第三章電力網(wǎng)

1、2021-12-15河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系1 1電力工程基礎(chǔ)電力工程基礎(chǔ)河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系22021-12-15第三章第三章 電力網(wǎng)電力網(wǎng)n 3.1 概述n 3.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路n 3.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算n 3.4 輸電線路導(dǎo)線截面的選擇 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系32021-12-153.1 概述概述 一、電力網(wǎng)的接線方式一、電力網(wǎng)的接線方式 1開(kāi)式電力網(wǎng)開(kāi)式電力網(wǎng): 由一條電源線路向電力用戶供電。由一條電源線路向電力用戶供電。分為單回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)胶蜆?shù)枝式等，如圖分為單回路放射式

2、、干線式、鏈?zhǔn)胶蜆?shù)枝式等，如圖3-1所示。所示。圖圖3-1 開(kāi)式電力網(wǎng)開(kāi)式電力網(wǎng)a）放射式）放射式 b）干線式）干線式 c）鏈?zhǔn)剑╂準(zhǔn)?d）樹(shù)枝式）樹(shù)枝式v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單明了、運(yùn)行方便，投資費(fèi)用少。簡(jiǎn)單明了、運(yùn)行方便，投資費(fèi)用少。v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：供電的可靠性差。供電的可靠性差。 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系42021-12-152閉式電力網(wǎng)閉式電力網(wǎng): 由兩條及兩條以上電源線路向電力用戶供電。由兩條及兩條以上電源線路向電力用戶供電。 分為雙回路放射式、雙回路干線式、雙回路鏈?zhǔn)?、雙回分為雙回路放射式、雙回路干線式、雙回路鏈?zhǔn)?、雙回路樹(shù)枝式、環(huán)式和兩端供電式，分別如圖路樹(shù)枝式、環(huán)式

3、和兩端供電式，分別如圖3-2所示。所示。3.1 概述概述圖圖3-2 閉式電力網(wǎng)閉式電力網(wǎng)a）放射式）放射式 b）干線式）干線式 c）鏈?zhǔn)剑╂準(zhǔn)?d）樹(shù)枝式）樹(shù)枝式 e）環(huán)式）環(huán)式 f）兩端供電式）兩端供電式 v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，適用于對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電。供電可靠性高，適用于對(duì)一級(jí)負(fù)荷供電。 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系52021-12-15 二、配電網(wǎng)的接線方式二、配電網(wǎng)的接線方式 1. 高壓配電網(wǎng)的接線方式高壓配電網(wǎng)的接線方式3.1 概述概述高壓配電網(wǎng)對(duì)供電的可靠性要求很高，一般采用雙回路架空高壓配電網(wǎng)對(duì)供電的可靠性要求很高，一般采用雙回路架空線路或多回路電纜線路進(jìn)行供電

4、，線路或多回路電纜線路進(jìn)行供電，并盡可能在兩側(cè)都有電源，并盡可能在兩側(cè)都有電源，如圖如圖3-3所示。所示。 圖圖3-3 兩側(cè)電源供電的雙回路高壓配電網(wǎng)兩側(cè)電源供電的雙回路高壓配電網(wǎng)指指35110kV的電力網(wǎng)的電力網(wǎng)河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系62021-12-153.1 概述概述由于城網(wǎng)變電所相距較近，高壓線路的故障機(jī)會(huì)較少，因此由于城網(wǎng)變電所相距較近，高壓線路的故障機(jī)會(huì)較少，因此也可采用圖也可采用圖3-4所示雙所示雙T接線或圖接線或圖3-5所示的三所示的三T接線方式。接線方式。圖圖3-4 電纜線路的雙電纜線路的雙T接線接線河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系72021

