电力系统等值电路及参数计算是电力工程中的基础部分,主要涉及电力线路、变压器、发电机和负荷的模型化表示和参数计算。本章分为五个主要部分:
1. 架空线路的参数及等值电路
架空线路由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等组成。导线主要负责电能传输,通常采用钢芯铝绞线或钢芯铝合金绞线。分裂导线用于改善电场分布和减少电晕损耗。避雷线用于防雷,减少雷击导线的可能性并分流通流,常采用镀锌钢绞线。绝缘子用来绝缘导线与杆塔,有多种类型如瓷质、玻璃和复合绝缘子。金具则起到固定、连接和保护作用,根据用途不同分为几大类。
2. 变压器的参数及等值电路
变压器是电力系统中改变电压的关键设备。其主要参数包括额定容量、额定电压、额定电流、空载损耗、负载损耗等。等值电路通常用T型或Π型模型来表示,其中包含励磁电抗、漏电抗和电阻。
3. 发电机和负荷的参数及等值电路
发电机是电力系统的电源,其等值电路包括励磁绕组、电枢绕组和相关电阻、电抗。发电机的参数有额定功率、电压、频率、效率等。负荷则代表电力系统的消耗部分,可简化为纯电阻、电感或电容模型,取决于其性质。
4. 标幺值
标幺值是一种无量纲的计算方法,用于简化电力系统分析。通过选取合适的基准值,可以将所有参数转化为标幺值,方便比较和计算。
5. 电力系统的等值电路
电力系统的等值电路是将所有设备集成到一个简单的电路模型中,包括发电机、变压器、线路、负荷等。这种电路可以用来研究系统的稳态和暂态特性,进行潮流计算和稳定性分析。
在电力线路参数计算中,电阻和电抗是两个关键参数。电阻主要考虑材料的电阻率、截面积和温度影响;电抗则涉及到频率、导线半径和几何平均距离等因素。对于三相线路,还需要考虑换位以平衡三相参数,减少不平衡电压和电流的影响。
电缆线路与架空线路类似,但有其特有的结构和参数。电缆由导体、绝缘层和包护层组成,其参数计算需考虑电缆的结构和材料特性,例如扇形三芯电缆的构造。
总结来说,电力系统等值电路及参数计算是理解和分析电力系统运行的基础,涵盖了从元件到整个系统的多层次建模和计算方法,对于电力系统的规划、设计和运行都至关重要。