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发电厂电气部分设计毕业论文
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营业用电中级作业员(下册)汇编.doc 395页
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营业用电中级作业员(下册)汇编
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贵州电网公司供电企业技能岗位评价题库
营业用电中级作业员（下册）
贵州电网公司
2013年12月
一、内容提要 4
二、主要编审人员 5
三、前 言 6
四、营销稽查中级作业员 201
（一）基础知识 201
（二）专业知识 272
（三）相关知识 343
（四）基本技能 368
（五）专业技能 ..................................................................379
（六）相关技能..................................................................391
五、在线稽查中级作业员 201
（一）基础知识 201
（二）专业知识 272
（三）相关知识 343
（四）基本技能 368
（五）专业技能 ..................................................................379
（六）相关技能..................................................................391
内容提要。。也可相关专业技术人员、技能人员和《供电企业技能岗位评价试题库》
（营业用电中级作业员（下册））
主要编审人员
东、邹晓敏
副主编：黄
辑：（以姓氏笔画为序）
王利群、刘
倩、李为石、国洪敏、周
静、饶湘磊、黄
媛、葛诗黎、曾
前 言培训本紧扣的要求，深入浅出，联系实际本书。内容包括
本由组织编写本编审过程中得到公司属各的大力支持有关训师、专家对提出了许多宝贵的建议和意见，在此表示衷心的感谢!尽管各方面对本的编作了相当大的努力，仍难免存在不妥或错误，恳请读者提出宝贵意见。营销稽查中级作业员（基础知识）
一、单选题D5YD00-Z11001～D5YD00-Z11230(每小题1分D5YD00-Z11001. 变压器的作用是能够变压、变流、变（
）和变相位。
2、D5YD00-Z11002. 用焦耳定律公式Q＝I2RT计算热量，这个公式适用于(
A、纯电阻性的用电器
C、电解、蓄电池充电
D、任何用电器
3、D5YD00-Z11003. 要扩大直流电压表的量程，应采用(　　)。
A、分流电阻
B、分流电阻
C、串联分压电阻
D、并联分压电阻
4、D5YD00-Z11004. 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质如硅（Si））(
5、D5YD00-Z11005. 交流铁芯线圈采用软磁材料，目的是降低（
B、涡流损耗
C、磁滞损耗
6、D5YD00-Z11006. 将整块的金属导体放于交变磁场中，将在金属块内产生闭合的旋涡状的感应电流，称之为(
7、D5YD00-Z11007. 如图所示，是四个用电流表和电压表测量电流和电压的电路图，正确的是(
8、D5YD00-Z11008. 串联谐振的基本特征之一是（
A、阻抗最大
B、感抗最大
C、阻抗最小
D、感抗最小
9、D5YD00-Z11009. 如果交流电流i 通过某电阻，在一个周期时间内产生的热量，与某直流电流I在相同时间内通过该电阻所产生的热量相等，那么就把此直流I叫做交流电流i的(
10、D5YD00-Z11010. 电流互感器的一次安匝数（
）二次安匝数。
A、大于　　　B、等于
C、小于　　　D、略小于
11、D5YD00-Z11011. 与电容器组串联的电感器起(
A、限制短路电流
B、限制合闸涌流和吸收操作过电压
C、限制短路电流和合闸涌流
D、限制合闸涌流
12、D5YD00-Z11012. 将交流电感元件的内阻r忽略不计时，其电路中的有功功率计算公式是（?B? ）。A、P=UI
13、D5YD00-Z11013. 电容器在直流稳态电路中相当于(?? B ?? )。
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电力系统继电保护课程设计摘要.doc 50页
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电 力 系 统 继 电 保 护 原 理
课 程 设 计
绪论…………………………………………………………………… 2
电力系统继电保护概论…………………………………………
继电保护的构成与分类……………………………………………3
第二章 数据分析……………………………………………………………… 3
第2.1节 数据的分析和整理………………………………………………… 3
第2.2节 继电保护的作用.…………………………………………………
4第2.3节 计算系统中个原元件主要参数…………………………………… 4第2.4节 节元件参数一览表………………………………………………… 5第2.5节 输电线路PT和CT的选择………………………………………… 10
第三章 短路电流计算………………………………………………………… 11
第3.1节 短路计算的目的规定和步骤……………………………………… 11
第3.2节 运行方式的确定 ……………………………………………………11第3.3节 短路电流周期计算………………………………………………… 12
电力网电流保护整定和灵敏度检验………………………………… 23
第4.1节 对继电保护装置的基本要求…………………………………………23
电流保护整定计算………………………………………………… 24
第五章 电力网相间距离保护整定计算与灵敏度检验…………………………29
第5.1节 继电保护的基本要求…………………………………………………29第5.2节 距离保护整定计算……………………………………………………30
第六章 电力网零序继电保护整定计算…………………………………………35
第6.1节 概述……………………………………………………………………35
第6.2节 零序电流保护整定计算………………………………………………36
第6.3节 零序接地距离保护……………………………………………………38
第七章 高频保护的整定…………………………………………………………40
第八章 自动重合闸装置的配置…………………………………………………43
第7.1节 自动重合闸的作用和要求……………………………………………43
第7.2节 自动重合闸的配置……………………………………………………43
附录 ………………………………………………………………………………44
参考文献………………………………………………………………………… 48