5、-12-153.1 概述概述不論是架空線路還是電纜線路，當(dāng)線路上接有不論是架空線路還是電纜線路，當(dāng)線路上接有3個(gè)及以上變電個(gè)及以上變電所時(shí)，應(yīng)在兩側(cè)有電源，但正常運(yùn)行時(shí)兩側(cè)電源不并列運(yùn)行。所時(shí)，應(yīng)在兩側(cè)有電源，但正常運(yùn)行時(shí)兩側(cè)電源不并列運(yùn)行。圖圖3-5 三側(cè)電源的三三側(cè)電源的三T接線接線河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系82021-12-153.1 概述概述2. 中壓配電網(wǎng)的接線方式中壓配電網(wǎng)的接線方式放射式接線：放射式接線：由地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所由地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所610kV母母線直接向用戶變電所供電，沿線不接其他負(fù)荷，各用戶變電線直接向用戶變電所供電，沿線不接其

6、他負(fù)荷，各用戶變電所之間也無(wú)聯(lián)系，如圖所之間也無(wú)聯(lián)系，如圖3-6所示。所示。圖圖3-6 放射式接線放射式接線指指610kV的電力網(wǎng)的電力網(wǎng)v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、保護(hù)裝置簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便、保護(hù)裝置簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：供電可靠性較差，只能用于三級(jí)負(fù)荷和部分次要的二級(jí)負(fù)荷。供電可靠性較差，只能用于三級(jí)負(fù)荷和部分次要的二級(jí)負(fù)荷。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系92021-12-153.1 概述概述 為了提高供電的可靠性，可采用來(lái)自兩個(gè)電源的雙回路為了提高供電的可靠性，可采用來(lái)自兩個(gè)電源的雙回路放射式接線，如圖放射式接線，如圖3-7

7、所示。所示。圖圖3-7 雙回路放射式接線雙回路放射式接線v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，任一回路、任一電源發(fā)生故障都能保證不間斷供供電可靠性高，任一回路、任一電源發(fā)生故障都能保證不間斷供電，適用于一類(lèi)負(fù)荷。電，適用于一類(lèi)負(fù)荷。v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：從電源到負(fù)載都是雙套設(shè)備，互為備用，投資大，且維護(hù)困難從電源到負(fù)載都是雙套設(shè)備，互為備用，投資大，且維護(hù)困難。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系102021-12-153.1 概述概述樹(shù)干式接線：樹(shù)干式接線：由地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所由地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所610kV母母線向外引出高壓供配電干線，沿途從干線上直接接出分支線引線向外引出高壓供配

8、電干線，沿途從干線上直接接出分支線引入用戶（或車(chē)間）變電所，如圖入用戶（或車(chē)間）變電所，如圖3-8所示。所示。 可采用雙干線或兩端供電方式來(lái)提高供電的可靠性。可采用雙干線或兩端供電方式來(lái)提高供電的可靠性。圖圖3-8 樹(shù)干式接線樹(shù)干式接線v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：線路敷設(shè)簡(jiǎn)單，變電所出線路敷設(shè)簡(jiǎn)單，變電所出線回路數(shù)少，高壓配電裝置和線路線回路數(shù)少，高壓配電裝置和線路投資較小，比較經(jīng)濟(jì)。投資較小，比較經(jīng)濟(jì)。v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：供電可靠性差，當(dāng)干線發(fā)供電可靠性差，當(dāng)干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，所有用戶都將停生故障或檢修時(shí)，所有用戶都將停電。適用于分支數(shù)目不多、變壓器電。適用于分支數(shù)目不多、變壓器容量也不過(guò)大的三級(jí)負(fù)荷。容量

9、也不過(guò)大的三級(jí)負(fù)荷。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系112021-12-153.1 概述概述環(huán)式接線：環(huán)式接線：在同一個(gè)地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所的供電在同一個(gè)地區(qū)變電所或企業(yè)總降壓變電所的供電范圍內(nèi)，將不同的兩回中壓配電線路的末端連接起來(lái)，如圖范圍內(nèi)，將不同的兩回中壓配電線路的末端連接起來(lái)，如圖3-9所示。所示。 3-9 環(huán)式接線環(huán)式接線v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，運(yùn)行靈活；供電可靠性高，運(yùn)行靈活；v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：導(dǎo)線截面按有可能通過(guò)的全部負(fù)荷來(lái)考慮，投資高。導(dǎo)線截面按有可能通過(guò)的全部負(fù)荷來(lái)考慮，投資高。有兩種運(yùn)行方式：有兩種運(yùn)行方式：開(kāi)環(huán)點(diǎn)位置的選擇：應(yīng)使正常開(kāi)環(huán)點(diǎn)位置的選擇：

