1、第二章第二章 电力系统各元件等值电路和参数计算电力系统各元件等值电路和参数计算n第一节 架空输电线路参数n第二节 架空输电线路等值电路 第三节 变压器等值电路和参数 第四节 标幺值电力系统各元件的等值电路和参数计算第1页2.1 2.1 架空输电线路参数架空输电线路参数n电力系统分析和计算普通过程 首先将待求物理系统进行分析简化，抽象出等效电路(物理模型)；然后确定其数学模型，也就是说把待求物理问题变成数学问题；最终用各种数学方法进行求解，并对结果进行分析。电力系统各元件的等值电路和参数计算第2页2.1.1 2.1.1 输电线路输电线路1 1.架空线架空线n导线导线n避雷线避雷线n杆塔杆塔n绝缘
2、子绝缘子n金具金具2.1 架空输电线路参数架空输电线路参数架空线路电力系统各元件的等值电路和参数计算第3页金具电力系统各元件的等值电路和参数计算第4页（1 1）导线和避雷线导线和避雷线：电性能，机械强度，抗腐蚀能力；：电性能，机械强度，抗腐蚀能力；主要材料：铝，铜，钢；例：主要材料：铝，铜，钢；例：LJ TJ LGJLJ TJ LGJ电力系统各元件的等值电路和参数计算第5页（2 2）杆塔）杆塔n木塔：较少采取木塔：较少采取n铁塔：主要用于铁塔：主要用于220kV220kV及以上系统及以上系统n钢筋混凝土杆：应用广泛钢筋混凝土杆：应用广泛电力系统各元件的等值电路和参数计算第6页110kv架空线路
3、电力系统各元件的等值电路和参数计算第7页电力系统各元件的等值电路和参数计算第8页（3 3）绝缘子绝缘子n针式针式：10kV10kV及以下线路及以下线路针式绝缘子电力系统各元件的等值电路和参数计算第9页n悬式绝缘子悬式绝缘子 主要用于主要用于35kV及以上系统，依据电压及以上系统，依据电压等级高低组成数目不一样绝缘子链。等级高低组成数目不一样绝缘子链。电力系统各元件的等值电路和参数计算第10页n棒式绝缘子棒式绝缘子 起到绝缘和横担作用，应用于起到绝缘和横担作用，应用于1035kV农网。农网。电力系统各元件的等值电路和参数计算第11页2.2.电缆线路电缆线路n导体导体n绝缘层绝缘层n保护层保护层电
4、力系统各元件的等值电路和参数计算第12页架空输电线路参数有四个（1）电阻r0：反应线路经过电流时产生有功功率 损耗效应。（2）电感L0：反应载流导体磁场效应。图图2-1 2-1 单位长线路一相等值电路单位长线路一相等值电路 电力系统各元件的等值电路和参数计算第13页图图2-11 2-11 单位长线路一相等值电路单位长线路一相等值电路（3）电导g0：线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导体附近空气游离而产生有功功率损耗。（4）电容C0：带电导体周围电场效应。输电线路以上四个参数沿线路均匀分布。电力系统各元件的等值电路和参数计算第14页1.电阻电阻有色金属导线单位长度直流电阻：有色金属导线单位长度直
5、流电阻：考虑以下三个原因：考虑以下三个原因：（1）交流集肤效应和邻近效应。）交流集肤效应和邻近效应。（2）绞线实际长度比导线长度长）绞线实际长度比导线长度长23 。（3）导线实际截面比标称截面略小。）导线实际截面比标称截面略小。所以交流电阻率比直流电阻率略为增大所以交流电阻率比直流电阻率略为增大：铜：铜：18.8 铝：铝：31.5准确计算时进行温度修正：准确计算时进行温度修正：为温度系数：为温度系数：铜：铜：铝铝:电力系统各元件的等值电路和参数计算第15页n集肤效应又叫趋肤效应集肤效应又叫趋肤效应,当交变电流经过导体时当交变电流经过导体时,电流将集中在导体表面流过电流将集中在导体表面流过,这种
