第四章輸電線的參數(shù)及模型PPT課件

1、1第四章第四章 輸變電元件的參數(shù)及模型輸變電元件的參數(shù)及模型24.14.1 電力線路及結構電力線路及結構從結構來分從結構來分架空線路架空線路電纜線路電纜線路普通導線分裂導線擴徑導線等電力線路包含輸電線路和配電線路。電力線路包含輸電線路和配電線路。31 1、架空輸電線 典型架空輸電線路的照片桿塔導線（四分裂）避雷線絕緣子串456雙分裂導線7 年月日電年月日電 我國首條千伏我國首條千伏輸電線路建設現(xiàn)場傳來消息，青海省海東地區(qū)輸電線路建設現(xiàn)場傳來消息，青海省海東地區(qū) 官亭官亭鎮(zhèn)至蘭州東輸電線路工程鎮(zhèn)至蘭州東輸電線路工程六分裂擴徑導線六分裂擴徑導線試驗段架試驗段架線月日首次在在蘭州市榆中縣小康營鄉(xiāng)線月

2、日首次在在蘭州市榆中縣小康營鄉(xiāng) 洪亮洪亮村的號終端塔處進行，采取一牽二張一次村的號終端塔處進行，采取一牽二張一次展展放根子導線（六分裂）的張力放線方式放根子導線（六分裂）的張力放線方式。 在此次進行的放線過程中，導線采用擴徑導線在此次進行的放線過程中，導線采用擴徑導線新技術，這是該技術在國內的首次應用。新技術，這是該技術在國內的首次應用。應用該技應用該技術，通過導線空心擴徑，不僅增大導線截面積，而術，通過導線空心擴徑，不僅增大導線截面積，而且節(jié)約了材料，適應高海拔地區(qū)。且節(jié)約了材料，適應高海拔地區(qū)。 8 電暈是電場強度超過臨界值時引起帶電導體暈是電場強度超過臨界值時引起帶電導體周圍空氣突然發(fā)生

3、電離所引起的一種發(fā)光的放電周圍空氣突然發(fā)生電離所引起的一種發(fā)光的放電現(xiàn)象現(xiàn)象,其實質就是在高場強作用下帶電導體表面空其實質就是在高場強作用下帶電導體表面空氣發(fā)生了局部放電。導致產生電暈的外施電壓稱氣發(fā)生了局部放電。導致產生電暈的外施電壓稱為起暈電壓。為起暈電壓。決定帶電導體表面起暈電壓高低的決定帶電導體表面起暈電壓高低的主要因素是導體表面的曲率半徑主要因素是導體表面的曲率半徑，而帶電導體與，而帶電導體與相鄰設備及建筑物的距離、自身表面的光潔度以相鄰設備及建筑物的距離、自身表面的光潔度以及外部氣象條件對其也有很大的影響。及外部氣象條件對其也有很大的影響。在高海拔在高海拔地區(qū)，因空氣密度較小，高壓

4、帶電導體表面更容地區(qū)，因空氣密度較小，高壓帶電導體表面更容易產生電暈。易產生電暈。同樣條件下在低海拔地區(qū)能抑制電同樣條件下在低海拔地區(qū)能抑制電暈發(fā)生的屏蔽（均壓）環(huán)和導線，暈發(fā)生的屏蔽（均壓）環(huán)和導線，在高海拔地區(qū)在高海拔地區(qū)就不一定適用，往往需要增大其表面曲率半徑才就不一定適用，往往需要增大其表面曲率半徑才能滿足限制電暈的要求。海拔越高，導體表面的能滿足限制電暈的要求。海拔越高，導體表面的曲率半徑也要求越大。曲率半徑也要求越大。 9直線塔也稱中間桿塔，用在線路的直線走向段內，主要作用懸掛導線。10大型跨越塔10kv跨越塔11轉角塔位于線路轉角處的桿塔要承受線路方向的側向拉力。12500kv5

5、00kv換位塔換位塔按有關規(guī)程規(guī)定按有關規(guī)程規(guī)定：“在中性在中性點直接接地的電力網(wǎng)中，長點直接接地的電力網(wǎng)中，長度超過度超過1ookm的線路均應換的線路均應換位，換位循環(huán)長度不宜大于位，換位循環(huán)長度不宜大于200km?！彼^所謂換位循環(huán)換位循環(huán)，指在一定，指在一定長度內有兩次換位，而三相長度內有兩次換位，而三相導線都分別處于三個不同位導線都分別處于三個不同位置。置。線路換位的線路換位的目的目的是要使每是要使每相導線感應阻抗和每相的電相導線感應阻抗和每相的電容相等，以減少三相線路參容相等，以減少三相線路參數(shù)的不平衡。為保持線路三數(shù)的不平衡。為保持線路三相對稱運行。相對稱運行。13110kv單回路

