第-2-章-电力系统各元件的特性和数学模型..复习进程

电力系统各元件的特性和数学 模型
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电力线路的结构
架空线路
导线 避雷线
电力线路
绝缘子 金具
电缆线路
杆塔 导体 绝缘层 保护包皮
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架空线路
导线---传导电流，担任传送电能的任务。
铝绞线，钢芯铝绞线，合金绞线、钢绞线
避雷线---将雷电流引入大地，保护电力线路免 遭直击雷的破坏
35~110KV---7米
154~220KV---7.5米
330KV---8.5米
线间距离 ：380/220V：0.6~1米
6~10KV： 0.8~1.5米
110KV： 3~4.5米
220KV：5~7.5
330KV：6~10米
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绝缘子
材质：瓷质、玻璃质、硅橡胶 架空线绝缘子：
按水平布置：D jp 3D 1 D 2 D 3 3D D 2 D 32 D 1 .2D 6
注意：当三相导线为非正三角形布置时，由于各相导 线相互间在几何位置上不对称，即使通过平衡的三相 电流，三相中各相导线的感抗值也不相等，为使三相 导线的感抗值相等，输电线路的各相导线必须进行换 位。目前对电压在110KV以上，线路长度在100公里 以上的输电线路一般均需要进行完全换位。
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3、线路电纳
由于输电线路运行时各相间和相对地间都
存在电位差，因而相间和相对地间有电容
存在。 b1
c1
2
fc1
7 .5 8 lg D jp
1 0 6 （S/km）
r
b1-----每相单位长度的容纳
一般架空线路的b1典型值为3*10-6（s/km）
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4、线路电导
减少导线的电抗
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杆塔
杆塔
木杆 钢筋混凝土杆
耐张杆塔 (承力杆塔)
铁塔 直线杆塔 (中间杆塔) 转角杆塔
终端杆塔
特殊杆塔 (跨越杆塔、换位杆塔)
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换位
定义：
由于三相导线在杆塔上的排列常常是不对称 的，将使三相导线的感性和容性电抗不对称， 为此在线路上每隔一定距离将三相导线进行 轮流变换位置，称为换位。
包括：
悬垂线夹 耐张线夹 接续金具 联结金具 保护金具
…...
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输电线路的电气参数
电阻 发热效应 输
电
电抗 磁场效应
线
电纳 电场效应
路
电导 电晕和泄漏损耗
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1、线路电阻
使导线消耗有功并发热，造成电压降落。
r1 S
（Ω/km）
r1-------每相导线单位长度的电阻， ρ------导体材料的电阻率 S------导体的额定截面积
LGJ-----普通钢芯铝绞线，铝/钢的截面比为5.3~6.1;
LGJQ---轻型钢芯铝绞线, 铝/钢的截面比为7.6~8.3;
LGJJ---加强型钢芯铝绞线, 铝/钢的截面比为4~4.5;
例如：LGJ—240 表示普通钢芯铝绞线，其铝部分的截 面积为240mm2
分裂导线的作用：减少导线的电晕损耗
钢导线与铜铝导线的主要差别在于钢导线导磁，以致它的两个与 磁场之间或间接有关的参数——电阻和电抗，也与铜铝导线不同。 钢导线的电阻和电控难以用分析方法决定，主要依靠实测。
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几何均距主要与导线的具体布置有关
任意布置：Djp 3 D1D2D3
按等边三角形布置： Djp3 D1D2D3 D
必校验其最小直径）
采用分裂导线或扩径导线 应该指出
实际上，由于泄漏通常很小，而在设计线路 时，就已经检验了所选导线的半径能否满足 清凉天气不发生电晕的要求
目的：
消除由于位置原因引起的不对称电抗 因此消除产生的电流畸变
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概念
档距---架空线路相邻杆塔间的水平距离
钢筋混150~500米
弧垂---导线的最低点与悬挂点之间的垂直距离
架空线对地的最小距离（居民区）：
针式绝缘子： 35KV及以下 悬式绝缘子：35KV以上
长度：
35KV---------3片 220KV------13片 60KV--------5片 330KV------19片 110KV------7片 500KV------24片
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金具
定义
---组装架空线的各种金属部件的总称
电晕产生的原因：
导线表面的电场强度高于产生电晕的临界电场强 是强电场作用下导线周围空气的电离现象 与导线本身有关，还与导线周围空气的条件有关
电晕的危害：
电晕不仅损耗有功功率，还产生噪音，空气 放电时产生的脉冲电磁波对无线电通信、电 视接收等产生干扰，使导线表面发生腐蚀， 降低导线的使用寿命
杆塔---支撑导线和避雷线，使导线与导线、导 线与大地保持一定的安全距离
绝缘子---使导线和杆塔之间保持足够的绝缘距离 金具---连接导线，使导线固定在绝缘子上，并将
绝缘子固定在杆塔上。
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导线和避雷线
架空线路的材料------铜、铝和铝合金
避雷线的材料------钢线
钢芯铝绞线：
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线路电导
输电线路在输送功率时，在周围的绝缘介
质中还会产生电晕损耗和绝缘子串的泄露
损耗。
g1
Pg U2
（S/km）
g1----每相线路单位长度的电导 ΔPg----三相线路每千米的三相总电晕损耗 U----线路线电压
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避免电晕的措施
对不同电压等级的架空线限制其导线直径 不小于某个最小值。（66KV及以下的架空线路不
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电晕功率损耗
电晕损耗功率与电压的平方成正比，线路 实际运行电压高于电晕临界电压时，将发 生电晕。这是，每相电晕损耗功率可按下 式计算：
Pc Kc UUcr 2
ΔPc-----电晕损耗功率（kW/km） Uφ ------线路实际运行相电压（kV） Ucr ------电晕临界电压（kV） Kc ------与空气相对密度、概率、导线的几何尺寸等有关的系数
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2、线路电抗
当交流电流通过时，产生电抗压降并消耗无功功率。
铜、铝导线
x1
0.1445lgDjp r
0.0157 n
（Ω/km）
x1-----每相导线单位长度的电抗
r------导线的半径 n------导线的分裂数
Djp 3 D1D2D3
Djp-----三相导线的几何平均距离，简称几何均距