第一章 绪 论
电力系统继电保护概论
从科学技术的角度，电力系统继电保护隶属于电力系统及其自动化专业领域；从工业生产的角度，电力系统继电保护是电力工业的一个必不可少的组成部分，担负着保障电力系统安全运行的重要职责。
继电保护包括继电保护技术和继电保护装置。继电保护技术是一个完整的电力技术理论体系。它主要由电力系统故障分析、继电保护原理及实现、继电保护配置设计与继电保护运行及维护等技术构成。
1.1.1 继电保护的基本概念
电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源，电力系统的安全稳定运行对国民经济、人民生活乃至社会稳定都有着极为重大的影响。电力系统由各种电气元件组成。这里电气元件是一个常用术语，它泛指电力系统中的各种在电气上的独立看待的电气设备、线路、器具等。由于自然环境，制造质量运行维护水平等诸方面的原因，电力系统的各种元件在运行中不可能一直保持正常状态。因此，需要有专门的技术为电力系统建立一个安全保障体系，其中最重要的专门技术之一就是继电保护技术。
1.1.2 继电保护的基本作用
电力系统继电保护的基本作用是：在全系统范围内，按指定分区实时的检测各种故障和不正常运行状态，快速及时地采取故障隔离或告警等措施，以求最大限度地维持系统的稳定，保持供电的连续性，保障人身的安全，防止或减轻设备的损坏。
1.1.3继电保护装置的基本任务
（1）自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除并最大限度地保证其他无故障部分恢复正常运行；
（2）能对电气元件的不正常运行状态作出反应，并根据运行维护规范和设备承受能力动作，发出告警信号，或减负荷，或延时跳闸；
（3）条件许可时，可采取预定措施，尽快地恢复供电和设备运行。
由于最初的继电保护装置是又机电式继电器为主构成的，故称为继电保护装置。尽管现代继电保护装置已发展成为由电子元件或微型计算机为主构成的，但
正在加载中，请稍后...第二章 电力网的正序参数和等值电路第二章? ? ? ?电力网的等值电路第一节 第二节 第三节 第四节电力线路参数和等值电路 变压器的参数和等值电路 发电机和负荷的参数及等值电路 标幺制和电力网等值电路第二章 电力网的正序参数和等值电路第一节 电力线路参数和等值电路一、电力线路的参数电力线路包含架空线路和电缆线路，主要参数为电阻、感抗、 电导、容纳。电缆的由于结构复杂，参数一般从手册中查取或 从实验中测得，因此本节主要介绍架空线的参数计算 （一）电阻。电阻是用来反映导线流过电流时产生有功功率损 耗效应的参数。每相导线单位长度的电阻为r1 ??S(? / km)其中，S―导线的标称截面积(mm2)； ρ―导线的电阻率（ ? ? mm 2 / km ） 2 铝的电阻率：31.5 (? ? mm / km) 铜的电阻率：18.8 (? ? mm2 / km)第二章 电力网的正序参数和等值电路?注：实际应用时，各种常见导线的电阻在手册中也都可以查 到，但需要注意的是，在手册中查到的一般是20oC时的电阻或 电阻率，当温度不为20C时，要进行修正：rt ? r20 [1 ? ? (t ? 20)]其中，t―导线实际运行的大气温度(oC)； rt，r20―t oC及20 oC时导线单位长度的电阻 α―电阻温度系数； 对于铝，α=0.0036 (1 o C ) ； o 对于铜，α=0.00382 (1 C ) 。(? / km)第二章 电力网的正序参数和等值电路（二）电抗 电抗是用来反映导线通过交变电流时产生磁场效应的参数。包 括自感和互感 1）单导线每相单位长度的电抗x1：x1 ? 0.1445 lgDrm? 0.0157 ? (? / km)r式中，r―导线的计算半径； μ―导线的相对导磁系数，对铜和铝， μr=1； Dm―三相导线的几何平均距离,其计算公式为：Dm?3D D Dab bccaDab、Dbc、Dca分别为导线AB、BC、CA相之间的距离。 当三根导线为等边三角形排列，且间距为D时，Dm=D 当三相导线呈水平排列时，Dm ? 3 DD2D ? 1.26D第二章 电力网的正序参数和等值电路实际应用中，上式往往进一步简化 Dm x1 ? 0.1445lg ' (? / km) r 对于铁磁性材料的单股 导线，由于? r ? 1，r ' ? 0.779r；对于多层多股的钢芯铝 绞线，实际上常取 ' ? 0.81r。对 r 于钢导线，? r 不是常数，x1由实际测量而得。由于电抗的大小与几何均距和导线半径之比呈对数关系，因此 各种架空导线的电抗在数值上差别不大，例如，110kV和 220kV线路的电抗值一般在0.4Ω/km左右。第二章 电力网的正序参数和等值电路2）分裂导线单位长度的电抗 x1: 在高压和超高压电力系统中，为了防止在高压作用下导线 周围空气的游离而发出电晕，往往采用分裂导线。分裂导线的 每相用几根型号相同的导线并联而构成复导线，各个导线的轴 心对称地布置在半径为R的圆周上(R远小于相间距离)。导线之 间用支架支撑。分裂导线改变了导线周围的磁场分布，等效地 增大了导线的半径，从而可以减少导线表面的电场强度，避免 正常运行情况下发生电晕。对于每相具有n根导体的分裂导线，其等值电抗为：x1 ? 0.1445 lgD rm?eq0.0157 ? r (? / km) n第二章 电力网的正序参数和等值电路当在一相分裂导线中是在边长为d的等边多边形的顶点上 对称分布时，电流在分裂导线中是均匀分布的，每一相可看 作一根等值导线，其等值半径为req? n r ? d 1ii ?2n式中，r―每根导线的半径； d1i―第1根导线与第i根导线间的距离，i=2，3，…，n 对于二分裂导线，其等值半径为（ eq ? rd ）； 对于三分裂导线，其等值半径为（ r eq ? rd 2 ）； 对于四分裂导线，其等值半径为（ ? 4 r 2d 3 ）。 r eq 实际运用中，导线的分裂根数n一般取2~4为宜。r第二章 电力网的正序参数和等值电路分裂导线线路由于每相导线等值半径的增大，使每相电抗减小， 一般比单根导线的电抗减小20%，其具体数值是每相的分裂根树 而定，一般分裂根数为2，3，4时，每公里的电抗分别为 0.33,0.30,0.28Ω左右。第二章 电力网的正序参数和等值电路（三）电纳 电纳是用来反映各相导线之间和导线对大地之间电容效应的参 数 1）单导线每相单位长度的电纳：7.58 b1 ? ? 10 ?6 ( S / km) Dm lg r2）分裂导线每相单位长度的电纳。b1 ?7.58 lgD r? 10 ? 6 ( S / km)meq若导线长度为L (km)，则每相导线的电纳为B=b1L（Ω）第二章 电力网的正序参数和等值电路第二章 电力网的正序参数和等值电路（四）电导。 电力线路的电导主要是由沿绝缘子的泄漏现象和导线的电 晕现象所决定的。 导线的电晕现象是导线在强电场作用下，周围空气的电 离现象。电晕现象将消耗有功功率。 电力系统计算时一般都忽略电晕损耗，即认为电导g=0。第二章 电力网的正序参数和等值电路10kV及以下的架空线路因导线受力小而使用铝绞 线,35kV及以上的线路则广泛使用钢芯铝绞线。 