6、现象叫集肤效这种现象叫集肤效应。是电流或电压以频率较高电子在导体中传导应。是电流或电压以频率较高电子在导体中传导时时,会聚集于总导体表层会聚集于总导体表层,而非平均分布于整个导而非平均分布于整个导体截面积中。体截面积中。n邻近效应邻近效应当高频电流在两导体中彼此反向流当高频电流在两导体中彼此反向流动或在一个往复导体中流动时，电流会集中于导动或在一个往复导体中流动时，电流会集中于导体邻近侧流动一个特殊物理现象。体邻近侧流动一个特殊物理现象。n导体内电流密度因受邻近导体中电流影响而分布导体内电流密度因受邻近导体中电流影响而分布不均匀现象。不均匀现象。电力系统各元件的等值电路和参数计算第16页2.2
7、.电感电感n三相导线排列对称三相导线排列对称(正三角形正三角形)，则三相电感相等。，则三相电感相等。n三相导线排列不对称，则进行整体循环换位后三三相导线排列不对称，则进行整体循环换位后三相电感相等。相电感相等。电力系统各元件的等值电路和参数计算第17页1)单导线每相单位长度电感和电抗：式中：Deq为三相导线间互几何均距，Ds为导线自几何均距实际多股绞线自几何均距：非铁磁材料单股线：Ds=0.779r非铁磁材料多股线：Ds=（0.7240.771)r钢芯铝线：Ds=（0.770.9)r在工程计算中，能够取架空线路电抗为r为导线计算半径为导线计算半径电力系统各元件的等值电路和参数计算第18页2）含
8、有分裂导线输电线路等值电感和电抗电力系统各元件的等值电路和参数计算第19页nDsb为分裂导线自几何均距，随分裂根数不一样而改变。为分裂导线自几何均距，随分裂根数不一样而改变。n2分裂导线：分裂导线：n3分裂导线：分裂导线：n4分裂导线：分裂导线：n通常，通常，dDs，所以，分裂导线自几何均距，所以，分裂导线自几何均距Dsb比单导比单导n线自几何均距线自几何均距Ds大，大，分裂导线等值电感小分裂导线等值电感小。电力系统各元件的等值电路和参数计算第20页n当前分裂导线在我国电网应用情况：n750kV普通四分裂或六分裂；n500kV普通为四分裂导线，即一相四根，也见三分裂；n330kV多为双分裂，也
9、有四分裂；n220kV多用双分裂，即一相两根；n110kV多为单根导线，即不分裂。n分裂导线作用：n相当于增大了导线半径，可降低线路电抗和电晕放电（电能损耗、干扰通信），还可提升线路输送功率。电力系统各元件的等值电路和参数计算第21页750kV六分裂导线500kV四分裂导线四分裂导线架空线路参数计算四分裂导线用阻尼间隔棒四分裂导线用阻尼间隔棒电力系统各元件的等值电路和参数计算第22页3.输电线路电导：用来反应泄漏电流和空气游离所引发有功功率损耗。（1）正常情况下，泄漏电流很小，能够忽略，主要考虑电晕现象引发功率损耗。（2）电晕：局部场强较高，超出空气击穿场强时，空气发生游离，从而产生局部放电现
10、象。电力系统各元件的等值电路和参数计算第23页4.等值电容和电纳(1)单导线：电容n 电纳 电力系统各元件的等值电路和参数计算第24页（2）分裂导线）分裂导线 Deq各相分裂导线重心间几何均距。各相分裂导线重心间几何均距。req 一相导线组等值半径。一相导线组等值半径。对二分裂导线：对二分裂导线：对三分裂导线：对三分裂导线：对四分裂导线：对四分裂导线：电力系统各元件的等值电路和参数计算第25页2.2 2.2 架空输电线等值电路架空输电线等值电路 集中参数元件：假定元器件伴随电磁过程都集中参数元件：假定元器件伴随电磁过程都分别集中在各元件内部进行，这种元件就称为集分别集中在各元件内部进行，这种元
