今南方已定,兵甲已足,当奖率三军,北定中原,庶竭驽钝,攘除奸凶,兴复汉室,还于旧都。
此臣所以报先帝而忠陛下之职分也。
至于斟酌损益,进尽忠言,则攸之、祎、允之任也。
愿陛下托臣以讨贼兴复之效,不效,则治臣之罪,以告先帝之灵。
若无兴德之言,则责攸之、祎、允等之慢,以彰其咎;陛下亦宜自谋,以咨诹善道,察纳雅言,深追先帝遗诏。
臣不胜受恩感激。
今当远离,临表涕零,不知所言。
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