导线、避雷线的型号是由表示材料、结构的字母符号和 表示载流截面积德数字三部分组合而成。常用的有： TJ―铜绞线；LJ---铝绞线；GJ---钢绞线；HLJ---铝合金绞 线；LGJ---钢芯铝绞线；LGJQ---轻型钢芯铝绞线；LGJJ---加 强型钢芯铝绞线。 例如： LGJ―120代表标称截面积为120mm2的钢芯铝绞线。第二章 电力网的正序参数和等值电路查表第二章 电力网的正序参数和等值电路例2-1 某330kV线路，三相导线水平排列，相间距离为8cm， 每相导线采用单根LGJQ-600型导线，或者采用由两根 LGJQ-300型导线组成的分裂导线，分裂间距400mm。计算 两种情况下的阻抗和电纳。解 （ ）计算每相电阻： 1 LGJQ ? 600型导线每相单位长度的 电阻为 31.5 r1 ? ? ? 0.0525 ? / km) ( S 600 LGJQ ? 2 ? 300型导线每相单位长度的 电阻为 1? 31.5 r1 ? ? ? 0.525(? / km) 2 S 300? 2?第二章 电力网的正序参数和等值电路(2)计算电抗 由手册查得LGJQ ? 600型导线的计算外径为 .1 33 D 33.1 ? ? 16.6(m m) 2 2 导线的几何均距为 r? Dm ? 3 8 ? 8 ? (2 ? 8) ? 10.1(m) 单位长度的电抗为 10.1 x1 ? 0.1445lg ? 0.415(? / km) 0.81? 0.0166 当采用LGJQ ? 2 ? 300型分裂导线时，查手册 知其计算外径为 .5 23 23.5 ? 11.75(m m) 2 分裂导线的等值半径为 r? req ? 2 rd ? 11.75? 400 ? 68.85(m m)第二章 电力网的正序参数和等值电路分裂导线的单位长度电 抗为 10.1 0.0157 x1 ? 0.1445lg ? ? 0.321 ? / km) ( 0.0688 2 可见，分裂导线由于等 值半径增大，其电抗值 减小。 (3)计算电纳 对于LGJQ ? 600线路 7.58 7.58 ?6 b1 ? ?10 ? ?10?6 ? 2.72?10?6 ( S / km) Dm 10.1 lg lg 0.0166 r 对于LGJQ ? 2 ? 300分裂导线 7.58 7.58 ?6 b1 ? ?10 ? ?10?6 ? 3.50?10?6 ( S / km) Dm 10.1 lg lg 0.0689 req第二章 电力网的正序参数和等值电路二、线路方程及等值电路1.线路方程.I1.Ix ? d I x....z1dx y1dxIx.I2Ux? dUx.Uxx.U2dxL 电力线路的参数是沿线路均匀分布的，设距离线路末端x处 ? 的电压和电流相量为 U x 和 I?x第二章 电力网的正序参数和等值电路? ? ? ? x ? dx 处的电压和电流相量为 U x ? dU x 和 I x ? dI x. . dUx d U x ? I x z1dx或 ? I x z1 dx . . . . d Ix d I x ? U x y1 dx或 ? U x y1 dx . .对以上两式分别求导，可得：d Ux d Ix ? z1 ? z1 y1 ? x ( 2 ? 3 7) U 2 dx dx d Ix dUx ? ? y1 ? z1 y1 I x ( 2 ? 3 8 ) 2 dx dx2 . . 2 . .第二章 电力网的正序参数和等值电路式(2-37)为二阶常系数线性微分方程，其通解为：? U x ? C1e? Ix ?z1 y1 x? C2ez1 y1 x? z1 y1 x(2 ? 39)z1 y1 x再对其微分后带入式（2-38），得：C1 e z1 y1C2 ? ? e z1 y1令Zc ? z1 / y1 ; ? ? z1 y1，上两式可简化为：? ? C1 e?x ? C2 e ??x Ix Z c ?x Z c ??x ? U ? C e ?C ex 1 2由线路的电 阻和电导决 (2 ? 40) 定(2 ? 41)Z c ? z1 / y1 称为线路的特征阻抗或 波阻抗；? ? ? ? j? ? z1 y1 称为线路的传播系数。 传播系数的实部反映电 压和电流行波振 幅的衰减性，虚部反映 行波相位的变化特性。第二章 电力网的正序参数和等值电路? ? ? 利用线路末端 ? 0处的边界条件 ? x ? U 2 , I x ? I 2 , 可解出C1 , C2 . x U 将Z c和?带入（2 - 40）和（2 - 41 ），可得已知末端电压 情况下 线路任意一点的电压电 : 流 ? ? ? U x ? U 2 cosh?x ? I 2 Z c sinh ?x? ? ? (2 ? 43) ? ? U 2 sinh ?x ? I cosh?x ? ? Ix 2 ? Zc ? 上式中考虑到双曲函数有如下定义 1 ( ?x ? ??x) 1 ( ?x ? ??x) cosh?x ? e e sinh ?x ? e e 2 2 对于相同的导线，可以令x=L，可以得出线路两端电压电流 之间的关系： ? ? ? U1 ? U 2 cosh?l ? I 2 Z c sinh ?l ? ? ? (2 ? 44) ? ? U 2 sinh ?l ? I cosh?l ? ? I1 2 ? Zc ?第二章 电力网的正序参数和等值电路2.线路的自然功率理想情况下，线路的1 ? 0, g1 ? 0, 线路的特征阻抗 c ? L1 / C1为电 r Z 阻形式，线路末端负载 等于Z c即可获得最大功率，称 为自然功率2 U2 Pe ? Zc ? ? 由于负载等于Z c，所以U 2 ? I 2 Z c，由于r1 ? 0, g1 ? 0，所以? ? 0，进而? ? ? ? j? ? j? ? z1 y1 ? ( j?L1 )( j?C1 ) ? j? L1C1由式（4-23）可以导出? ? ? U x ? U 2 (cos?x ? j sin ?x) ? U 2e j?x ? ? ? I (cos?x ? j sin ?x) ? I e j?x ? ? I x ?2 2 ?(2 ? 45)第二章 电力网的正序参数和等值电路? ? ? U x ? U 2 (cos?x ? j sin ?x) ? U 2e j?x ? ? ? I (cos?x ? j sin ?x) ? I e j?x ? ? I x ?2 2 ?上式说明，前提： （1）在无损线路中；(2 ? 45)（2）当输送功率为自然功率时。结论：? ? ? ? （1）各点电压和电流的有效值分别相等； ( U x ? U 2 , I x ? I 2 )（2）同一点的电压和电流是同一相位，各点无功功率为零； （3）从末端开始，沿线各点相位前移 ? (rad / km)第二章 电力网的正序参数和等值电路线路传送电能时是以电磁波形式传播的，在行波相位相差2Π的 两点的距离，称为行波的波长，对于50Hz的三相架空线路，波 长等于6000km。电缆的波长比架空线的波长要短很多。第二章 电力网的正序参数和等值电路3.线路的等值电路式（2-43）可写成矩阵形式? . ? ?cosh?x Z c sinh ?x ? ?U ? ? U x ? ? ? sinh ?x ?? 