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2020年国家电网校园招聘考试笔试真题电力系统分析考点:型等值电路的物理意义

发布时间:2019-11-05 09:18:24

型等值电路的物理意义
等值电路求毕,随即就会产生一个问题。图1-6中变压器是通过1:K的变压产生升压(降压)作用,其等值电路图1-7是如何实现升(降)压的?该电路的物理意义是什麼?
注意到图2-5等值电路中和的表达式。通常变压器的呈感性,当K>1时,式(1-17)中的系数为正,的系数为负,即呈感性,呈容性;当K<1时,式(1-17)中的系数为负,的系数为正,即呈容性,呈感性;无论变比K取何值(K>0),和符号必然相反。即二者必定一为感性支路,一为容性支路。即型等值电路两端节点总是一端并联感性支路,而另一端并联容性支路。在电力系统分析中我们已经清楚了无功补偿的原理。型等值电路正是通过并联无功支路来实现升降变压的。显然,低电压侧通过并联感性无功补偿达到降压的目的,而高压侧节点则通过并联容性无功补偿来实现升压。因此图2-5是以调节无功补偿来实现变化电压以取代图1-6通过调节原副边线圈匝数比变化的原理来实现升(降)电压的。
或者可以从另一角度来解释,所谓变压器实际上也是变流器。因为当忽略变压器的自身损耗时,其两端输入与输出的功率相等,高电压侧电流小,低电压侧电流大。等值的型电路如何能造成一端大电流,一端小电流?由于电力网络通常传输感性电流。因而从互联支路(感性)看,它与两对地支路电流之和即为输入端或输出端的电流。因而要造成大电流必定并接一电感性对地支路,二者相加,增大电流。若并联一电容性支路,二者方向正好相反,相加一负值,则减少电流。显然大电流值为低压侧,小电流侧对应着高压侧。所以无功补偿也可以理解为电流补偿。
用无功补偿来实现升(降)压必然会出现另一个疑问。电力系统中无功补偿升高或降低节点电压都是小比例的,与大幅度升压(变压器)或降压是不同的,但观察变压器的型等值电路可以发现:
令:
     
即型等值电路回路总阻抗为零,回路为串联谐振电路。理想的情况是对谐振电路中施加一电压源,则回路电流为无穷大。实际情况是虽然做不到总阻抗为0,但在总阻抗相当小时,对回路施加一个很小的电压就会产生相当大电流在回路中流动,这一电流足可以将原副边电流的一端补偿得相当小,而另一端补偿得相当大,以达到大幅度改变其两端电压(或两端支路的电流)的目的。
还有一点要注意的是:等值的型电路中,当含有电阻时,其中一接地支路的系数为正时,它是电阻与电感的结合,而另一接地支路其系数必为负,即出现负电感和负电阻,负电感即为电容,但负电阻不存在。因此,等值的型电路是一个理想电路。
综上所述,型等值电路的物理意义可以总结为:
1)型等值电路是以无功补偿的原理来实现电路两端的电压变化的。
2)型等值电路是一个串联谐振电路,以谐振实现大幅度升(降)压的。
3)型等值电路是个理想电路用以实现谐振和无功补偿。
从电路的角度看,型等值电路具有这样的特点。它是个无功补偿电路、也是个串联谐振电路,是个理想电路。
若型等值电路是由纯电感和纯电容组成,则负电阻不复存在。可以设想,这时的型等值电路(如图1-10)是一个实际的变压器电路。
 
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