11、件就称为集总参数元件，简称为集总元件。总参数元件，简称为集总元件。当实际电路尺寸远小于电路工作时电磁波波当实际电路尺寸远小于电路工作时电磁波波长时，即可用集总参数电路模型来近似地描述实长时，即可用集总参数电路模型来近似地描述实际电路。际电路。电力系统各元件的等值电路和参数计算第26页长线路等值电路长线路等值电路1 1）长距离输电线路稳态方程）长距离输电线路稳态方程设长为设长为l输电线路其参数沿线均匀分布，单位长度阻抗和导输电线路其参数沿线均匀分布，单位长度阻抗和导纳分别为纳分别为在距离线路末端在距离线路末端x处取一微段处取一微段dx。作出等值电路。作出等值电路电力系统各元件的等值电路和参数计算
12、第27页长线路均匀分布参数电路dxdx微段串联阻抗中电压降落为微段串联阻抗中电压降落为dxdx微段并联导纳中支路电流为微段并联导纳中支路电流为将以上两式分别变形为将以上两式分别变形为略去二阶略去二阶微小量微小量电力系统各元件的等值电路和参数计算第28页 将式将式（2-162-16）对对x微分，可得微分，可得（2-20）将其微分后代入式将其微分后代入式（2-162-16），），可得可得 解此二阶常系数齐次微分方程，其通解为解此二阶常系数齐次微分方程，其通解为式中式中 称为线路称为线路传输常数传输常数；称为线路称为线路特征阻抗特征阻抗(波阻抗波阻抗)；电力系统各元件的等值电路和参数计算第29页 当
13、x=0时，由通解方程式由通解方程式 当x=0时，从而有 将此式代入式（2-22）、（2-23）中，便得（2-24）稳态解中常数稳态解中常数C C1 1、C C2 2可由线路边界条件确定可由线路边界条件确定电力系统各元件的等值电路和参数计算第30页 式（2-24）、（2-25）又可写成矩阵形式当x=l时，可得首端电压和电流表示式（2-25）（2-26）（2-27）ABCDAD-BC=1 二端口外部特征可用3个参数确定，则该无源二端口可表示为3个阻抗（导纳）组合A=D，符合对称二端口网络特点，输电线路可看成是对称无源二端口。可用对称T型或型等值电路表示。电力系统各元件的等值电路和参数计算第31页只
14、研究只研究型等值电路，求型等值电路，求 、长线路等值电路(a)型等值电路；(b)型等值电路2 2）长输电线路集中参数等值电路）长输电线路集中参数等值电路 由等值电路由等值电路(a)(a)依依二端口网络方程二端口网络方程 可得可得电力系统各元件的等值电路和参数计算第32页即即化简化简 令全线路总阻抗和总导纳分别为令全线路总阻抗和总导纳分别为 特征阻抗（特征阻抗（定义定义）传输常数传输常数ll修正系数电力系统各元件的等值电路和参数计算第33页深入化简，消去双曲函数深入化简，消去双曲函数 将全线总阻抗将全线总阻抗Z和总导纳和总导纳Y分别乘以对应修正系数即可得到分别乘以对应修正系数即可得到对应准确参数
15、对应准确参数上式只取前两项上式只取前两项（2-35）电力系统各元件的等值电路和参数计算第34页 将z1=r1+jx1，y1=g1+jb1，以及G=g1l=0代入式（2-35）中，展开后可得 近似计算公式式中 长线路简化等值电路电力系统各元件的等值电路和参数计算第35页4.波阻抗因为超高压线路电阻往往远小于电抗，电导则可略去不计，即能够设r1=0,g1=0。显然，采取这些假设就相当于设线路上没有有功功率损耗。对于超高压架空线路，r1L1，g10“无损耗”线路仅有虚部，称为相位系数为纯电阻，称为波阻抗电力系统各元件的等值电路和参数计算第36页2.3.1 双绕组变压器双绕组变压器电力系统中，双绕组变