2 ? ?. cosh?x ? I ? ?Ix ? ? Z ? 2? ? ? ? c ?..运用上式，可在已知末端电压 U 2、电流 I 2 时，计算沿线中 任意点的电压、电流。当x= l时，可得首端电压和电流的表达式? . ? ?cosh ?l ?U 1? ? ? sinh ?l ? . ? ? ? I1 ? ? Z CZsinh ?l ? ? . ? C ? ?U 2? cosh ?l ? ? . ? ?? I 2 ?（2-46）第二章 电力网的正序参数和等值电路从线路两端看，电力线路可以看成无缘的两端口网络，可以用 两端口网络的传输参数A,B,C,D表示：? . ? ? . ? ?U 1? ? ? A B ? ?U 2? ? . ? ?C D? ? . ? ?? ? ? I1 ? ? ? ? ? I2 ?（2-47）其中A ? D ? cosh ?l B ? Z c sinh ?l 1 C? sinh ?l Zc了解即 可第二章 电力网的正序参数和等值电路对这样的两端口网络，可以作长线路的П型等值电路如图 所示。分别以 Z ' 、 Y ' 表示它们的集中参数的阻抗、导纳。. .I1.ZY2''I2Y2'.U1U2第二章 电力网的正序参数和等值电路П型等值电路的通用常式为' ' ? A ? 1 ? 1 Z Y ? cosh γl 2 ? ' ? B ? Z ? Z C sinh γl ? ' ' ' sinh γl ? C ? Y ( 1 Z Y ? 1) ? 4 ZC ? ? 1 ' ' ? 1 ? cosh γl D? ZY ? 2 ?解得Z ?Z 1 Y ?Z' '? sinh γl C ? 2(coshγl ? 1) ? sinh γl ? C ?第二章 电力网的正序参数和等值电路对于长度不超过300kM,电压低于220kV的输电线路，可 以近似地将等效电路中的参数用简单集总参数代替，即Z ' ? Z ? (r1 ? jx1 )l Y ' ? Y ? ( g1 ? jb1 )l对于更短的线路，如35kV及以下的配电线路，常完全 忽略分布电容的影响。而用集中的串联阻抗Z作为线路 的等值电路。 考 试 要 求!第二章 电力网的正序参数和等值电路功率、电压、电流和阻抗当三相电路负载为星型接法时，如下图所示：?U P ? I P ZZU l ? 3U P?U l ? 3I P ZUl负载星型接法时， I l ? I P ? ?U l ? 3I l Z Il ? U lG / 3 或IP对于单相负载，有功功 P ? U P I P cos? , 无功功率 率 Q ? U P I P sin ?三相对称负载的功率则 是三相的功率和 P ? 3U P I P cos?和Q ? 3U P I P sin ?第二章 电力网的正序参数和等值电路由于三相电源和三相负 载的外部特性是用线电 压和线电流 来表示的，因此一般用 线电压和线电流来计算 平均功率。 对于星型接法， P ? U l / 3和I P ? I l 得： U P ? 3U l I l cos? Q ? 3U l I l sin ? S ? P 2 ? Q 2 ? 3U l I l 对于三角形接法的负载 ，同样可得到类似的结 论三相电路中，视在功率，线电压，线电流，阻抗，导纳 之间的关系为：U ? 3IZ;I ? UG / 3S ? 3UIS为视在功率，U为线电压，I为线电流，Z为阻抗，G为导 纳。第二章 电力网的正序参数和等值电路第二节 变压器参数和等值电路一、双绕组变压器的参数和等值电路在《电机学》中，双绕组变压器可以用T型等效电路来表示， 在电力系统中，为简化起见，常把并联的励磁支路移到变压器 的端部，形成Γ型等值电路，将其中一侧的阻抗折算到另一侧RT jXTGTjBT双绕组变压器的等值电路RT代表1、2侧绕组的经折 算的有功功率损耗（铜 耗）；XT是1、2侧绕组的 经折算的漏抗。GT为与变 压器铁芯中有功功率损耗 （铁耗）相关的电导，BT 为变压器的励磁电纳。注意：等效电路的变压器两侧为相同电压等级！第二章 电力网的正序参数和等值电路1.短路试验与电压器等值电路中的电阻和电抗变压器的短路试验是将变压器的一侧三相短接，另一侧施加可 调的三相对称电压。在实验中，逐渐增加外施电压使电流达到 额定值IN，这时测得的三相变压器消耗的总有功功率称为短路 损耗PK，测得的外施电压称为短路电压UK，它通常用占额定电 压的百分数UK%表示。由于短路电压比变压器绕组的额定电压 小得多，这时的励磁电流和铁心损耗可以忽略不计，于是短路 损耗可以近似看成是额定电流流过1、2侧三项绕组所产生的总 铜耗，即? SN PK ? 3I RT ? 3? ? 3U N ?2 N? ? RT ? ?2式中，Pk为变压器三相总的短路损耗；Sn为变压器的额定容量； Un为变压器绕组的额定电压。第二章 电力网的正序参数和等值电路当Pk的单位用kW；Sn的单位用MVA；Un的单位用kV表示时 变压器归算到Un电压侧的总电阻为RT?PU 1000SK2 N 2 N另一方面，变压器绕组的漏电抗比电阻大很多倍，例如， 110kV,25000kVA的变压器， X T / RT ? 16因此，短路电压 UK与XT上的电压降基本相等，从而有3I N X T SN UK UK % ? ?100 ? ?100 ? 2 X T ?100 UN UN UN当Sn的单位用MVA；Un的单位用kV表示时2 U K % ?U N XT ? 100S N第二章 电力网的正序参数和等值电路2.空载试验与变压器等值电路中的导纳变压器空载试验时，在一侧施加对称的三相额定电压，另一 侧开路，从而测出总有功功率损耗P0和空载电流I0。空载电流 常用所占额定电流的百分数I0%表示。由于空载电流很小，它在 变压器绕组中引起的铜耗也很小，可以忽略不计，而将P视为变 压器铁芯中的有功损耗（铁损），于是有P ? 3U N (U N GT / 3) ? U GT 02 N当P0的单位用kW，UN的单位用kV时P G 1000 UT?02 N(S )第二章 电力网的正序参数和等值电路在励磁支路中，通常电导G的数值远小于电纳B，即可以近似 认为空载电流I0等于流过BT支路的电流，从而有2 I0 U N BT 1 UN I 0 % ? ?100 ? ? ?100 ? BT ?100 IN IN SN 3 有名值表示的 公式要注意单 当Un的单位用kV； Sn的单位用MVA时 位，有没有不 带单位的公式？I 0 % 3I n I 0 % S n BT ? ? (S ) 2 100U n 100U n注意：变压器等值电路中的电气参数均为折算到同一侧时的 数值，当折算到1侧时，UN应取U1N，当折算到2侧时，UN应 取U2N第二章 电力网的正序参数和等值电路例2 - 2某变电所装有一台 SFQ7 -
型变压器，其铭牌数据 为： SN ? 31500 ,U1N / U 2 N ? 110/ 11kV，短路损耗PK ? 123kW， kVA 短路电压百分数 K % ? 10.5，空载损耗P0 ? 32.5kW，空载电流 U 百分数I 0 % ? 0.8，试计算折算到高压侧 的阻抗、导纳。 解：变压器的串联阻抗 为2 PKU N 123?1102 RT ? ? ? 1.50(?) 2 2 1000? S N
