
教学内容
第一节 同步发电机的数学模型
知识要点:双反应原理、同步发电机稳态运行的数学模型、同步发电机负序电抗、零序电抗(选修)。
第二节 变压器的数学模型
知识要点:变压器正负序参数与等效电路、变压器零序阻抗与等效电路。
第三节 电力线路的数学模型
知识要点:电力线路的正负序参数和等效电路、集中参数模型、分布参数模型、电力线路的零序阻抗、分裂导线的参数计算。
教学重点与难点
1.教学重点:变压器正负序参数与等效电路、电力线路的正负序参数和等效电路、集中参数模型、分裂导线的参数计算。
2.教学难点:变压器正负序参数与等效电路、电力线路的正负序参数和等效电路、分裂导线的参数计算。
电力系统元件有四类:同步发电机、变压器、电力线路、负荷。

图为稳态运行时同步发电机的等效电路,阻抗还可以进一步拆分为电阻和电抗。
如果有同学无法记住符号,我们可以根据电动势的下标记忆“隐小凸(q)大”。
变压器重点考察正负序参数和等效电路,其中我们需要熟记双绕组变压器的数学模型,变压器电阻、电抗、电导以及电纳的求解将用于简单电力系统潮流分析。




我们不难发现,电阻和电导以及电抗和电纳的公式结构大致相仿。
我们可以把电阻和电导的公式分为两个部分,同理电抗和电纳也可以进行变形。
如下图,找找规律是什么?

电力线路的数学模型需要注意如果潮流分析给出每公里的参数,一定要乘以线路的长度。

其中ρ是导线材料的电阻率,S为导线的截面积。

这个公式适用于单股导线,μr为导线材料的相对导磁系数,Dm为三相导线的几何均距,我们通过以下公式计算:

r'为导线的平均几何半径,r'=0.779r。
220 kv及以上的超高压线路,采用分裂导线可以增大导线半径,以此减小电晕放电,各导线的轴心对称布置在半径为R的圆周上,支架支撑在导线间。
此时的电抗计算公式中,dm为一相导体间的几何均距。
μr要除以n,n为每相分裂导线数。
r变为req即等值半径:


四分裂的时候,由于d14直径为对角线的距离,因此需要乘以根号二。
由于电晕损耗和泄露电流通常很小,因此可以认为g1=0。
电纳的计算公式为:

电力线路的等效电路我们需要掌握线路集中参数等效电路。

后面的潮流分析中,我们就需要将参数分别乘以线路长度。


常用的是π形等效电路。
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