3、电力系统元件参数及等值电路.

req rd m
n
n 1
mm
– – –
n 每一相分裂导线的根数； r 每根导线的实际半径，mm； dm 每相分裂导线中各导体间的几何距离， mm。
d: 分裂间距
第三章
架空线路参数计算
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
d: 分裂间距
( n 1) req n r (d12 d13 d1n ) n rd m
电抗x的计算
思路：从每相输电线所交链的磁链可求出每相输电线 的电感，继而得到电抗。
1)
公式的详细推导略（较复杂，电磁场学）
第三章
架空线路参数计算
2) 每相导线单位长度的等值电抗计算式 (认为线 路的三相电抗相等)：
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
Dm 4 x1 2f (4.6 lg 0.5 ) 10 r
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
第三章
§3.1 输电线路的电气参数及等值电路
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
架空线路在建设费用、施工、 维护及检修等方面均优于电缆 架空线金具之---绝缘耐张线夹 线路，故电网中优先大量采用。
第三章
§3.1 输电线路的电气参数及等值电路
分裂导线的等值电容和等值电纳均较大。
第三章
架空线路参数计算
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
NOTE： 电缆参数计算复杂且不准确，都是实测； 工程实际中，电力线路参数一般也都是从 手册上可查到的。
第三章
六、输电线路的等值电路

电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
第三章
§3 电力系统元件参数及等值电路
系统的定量分析与计算 两方面知识：主要元件的参数和数学模型 电力网数学模型
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
主要内容



输电线路的电气参数及等值电路 变压器参数及等值电路 发电机和负荷的参数及等值电路 标幺制及其应用 电力系统等值电路
第三章

目前分裂导线在我国电网的应用情况：
– – – – –
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
一般而言，
750kv一般六分裂或四分裂； 500kv一般为四分裂导线，即一相四根，也见 三分裂； 330kv多为双分裂，也有三分裂、四分裂； 220kv多用双分裂，即一相两根，或不分裂； 110kv及以下多为单根导线，即不分裂。
二、电缆
应用场合：
严重污秽地区 穿越江河 空间拥挤的城市 跨海输电
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
第三章
三、线路的电磁现象和对应参数
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
第三章
三、线路的电磁现象和对应参数
对应的四大线路参数：

电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
lnlntntngngn三不同基准值的标么值间的换算337336第三章电网平均额定电压vav3315663101053537110115220230330345500525kv帮助记忆vav105v统一如上处理后可忽略元件额定电压与相应电压等级v的差异除电抗器外补充所谓元件电抗标幺值的近似计算电抗器是用来限流的常直接称为限流电抗器其电抗比其他元件大很多往往高压等级的电抗器可能用在较低电压的装置中

电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路


架空线：一般均为裸导线。 后续讨论线路参数时，均认定三相电气参数相 同；实际需在架空线的空间布线时进行调整和 弥补。 使三相参数平衡的常用方法：
– –
a、三相导线布置在等边三角形的三顶点上； b、三相架空线循环换位
第三章
§3.1 输电线路的电气参数及等值电路
第三章
五、架空线路参数计算
1.
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
单位长度电阻r的计算
导线载流部分的 标称截面积
温度修正： α －电阻温度系数
r1 r20 1 t 20 km
第三章
架空线路参数计算
2.
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路

j
B Kb 2
修正系数的 近似值
导线电阻r－反映载流线路的有功损耗；

电抗x（电感L）－反映载流线路周围的磁场效 应； 电晕
损耗

电导g－反映导线附近空气游离放电的有功损耗 及绝缘子表面泄露电流产生的损耗（泄露损耗， 一般很小，忽略不计）； 电纳b（电容c）－反映载流线路周围的电场效 应。

第三章
四、单位长线路的等值电路和参数
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路

分裂导线的作用：
–
相当于增大了导线的等效半径，可减少线路电抗和 电晕放电（电能损耗、干扰通信），还可提高线路 的输送功率。（另一方面，线路电容增大。）
第三章
架空线路参数计算
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
扩径导线
第三章
架空线路参数计算
电容－－表征电容器容纳电荷本领的物理量。
若周围介质的介电系数为常数，则导体所带电荷 与导体的电位之比，即 C=q/v
而： B C 2 fC
第三章
架空线路参数计算
1)
公式推导略
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
第三章
架空线路参数计算
2)
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
第三章
架空线路参数计算
当线路实际电压高于电晕临界电压Vcr时：
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
g1
Pg U
2
103
S / km
即，一般电力系统计算中可取g＝0
第三章
架空线路参数计算
4.


电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
电纳b（电容C）的计算
电容与带电导线周围的电场效应有关； 当导线中通有交流电流时，其周围就存在 电场； 电场中任一点电位与导线上电荷密度成正 比。
(a)
第三章
输电线路的等值电路
T型：
1 Z / 2 ( R jX ) 2
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
Y jB
注意：由于T型比π型多了一个中间节点，计算量 增大，故工程实际中π型应用最多。
第三章
输电线路的等值电路
–
3）分布参数电路----*长线及长线基本方程解
>330kv，架空线路>300km、电缆线路>100km，须 考虑其电气参数的分布特性。 多为超高压输电线路。
–
NOTE：工程实际中，不同型号导线在不同几何均距 下的单位长度电抗均可直接查得； 架空线路的电抗一般都在0.4欧/公里左右，近 似计算时，可直接取此值（分裂导线除外）。
第三章
架空线路参数计算
3）分裂导线
－－将输电线的每相导线分裂成若干根子导线， 子导线间相距0.3-0.5米，按一定规则分散排列所构 成的导线（均匀布置在半径R的圆周上）。
组成： 导线－－传导电流，输送电能。 避雷线（“架空地线”）－－引雷电流入地， 对线路进行雷击保护。 杆塔－－支撑及保证必要的安全距离。 绝缘子串－－保持必要的绝缘状态（导线间、 导线与杆塔间） 金具－－操作架空线各主要元件的金属器件的 总称。
第三章
§3.1 输电线路的电气参数及等值电路
架空线主要组成部分示意图：