2 U K %U N 10.5 ?1102 XT ? ? ? 40.33(?) 100? S N 100? 31.5变压器的并联导纳为 P0 32.5 GT ? ? ? 2.686?10?6 ( S ) 2 1000? U N
I 0 % S N 0.8 ? 31.5 BT ? ? ? 2.083?10?5 ( S ) 100 N 100?1102 U2第二章 电力网的正序参数和等值电路二、三绕组变压器的参数和等值电路1.电阻三绕组变压器的等值电路，如下图所示。RT 1 ? jX T 1RT 2 ? jX T 2GTjBTRT 3 ? jX T 3包括电压 和电流与双绕组变压器相同，三绕组变压器的等值电路中的参数 也必须折算到同一侧。第二章 电力网的正序参数和等值电路三绕组变压器的电阻和漏抗计算比双绕组变压器复杂。由 于每相三个绕组，在等值电路中相应的有三个阻抗，因此 需要在两两绕组之间分别做短路试验，才能得出这三个阻 抗。另外，为了适应各侧对绕组容量的不同需求，三绕组 变压器三侧绕组的额定容量可能不等。我国制造的三绕组 变压器额定容量比有三类： 100/100/100这类变压器的三侧的额定容量都等于变压器的 额定容量。即 SN ? 3U1N I1N ? 3U2 N I 2 N ? 3U3N I3N 100/50/100这类变压器的第二侧达到额定电流时，一、三 侧只达到额定电流的一半。S N ? 3 U I ? 3U I ? 3 U I 1N 1N 2N 2N 3N 3N 2 2 2 100/100/50与第二种类似。 在变压器出厂时已给出各对绕组间的短路损耗PK(1-2)、PK(23)、PK(1-3)。第二章 电力网的正序参数和等值电路当容量比为100/100/100时PK (1? 2 ) ? PK 1 ? PK 2 ? ? PK (1?3) ? PK 1 ? PK 3 ? PK ( 2?3) ? PK 2 ? PK 3 ? ?由上式可以解出，每一个绕组的短路损耗为：1 ? PK 1 ? ( PK (1? 2) ? PK (1?3) ? PK ( 2?3) ) ? 2 ? 1 ? PK 2 ? ( PK (1? 2 ) ? PK ( 2?3) ? PK (1?3) )? 2 ? 1 PK 3 ? ( PK (1?3) ? PK ( 2?3) ? PK (1? 2 ) ) ? ? 2 ?这样便可套用双绕组变压器求电阻的公式，得：2 Pk1U n RT 1 ? 2 1000S n2 Pk 2U n RT 2 ? 2 1000S n2 Pk 3U n RT 3 ? 2 1000S n第二章 电力网的正序参数和等值电路对于三个绕组的容量比为100/50/100时，制造厂家给出每对绕 组间的短路损耗是：Pk(1-3)为2绕组开路，1-3绕组作短路试验时的 额定损耗；而Pk’(1-2)、Pk’(2-3)则为在2绕组流过它本身的额定电流时 的短路损耗。此时其他绕组的额定电流是变压器的额定电流的一 半，因此应将Pk’(1-2)、Pk’(2-3)归算到对应于变压器额定电流IN时的 值，由于短路损耗与电流的平方成正比，所以归算后的有功损耗 值为 记住小的乘 2Pk (1? 2 )? Pk (1? 2 )' 'P k ( 2 ?3) ? P k ( 2 ?3)IN ( ) IN / 2 IN ( ) IN / 2? ' ? 4 Pk (1? 2 ) ? ? ? ? 2 ? ' ? 4 P k ( 2 ?3) ? ? ?4就行了！第二章 电力网的正序参数和等值电路如果绕组容量比为100/100/50时，仍需按50%额定容量给出 的短路损耗归算至额定容量，于是有Pk ( 2 ? 3)? 4 Pk ( 2?3)'Pk (1?3)? 4 Pk (1?3)'然后便可套用双绕组变压器求电阻的公式，得：2 Pk1U n RT 1 ? 2 1000S n2 Pk 2U n RT 2 ? 2 1000S n2 Pk 3U n RT 3 ? 2 1000S n第二章 电力网的正序参数和等值电路2.电抗三绕组变压器虽然绕组结构有所不同。但其电抗的计算方法 完全相同，这是因为手册或制造厂所提供的短路电压，已经折算 到电流达到变压器的额定容量时的值。具体如下： 首先由已给出的各对绕组间短路电压的百分数Uk(1-2)(%)、 Uk(2-3)(%)、Uk(1-3)(%),求各绕组短路电压的百分数U U U(%) ? 1 (U k (1? 2) (%) ? U k (1?3) (%) ?U k (2?3) (%))? 2 ? ? (%) ? 1 (U k (1? 2) (%) ? U k (2?3) (%) ?U k (1?3) (%))? k2 2 ? (%) ? 1 (U k (2?3) (%) ? U k (1?3) (%) ?U k (1? 2) (%))? k3 2 ?k1第二章 电力网的正序参数和等值电路然后按与双绕组变压器相似的公式求各绕组电抗X T1 ?U (%)U N k1 100S N2XT2?U(%)U N k2 100S N2XT3?U(%)U N k3 100S N23.导纳求取三绕组变压器导纳的方法和公式与双绕组变压器完全相同。P G 1000 UT?02 N(S )I 0 %Sn BT ? (S ) 2 100U n第二章 电力网的正序参数和等值电路三、自耦变压器等值电路 普通变压器绕组之间只有磁路耦 合，自耦变压器的绕组之间除了 2 3' 磁耦合外，还有电的联系。由于 一部分功率可以通过电的联系直 ' ' 接在高压和中压绕组之间传送， 1 ,2 因此自耦变压器耗材少、损耗小、 费用低，因此在220kV级以上的 系统中获得广泛应用 自耦变压器等值电路和参数计算与三绕组变压器基本相同， 只是自耦变压器的短路电压百分数中，和低压相关的短路电 压需经过折算：13U k 23 % ? U' k 23Sn %( ) S3nU k 31 % ? U' k 31Sn %( ) S3n第二章 电力网的正序参数和等值电路例2-3 某发电厂内装设有一台三绕组变压器，容量为120000kVA， 三个绕组容量比为100/100/50，额定电压为242/121/10.5kV， P0=129kW，I0%=0.65 ,短路电压和短路损耗见下表绕组 短路电压百分数UK% 短路损耗PK(kW) 高-中 24.7 465 高-低 14.7 276 中-低 8.8 258求变压器折算到高压侧的阻抗、导纳并作出等值电路解：（）进行短路损耗的折算 1 PK (1?2) ? 465kW' PK (1?3) ? 4 PK (1?3) ? 1104 kW ) ( ' PK ( 2?3) ? 4 PK ( 2?3) ? 1032 kW ) (第二章 电力网的正序参数和等值电路各绕组的短路损耗为 1 ( 465? ) ? 268.5( kW ) 2 1 PK 2 ? ( 465? ) ? 196.5( kW ) 2 1 PK 3 ? (? 465) ? 835.5(kW ) 2 各绕组的电阻为 PK 1 ? 268.5 ? 2422 RT 1 ? ? 1.092(?) 2 6.5 ? 2422 RT 2 ? ? 0.799(?) 2 5.5 ? 2422 RT 1 ? ? 3.398(?) 2