10、應(yīng)使正常配電時(shí)開(kāi)環(huán)點(diǎn)的電壓差為最小配電時(shí)開(kāi)環(huán)點(diǎn)的電壓差為最小開(kāi)環(huán)運(yùn)行：正常運(yùn)行時(shí)環(huán)形開(kāi)環(huán)運(yùn)行：正常運(yùn)行時(shí)環(huán)形線路在某點(diǎn)斷開(kāi)。線路在某點(diǎn)斷開(kāi)。閉環(huán)運(yùn)行：正常運(yùn)行時(shí)環(huán)形閉環(huán)運(yùn)行：正常運(yùn)行時(shí)環(huán)形線路沒(méi)有斷開(kāi)點(diǎn)。線路沒(méi)有斷開(kāi)點(diǎn)。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系122021-12-153.1 概述概述“手拉手手拉手”供電接線：供電接線：將以往的放射式接線改造成雙電源將以往的放射式接線改造成雙電源供電，中間以聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)將兩段線路連接起來(lái)，如圖供電，中間以聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)將兩段線路連接起來(lái)，如圖3-10所示。所示。 正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，當(dāng)線路失去一端電源時(shí)，將聯(lián)正常運(yùn)行時(shí)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，當(dāng)線路失去一端電

11、源時(shí)，將聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)合上，從另一端電源對(duì)失去電源線路上的用戶供電。絡(luò)開(kāi)關(guān)合上，從另一端電源對(duì)失去電源線路上的用戶供電。圖圖3-10 “手拉手手拉手”供電接線供電接線a）同一變電站二饋線）同一變電站二饋線“手拉手手拉手” b）不同變電站二饋線）不同變電站二饋線“手拉手手拉手”v優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性較高，易于實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化。供電可靠性較高，易于實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)自動(dòng)化。 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系132021-12-153.1 概述概述2. 低壓配電網(wǎng)的接線方式低壓配電網(wǎng)的接線方式低壓放射式接線：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便，但所用開(kāi)關(guān)設(shè)低壓放射式接線：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作維護(hù)方便，但所用開(kāi)關(guān)設(shè)備較

12、多，有色金屬消耗量也較多，適用于負(fù)荷密度較小、供電備較多，有色金屬消耗量也較多，適用于負(fù)荷密度較小、供電范圍較小且變壓器容量也較小的地區(qū)。范圍較小且變壓器容量也較小的地區(qū)。低壓樹(shù)干式接線：所開(kāi)關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗量較少，低壓樹(shù)干式接線：所開(kāi)關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗量較少，但供電的可靠性較低，適用于供電給容量較小且分布較均勻的但供電的可靠性較低，適用于供電給容量較小且分布較均勻的用電設(shè)備。用電設(shè)備。 低壓環(huán)式接線：供電可靠性較高，在低壓配電電纜的任一段低壓環(huán)式接線：供電可靠性較高，在低壓配電電纜的任一段線路上發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不致造成用戶長(zhǎng)時(shí)間供電中斷，線路上發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不致造成用

13、戶長(zhǎng)時(shí)間供電中斷，適用于住宅樓群區(qū)。適用于住宅樓群區(qū)。指指380/220V的電力網(wǎng)的電力網(wǎng)河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系142021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路 一、電力線路的結(jié)構(gòu)一、電力線路的結(jié)構(gòu) 1架空線路架空線路 架空線路主要由導(dǎo)架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線（即架空地線、避雷線（即架空地線）、桿塔、絕緣子和線）、桿塔、絕緣子和金具等部件組成，如圖金具等部件組成，如圖3-11所示。所示。 圖圖3-11 架空線路的結(jié)構(gòu)架空線路的結(jié)構(gòu)導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線的