16、压器普通采取由电阻、电抗、励磁电导和电纳组成电力系统中，双绕组变压器普通采取由电阻、电抗、励磁电导和电纳组成型等效电路。型等效电路。图图2-双绕组变压器等效电路双绕组变压器等效电路a）型等效电路型等效电路 b）励磁支路用功率表示等效电路）励磁支路用功率表示等效电路 c）简化等效电路）简化等效电路 并用并用空载损耗代替电导空载损耗代替电导、励磁功率代替电纳励磁功率代替电纳，35kV及以及以下变压器中，励磁支路可忽略不计，简化为等效电路下变压器中，励磁支路可忽略不计，简化为等效电路)。注意：注意：变压器等值电路中电纳符号与线路等值电路中电纳符号相反，前变压器等值电路中电纳符号与线路等值电路中电纳符
17、号相反，前者为负，后者为正；因为前者为感性，后者为容性。者为负，后者为正；因为前者为感性，后者为容性。以上参数应依据铭牌数据计算得出以上参数应依据铭牌数据计算得出2.3 2.3 变压器等值电路和参数变压器等值电路和参数电力系统各元件的等值电路和参数计算第37页 试验参数 1）短路试验 由变压器短路试验可得变压器短路损耗 和变压器短路电压 。2）空载试验 由变压器空载试验可得变压器空载损耗 和空载电流 。利用这四个量计算出变压器 、和 。电力系统各元件的等值电路和参数计算第38页电阻电阻RT：因为因为 所以所以 （）电抗电抗XT：短路试验时，变压器上经过额定电流，其阻抗上：短路试验时，变压器上经
18、过额定电流，其阻抗上电压降百分比电压降百分比对小容量变压器，对小容量变压器，则则注意：计算到数值为折算到某一侧之后高、低压侧电阻、电抗注意：计算到数值为折算到某一侧之后高、低压侧电阻、电抗之和之和。短路试验时，一侧绕组短接，另一侧绕组上所加电压短路试验时，一侧绕组短接，另一侧绕组上所加电压使该绕组经过额定电流使该绕组经过额定电流，此时测得功率即为短路损耗。，此时测得功率即为短路损耗。电力系统各元件的等值电路和参数计算第39页所以所以 （S）电导电导GT：变压器电导是用来表示铁心损耗（空载试验）变压器电导是用来表示铁心损耗（空载试验）电纳电纳BT：变压器电纳是用来表征变压器励磁特征。变压器电纳是
19、用来表征变压器励磁特征。所以所以 （S）由由 得：得：所以所以 （S）说明：说明：以上各式中，以上各式中，U、S、P、Q、单位分别为、单位分别为kV、kVA、kW和和kvar。电力系统各元件的等值电路和参数计算第40页2.3.2三绕组变压器三绕组变压器三绕组变压器等效电路如图三绕组变压器等效电路如图2-19所表示。所表示。图图2-19 三绕组变压器等效电路三绕组变压器等效电路a）励磁回路用导纳表示）励磁回路用导纳表示 b）励磁回路用功率表示）励磁回路用功率表示电力系统各元件的等值电路和参数计算第41页电阻电阻RT1、RT2、RT3三绕组变压器容量比有三种不一样类型：三绕组变压器容量比有三种不一
20、样类型：F100/100/100：三个绕组容量均等于变压器额定容量；三个绕组容量均等于变压器额定容量；F100/100/50：第三个绕组容量为变压器额定容量：第三个绕组容量为变压器额定容量50%；F100/50/100：第二个绕组容量为变压器额定容量：第二个绕组容量为变压器额定容量50%。经过短路试验可得到任两个绕组短路损耗经过短路试验可得到任两个绕组短路损耗 、，则每一个绕组短路损耗为则每一个绕组短路损耗为 对对100/100/100变压器：变压器：(1)按各绕组之间短路损耗计算电阻按各绕组之间短路损耗计算电阻电力系统各元件的等值电路和参数计算第42页由由 得：得：所以所以 电力系统各元件的
