电力系统元件等效电路和参数 PPT
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统分析
机械出版社 朱一纶主编
第2章 电力系统元件等效电路和参数
• 电力系统是由各种电气元件组成的整体， 要对电力系统进行分析和计算，必须先了 解各元件的电气特性，并建立它们的等值 电路。
• 在电力系统正常运行情况下，近似地认为 系统的三相结构和三相负荷完全对称。可 以用一相(例如a相)的电路为代表来进行分 析和计算。等值电路中的参数是考虑了其 余两相影响后的一相等值参数。
• 电阻r1 • 电抗x1 • 电导g1 • 电纳b1。
1、电阻
• 每相导线单位长度电阻的计算公式为
r1 / S / km
其中，S—导线的标称截面积(mm2)；
ρ—导线的电阻率（ mm2 / km） 铝的电阻率：。 31.5 mm2 / km 铜的电阻率：18.8 mm2 / km
4、电纳
• 电纳b1来反映交流电流过线路时的电 场效应。
b1
Leabharlann Baidu
2f N C
7.58
lg
Deq req
10-6
S/km
同样，fN 50 Hz ，Deq 为三相电力
线之间的几何平均距离，req称为导 线的几何平均半径 。
导线单位长度参数计算举例
• 例2-2 已知LGJ—185型110kV架空输电线路，三
1、导线。导线的作用是传输电能，应 有良好的导电性，还应有足够的机 械强度和抗腐蚀能力。
2、避雷线。避雷线也叫架空地线或地 线，其作用是将雷电流引入大地， 以保护电力线路免受雷击。
3、杆塔。杆塔的作用是支持导线和避 雷线。杆塔有木杆、钢筋混凝土杆 和铁塔三种。
2.1 电力线路等效电路及其参数
4、绝缘子 绝缘子的作用是使导线 和杆塔间保持绝缘。应 有良好的绝缘性能和足 够的机械强度。
• 在220kV及以上的超高压架空线路上 ，为了减小电晕放电和单位长度的电 抗，普遍采用分裂导线，用数根钢芯 铝绞线并联构成的复导线，每隔一段 长度用金具支撑。
• 作用——改变了导线周围磁场分布， 等效地增大了导线半径，从而减小了 导线的电感抗。
2、电抗
分裂导线单位长度的等效电抗小于单导线线路单位长
0.1445lg
Deq req
0.0157/ km
式中，fN 50 Hz ，Deq 为三相电力
线之间的几何平均距离，req称为导 线的几何平均半径 。
2、电抗
三相电力线路一般是采用等边三角形式的对称 排列，或经完整换位后近似等于对称排列：
三角形排列
Deq 3 D12D23D31
分裂导线的输电线路的等效电抗
r1
/
S
31.5 120
0.2625/km
工程计算中，可以直接从有关手册中查出各 种导线的单位长度电阻值。
1、电阻
• 按公式（2-1）计算所得或从手册查得的电 阻值都是指温度为 20 C 时的值，在要求较 高精度时，修正公式为
rt r20 (1 (t 20))
式中：t—导线实际运行的大气温度(oC)；
0.0157
计算半径， 单位与Deq一致
导线单位长度参数计算举例
• 线路的电导：g1=0
b1
7.58
lg
Deq req
10-6
lg 7.56/（7.95.8510-3）10-6
rt，r20—t oC及20 oC时导线单位长度的电阻 ( / km)
α—电阻温度系数；
对于铝，α=0.0036 (1 o C)；
对于铜，α=0.00382 (1 o C)。
2、电抗
• 架空线路的等效电抗反映交流电流通过线路 时的磁场效应。
• 每相单位长度的电抗的计算公式为：
x1
2fN L
铝、铜的电阻率略大于直流电阻率，原因是： （1）交流电流的趋肤效应； （2）绞线每股长度略大于导线长度； （3）导线的实际截面比标称截面略小。
这里采用工程单位，也可以采用国标单位，如教材。
1、电阻
• 例2-1 求导线型号为LGJ-120的钢芯铝绞线的 单位长度电阻。
• 解： • LGJ-120：铝 31.5 mm2 / km ,S=120 mm2