第二章 电力网的正序参数和等值电路1 U K 1 % ? (24.7 ? 14.7 ? 8.8) ? 15.3 2 1 U K 2 % ? (24.7 ? 8.8 ? 14.7) ? 9.4 2 1 U K 3 % ? (14.7 ? 8.8 ? 24.7) ? ?0.6 2 各绕组的电抗为 15.3 ? 2422 X T1 ? ? 74.669(?) 100? 120 9.4 ? 2422 X T1 ? ? 45.875(?) 100? 120 ? 0.6 ? 2422 X T1 ? ? ?2.928(?) 100? 120第二章 电力网的正序参数和等值电路计算并联导纳 129 GT ? ? 2.2 ?10?6 ( S )
0.65?120 BT ? ? 1.33?10?5 ( S ) 100? 24220.799? j 45.8751.092? j 74.6692.2 ?10?6? j1.33?10?53.398? j 2.928第二章 电力网的正序参数和等值电路作业：某降压变电所有 一台型号为SSPSL ? 0 1 的三绕组变压器。容量
。 比为 kVA 已知?P 0 ? 123.1kW , I 0 % ? 1.0, ?Pk12 ? 1023 , ?Pk' 23 ? 165kw, kw ?Pk'31 ? 227kW , U k12 % ? 24.7,U k 23 % ? 8.8, U k 31 % ? 14.7。试 计算该变压器归算到高 压侧的参数并画出等效 电路。第二章 电力网的正序参数和等值电路第三节 发电机和负荷的参数及等值电路一、同步发电机的等效电路同步发电机的定子绕组的电阻远小于其电抗，在计算时，可 近似地认为电阻等于零，只考虑电抗。 同步发电机的等效电路常以电压源的形式来表示。 简单！jX dI?E ?Uq..d? jI.Xd? Eq.? Ud.式中， . q 为发电机的相电动势（kV）， d 为发电机的相电 U E 压（kV）， 发电机定子的相电流（kA）。 I第二章 电力网的正序参数和等值电路制造厂一般给出以发电机额定容量为基准的电抗百分值，其 定义为 X 3I XXd % ?dU n / 3I n?100 ?ndUn?100从而可得发电机一相电抗值为2 X d % Un Xd % Un X d % U n cos?n X d ? 100 ? 3I ? 100 ? Pn / U n cos?n ? 100 ? Pn (?) n式中，UN为发电机 的额定电压（kV）；PN 为发电机的额定有功功 率（MW）； ? n 为 cos 发电机的额定功率因数。电机上给的参数往 往是功率等第二章 电力网的正序参数和等值电路二、负荷的等效电路负荷可用复功率表示，也可用恒定阻抗表示1. 负荷的复功率表示? U? S根据国际电工委员会推荐的约定，取 S ? U I ? P ? jQ.. . *式中，S 为复功率； 为电压相量 ；I 为电流相量的共轭值 ； U P、Q分别为有功功率、无功功率。 采用这种表示方式时，感性负荷为正，容性负荷为负 负荷的三相复数功率为.*S ? 3U I ? S (cos? ? j sin ? ) ? P ? jQ..*第二章 电力网的正序参数和等值电路2. 负荷的恒定阻抗表示有时负荷还可用阻抗直接表示，等效电路如下 ? UZ恒定阻抗? U U2 Z? ? (cos? ? j sin ? ) ? R ? jX ? I S小结：在计算等效电路中的各个元件的值得时候，我们会 利用线电压，线电流，视在功率等，他们都是标量的有效 值。结果则用复数表示，如R+jX等。在作最终的等效电路 时，电流，电压，复功率等都是矢量。第二章 电力网的正序参数和等值电路第四节 标幺制和电力网等值电路一、标幺制进行电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、 电流、功率等的相对值进行运算，称为标么制。标么值的定义为标么值 ? 有名值 相应的基准值规定基准值之 电力系统计算中，各元件参数及变量之间的基准值有以下 间的相互关系 基本关系式 有什么好处？? S B ? 3U B I B ? ? ? ? 3 I B Z B? UB ? 1 ? ZB ? ? YB ?式中，SB为三相功率的基准值； UB、IB为线电压、线电流的基准值； ZB、YB为相阻抗、相导纳的基准值。第二章 电力网的正序参数和等值电路式中有五个基准值，其中两个可任意选定，并由此可以确定其 余三个基准值。通常是选定三相功率和线电压的基准值SB、UB 后，再求出线电流、相阻抗和相导纳的基准值 三相功率的基准值，一般可选定电力系统中某一发电厂总 容量或系统总容量，也可以取某发电机或变压器的额定容量， 常选定100、1000MVA等；而线电压的基准值一般选取作为基 本级的额定电压，或各级平均额定电压。 有了上述基准值后，就可以求Z、Y、I的标么值3U B I* ? I SBZ* ?Z UB 3I BSB ?Z 2 UBU Y* ? Y SB2 B第二章 电力网的正序参数和等值电路在电力系统计算中常常用到电压降落、功率损耗等计算公 式。当用标幺值表示这些公式时，可以由有名值表示的公式两 端同时除以一个基准值，然后，再将其中的各量转换为标幺值。 例如，阻抗Z中的电压降落用有名值表示为? ? ? U1 ? U 2 ? 3IZ上式两端同时除以UB，可以得出? ? ? ? U1 U 2 3IZ I Z ? ? ? UB UB 3I B Z B I B Z B即? ? ? U1* ? U 2* ? I*Z*第二章 电力网的正序参数和等值电路当我们考察功率的表达式的时候，与电压降落类似， 我们可以得出（请同学自己证明）S* ? U*I*(有名值时 ? 3UI ) S容易看出，用标幺值表示的公式三相电路与单相电路 形式完全相同。 这个特点给运 算带来极大便 利第二章 电力网的正序参数和等值电路电力系统元件的参数常常以标幺值或百分数的形式给出， 与其对应的基准值为元件本身的额定容量和额定电压，例如， 我们前面学的变压器的短路电压百分数：3I N X T SN UK UK % ? ?100 ? ?100 ? 2 X T ?100 UN UN UN可以改写成：SN UK % ? X 2 ? X N* 100 UN同理：I0 % ? I N 0* 100上面的标幺值是以本身的额定电压和额定容量为基准值的，当 元件组成网络时，需要有统一的基准容量和基准电压。这就需 要换算，原理很简单，只要将原来的标幺值换成有名值，再按 照基准容量和基准电压换算成标幺值即可。第二章 电力网的正序参数和等值电路U SB SB ? U N ? ? X * ? X N* ? X N* 2 ?U ? SN U B SN ? B ? ?2 N2同理，可得出下列变换公式：Z* ? Z N *SB SN?UN ? ?U ? B? ? ? ?2Y* ? YN *SN SB? UB ? ?U ? N? ? ? ?2UN U* ? U N* UBSN U B I* ? I N SB U N这些都是重要 公式，自己练 习推导SN P* ? jQ* ? ( PN * ? jQN * ) SB第二章 电力网的正序参数和等值电路二、电力网的等值电路 电力网的等值电路 电力网的等值电路，即是将各种元件及线路分别用相应的等 值电路来代替。