6、終端桿 10kv同桿雙回塔14絕緣子種類絕緣子種類鋼化玻璃絕緣子 瓷絕緣子 合成絕緣子 15絕緣子形式絕緣子形式針式絕緣子棒式（瓷橫擔) 絕緣子懸式絕緣子16電壓等級與直線桿塔上懸垂絕緣子串中絕緣 子數(shù)量的關系 系統(tǒng)標稱電壓（kv）3563110220330500每串絕緣子片數(shù)357131719252817金具金具 18金具種類金具種類并溝線夾（接續(xù)金具）懸垂線夾耐張線夾聯(lián)結金具（z型掛板）19金具種類（保護）金具種類（保護）防振錘間隔棒202 2、電纜線路 21敷設在電纜隧道里面的電力電纜線路敷設在電纜隧道里面的電力電纜線路 22v有幾個參數(shù)可以反映輸電線的電磁現(xiàn)象?v各個參數(shù)受哪些因素影響

7、?v如何用等值電路表示輸電線路? 4.24.2 三相電力線路的參數(shù)計算三相電力線路的參數(shù)計算23線路的電磁現(xiàn)象和參數(shù)線路的電磁現(xiàn)象和參數(shù) v 線路通電流發(fā)熱，消耗有功功率r交流電流交變磁場感應電勢(自感、互感)抵抗電流x電流效應串聯(lián)還是并聯(lián)？ 24v 線路加電壓 絕緣漏電(較小)，一定電壓下發(fā)光、放電(電暈) g電場 線/線、線/大地電容 交變電壓產生電容電流 b電壓效應 串聯(lián)還是并聯(lián)？ 25電纜尺寸標準化，外界影響小，一般不變（不研究）架空線受氣候、地理、架設的影響，r r、x x、g g、b b要變分布式參數(shù)：用單位長（/km）參數(shù)r、x、g、b表示26長度為l的架空線路的參數(shù) r = r

8、1l () x = x1l () g = g1l (s) b = b1l (s)27 電阻的計算電阻的計算 單位長度的直流電阻sr1(/km)-導線材料的電阻率, mm2/km s -為導線的截面積，mm2 28說說 明明v計算時要略微增大材料電阻率的取值 絞線，實際長度長(%) 集膚效應和鄰近效應 ，ra rd 導線的實際面積常比標稱面積小鋁的電阻率增大為31.5mm2/km銅的電阻率增大為18.8mm2/km29v溫度系數(shù)修正)20(120trrt鋁的取0.0036，1/銅的取0.00382，1/ 30 電抗的計算電抗的計算 電抗（電感）反映載流線路周圍產生的磁場效應 導線的電感計算公式根

9、據(jù)磁場效應推導31v 推導思路 分析導線的磁場導線自身電流+鄰近導線電流(安培環(huán)路定律:ih磁場強度) 分析導線所交鏈的磁鏈磁感應強度：b = h磁通：= s b磁鏈：= n 自磁鏈互磁鏈磁鏈與電感系數(shù)的關系 l=/i 電抗與電感系數(shù)的關系 x=l32v 推導結果1 1、無限長單根導線的單位長度的電感：、無限長單根導線的單位長度的電感：)/(1ln20mhdljiij)/(ln200mhrdlv 推導過程2 2、n n根導體的系統(tǒng)中，第根導體的系統(tǒng)中，第j j根導體的電感根導體的電感：)/(1ln20mhrljjj33三相對稱運行時，每相導線單位長度的電感:)/(lg106 . 4ln102l

10、n27700mhrdrdrdilaaaaa三相不對稱不對稱運行時，單位長度三相平均電感:30)/(ln2cabcabeqaeqcbaddddmhrdlll3 3、三相輸電系統(tǒng)的每相電感、三相輸電系統(tǒng)的每相電感: :循環(huán)換位循環(huán)換位34 電抗計算公式電抗計算公式單相電感： eq41eq4eqeqxl=22 10ln22 102.3 lg0.1445lg0.1445lg0.01570.779dfrdfrdrdrrr 將0代入，lnlg，x=l 350ln2eqiiiaaaiid dir d 0ln(/)2eqiiiaaaaiid dlh mir d4 4、雙回路三相輸電系統(tǒng)的每相電感、雙回路三相輸

