供用电系统教材(8)

2019-04-01 16:18

图 2-43 高压侧无母线接线图(两回路进线两台变压器) 2.高压侧单母线的主接线

对供电可靠性要求较高、季节性负荷或昼夜负荷变化较大、以及负荷比较集中的车间(或中、小企业),其变电所设有二台以上变压器,并考虑今后的发展需要(如增加高压电动机回路),采用高压侧单母线、低压侧单母线分段的接线方式,如图2-44所示。

备注:在确定变配电所的主接线时,除了应满足对主接线所提出的基本要求之外,还要注意以下几个问题。

(1)备用电源:对一级负荷,变配电所的进线必须有备用电源,

对二级负荷,应设法取得低压备用电源。

(2)电源进线方式:有条件的都宜采用架空进线加电缆引入段。 (3)设备选择原则:在满足安全可靠供电的前提下,力求简化线路,选用最经济的设备。

3.双电源车间变电所的低压母线分段方式

对双电源的车间变电所,其工作电源可引自本车间变电所低压母线,也可引自邻近车间变电所低压母线。备用电源则引自邻近车间 380/220V配电网。

如要求带负荷切换或自动切换时,在工作电源和备用电源的进线上,均需装设自动空气开关。

对于装有两台变压器的车间变电所,低压 380/220V母线的分段方式及分段开关设备,可根据车间负荷的重要性而有所不同。

第三章 供配电网络的等值电路

Equivalent circuit of power supply and distribution system

§3-1 供配电线路的等值电路和电气参数

Equivalent circuit and electrical quantities of distribution lines 输电线路的电气参数有电阻、电抗、电导、电纳。

主要取决于:导线的材料、结构(单股线或多股线,是否是分裂导线)、截面尺寸以及各相导线的布臵方式等。

严格讲,线路应该用分布参数表示;但工程上认为,300km以内的架空线路和100km以内的电缆线路用集中参数表示,引起的误差很小,满足工程计算精度要求。

通常认为:导线参数沿导线全长是均匀分布的,即参数对称。 一、 架空线路的参数

electrical quantities of overhead lines 1.电阻 resistance

决定了线路有功功率损耗和电能损耗,也影响线路的电压降落。 1) 导线单位长度电阻:

r1??S (3-1)

km; 式中: ?—导线材料的电阻率,

2 S—导线的额定截面积,mm。

??mm2 导体材料的交流电阻率:?Al=31.5

??mm2??mm2km,?cukm =18.8

注:交流电阻率〉直流电阻率,原因如下:

a. 记及集肤效应和邻近效应; b.绞线每一股长度略大于导线长度;

c.计算时采用的额定截面积又略大于实际截面积。

另:钢芯铝绞的电阻可以认为与同样额定截面的铝线相同(只考虑

主要载流部分)。

02).实际应用中,电阻值可从产品目录或手册中查出;但给出的是20C的电阻值,应根据线路实际运行温度用下式加以修正。

rt?r20[1??(t?20)] (3-2)

?—电阻的温度修正系数,铝:?=0.0036;铜:?=0.00382 2.电抗 reactance

线路电抗是由于交流电流通过导线时,在导线内和导线周围产生交变磁场而引起的。

与自身磁通相对应的是自感L,与外部磁通相对应的是互感M,每一相导线的总电感为L+M,则x??L??M

1) 当三相电流对称,且三相导线间距离相等时,每相导线单位长度电抗相等,为:(3-3)

x1?2?f(4.6lgD??0.5?r)?10?4r (km)

式中:D—各相导线间的距离,mm;

r—导线半径,mm;

?r—导线材料的相对导磁系数,铝和铜的?r=1,钢的?r》1。 2)三相电流对称,三相导线间距离不等,但三相导线经过整循环换位时:

三相导线不布臵在等边三角形顶点上时,三相导线的电磁特性不对称,则各相导线的电抗值不同;但线路经过整循环换位后,可维持电力网的对称性,各相导线的单位长度总电抗相等。

不同布臵方式但经过整循环换位的线路,每相导线单位长度电抗:

D'x1?2?f(4.6lg?0.5?r)?10?4r (

?km)

(3-4)

式中:D'—三相导线几何平均距离,简称几何间距,mm。

当三相导线间距离分别为Dab、Dbc、Dca时,

D'?3DabDbcDca(3-5)