14、作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系152021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路 架空線路采用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線和架空線路采用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線和鋼芯鋁絞線三種，如圖鋼芯鋁絞線三種，如圖3-12所示。所示。圖圖3-12 裸導(dǎo)線的構(gòu)造裸導(dǎo)線的構(gòu)造a）單股線）單股線 b）多股絞線）多股絞線 c）鋼芯鋁絞線）鋼芯鋁絞線導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐蝕、導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐蝕、

15、價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：導(dǎo)線分為裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩大類(lèi)，高壓導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：導(dǎo)線分為裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩大類(lèi)，高壓線路一般用裸導(dǎo)線，低壓線路一般用絕緣導(dǎo)線。線路一般用裸導(dǎo)線，低壓線路一般用絕緣導(dǎo)線。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系162021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路架空導(dǎo)線的型號(hào)有：架空導(dǎo)線的型號(hào)有： TJ銅絞線銅絞線LJ鋁絞線，用于鋁絞線，用于10kV及以下線路及以下線路 LGJ鋼芯鋁絞線，用于鋼芯鋁絞線，用于35kV及以上線路及以上線路 GJ鋼絞線，

16、用作避雷線鋼絞線，用作避雷線 檔距：同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱(chēng)為架空檔距：同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱(chēng)為架空線路的檔距（或跨距）。線路的檔距（或跨距）。 弧垂：導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低弧垂：導(dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低點(diǎn)的垂直距離稱(chēng)為弧垂。點(diǎn)的垂直距離稱(chēng)為弧垂。線間距離：線間距離：380V為為0.40.6m；610kV為為0.81m；35kV為為23.5m；110kV 為為34.5m。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系172021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路F三相四線制低壓線路的導(dǎo)線

17、，一般都采用水平排列；三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；F三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；F多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；部垂直排列；F電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；F架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通訊線路應(yīng)在下面。訊線路應(yīng)在下面。導(dǎo)線在桿塔上的排

18、列方式：導(dǎo)線在桿塔上的排列方式： 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系182021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路桿塔：桿塔：用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大用來(lái)支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地之間保持一定的安全距離。地之間保持一定的安全距離。 F按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。F按用途分：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔按用途分：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔（承力桿塔）、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。（承力桿塔）、終端桿塔、換位桿

19、塔和跨越桿塔等。 橫擔(dān)的長(zhǎng)度取決于線路電壓等級(jí)的高低、檔距的大小、安橫擔(dān)的長(zhǎng)度取決于線路電壓等級(jí)的高低、檔距的大小、安裝方式和使用地點(diǎn)等。裝方式和使用地點(diǎn)等。桿塔的分類(lèi)桿塔的分類(lèi)橫擔(dān)：電桿上用來(lái)安裝絕緣子。常用的有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)橫擔(dān)：電桿上用來(lái)安裝絕緣子。常用的有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)三種。和瓷橫擔(dān)三種。 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系192021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路絕緣子和金具：絕緣子和金具：絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕絕緣子用來(lái)使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕緣距離；金具是用來(lái)連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱(chēng)。緣距離；

20、金具是用來(lái)連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱(chēng)。常用的絕緣子主要有針式、懸式和棒式三種。常用的絕緣子主要有針式、懸式和棒式三種。針式絕緣子：用于針式絕緣子：用于35kV及以下線路上，用在直線桿塔或小及以下線路上，用在直線桿塔或小轉(zhuǎn)角桿塔上。轉(zhuǎn)角桿塔上。懸式絕緣子：用于懸式絕緣子：用于35kV以上的高壓線路上，通常組裝成絕以上的高壓線路上，通常組裝成絕緣子串使用（緣子串使用（35kV為為3片串接；片串接；60kV為為5片串接；片串接；110kV為為7片串接）。片串接）。 棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在110kV及以及以下線路應(yīng)用比較廣泛。下線路應(yīng)

