摘 要：文章簡單敘述了，在對實際電路進行物理模型數(shù)學(xué)化的簡單過程以及思路，首先是電力統(tǒng)統(tǒng)中重要元件的計算，計算出有名值以后，再根據(jù)選擇的基準(zhǔn)值進行標(biāo)幺值的計算，得到簡化的等值電路，方便計算。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；等值電路；計算

引言

在對電力系統(tǒng)進行分析計算之前，我們首先要對整個電力系統(tǒng)進行模型化和理想化，將實際線路中主要的構(gòu)成電力系統(tǒng)的各個組成部件也就是說電力系統(tǒng)的元件，進行具體化，簡化成等效電路，使得實際的物理參數(shù)變成了數(shù)學(xué)參數(shù)，最后用數(shù)學(xué)方法分析處理問題。

1 電力系統(tǒng)的元件參數(shù)

元件參數(shù)指的是描述元件電氣特征的參數(shù)，特點不同，描述的參數(shù)就不同。

根據(jù)運行的狀態(tài)不同也可以分為穩(wěn)態(tài)參數(shù)和動態(tài)參數(shù)或者定參數(shù)和變參數(shù)等。一般重要的元件包括輸電線路，電力變壓器，同步發(fā)電機以及負載。

1.1 輸電線路的等值電路和參數(shù)計算

目前架空輸電線路大部分采用的是鋼芯鋁絞線。

輸電線路的參數(shù)包括四個：電阻，電感，電容，電抗。

1.1.1 輸電線路的參數(shù)計算

（1）電阻：對于一般的金屬直流電阻，采用：r=？籽/S，式中？籽表示導(dǎo)線的電阻率，由于一般的采用的是鋁，一般??？籽=31.55？贅·mm2/km；S為導(dǎo)線載流部分的標(biāo)稱截面積。

（2）電抗：在三相導(dǎo)線中，由于每項都有自感和互感，當(dāng)流過對稱的三相交流電流時，電感將形成電抗。當(dāng)線路排列對稱時，三項導(dǎo)線的單位長度的電抗值相等。若排列不對稱，則三項參數(shù)不對稱，這是需要通過循環(huán)交換三項導(dǎo)線的位置使得各項的電感平衡。導(dǎo)線還分為單導(dǎo)線和分裂導(dǎo)線，使用分裂導(dǎo)線的好處在于可以減小電抗和電感的值，但是如果分裂的過多則可能會產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，所以一般為4根比較合適。一般在題目中會直接給出單位長度電抗值的大小，不需要自己單獨求解。

（3）電納：當(dāng)導(dǎo)線上有輸入三項對稱的交流電壓時，導(dǎo)線之間相與相間的電容就會形成電抗。同樣也分為了單導(dǎo)線和分裂導(dǎo)線的情況，題目中一般也是會直接給出單位長度的值，直接乘以長度即可得到。

（4）電導(dǎo)：在設(shè)計時經(jīng)考慮了在正常情況下不會產(chǎn)生電暈現(xiàn)象，所以一般認為線路的電導(dǎo)為0，不進入計算。

（5）對于短距離的輸電線路，即長度小于等于100KM的架空輸電線路，額定電壓小于等于60kV的情況。在進行線路阻抗的計算時不考慮電納的影響，即線路模型中只存在線路阻抗Z=R+jX。中等長度輸電線路（額定電壓為110-220kV且架空的輸電線路長度為100-300km）中要考慮電納的影響，所以等值電路中有阻抗Z以及電納Y=G+jB。在簡單的穩(wěn)態(tài)電路計算中一般不考慮長距離數(shù)電線路的情況。

1.1.2 變壓器的等值電路和參數(shù)

變壓器的計算參數(shù)包括：電阻，電抗，電導(dǎo)，電納以及變壓比。參數(shù)的概念與線路基本相似，但是計算卻不同，最值得注意的是，變壓比的計算。

（1）電阻RT：RT=■=■ ，式中的SN為變壓器三項的額定容量單位為MVA，線電壓的額定電壓單位為kV。

（2）電抗XT：XT=■×■

（3）電導(dǎo)GT：GT=■

（4）電納BT：BT=■■

（5）變壓比kT：kT=■

1.1.3 發(fā)電機和負荷參數(shù)計算

發(fā)電機XG=■■，而負載的參數(shù)一般會有題目給出。

1.2 標(biāo)幺值

為了方便計算，引入了標(biāo)幺值的概念。

標(biāo)幺值=■，電力系統(tǒng)中的各個值都有其相對應(yīng)的標(biāo)幺值。由于標(biāo)幺值是一個相對的概念，與有名值不同，比較特別的兩點在于（1）線電壓與相電壓的標(biāo)幺值相等，而在有名值計算時，一般采用線電壓進行計算，而線電壓是相電壓的■倍。（2）三相功率與單相功率的標(biāo)幺值相等。而在有名值中，三相功率是單項功率的3倍。

1.3 穩(wěn)態(tài)等值電路的簡單計算

首先，根據(jù)前面的公式，根據(jù)題目的要求，將已知條件中給出的各個參數(shù)根據(jù)計算公式，轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的形式，并用標(biāo)幺值表示。一般題目中會包括輸電線路，變壓器，電抗器，發(fā)電機這幾種基本的也是主要的元件。一些器件的基本參數(shù)題目中也會直接給出，比如，發(fā)電機會給出它的SN，UN，x%，而變壓器一般會給出SN，kT，US%，線路根據(jù)長短，短線路會給出l，x，如果含有電抗器的電路會給出電抗器的UN，IN，xR%，方便后面的計算。

解題時，要先選擇基準(zhǔn)值，一般選取SB=100MVA，在要求準(zhǔn)確計算時，會選擇各段的額定電壓作為基準(zhǔn)值，而粗略計算時則選擇平均額定電壓作為基準(zhǔn)值進行粗略的計算。在選擇好基準(zhǔn)值后，開始依次計算各個元件的標(biāo)幺值。例如，線路的有名值x0=x·l，然后計算標(biāo)幺值的基準(zhǔn)值：XB1=U■■/SB，然后計算線路的標(biāo)幺值：x0*=x0/XB1，再比如變壓器：先計算有名值：X1=■×■，再計算標(biāo)幺值：X1？鄢=X1/XB1，其余的也按照公式代入即可。最大的難點在于代入公式時，注意各個額定值與基準(zhǔn)值的區(qū)別。由于不是理想變壓器，所以最后還要計算變壓器變比的標(biāo)幺值，在畫等值電路時，也要畫出來。

最后，根據(jù)所計算出來的參數(shù)，按照元電路的順序依次排列就完成了，注意的就是在變壓器后面還要添上變壓器變比的標(biāo)幺值。若是理想變壓器，在進行粗略計算的時候就不用畫。

2 結(jié)束語

等值電路時所有電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)。在計算各個參數(shù)時，要注意基準(zhǔn)值和額定值的區(qū)別，還有公式之間的聯(lián)系，以及公式中各個變量的單位一同要按照國際標(biāo)準(zhǔn)就行換算，這樣得出來的才是國際單位的值。

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作者簡介：喻文倩（1994，3-），女，籍貫：四川成都，學(xué)歷：本科，職稱：學(xué)生，研究方向：電氣工程及其自動化。