然后根据各条线路两端的相互连接情况，将他们 的等值电路相应地联结起来。在电力网的等值电路中，线路和变 压器的并联支路往往用功率表示！对于电力线路，并联无功功率为：2 2 QC ? Un B ? Un b0l重要！对于电力线路的Π型等值电路，单侧并联无功功率为：2 2 QC Un B U n b0l ?j ??j ??j 2 2 2第二章 电力网的正序参数和等值电路对于变压器励磁支路，励磁功率与励磁电流成正比，即I0 % ? I N 0* ? ?QN 0* 100I 0 %S N ? ?Q0 ? ?Q0* ? S N ? 100重要！1、单电压等级电力网的标幺值等值电路 在只有一个电压等级的电网中，标幺值表示的等值电路与有 名值表示的等值电路完全相同。 在标幺值表示的电力网络中，网络中所有元件在统一的基准 电压和基准功率下。一般取网络的额定电压为基准电压。这样的 好处是一目了然地看出某点的电压的实际大小。基准容量则取 100MVA,1000MVA等，视系统容量和计算方便而定。第二章 电力网的正序参数和等值电路2、多电压等级电力网的标幺值等值电路 在实际的电力系统中，大都包含多个电压等级，它们之间 通过变压器相互连接，如下图所示10kv T1 220kv 35kv 10kv~G 110kvT2T3 T4 M Uk%=&7.5 3kv对于这种含有多个电压等级的电力网络，一种办法是把所 有的线路的变压器的参数都按照变压器的实际变比折算到某 一个指定变压器的某一侧，然后再取统一的S和U将全部参数 都化成标幺值。第二章 电力网的正序参数和等值电路参数的归算当电路中含有变压器，并且用前面所介绍的变压器等效电 路来等效表示时，变压器两端对应于同一个电压等级。 在电力网等效电路中， 不同电力元件可以相互连接，前 提是两个元件的连接点的电压必须相同。 为了做出包含电力网中所有元件的电力网等效电路，一种 方法是将不同电压等级的电压、电流及元件的参数都归算到 同一电压等级下。这样就保证了连接点电压的相同。 步骤是：首先确定这个等效电路的电压等级，即基本级， 然后将所有电压、电流及所有元件参数全部归算到这个基本 电压级。基本电压级原则上可以任选，但通常选取网络中的 最高电压等级。第二章 电力网的正序参数和等值电路设某电压级与基本电压级之间串联有变比为K1,K2,..Kn的n台 变压器，则该电压级某元件阻抗Z、导纳Y、电压U、电流I归 算到基本电压级的计算式分别为：? Z ' ? Z ( k1k 2 ...k n ) 2 1 1 1 2 ? ' Y ?Y( ? ? ... ) ? k1 k2 kn ? ' ? U ? U ( k1k 2 ...k n ) ? ? 1 1 1 ?? ? I ' ? I? ? ? ...? ?k k2 k n ?? ? 1 ??式中的K的取法为：分子为靠近基本电压等级的一侧的电压， 分母为靠近待归算的电压等级的一侧的电压。第二章 电力网的正序参数和等值电路例2-4 如下图所示的电力系统接线图，各元件的已知参数标 示于图中，试作出标幺值表示的电力系统等值电路G T1 T2~Pn ? 120MW 150MVA cos? n ? 0.8 10.5 / 242kV ?PK ? 894.5kW U n ? 10.5kV ?P0 ? 137kW X G % ? 65 U k % ? 13.13I 0 % ? 1.43LGJ ? 185,150km r0 ? 0.17? / km X 0 ? 0.394? / km120MVA 220/ 38.5kVLGJ ? 95,20km r0 ? 0.33? / km?Pk ? 932.5kW X 0 ? 0.385? / kmb0 ? 2.77 ? 10?6 S / km ?P0 ? 98.2kW U k % ? 14I 0 % ? 1.26第二章 电力网的正序参数和等值电路解：)选取220kV作为电压基本级，将变 (1 压器T 1, T 2, 线路L1的参数 都归算到基本级。忽略 kV以下电压等级线路 2的导纳 35 L 发电机：X G ? 0.48(?) 变压器T 1 : RT 1 ? 2.33(?); X T 1 ? 51.26(?); ?P0 ? 0.137( MW ); I 0 % S n 1.43?120 ?Q0 ? ? ? 2.145( M var) 100 100 变压器T 2 : RT 2 ? 3.13(?); X T 2 ? 56.47(?); ?Q0 ? 1.512( M var) 线路L1 : RL1 ? jX L 2 ? 25.5 ? j 59.1(?)2 QC U n b0 L1 2202 ? 2.77 ?10?6 ? 150 ?j ??j ??j ? ? j10.1M var 2 2 2 线路L 2 : RL 2 ? jX L 2 ? 6.6 ? j 7.7(?)（2）计算线路及变压器的 有名值，得（计算过程 略）：第二章 电力网的正序参数和等值电路(3)将各元件参数归算到基 本级：因计算变压器 1, T 2和 T 线路L1参数时就是在 kV基本电压级下进行的， 220 所以 这几个元件的参数实际 上已经归算过了。只需 对发电机 和线路L 2进行归算 ? 242 ? 发电机G : X ? 0.48? ? ? ? 255(?) ? 10.5 ?' G 2? 220 ? 线路L 2 : R ? jX L 2 ' ? (6.6 ? j 7.7) ? ? ? ? 215.51? j 251.43(?) ? 38.5 ? (4)计算电力网的标幺值' L22选取基准值为 0 ? 100MVA,U 0 ? 220kV，将各元件的有名值参 S 数分别除以选定的基准 值，得到统一的标幺值第二章 电力网的正序参数和等值电路' 发电机G : X G* ? X GS0 100 ? 255? ? 0.53 2 2 U0 220变压器T 1 : RT 1* ? jX T 1* S0 ? ( RT 1 ? jX T 1 ) 2 ? 0.0048? j 0.1059 U0 ?P0 ? j?Q0 ? 0.00137? j 0.02145 S0?P0* ? j?Q0* ? 变压器T 2 :RT 2* ? jX T 2* ? 0.0065? j 0.1167 ?P0* ? j?Q0* ? 0.000982? j 0.01512 ; 线路L1 : RL1* ? jX L1* ?j S0 ? ( RL1 ? jX L1 ) 2 ? 0.053? j 0.122 U0QC * Q /S ? ? j C 0 ? ? j 0.101 2 2第二章 电力网的正序参数和等值电路线路L2 : RL 2* ? jX L 2* ? 0.445? j 0.519 等效电路如图所示：j 0.530.0048? j 0.? j 0.122 0.0065? j 0.? j 0.519? Eq0.00137? j 0.021450.000982? j 0.01512? j 0.101? j 0.101第二章 电力网的正序参数和等值电路将电力网络用等效电路表示，然后求取各段电路的电压 电流值，是一个基本的电力系统应用。