• 电导反映高压电力线路的电晕现象和泄漏 现象，一般线路绝缘良好的情况下泄露电
流很小，可忽略不计。 。
3、电导
• 电晕临界相电压的经验公式为
Ucr
49.3m1m2r lg
D r
(kV)
• 增大导线半径是防止和减小电晕损耗的有效 方法。因此采用分裂导线可以增大每相的等
值半径。
• 设计时线路的相电压必须高于其临界相电压 ，此时可认为线路的电导g1=0。
2.1 电力线路等效电路及其参数
• 2.1.1电力线路的分类和结构 • 电力线路包括输电线路和配电线路。 • 按线路结构的不同，可以分为： • 架空线路 • 电缆线路
2.1 电力线路等效电路及其参数
避雷线
1. 架空线路 ： 架空线路由导线、 避雷线、杆塔、绝 缘子和金具等组成。
分裂导线
杆塔
2.1 电力线路等效电路及其参数
度的等效电抗，且分裂根数越多，等效电抗越小。
n
req n r d1i
i2
r为每股导线计算半径， d1i是第1股导线与第i股导 线的间距。
对单股导线，req等于r
3、电导
• 对高电压架空线路（110KV以上），当导 线表面的电场强度超过空气击穿强度时， 导体附近的空气电电离而产生的局部放电 的现象。这时会发出咝咝声，产生臭氧， 夜间还可以看到紫色的光晕这种现象称为 电晕。
相导线水平排列，相间距离为6m。计算直径为 19mm，求单位长度线路参数。
• 解：
r1
S
31.5 185
0.17/km
Deq 3 6 6 12 7.56
x1
0.1445lg
Deq req
0.0157
7.56
0.1445lg 9.510-3 0.434（9 /km)
5、金具。
• 金具是用于固定 、连接、保护导 线和避雷线，连 接和保护绝缘子 的各种金属零件 的总称。
2.1 电力线路等效电路及其参数
• 电缆线路 • 电缆线路由电力电缆和
电缆附件组成。 • 在城市、厂区等人口密
集场所或海底传输等常 采用电缆线路。
2.1.2单位长度电力线路的 等效电路及参数
• 架空线单位长度 的电力线路的等 值电路如图2-1所 示。电路的参数 有4个：
机械出版社 朱一纶主编
第2章 电力系统元件等效电路和参数
• 电力系统是由各种电气元件组成的整体， 要对电力系统进行分析和计算，必须先了 解各元件的电气特性，并建立它们的等值 电路。
• 在电力系统正常运行情况下，近似地认为 系统的三相结构和三相负荷完全对称。可 以用一相(例如a相)的电路为代表来进行分 析和计算。等值电路中的参数是考虑了其 余两相影响后的一相等值参数。
• 电阻r1 • 电抗x1 • 电导g1 • 电纳b1。
1、电阻
• 每相导线单位长度电阻的计算公式为
r1 / S / km
其中，S—导线的标称截面积(mm2)；
ρ—导线的电阻率（ mm2 / km） 铝的电阻率：。 31.5 mm2 / km 铜的电阻率：18.8 mm2 / km
4、电纳
• 电纳b1来反映交流电流过线路时的电 场效应。
b1
Leabharlann Baidu
2f N C
7.58
lg
Deq req
10-6
S/km
同样，fN 50 Hz ，Deq 为三相电力
线之间的几何平均距离，req称为导 线的几何平均半径 。
导线单位长度参数计算举例
• 例2-2 已知LGJ—185型110kV架空输电线路，三
1、导线。导线的作用是传输电能，应 有良好的导电性，还应有足够的机 械强度和抗腐蚀能力。
2、避雷线。避雷线也叫架空地线或地 线，其作用是将雷电流引入大地， 以保护电力线路免受雷击。
3、杆塔。杆塔的作用是支持导线和避 雷线。杆塔有木杆、钢筋混凝土杆 和铁塔三种。
2.1 电力线路等效电路及其参数
4、绝缘子 绝缘子的作用是使导线 和杆塔间保持绝缘。应 有良好的绝缘性能和足 够的机械强度。
• 在220kV及以上的超高压架空线路上 ，为了减小电晕放电和单位长度的电 抗，普遍采用分裂导线，用数根钢芯 铝绞线并联构成的复导线，每隔一段 长度用金具支撑。
