實際電力系統(tǒng)是由不同電壓的電力網(wǎng)通過變壓器聯(lián)結(jié)而成的,系統(tǒng)的各元件如輸電線路、發(fā)電機、變壓器等需要確定各自的等值電路,為電力系統(tǒng)分析與計算的打下基礎(chǔ)。
一、電力線路的參數(shù)和等值電路
1.力線路的參數(shù)
(1)電阻、電感(電抗)線路的電感以電抗的形式計算、電導(dǎo)、電容(電納)而線路的電容則以電納的形式計算。
電力線路的參數(shù)是均勻分布,電阻、電抗、電導(dǎo)和電納都是沿線路長度均勻分布的。
(2)工程上:
1)線路的電阻:
式中,l:導(dǎo)線的長度,r1:單位長度的電阻。
2)線路的電抗:阻礙電流流動的能力用電抗來度量。用每相導(dǎo)線單位長度的電抗進(jìn)行計算。
3)線路的電導(dǎo)阻 :由沿絕緣子的泄漏電流和電暈現(xiàn)象決定的。用單位長度的電導(dǎo)進(jìn)行計算。
4)線路的電納 :導(dǎo)線之間及導(dǎo)線對大地之間的電容決定。
2.電線路的等值電路與基本方程
輸電線路在正常運行時三相參數(shù)是相等的,可以只用其中的一相作出等值電路。電力線路的單相等值電路如圖1。
圖1 電力線路的單相等值電路
(1)短線路的等值電路與基本方程
由于電壓不高,這種線路電納的影響不大,可略去。因此短線路的參數(shù)只有一個串聯(lián)總阻抗。短線路的等值電路見圖2。
圖2 短線路的等值電路
(2)中等長度線路的等值電路與基本方程
這種線路電壓較高,線路的電納一般不能忽略,等值電路常為π形等值電路,如圖3。
圖3 中等長度的等值電路
(3)長線路的等值電路
必須考慮分布參數(shù)特性的影響。將分布參數(shù)乘以適當(dāng)?shù)男拚禂?shù)就變成了集中參數(shù),從而繪出用集中參數(shù)表示的等值電路,見圖4。
圖4 長線路的等值電路
二、電抗器的參數(shù)和等值電路
電抗器的作用是限制短路電流,由電阻很小的電感線圈構(gòu)成,因此等值電路可用電抗來表示。一般電抗器銘牌上給定它的額定電壓、額定電流和電抗百分值,由此可求電抗器的電抗。
三、變壓器的參數(shù)和等值電路
變壓器的參數(shù)包括電阻、電導(dǎo)、電抗和電納,這些參數(shù)要根據(jù)變壓器銘牌上廠家提供的短路試驗數(shù)據(jù)和空載試驗數(shù)據(jù)來求取。
變壓器一般都是三相,在正常運行的情況下,由于三相變壓器是均衡對稱的電路,因此等值電路可以只用一相代表。
變壓器的等值電路見圖5。
圖5 電力線路的單相等值
1.短路實驗求電阻和電抗 :可認(rèn)為短路電壓主要降落在電抗上。
2.空載實驗求電導(dǎo)和電納
四、發(fā)電機的參數(shù)和等值電路
廠家提供的參數(shù)有發(fā)電機額定容量,額定有功功率,額定功率因素,額定電壓及電抗百分值。
五、負(fù)荷的參數(shù)和等值電路
一般有如下幾種表示方法:
1.把負(fù)荷表示成恒定功率;
2.把負(fù)荷表示成恒定阻抗;
3.用感應(yīng)電機的機械特性表示負(fù)荷;
4.用負(fù)荷的靜態(tài)特性方程表示負(fù)荷。
常用:(a)用恒定功率表示負(fù)荷;(b)用恒定阻抗及導(dǎo)納表示負(fù)荷