21、等值电路和参数计算第43页 短路试验时只能使短路试验时只能使容量小绕组到达它额定电流容量小绕组到达它额定电流（有两组数据是按（有两组数据是按50%容量绕组到达额定容量时测量值）。而式中容量绕组到达额定容量时测量值）。而式中SN指是指是100%绕组额定容绕组额定容量。所以，应先将各绕组短路损耗量。所以，应先将各绕组短路损耗按变压器额定容量进行折算按变压器额定容量进行折算，然后再计，然后再计算电阻。如对容量比为算电阻。如对容量比为100/100/50变压器，编号变压器，编号1为高压绕组，其折算公式为高压绕组，其折算公式为为式中，式中，、为未折算绕组间短路损耗（铭牌数据）；为未折算绕组间短路损耗（铭
22、牌数据）；、为折算到变压器额定容量下绕组间短路损耗。为折算到变压器额定容量下绕组间短路损耗。对对100/100/50和和100/50/100变压器：变压器：电力系统各元件的等值电路和参数计算第44页最大短路损耗是指两个100%额定容量绕组经过额定电流IN(额定功率SN)，而另一个100%或50%额定容量绕组空载时有功损耗。电阻归算至同一电压等级，若SN1=SN2=SN，则RT1=RT2=RT（100）(2)(2)按变压器最大短路损耗计算电阻按变压器最大短路损耗计算电阻假设1、2绕组额定容量为100%SN，则电力系统各元件的等值电路和参数计算第45页上式中上式中Pk.max(W)UN(V)SN(
23、VA)将其变为实用制单位，将其变为实用制单位，（2-51）（2-52）若SN3=SN1/2=SN/2，则RT3=RT（50）=2RT（100）即即 Pk.max(kW)UN(kV)SN(kVA)，则，则电力系统各元件的等值电路和参数计算第46页电抗电抗XT1、XT2、XT3所以所以 由由 得：得：电导电导GT与电纳与电纳BT：同双绕组变压器。同双绕组变压器。说明：说明：1）厂家给出短路电压百分数已归）厂家给出短路电压百分数已归算到变压器额定容量，所以在计算电抗时，算到变压器额定容量，所以在计算电抗时，不论变压器各绕组容量比怎样，其短路电不论变压器各绕组容量比怎样，其短路电压百分数无须再进行折算
24、。压百分数无须再进行折算。2）参数计算时，要求将参数归算到哪一）参数计算时，要求将参数归算到哪一电压等级，则计算公式中电压等级，则计算公式中 UN为对应等级为对应等级额定电压。额定电压。电力系统各元件的等值电路和参数计算第47页n升压变压器，低压绕组放中间，即升压变压器，低压绕组放中间，即 中中 低低 高；降压变高；降压变压器，中压绕组放中间，即压器，中压绕组放中间，即 低低 中中 高。高。n对于升压变压器，输入端为对于升压变压器，输入端为 低，输出端为低，输出端为 高或中；低高或中；低放中间可使得放中间可使得 低低-高、低高、低-中中 距离最短，从而减小电抗，距离最短，从而减小电抗，从而提升
25、了变压器能量转换效率。从而提升了变压器能量转换效率。n对于降压变压器从运行和制造成本出发，低对于降压变压器从运行和制造成本出发，低-中中-高排高排列，更合理一些。列，更合理一些。n1、从运行考虑：降压变压器，低压侧往往供近距离负、从运行考虑：降压变压器，低压侧往往供近距离负载。且电压等级低，保护水平要低一些。所以，我们载。且电压等级低，保护水平要低一些。所以，我们希望希望 低低-高高 阻抗大一些为好。而中压往往是供比较远阻抗大一些为好。而中压往往是供比较远负载，我们希望它们间阻抗小一些为好。这么排列，负载，我们希望它们间阻抗小一些为好。这么排列，恰好满足这个要求。恰好满足这个要求。n2、从制造