通过前面例子我们发 现： （1）各种元件的参数归算比较麻烦 （2）如果我们希望求取非220KV电路的电压和电流，必须 先在以上模型中求得该段电路的折算电压，电流，然后再归 算到实际的电压等级，才能获得真实的值。 如果能在电力网络的等效电路中使变压器各侧将反映 真实电压和电流。那么在各个电压等级中的元器件也就不用 进行归算到同一电压等级，各个等级的电路也就可以直接相 连。如何实现？将变压器用一种带 变比的等值电路来 表示。第二章 电力网的正序参数和等值电路具体方法如下： （1）将变压器化成带变比的等值电路对于双绕组变压器，若参数都折算到一次侧，其等值电路简化 如下RT jXT? U1I?1Z1T? U 2'?' I2GTjBT?Y1T' ' 此时的U 2和I 2是折算到一次侧的电压 和电流第二章 电力网的正序参数和等值电路如果将变压器用一种带变比的等值电路来表示。不同电压等级 电网之间及无需再进行参数和电压电流的折算。? U1Z1TI?1Y1T?' U2 ? I2U1N : U 2 N? U2此图的变压器参 数是归算到一次 侧的如果变压器原来的电路使折算到2侧的，则可以在一次侧接入一 个理想变压器。对于三绕组变压器，可以接入两个理想变压器。第二章 电力网的正序参数和等值电路（2）带变比变压器的标幺值等值电路当变压器的等值电路引入理想变压器后，可将它们所在电压 等级的电网额定电压作为基准电压，并取统一的基准容量，化 成相应的标幺值。 这样做的最大的好处是从电压的标幺值直接可以看出各点电 压与其所在位置额定电压的偏差。这样基准电压 就有多个了！第二章 电力网的正序参数和等值电路同时，对于理想变压器的变比也要相应的按照两侧的基准电压 分别化成标幺值，从而得出用标幺值表示的变比U1 N U 2 N U1 N * : U 2 N * ? : ? 1 : k*或k* : 1 U 1B U 2 B 变比标幺值中1应靠近变压 器折算参数的 一侧 当变压器采用带变比的标幺值等值电路后，他们的各侧便可以与所在侧的线路等元件 直接相连而无需再对元件进行任何折算。第二章 电力网的正序参数和等值电路例2-5 一台容量为50000kVA的三绕组变压器，三个绕组的容量 比为100/100/100，额定电压为110/38.5/11kV，高-中、高-低、 中-低压绕组之间的短路电压百分数分别为10.5%、18%、6.5%， 其电阻和励磁导纳忽略不计，高压绕组和中压绕组分别在 +2.5%和-2.5%分接头上运行。取S=100MVA，并分别取高、中、 低压侧的网络额定电压110、35和10kV为相应侧的基准电压， 试作出其带变比的标幺值等值电路。解：由绕组之间的短路 电压百分数，可以得出 高、中、低压绕 组的短路电压百分数分 11%、 0.5%和7%(计算略）。高、 别为 ? 中、低压绕组折算到低 压侧的标幺值分别为2 U k1 % U n S B 11 112 100 X T1 ? ? ? 2 ? ? ? 2 ? 0. S n U B 100 50 10X T 2 ? ?0.0121 ;X T 3 ? 0.1694第二章 电力网的正序参数和等值电路由于参数都归算到低压 侧，变比的标幺值形式 应为k* : 1 高压侧对低压侧绕组的 变比标幺值为 110(1 ? 0.025) / 110 K13* ? ? 0./ 10 中压绕组对低压绕组的 变比标幺值为 38.5(1 ? 0.025) / 35 k 23* ? ? 0.975 11/ 10 等值电路如下图： 0.9318 : 1 1j 0.2662j 0.16943? j 0.01210.975 : 12第二章 电力网的正序参数和等值电路（3）将变压器化为Π型等效电路 带变比的等效电路看上去很美，但真正要计算线路各点 的电压，电流时，还是比较麻烦。 如果能将变压器用一个简单的只有阻抗和导纳的等值电 路代替，那么在整个系统的等值电路中，全部是一般的不接 地阻抗和接地导纳支路，各点的电压又都是实际的电压，将 来电路就会很容易化简！真能实现吗 ？第二章 电力网的正序参数和等值电路对于变压器的并联励磁支路，可以先不考虑 （1）先将不接地阻抗和理想变压器化为Π型等值电路? U1 I?11: kZT? U2? I2? U1Z?? U2? I2?I?1Y?1Y? 2(a )由简到繁，分 步治之(b)（2）再将导纳支路与之并联。第二章 电力网的正序参数和等值电路以上电路实际上是一个二端口网络，代换的核心是端口的电 压和流入流出的电流相等。从(a)电路中可以得出电压电流的 关系为： ? ? ? U 2 ? ?U1 ? ZT I1 ?k ? I1 ? I2 ? ? k 从中可以解出：? ? K ?1 1 ? I1 ? U1 ? (U1 ? U 2 ) ? KZ T KZ T ? ? ? ? ? 1? K ? 1 I2 ? U2 ? (U 2 ? U1 ) ? ? K 2 ZT KZ T ? ?第二章 电力网的正序参数和等值电路通过《电路》中二端口网络等效变换方法，直接可得Π型 等效电路的各参数为：Z ? ? kZT Y?1 ? (k ? 1) / kZT Y? 2 ? (1 ? k ) / k 2 ZTΠ型等效电路之所以能反映变压器的变比关系，其物理解 释是：通过导纳YΠ2及阻抗ZΠ的不同性质（感性或容性） 而使ZΠ两端产生电压降或电压升。第二章 电力网的正序参数和等值电路例2-6 一容量为63000kVA的双绕组变压器，额定电压为 121 ? 2 ? 2.5% / 10.5kV 短路电流百分数 U K % ? 10.5，若变 压器在-2.5%分接头上运行，试作出忽略电阻时变压器的Π 型等效电路。取基准功率S=100MVA，变压器两侧基准电压 分别为110kV和10kV。解：当变压器参数折算 到高压侧时，有 ? 10.5 ? 1212 ? 100 XT ? ? ? 100? 63 ? ? 1102 ? 0.2017 ? ? ? 10.5 110 k? ? ? 0.979 10 121 1 ? 0.025) ( Z ? ? kZT ? kX T ? 0.1974第二章 电力网的正序参数和等值电路Y?1 ?k ?1 ? 0.1063 kZTY? 2 ?1? k ? ?0.1085 2 k ZT带变比的变压器等值电 路和变压器?型等值电路如下所示? U1 I?1j 0.20171 : 0.979? U2? I2? U1j 0.1974? U2? I2?I?1j 0.1063? j 0.1085第二章 电力网的正序参数和等值电路作业：在下图所示的电 力系统中，变压器 1和T 2的参数与 例2 ? 6] T [ 中的相同，其高压侧在 2 ?1.25%分接头上运行；变压器 3的参数 ? T 同[例2 ? 5]；线路长度标在图中， 所有110kV线路r1 ? 0.21? / km, x1 ? 0.4? / km, b1 ? 2.85?10?6 S /10kV线路r1 ? 0.263? / km, x1 ? 0.348? / km。两台发电机的参数为 n ? 120MW , cos? n ? 0.8, P X d % ? 65,U n ? 10.5kV ; 试作出全系统的等效电 (变压器先化成 路 ?型等值电路）。~GT1 L2 120km T3 L1 150km 10kv T2 L4 20km110kv35kv~GL3 95km 110kv