电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
短线路的等值电路
第三章
输电线路的等值电路
-
2）π型和T型等值电路：
架空线L介于100～300km的中等长度时 或 电缆L不超过100km，可只不计电导。 （110~220kv）
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
π型：Z=R+jX
Y B j 2 2
第三章
架空线路参数计算
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
四分裂导线用阻尼间隔棒
500kv四分裂导线
第三章统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
750kv六分裂导线
第三章
架空线路参数计算

电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
分裂导线外半径的处理------等值半径

/ km
式中：
– – – –
r导线外半径，mm； μ导线材料的相对导磁系数（导磁率），铜铝取=1， 钢>>1； f，电流频率，50Hz； Dm三相导线间的几何平均距离，常简称几何均距， mm
第三章
架空线路参数计算

–
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
注意：几何均距与导线的具体布置方式有关
第三章
架空线路参数计算
●讨论： 1）导线间距、导线截面的尺寸会影响Dm、req等 的数值，从而影响输电线的等值电抗大小，但由 于它们均位于电抗表达式的对数符号内，故影响 不显著。
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
2）分裂根数越多，电抗越小。
近似计算时，单根、二分裂、三分裂、四分裂和六分裂 分别可取近似值0.4、0.33、0.30、0.29以及0.28欧/km 左右。

S (cos j sin ) 3UI cos j 3UI sin P jQ
功率的单位：K或M---W、var、VA
第三章
§3.1 输电线路的电气参数及等值电路
电力线路分为架空线和电缆。
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
一、架空线


d12 d13 d1n：某根导线与其余 n 1根导线间的距离
req rd , req 3 rd 2 ,
req 4 r 2d 3
第三章
架空线路参数计算
电 故而，分裂导线线路的每相单位长度的电 力 抗为： 系 D 0 . 0157 m 统 x1 0.1445lg / km （3-7） req n 元 件 参 – 线路电抗较分裂前减小约20%以上； 数 – 导线分裂根数越多，电抗下降越多。 及 （分裂数超过4后，电抗的下降趋缓； 等 值 目前最多到6分裂） 电 路
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
长线可等效成无穷多个Γ型网络的级联传输线 看作集中参数电路的微元段， 用一个Γ型网络来等效。
第三章
输电线路的等值电路
长线的等值电路：
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
1）简化型——修正参数等值电路(π型)
Kr R jKx X
U1

电晕： 带有高电压的架空线路，当导线表面的 电场强度超过空气的击穿强度时，导线附近 的空气电离而产生的局部放电现象。 蓝紫色荧光、嗞嗞声、臭氧 危害：增加有功损耗、干扰无线电通信

第三章
架空线路参数计算
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
– 为避免过大的电晕损耗，架空线路导线的直
径应选择使得在晴天时不会发生电晕： 适当加大导线半径、采用分裂导线、扩径导线
三相线路每相导线的单位长度电容C

采用分裂导线的架空线路：
req rd m
n
n 1
mm
分裂导线等值半径
第三章
架空线路参数计算
进而，有单位长度电纳为：
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
（3-9）

三相导线分裂时：取上式中r为req即可。
req rd m
n n 1
m m 分裂导线等值半径
3）同杆共架双回路，对每一相的电抗也有影响， 但并不大，略去不计。
第三章
架空线路参数计算
3.
电导g的计算
电导： 反映线路沿绝缘子表面的泄漏电流（绝缘子的泄漏电 阻引起）和电晕所引起的有功功率损耗的参数。 – 线路的绝缘良好，泄露损耗很小，一般略去不计； – 主要由电晕引起。
电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
等边三角形排列
Dab Dbc Dca D m
–
不对称排列
为三相导线间的几何均距。
–
水平布置
Dm 3 D D 2D 1.26D
第三章
架空线路参数计算

电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
进而有：
Dm 4 x1 2f (4.6 lg 0.5 ) 10 r Dm 4 314(4.6 lg 0.5 1) 10 r Dm 0.1445lg 0.0157 / km （3-5） r
以R、X、G、B来表征，单相代替三相。 – 分布参数等值电路（实际，线路各参数是沿线分布 的）：其电路的计算较复杂。
–
集中参数等值电路（近似等值，不考虑参数的分布特 性）
第三章
输电线路的等值电路
工程实际，根据输电线路长度不同，考虑采用下 述三种等值电路： – 1）一字型等值电路： 线路L<100km且电压不高（60kV以下）时， 忽略电导和电纳，只计阻抗。 当电缆线路不长时，也可采用。
§3 电力系统元件参数及等值电路

电 力 系 统 元 件 参 数 及 等 值 电 路
关于电气量的说明：
本章开始，如无特别说明：
– – –

功率均为三相功率(用来表 示负荷)； 电压为线电压，电流为 线电流； 阻抗和导纳均为单相参 数。
功率因数 角 S
Q
P
功率三角形
S
3 U I 3UI( u i )