26、成本考虑，变压器铁心是接地。低压线圈在、从制造成本考虑，变压器铁心是接地。低压线圈在里面，线圈对铁心绝缘距离能够小一些。这么三个线里面，线圈对铁心绝缘距离能够小一些。这么三个线圈主绝缘尺寸总和会小一些。整个变压器重量、体积圈主绝缘尺寸总和会小一些。整个变压器重量、体积都相对要比都相对要比 中中-低低-高高 排列要小一些。排列要小一些。电力系统各元件的等值电路和参数计算第48页例例2.4 2.4 某变电所装有一台型号为某变电所装有一台型号为SFSLSFSL1 1-0/110-0/110，容量比为，容量比为100/100/50100/100/50三绕组变压器，三绕组变压器，试求变压器参数并做出等值
27、电路。试求变压器参数并做出等值电路。解：解：1 1）先对与容量较小绕组相关短路损耗进行折算）先对与容量较小绕组相关短路损耗进行折算2 2）计算各绕组短路损耗）计算各绕组短路损耗电力系统各元件的等值电路和参数计算第49页3 3）计算各绕组电阻）计算各绕组电阻4 4）计算各绕组电抗：短路电压）计算各绕组电抗：短路电压电力系统各元件的等值电路和参数计算第50页各绕组电抗为各绕组电抗为变压器电导电纳及功率损耗变压器电导电纳及功率损耗在等值电路参数中，有时会出现一个电抗为不大负值现象（常在等值电路参数中，有时会出现一个电抗为不大负值现象（常做做0 0处理）。负值都出现在中间位置绕组上，原因是处于其两侧处
28、理）。负值都出现在中间位置绕组上，原因是处于其两侧绕组互感作用很强，超出了绕组自感作用。绕组互感作用很强，超出了绕组自感作用。电力系统各元件的等值电路和参数计算第51页 自耦变压器和普通变压器短路试验、参数求法和等值电路确实定完全相同。三绕组自耦变压器短路试验中，短路损耗Pk未归算，甚至短路电压百分比Uk(%)也未归算。所以其归算式为2.3.3 自耦变压器参数和等值电路自耦变压器参数和等值电路（2-55）（2-56）Pk、Uk表示未归算值，即出厂时原始数据SN3：第三绕组额定容量。电力系统各元件的等值电路和参数计算第52页n含理想变压器等值电路含理想变压器等值电路变压器变压器型等值电路型等值电
29、路图图2-11 2-11 带有变压比等值电路带有变压比等值电路电力系统各元件的等值电路和参数计算第53页n假如略去励磁支路或另作处理，可表示为图假如略去励磁支路或另作处理，可表示为图2 22222（a)a)电力系统各元件的等值电路和参数计算第54页n由图（由图（a)a)得：得：n由上式解出：由上式解出：电力系统各元件的等值电路和参数计算第55页电力系统各元件的等值电路和参数计算第56页n令令YT=1/ZT，上式变为：，上式变为：电力系统各元件的等值电路和参数计算第57页n变压器变压器型等值电路变压原理型等值电路变压原理三个支路阻抗值之和恒等于零，组成谐振三角形，产三个支路阻抗值之和恒等于零，组
30、成谐振三角形，产生谐振环流，在原、副方间阻抗上产生电压降，实现生谐振环流，在原、副方间阻抗上产生电压降，实现变压作用。变压作用。型等值电路两个并联支路阻抗（导型等值电路两个并联支路阻抗（导纳）符号总是相反。纳）符号总是相反。电力系统各元件的等值电路和参数计算第58页n三绕组变压器情况三绕组变压器情况电力系统各元件的等值电路和参数计算第59页 变压器变比：额定变比、实际变比。2.4 标幺值2.4.1 2.4.1 以以有名制表示等值有名制表示等值网络网络 进行电力系统计算时，采取有单位阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算，称为有名制。近似计算中，可不按实际变比，而假定变压器变比为各电压等级平均额
