电力网络的稳态分析

输电线路的参数实际上是沿线路均匀分布的，
可用链形电路表示。图中，r0、x0、g0、b0为穷小 段线路的阻抗和导纳。
r0 jx0
r0 jx0
g0 jb0
g0 jb0
❖分布参数：等值电路计算很不方便；当架空线 路长度在300km以下时，可用集中参数表示的 等值电路来近似代替分布参数等值电路。
R jX
➢电阻：反映线路通过电流时产生的有功功率损耗；
➢电抗（电感）：反映载流导体周围产生的磁场效应；
➢电导：反映线路带电时绝缘介质中的泄漏电流及导线 附近空气游离的电晕现象而产生的有功功率损耗； ➢电纳（电容）：反映载流导线周围产生的电场效应。
一、电阻
单位电阻率
单位长度直流电阻的计算公式
r0
S
(
km)
Deq r
84 0Βιβλιοθήκη Baidu8511 0.951 lg 1.26 4000 185kV 110kV 9.51
所以
g0＝0 R＝r0l＝0.17×100＝17Ω X＝x0l＝0.409×100＝40.9Ω B＝b0l＝2.78×10-6×100＝2.78×10-4S
6.2 变压器的参数计算与等值电路
集肤效应、邻近效应
实际交流导线电阻比直流电阻略大的原因：交流效应、实 际长度、截面积。
考虑温度之后的电阻计算公式 rt r20[1 (t 20)]
电阻的温度系数
二、电抗
三相对称排列或虽不对称排列但经完全换位后，每相导线的 单位长度的电抗为
三相导线间的几何均距 3 D a b D b c D ca
Deq rD
0.0157 n
(
km)
分裂导线的等值半径 rD n n r A n 1
三相导体排列不对称时，要进行换位，以使三相电抗参数 对称。
三、电导
架空输电线路的电导是用来反映泄漏电流和空气游离 所引起的有功功率损耗的参数。一般线路绝缘良好，泄 漏电流很小，可忽略不计，所以主要只考虑电晕现象引 起的功率损耗。
x0
L
0.1445lg
Deq req
0.0157(
km)
计算半径
导体的相对磁导率 （对于铝绞线等金属为1）
单相导线的电抗值一般都在0.4欧姆/千米左右。
对于超高压输电线路，为减少线路电抗、降低导线表面电 场强度以达到减少电晕损耗和抑制电晕干扰的目的，往往 采用分裂导线。
x0
0.1445 lg
r
其相应的电纳 ：
b0
C0
2fC0
7.58 lg Deq
106
式中，r —线计算半径(m)； r
Djp—三相导线的几何均距(m)。
S / km
与线路电抗的计算相似，架空线路的电纳值对不同的
导线半径和几何均距的变化也不敏感，单位长度的一相
等值电纳值一般在2.8×10-6S/km左右。线路的电纳值也 可根据导线型号及线间几何均距由附录II附表II-2查得。
电晕的产生主要取决于线路电压，线路开始出现电晕时的电 压称为临界电压，计算公式为：
计算半径
U cr
84m1m2r lg
Deq r
三相导线间的几何均距
导线表明的光滑系数
空气相对密度
气象状况系数
注意：当架空线路的导线水平排列时，各相导线的电晕临界 电压不完全相同。
当运行电压超过临界电压而产生电晕现象时，与电晕相对应
的每相等值电导为
g0
Pg U2
103 (S
km)
四、电纳
线路的电纳是由导线与导线之间，导线与大地之间的 电容所决定的。电容的大小与相间距离、导线截面、杆塔 结构尺寸等因素有关。三相输电线对称排列，或虽不对称 但经完全换位后，每相导线单位长度的等值电容为 ：
C0
0.024 lg Deq
106
F / km
例6-1 ：有一条长100km，额定电压为110kV的输电线路，采 用LGJ-185型钢芯铝绞线，导线水平排列，线间距离为4m ，导线表面系数m1=0.85，气象状况系数m2=1，空气相对 密度δ=1。求线路参数。
解：
r0
S
31.5 0.17( / km) 185
查表得LGJ-185型导线的计算直 r 1 19.02mm 9.51mm
第6章 电力网络的稳态分析
6.1 输电线路的参数计算与等值电路 6.2 变压器的参数计算与等值电路 6.3 电力网络元件的电压和功率分布计算 6.4 电力网络的无功功率和电压调整 6.5 潮流计算 6.6 直流输电简介
6.1 输电线路的参数计算与等值电路
一、电阻R 二、电抗X 三、电导G 四、电纳B 五、架空输电线路的等值电路
(R jX ) / 2 (R jX ) / 2
jB / 2
jB / 2
jB
(a)π型
(b)T型
集中参数表示的等值电路
❖ 当架空线路长度不超过100km，电压等级在35kV 及以下时，由于电压低、线路短，线路电纳亦可 不计，等值电路可进一步简化。
R+jX
短距离线路的简化等值电路
❖ 当架空线路长度超过300km时，可将线路分段， 使每段线路长度不超过300km，从而可用若干个π 型等值电路来表示输电线路。
所谓电晕，就是架空线路在带有高电压的情况下， 当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时，导体附 近的空气游离而产生的局部放电现象。这种放电现象与 导线表面的光滑程度、导线周围的空气密度及气象状况 都有关。
电晕不但要消耗电能和产生臭氧，而且所产生的脉 冲电磁波对无线电和高频通信产生干扰。因此，应尽量 避免。
采用分裂导线时的一相等值电纳的计算，只需将导线
的半径r用分裂导线的等值半径rD代替，即：
b0
7.58 lg Deq
106
rD
S / km
显然，分裂导线的采用，将增大线路的电纳值。当每相
分裂根数分别为2、3、4根时，每公里电纳值约分别为
3.4×10-6, 3.8×10-6和4.1×10-6S。
五、输电线的正序等值电路
一、双绕组变压器 二、三绕组变压器 三、自耦变压器 四、分裂绕组变压器
一、双绕组变压器
在电力系统中，变压器等值电路都用星形接法 表示，且由于三相对称而只用一相表示。在电机 学中，双绕组变压器通常用T型等值电路。当原 副方参数用同一电压级的值表示时，代表变压器 两侧绕组空载线电压之比的变压器变比可以不出 现。
径为19.02mm，则
2
x0
0.1445 lg
Deq r
0.0157
0.1445lg 1.26 4000 9.51
0.0157
0.409( / km)
b0
7.58 lg Deq
106
7.58 lg 1.26 4000
106
2.78106 (S
/ km)
r
9.51
电晕临界电压：
U cr
84m1m2r lg