21、用比較廣泛。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系202021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路2電纜線路電纜線路電纜的結(jié)構(gòu)：電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)包皮三部分。包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)包皮三部分。 分為單芯、三芯和四芯等分為單芯、三芯和四芯等種類(lèi)。單芯電纜的導(dǎo)體截面是種類(lèi)。單芯電纜的導(dǎo)體截面是圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)體截面除圓形外，更多是采用體截面除圓形外，更多是采用扇形，如圖扇形，如圖3-13所示。所示。圖圖3-13 扇形三芯電纜扇形三芯電纜1導(dǎo)體導(dǎo)體 2紙絕緣紙絕緣 3鉛包皮鉛包皮 4麻襯麻襯 5鋼帶鎧甲鋼帶

22、鎧甲 6麻被麻被導(dǎo)體：由多股銅絞線或鋁絞線制成。導(dǎo)體：由多股銅絞線或鋁絞線制成。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系212021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路絕緣層：用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保絕緣層：用來(lái)使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚持絕緣。絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。氯乙烯等。 保護(hù)包皮：用來(lái)保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過(guò)保護(hù)包皮：用來(lái)保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過(guò)程中免不受機(jī)械損傷，并防止水分浸入和絕緣油外滲。常程中免不受機(jī)械損傷，

23、并防止水分浸入和絕緣油外滲。常用的包皮有鋁包皮和鉛包皮。此外，在電纜的最外層還包用的包皮有鋁包皮和鉛包皮。此外，在電纜的最外層還包有鋼帶鎧甲，以防止電纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。有鋼帶鎧甲，以防止電纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系222021-12-15電纜的敷設(shè)方式：電纜的敷設(shè)方式：3.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路直接埋入土中：埋設(shè)深度一般為直接埋入土中：埋設(shè)深度一般為0.70.8m，應(yīng)在凍土層，應(yīng)在凍土層以下。當(dāng)多條電纜并列敷設(shè)時(shí)，應(yīng)留有一定距離，以利于以下。當(dāng)多條電纜并列敷設(shè)時(shí)，應(yīng)留有一定距離，以利于散熱。散熱。 電

24、纜溝敷設(shè)：當(dāng)電纜條數(shù)較多時(shí)，宜采用電纜溝敷設(shè)，電電纜溝敷設(shè)：當(dāng)電纜條數(shù)較多時(shí)，宜采用電纜溝敷設(shè)，電纜置于電纜溝的支架上，溝面用水泥板覆蓋。纜置于電纜溝的支架上，溝面用水泥板覆蓋。穿管敷設(shè)：當(dāng)電力電纜在室內(nèi)明敷或暗敷時(shí)，為了防電纜穿管敷設(shè)：當(dāng)電力電纜在室內(nèi)明敷或暗敷時(shí)，為了防電纜受到機(jī)械損壞，一般多采用穿鋼管的敷設(shè)方式。受到機(jī)械損壞，一般多采用穿鋼管的敷設(shè)方式。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系232021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路 二、輸電線路的參數(shù)計(jì)算及等值電路二、輸電線路的參數(shù)計(jì)算及等值電路1輸電線路的參數(shù)計(jì)算輸電線路的參數(shù)計(jì)算電阻：

25、電阻： 單根導(dǎo)線的直流電阻為：?jiǎn)胃鶎?dǎo)線的直流電阻為： AlR導(dǎo)線的交流電阻比直流電阻增大導(dǎo)線的交流電阻比直流電阻增大0.2%1%，主要是因?yàn)椋?，主要是因?yàn)椋篎應(yīng)考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響；應(yīng)考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)的影響；F導(dǎo)線為多股絞線，使每股導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度比線路長(zhǎng)度大導(dǎo)線為多股絞線，使每股導(dǎo)線的實(shí)際長(zhǎng)度比線路長(zhǎng)度大;F導(dǎo)線的額定截面（即標(biāo)稱(chēng)截面）一般略大于實(shí)際截面。導(dǎo)線的額定截面（即標(biāo)稱(chēng)截面）一般略大于實(shí)際截面。 通常取通常取 ; ; km/mm8 .182Cukm/mm5 .312Al河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系242021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電