31、定电压之比，即变压器变比为变压器两侧电力线路平均额定电压之比。各级平均额定电压要求为：3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75、37kV、115kV、230kV、345kV、525kV。电力系统各元件的等值电路和参数计算第60页在变压器联络多级电压网络计算中，必须将不一样电压级各元件参数归算到同一电压等级基本级。对应地（2-68）（2-69）有名值归算时按下式计算K1、K2、Kn为变压器变比；R、X、G、B、U、I为归算后有名值。电力系统各元件的等值电路和参数计算第61页图2-18中，如需将l3参数折算至220kV侧即变压器变比应从基本级到待归算级 变比大小，在需准确计算时应取变压器
32、实际变比；在近计算场所，变压器变比可取其两侧平均电压之比。电力系统各元件的等值电路和参数计算第62页2.4.2 2.4.2 以以标幺制表示等值标幺制表示等值网络网络 进行电力系统计算时，采取没有单位阻抗、电压、电流、功率等相对值进行运算，称为标幺制。标幺值定义为（2-72）1）便于同类产品性能对比；同一类型电机、变压器等，其额）便于同类产品性能对比；同一类型电机、变压器等，其额定容量和电压等级差异很大，采取标幺值后，同一性能参数定容量和电压等级差异很大，采取标幺值后，同一性能参数都在一个范围内改变，便于分析对比。都在一个范围内改变，便于分析对比。2）采取标幺值能够简化计算公式；）采取标幺值能够
33、简化计算公式；3）采取标幺值能在一定程度上简化计算工作。）采取标幺值能在一定程度上简化计算工作。u1.采取标幺制优点采取标幺制优点电力系统各元件的等值电路和参数计算第63页u2.基准值选取基准值选取三相系统中，各物理量间关系满足：三相系统中，各物理量间关系满足：故选定各物理量基准值间满足：故选定各物理量基准值间满足：通常先选定基准容量通常先选定基准容量 SB和基准电压和基准电压UB，则基准电流，则基准电流IB和基准和基准电抗电抗ZB分别为：分别为：各标幺值之间关系各标幺值之间关系电力系统各元件的等值电路和参数计算第64页u3.不一样基准值标幺值间换算不一样基准值标幺值间换算电力系统中各电气设备
34、如发电机、变压器、电抗器等所给电力系统中各电气设备如发电机、变压器、电抗器等所给出标幺值都是以其本身额定值为基准值标幺值出标幺值都是以其本身额定值为基准值标幺值，不能直接进行，不能直接进行运算，进行短路电流计算时必须将它们换算成统一基准值标幺运算，进行短路电流计算时必须将它们换算成统一基准值标幺值。值。换算方法是：换算方法是：先将以额定值为基准标幺值还原为有名值，选定先将以额定值为基准标幺值还原为有名值，选定SB和和UB，计算以此为基准标幺值。计算以此为基准标幺值。u4.统一基准值下各元件电抗标幺值计算统一基准值下各元件电抗标幺值计算发电机：发电机：通常给出通常给出SN、UN和额定电抗标幺值，
35、则和额定电抗标幺值，则 实际值实际值电力系统各元件的等值电路和参数计算第65页统一基准值下标幺值统一基准值下标幺值变压器：变压器：通常给出通常给出SN、UN和短路电压百分数和短路电压百分数 ，所以所以输电线路：输电线路：通常给出线路长度和每公里电抗值，则通常给出线路长度和每公里电抗值，则 电力系统各元件的等值电路和参数计算第66页电抗器：电抗器：通常给出通常给出IN、UN和电抗百分数和电抗百分数 阻抗有名值阻抗有名值统一基准值下标幺值统一基准值下标幺值u5.多级电压网络中各元件参数标幺值计算多级电压网络中各元件参数标幺值计算电力系统各元件的等值电路和参数计算第67页1）确定基本级及其基准电压；