• 作用——改变了导线周围磁场分布， 等效地增大了导线半径，从而减小了 导线的电感抗。
2、电抗
分裂导线单位长度的等效电抗小于单导线线路单位长
0.1445lg
Deq req
0.0157/ km
式中，fN 50 Hz ，Deq 为三相电力
线之间的几何平均距离，req称为导 线的几何平均半径 。
2、电抗
三相电力线路一般是采用等边三角形式的对称 排列，或经完整换位后近似等于对称排列：
三角形排列
Deq 3 D12D23D31
分裂导线的输电线路的等效电抗
r1
/
S
31.5 120
0.2625/km
工程计算中，可以直接从有关手册中查出各 种导线的单位长度电阻值。
1、电阻
• 按公式（2-1）计算所得或从手册查得的电 阻值都是指温度为 20 C 时的值，在要求较 高精度时，修正公式为
rt r20 (1 (t 20))
式中：t—导线实际运行的大气温度(oC)；
0.0157
计算半径， 单位与Deq一致
导线单位长度参数计算举例
• 线路的电导：g1=0
b1
7.58
lg
Deq req
10-6
lg 7.56/（7.95.8510-3）10-6
rt，r20—t oC及20 oC时导线单位长度的电阻 ( / km)
α—电阻温度系数；
对于铝，α=0.0036 (1 o C)；
对于铜，α=0.00382 (1 o C)。
2、电抗
• 架空线路的等效电抗反映交流电流通过线路 时的磁场效应。
• 每相单位长度的电抗的计算公式为：
x1
2fN L
铝、铜的电阻率略大于直流电阻率，原因是： （1）交流电流的趋肤效应； （2）绞线每股长度略大于导线长度； （3）导线的实际截面比标称截面略小。
这里采用工程单位，也可以采用国标单位，如教材。
1、电阻
• 例2-1 求导线型号为LGJ-120的钢芯铝绞线的 单位长度电阻。
• 解： • LGJ-120：铝 31.5 mm2 / km ,S=120 mm2
• 电导反映高压电力线路的电晕现象和泄漏 现象，一般线路绝缘良好的情况下泄露电
流很小，可忽略不计。 。
3、电导
• 电晕临界相电压的经验公式为
Ucr
49.3m1m2r lg
D r
(kV)
• 增大导线半径是防止和减小电晕损耗的有效 方法。因此采用分裂导线可以增大每相的等
值半径。
• 设计时线路的相电压必须高于其临界相电压 ，此时可认为线路的电导g1=0。
2.1 电力线路等效电路及其参数
• 2.1.1电力线路的分类和结构 • 电力线路包括输电线路和配电线路。 • 按线路结构的不同，可以分为： • 架空线路 • 电缆线路
2.1 电力线路等效电路及其参数
避雷线
1. 架空线路 ： 架空线路由导线、 避雷线、杆塔、绝 缘子和金具等组成。
分裂导线
杆塔
2.1 电力线路等效电路及其参数
度的等效电抗，且分裂根数越多，等效电抗越小。
n
req n r d1i
i2
r为每股导线计算半径， d1i是第1股导线与第i股导 线的间距。
对单股导线，req等于r
3、电导
• 对高电压架空线路（110KV以上），当导 线表面的电场强度超过空气击穿强度时， 导体附近的空气电电离而产生的局部放电 的现象。这时会发出咝咝声，产生臭氧， 夜间还可以看到紫色的光晕这种现象称为 电晕。
相导线水平排列，相间距离为6m。计算直径为 19mm，求单位长度线路参数。
• 解：
r1
S
31.5 185
0.17/km
Deq 3 6 6 12 7.56
x1
0.1445lg
Deq req
0.0157
7.56
0.1445lg 9.510-3 0.434（9 /km)
5、金具。
• 金具是用于固定 、连接、保护导 线和避雷线，连 接和保护绝缘子 的各种金属零件 的总称。
2.1 电力线路等效电路及其参数
• 电缆线路 • 电缆线路由电力电缆和
电缆附件组成。 • 在城市、厂区等人口密
集场所或海底传输等常 采用电缆线路。
2.1.2单位长度电力线路的 等效电路及参数
• 架空线单位长度 的电力线路的等 值电路如图2-1所 示。电路的参数 有4个：