电力系统【第2章：电力系统各元件的参数和数学模型】

电力系统各元件的参数和数学模型

　　2.1电力系统各元件的参数和数学模型

　　　　2.1.1电力系统的参数

　　　　　　电力系统的电气参数包括导线的电阻、电导，以及由交变电磁场引起的电感和电容4个参数。线路的电感以电抗的形式表示，而线路的电容则以电纳的形式表示。

　　　　　　备注：所谓等值网络，是指电力系统或电力网的等效电路。

　　　　　　1.线路的电阻

　　　　　　2.线路的电抗

　　　　　　　　在导线自身内感应的电动势称为自感电动势，在其它导线上感应的电动势称为互感电动势。

　　　　　　　　分裂导线的采用，改变了导线周围的磁场分布，等效地增大了导线半径，从而减小了每相导线的电抗。采用分裂导线时，分裂导线的根数越多，电抗下降的也越多，但分裂导线根数超过4根时，电抗的下降并不明显，因此目前我国运行电压500KV的线路采用的是四根分裂导线。

　　　　　　3.导线的电导

　　　　　　　　线路的电导主要是由沿绝缘子的泄露电流和电晕现象决定的。电晕现象，就是指导线周围空气的电离现象，电晕是要消耗电能的。电晕现象的发生，主要决定于导线表面的电场强度。在导线表面开始产生电晕的电场强度称为电晕起始电场强度。使导线表面产生电晕的起始电场强度的电压称为电晕的起始电压，或临界电压。

　　　　　　　　电晕将消耗有功功率。电晕损耗在临界电压时开始出现而且工作电压超过临界电压越多，电晕损耗就越大。校验所选导线的半径是否满足是根据在晴朗天气不发生电晕为标准的。否则应加大导线截面积或考虑采用扩径导线或分裂导线。

　　　　　　4.导线的电纳

　　　　　　　　线路的电纳取决于导线周围的电场分布，与导线是否导磁无关。

　　　　2.1.2 电抗器的参数和数学模型

　　　　　　1.电抗器的作用是限制短路电流，它是有电阻很小的电感线圈构成的，因此等效电路可用电抗来表示。

　　　　　　2.变压器有双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器、分裂变压器等。变压器的参数包括电阻、电导、电抗和电纳。

　　　　　　3.在电力系统计算中，一般不计发电机的电阻，因此发电机参数只有一个电抗XG。一般发电机出厂时，厂商提供的参数有发电机额定容量SN，额定有功功率PN，额定功率因数cosN、额定电压UN及电抗百分比XG%，据此可以求得发电机电抗XG。

　　2.2 简单电力系统的等值网络

　　　　1.究竟将参数归算到哪一个电压等级，要因具体情况而定，归算到哪一级，就称哪一级为基本级。在电力系统潮流计算中，一般选择系统的最高电压等级为基本级。

　　　　2.电力系统的等效电路是进行电力系统各种电气计算的基础，在电力系统的等效电路中，其元件参数可以用有名值表示，也可以用标幺值表示，这取决于计算的需要。

　　　　3.有名值：

　　　　　　3.1选基本级

　　　　　　　　在电力系统稳态计算时，一般以最高电压等级为基本级，在进行短路计算时，以短路点所在的电压等级为基本级。

　　　　　　3.2确定电压比

　　　　　　　　变压器的电压比分为两种：实际额定电压比和平均额定电压比。

　　　　　　3.3参数归算

　　　　　　　　1.准确归算法

　　　　　　　　2.近似归算法

　　　　4.标幺值：

　　　　　　1.标幺值是相对单位制的一种表示方法，在标幺值中参与计算的各物理量都是用无单位的相对数值表示。

　　　　　　2.某物理量的标幺值不是固定的，随着基准值的不同而不同。

　　　　　　3.标幺值计算结果清晰，便于迅速判断计算结果的正确性，可大大简化计算。