电力网的稳态计算

图 架空线路的结构
➢导线：导线的作用是传导电流、输送电能； ➢避雷线: 避雷线的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路 免遭雷击。
✓导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐蚀、 价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。 ✓导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，高压 线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。
式中，μr为相对磁导率，铜和铝的 r 1; r为导线半径（m）； Djp为三相导线的线间几何均距（m），
Djp3 DabDbcDca
✓若三相导线等边三角形 排列，则 Djp s
✓若三相导线水平等距离 排列，则 Djp3 2s3 1.26s
注意：为了使三相导线的 电气参数对称，应将输电 线路的各相导线进行换位， 如图所示。
✓悬式绝缘子：用于35kV以上 的高压线路上，通常组装成绝 缘子串使用（35kV为3片串接； 60kV为5片串接；110kV为7片 串接）。 ✓棒式绝缘子：棒式绝缘子多 兼作瓷横担使用，在110kV及 以下线路应用比较广泛。
低压针式绝缘子
高压针式绝缘子
高压线路瓷横担绝缘子
❖瓷横担的特点：有良好 的电气绝缘性能，兼有 绝缘子和横担的双重功 能，能节约大量的木材 和钢材，有效地降低杆 塔的高度，可节省线路 投资30%～40%。
2．电缆线路
➢电缆的敷设方式：
✓直接埋入土中：埋设深度一般 为0.7～0.8m，应在冻土层以下。 当多条电缆并列敷设时，应留有 一定距离，以利于散热。
✓电缆沟敷设：当电缆条数较多 时，宜采用电缆沟敷设，电缆置 于电缆沟的支架上，沟面用水泥 板覆盖。
✓穿管敷设：当电力电缆在室内 明敷或暗敷时，为了防电缆受到 机械损坏，一般多采用穿钢管的 敷设方式。
LGJ 普通型 5.3∽6.1（铝线与钢线截面积比） LGJQ 轻型 7.6 ∽8.3 LGJJ 加强型 4 ∽ 4.5
✓线间距离：380V为0.4～0.6m；6～10kV为0.8～1m；35kV 为2～3.5m；110kV 为3～4.5m。
✓导线在杆塔上的排列方式：
三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列； 三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列；
图 三相导线的布置方式
a）等边三角形布置 b）水平等距布置
图 一次整循环换位
图 换位循环示意图 （a）单换位循环； （b）双换位循环
➢ 对于超高压线路，当导线表面的电场强度超过周围空气的 击穿强度时，导线周围的空气被电离而产生局部放电的现 象，称为电晕。
➢ 电晕会产生蓝紫色的荧光并发出“吱吱”声以及电化学产 生臭氧（O3）。这些现象要消耗有功损耗，称为电晕损耗。
导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
考虑上面情况，修正后导线材料电阻率的计算值为:
Cu1.8m2 m /km A l 3.5 1 m2m /km
工程计算中，可先查出导线单位长度电阻值 r0，则 R r0l
需要指出：手册中给出的 r 2 0 值，则是指温度为20℃时的导线电 阻，当实际运行的温度不等于20℃时，应按下式进行修正：
rTr201(T20)
式中，α为电阻的温度系数(1/℃)，铜取0.00382（1/℃）， 铝取0.0036（1/℃）。
➢2）电抗
每相导线单位长度的等值电抗为：
外电抗
内电抗
x 1 2 π f(4 .6 lg D rjp 0 .5) 1 40 0 .14 lg D r 4 jp 0 5 .0157
架空线路采用的导线结构型式主要有单股、多股 绞线和钢芯铝绞线三种。
图 裸导线的构造
a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
分裂导线
分裂导线能使导线的等效半径增大，减小线路 等值电抗和降低线路的电晕损耗。
架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
A d
2sin( /n)
rD为等值半径，A
为间隔环半径，n 为根数，d为导线 间隔。
一般单导线的电抗为0.4 Ω /km左右，而分裂导线为n=2、3、 4时，电抗为0.33、0.3、0.28 Ω /km左右。
架空线路的电抗值为
X x0l
➢3）电纳 每相导线单位长度的等值电容为：
C0
0.0241106(F/ lgDjp
km)
r
则单位长度的电纳为： b0C0l7g.D 5jp8106(S/km )
rLeabharlann Baidu
一般架空线路b0的值为 2.58106 S/km左右，则 B b0l
➢4）电导
电导参数，是反映沿线路绝缘子表面的泄露电流，和导线 周围空气电离产生的电晕现象而产生的有功功率损耗。
➢杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与大 地之间保持一定的安全距离。
✓杆塔的分类 按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。
500KV架空输电线路
➢绝缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝 缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。
常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。 ✓针式绝缘子：用于35kV及以 下线路上。
电气工程基础
第六章 电力网的稳态计算
•电力线路的结构 •架空输电线路的参数计算及等值电路 •变压器的等值电路及参数计算 •网络元件电压和功率分布 •电力网络的潮流计算
第一节 电力线路的结构
• 两种结构分为架空线路和电缆线路
一、电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导 线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 所示。
➢ 为了降低导线表面电场强度，以达到减低电晕损耗和抑制 电晕干扰的目的，目前广泛采用分裂导线。实际应用时， 由于结构上的原因，每相导线的分裂数不可过多，一般为 2~4根。
• 分裂导线------减少线路电抗和减低电晕损耗
x0
(0.144l5gDjp rD
0.015 n
7)
/
km
rD n nrAn1
第二节 架空输电线路的参数计算及等值电路
一、架空输电线路的参数计算
第二节 架空输电线路的参数计算及等值电路
1．输电线路的参数计算
➢1）电阻
单根导线的直流电阻为：R l
A
导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%～1%，主要是因为：
应考虑集肤效应和邻近效应的影响；
导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大;