36、）确定基本级及其基准电压；1.准确计算法准确计算法(1)方法一：将各电压级参数有名值都归算至基本级，在基方法一：将各电压级参数有名值都归算至基本级，在基本级按统一本级按统一SB、UB求标幺值；求标幺值；u5.多级电压网络中各元件参数标幺值计算多级电压网络中各元件参数标幺值计算 2）按变压器变比确定其余各电）按变压器变比确定其余各电压级电压基准值；压级电压基准值；3）按全网统一基准功率和各级基准）按全网统一基准功率和各级基准 电压计算网络各元件电抗标幺值。电压计算网络各元件电抗标幺值。依据变比是实际变比或近似值，分准确计算法和近似计算法。依据变比是实际变比或近似值，分准确计算法和近似计算法。电力
37、系统各元件的等值电路和参数计算第68页如图，假定如图，假定为基本段，为基本段，、段基准电压为：段基准电压为：1.准确计算法准确计算法(2)方法二：在基本级选定方法二：在基本级选定SB、UB，将，将UB归算到各电压级，然归算到各电压级，然后在各电压级求元件电抗标幺值。（此法应用较多）后在各电压级求元件电抗标幺值。（此法应用较多）而后按全网统一基准功率和各级基准电压计算网络各元件电而后按全网统一基准功率和各级基准电压计算网络各元件电抗标幺值。因为采取实际变比，计算结果准确，但计算复杂。抗标幺值。因为采取实际变比，计算结果准确，但计算复杂。当网络中变压器较多时，各段基准电压仍较复杂。当网络中变压器较
38、多时，各段基准电压仍较复杂。电力系统各元件的等值电路和参数计算第69页2.近似计算法近似计算法 在实际计算中，总是希望基准电压等于（或靠近于）该电在实际计算中，总是希望基准电压等于（或靠近于）该电压级额定电压。考虑到电力系统中同一电压等级各元件额定电压级额定电压。考虑到电力系统中同一电压等级各元件额定电压也不一样，取该电压级平均额定电压压也不一样，取该电压级平均额定电压Uav。将变压器变比用将变压器变比用其两侧网络平均额定电压之比来代替其两侧网络平均额定电压之比来代替，称近似计算法。，称近似计算法。我国现有电压等级我国现有电压等级Uav 额定电压额定电压UN/kV361035110220330
39、500平均额定电压平均额定电压Uav/kV3.156.310.537115230345525表表 线路额定电压与平均额定电压线路额定电压与平均额定电压电力系统各元件的等值电路和参数计算第70页依据近似法，图中依据近似法，图中K1可用近似变比可用近似变比10.5/115代替，设代替，设UB1=10.5KV则则 各段基准电压即为该段网络各段基准电压即为该段网络Uav，不需再计算。，不需再计算。必需注意：采取近似法时，各元件额定电压一律采取该元件所在必需注意：采取近似法时，各元件额定电压一律采取该元件所在段网络平均额定电压代替，只有电抗器除外。段网络平均额定电压代替，只有电抗器除外。电力系统各元件的
40、等值电路和参数计算第71页 对于电力系统稳态运行分析和计算，普通可用准确以有名制表示等值网络。对于网络较大时，较多采取准确以标幺值表示等值网络。用于电力系统故障分析和计算普通多用近似标幺值表示等值网络。【例2.5】有一三级电压简单电力系统如图所表示。不计元件阻抗和导纳，试求以下情况下各元件电抗标幺值。1)准确计算：将各电压级参数有名值归算到基本级UB=110kV，SB=100MVA；2)准确计算：将基本级电压归算到其它级；3)近似计算电力系统各元件的等值电路和参数计算第72页解：1)将各电压级参数有名值归算到基本级；以110kV段为基本段令UB=110kV，SB=100MVA，则各元件电抗标幺值电力系统各元件的等值电路和参数计算第73页解2)将基本级选定基准电压归算到其它级；令UB2=110kV，SB=100MVA则10kV等级电力系统各元件的等值电路和参数计算第74页解3)近似计算令UB=Uav，SB=100MVA电力系统各元件的等值电路和参数计算第75页