11、電系統(tǒng)的每相電感: :1xl=20.1445lgeqiiiaiifld dr d36分裂導線： eq1s0.1445lgdxr/kmrs 分裂導線的等值半徑，mm deq導線的幾何均距，mm 5 5、分裂導線的三相輸電系統(tǒng)電感、分裂導線的三相輸電系統(tǒng)電感: :比較：單導線： eq10.1445lgdxr/km單導線的等值半徑，mm r31213sarr d d37 影響電抗的因素影響電抗的因素 線間距離（deq） 導線等值半徑（r） 分裂導線數(shù)一般單根導線：約0.4/km2根分裂導線： 約0.33/km3根分裂導線： 約0.3/km4根分裂導線： 約0.28/km38計算注意點計算注意點 de

12、q、 r、 ds單位一致; r =0.779r0適用于單股線；多股絞線r 0.779r0 (實際算題) 經驗數(shù)據(jù)：不分裂110/220kv，x = 0.4/km l客觀存在，取決于deq， r、 ds 是等值電感，與i大小無關，但與三相電流ia、ib、ic間的關系有關,須滿足ia+ib+ic=0，如不滿足，則l要變化。39 電納的計算電納的計算 研究b，需研究電容c，采用電場理論分析導線周圍電場情況 公式推導思路電荷線密度q高斯定理電場強度e積分電位差uab電容c=q/uab40v三相輸電線路每相電納（線/地）推導結果 單 導 線(s/km)10lg58. 76eq1rdcb 分裂導線617.

13、5810(s/km)lgeqsbcdr注意：r區(qū)別于電抗中r，原因？41計算注意點計算注意點 deq、 r、 ds單位一致;區(qū)別電抗中ds 、 r 經驗數(shù)據(jù)：不分裂b=2.62.85106西門/公里 c客觀存在，取決于deq 、 r、 ds ，是等值電容，與u大小無關，但與三相電壓ua、ub、uc間關系有關，須滿足ua + ub + uc = 0(qa + qb + qc = 0),如不滿足，則c要變化。42 電導的計算電導的計算 電暈現(xiàn)象 聲響 藍色暈光 o3氣味電暈損耗 計算公式（實測）32g110upg（s/km） 43 ucr：臨界電壓 能發(fā)生電暈的最低電壓 影響因素： 材料表面光滑程

14、度 天氣 空氣密度 材料半徑 分裂情況 設計時已考慮晴天不發(fā)生電暈，g 可忽略。 44架空線分布參數(shù)匯總sr1(/km)eq1s0.1445lgdxr(/km)617.5810(s/km)lgeqsbcdr32g110upg（s/km） 實用中不方便，怎么辦？45集中參數(shù)等值電路關心線路1、2兩端電量關系（非沿線分布）：分布式參數(shù)全長集中參數(shù) 推導思路：1、建立分布參數(shù)電路：1、2端構成二端口網(wǎng)絡2、建立分布參數(shù)表示的網(wǎng)絡方程：微分方程3、解出兩端口電壓和電流關系用集中參數(shù)表示的二端口等值網(wǎng)絡（電路原理）46第三節(jié)第三節(jié) 三相輸電線模型三相輸電線模型 本節(jié)主要從分布參數(shù)電壓、電流特性本節(jié)主要從

15、分布參數(shù)電壓、電流特性導出輸電線在穩(wěn)態(tài)交流電壓作用下，線路導出輸電線在穩(wěn)態(tài)交流電壓作用下，線路兩端電壓和電流關系，并由此得到輸電線兩端電壓和電流關系，并由此得到輸電線模型。模型。47輸電線路方程 輸電線路的電壓、電流圖1u1i1uu1iii1y1z i2i( )x2uxxxl48均勻長線方程均勻長線方程xshzuxchiixshzixchuucc2222當當xl l，則線路始電壓、電流方程為則線路始電壓、電流方程為2222ccuu ch li z sh luii ch lsh lz推導思路（）：導出二端口網(wǎng)絡方程49 同二端口網(wǎng)絡的通用方程相比較1212uabuicdi1212uuiiccch

16、 lz sh lsh lch lzadbc adbc=1ccch lsh lz sh lz 輸電線路等值電路輸電線路等值電路 501u2u1i2iz/ 2y/ 2y()a 由電工原理知道，對于一個無源的二端口網(wǎng)絡可以用型等值電路型等值電路來代替。推導思路（）：導出型等值電路51 在電力系統(tǒng)分析中常用在電力系統(tǒng)分析中常用“”型等值電路。對型等值電路。對“”型型電路可列出它的始末端電壓、電流關系式：電路可列出它的始末端電壓、電流關系式：21222212212221211221122u yuuizy zuz iiiy uy uy zy zy ui1u2u1i2iz/2y/2y( )a521112cy zch lz lsh lzz sh lsh lzk zll12221112ycch lych lzzsh lch lylksh l 1212uui