则:三相导线在等边三角形顶点上时,D'?D

'3 三相导线水平布臵时,D?DD2D?1.26D 3)实用计算公式

将f=50HZ,?r?1代入公式得:

D'x1?0.1445lg?0.1557r

(

?km)

(3-6)

注:因x1与D'、r 之间为对数关系,故导线布臵方式、导线截面大小

x1?0.4?xkm 对1影响不大,通常在近似计算时取

另:同杆双回线,三相电流对称时,可忽略两回线路之间的互感影响。 工程中,可查表查得x1。

例2-1:

三相单回输电线路,LGJ-240型导线,导线相间距离D=5m,求:

1) 2)

导线水平布臵,且经过整循环换位时,每公里线路的电抗。 三相导线按等边三角形布臵,求每公里线路的电抗。 解:由P501附录A查得LGJ-240的计算直径为21.3mm,则

21.3?10.65(mm)?10.65?10?3(m)2 ' 1) D?1.26D?1.26?5?6.3(m)

r?D'x1?0.1445lg?0.0157?0.416?km r

' 2) D?D?5m

x1?0.1445lg5?0.0157?0.402??3km 10.65?103. 电导 conductance

输电线路在输送功率过程中,除因电阻引起的有功功率损耗外,还有一部分有功功率损耗是由于绝缘子表面的泄漏电流和导线周围空气被电离而产生的电晕现象而造成的。输电线路的电导参数便是反映这一有功功率损耗的。

由于架空线路一般绝缘良好,泄漏电流很小,可略去不计;故线路电导主要与电晕损耗有关。

目前还难以以理论公式精确计算电晕损耗,故只能靠试验或经验公式来近似计算。

单位长度线路电导的近似计算公式为:

g1??PyU2?10?3 (

KWSkm)

(3-7)

km; 式中:—三相线路单位长度的电晕损耗功率,

U—线路线电压有效值,KV。

注:通常由于线路泄漏电流很小,而电晕损耗在设计线路时已经采取措施加以限制,故在电力网的电气计算中,近似认为g=0; 4.电纳 susceptance

架空输电线路的导线和导线之间、导线与大地之间有电位差,且被绝缘介质隔开,故其间必存在电容。

架空线路的电纳就是反映导线间及导线与大地之间的分布电容的。

三相导线无论排列对称与否,只要经过整循环换位,则每相导线

?Py0.0241?6?10D'Flgr的单位长度等值电容相等,为: (km)

7.58b1??10?6'DSlgr f=50HZ 时,单位长度电纳为:(km)

C1?(3-8)

注:工程中,b1可从手册中查出,一般架空线路的单位长度电纳为

2.58?10?6S二、 电缆线路的电气参数 (electrical quantities of cable line )

由于电缆三相导体距离很近,导体界面形状不同,绝缘介质不同,

km

以及铅包、钢铠等因素,使得电缆电气参数计算复杂。 参数可实测,也可查手册。

注:电缆的单位长度电抗< 架空线路的单位长度电抗。

三、 输电线路的等值电路 ( equivalent circuit of transmission line ) 1.输电线路的电气参数沿线路是均匀分布的,严格的说输电线路的等值线路也应该是均匀的分布参数等值电路;但这样计算很复杂,故仅在计算距离大于300km的超高压输电线路才用分布参数表示输电线路,其它的用集中参数。

此外,三项对称运行时,用一相等值电路代表三相。

R?r1l, X?x1l, G?g1l, B?b1l

2.300km 以内线路的等值电路

1)长度小于50km,电压在35kV以下的架空线路

认为:g1?0,b1?0

对于较短的电缆线路,电纳影响不大时,也可用上述等值电路。 2)长度在50km和300km之间、电压在110—220kV以下的架空线路,或长度不超过100km的电缆线路:近似认为 g1?0 注:大多数情况用?型等值电路。

§3-2 变压器的等值电路和参数计算

Electrical quantities and equivalent circuit of transformers 一、双绕组变压器 (two-winding transformer)

用?型等值电路表示,如下图所示。其中反映励磁支路的导纳接在变压器的电源侧。

①RT、XT可根据短路试验得到的短路损耗?PK和短路电压百分值

UK%求得;

②GT、BT可根据空载试验得到的空载损耗?P0和空载电流百分值I0%求得


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