26、力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路工程計(jì)算中，可先查出導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻值工程計(jì)算中，可先查出導(dǎo)線單位長(zhǎng)度電阻值 r1，則，則lrR1需要指出：需要指出：手冊(cè)中給出的手冊(cè)中給出的 r1值，則是指溫度為值，則是指溫度為20時(shí)的導(dǎo)線電時(shí)的導(dǎo)線電阻，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于阻，當(dāng)實(shí)際運(yùn)行的溫度不等于20時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行修正：時(shí)，應(yīng)按下式進(jìn)行修正： )20(120rr式中，式中，為電阻的溫度系數(shù)為電阻的溫度系數(shù)(1/)，銅取，銅取0.00382（1/），鋁取），鋁取0.0036（1/）。）。 電抗：電抗： 每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電抗為：每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電抗為：rrrsrsfx0157. 0lg1445. 01

27、0)5 . 0lg6 . 4(2av4av1式中，式中，r為相對(duì)磁導(dǎo)率，銅和鋁的為相對(duì)磁導(dǎo)率，銅和鋁的 ; r為導(dǎo)線半徑（為導(dǎo)線半徑（m）；）；Sav為三相導(dǎo)線的線間幾何均距（為三相導(dǎo)線的線間幾何均距（m）。）。1r河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系252021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路3cabcabavssss注意：注意：為了使三相導(dǎo)線的為了使三相導(dǎo)線的電氣參數(shù)對(duì)稱(chēng)，應(yīng)將輸電電氣參數(shù)對(duì)稱(chēng)，應(yīng)將輸電線路的各相導(dǎo)線進(jìn)行換位，線路的各相導(dǎo)線進(jìn)行換位，如圖如圖3-15所示。所示。圖圖3-14 三相導(dǎo)線的布置方式三相導(dǎo)線的布置方式a）等邊三角形布

28、置）等邊三角形布置 b）水平等距布置）水平等距布置圖圖3-15 一次整循環(huán)換位一次整循環(huán)換位ssav若三相導(dǎo)線等邊三角形若三相導(dǎo)線等邊三角形排列，則排列，則 sss26. 1233av若三相導(dǎo)線水平等距離若三相導(dǎo)線水平等距離排列，則排列，則河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系262021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路通常架空線路的電抗值在通常架空線路的電抗值在0.4/km左右，則左右，則 lxX1電納：電納： 每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（每相導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電容（F/km）為：）為： 6110lg0241. 0rsCav則單位長(zhǎng)度的電納（則單

29、位長(zhǎng)度的電納（S/km）為：）為： 6av1110lg58. 7rsCb一般架空線路一般架空線路b1的值為的值為 S/km左右，則左右，則 61058. 2lbB1電導(dǎo)：電導(dǎo)： 電導(dǎo)參數(shù)是反映沿線路絕緣子表面的泄露電流和導(dǎo)電導(dǎo)參數(shù)是反映沿線路絕緣子表面的泄露電流和導(dǎo)線周?chē)諝怆婋x產(chǎn)生的電暈現(xiàn)象而產(chǎn)生的有功功率損耗線周?chē)諝怆婋x產(chǎn)生的電暈現(xiàn)象而產(chǎn)生的有功功率損耗 。 說(shuō)明：說(shuō)明：通常架空線路的絕緣良好，泄露電流很小，可以忽略不計(jì)。通常架空線路的絕緣良好，泄露電流很小，可以忽略不計(jì)。 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系272021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件

30、參數(shù)和等值電路電暈現(xiàn)象：電暈現(xiàn)象：在架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的在架空線路帶有高電壓的情況下，當(dāng)導(dǎo)線表面的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線周?chē)目諝獗浑婋x而電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)空氣的擊穿強(qiáng)度時(shí)，導(dǎo)線周?chē)目諝獗浑婋x而產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。產(chǎn)生局部放電的現(xiàn)象。 當(dāng)線路電壓高于當(dāng)線路電壓高于電暈臨界電壓電暈臨界電壓時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗，與時(shí)，將出現(xiàn)電暈損耗，與電暈相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電導(dǎo)（電暈相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線單位長(zhǎng)度的等值電導(dǎo)（S/km）為：）為： 32110UPgglgG1因此，因此， 式中，式中， 為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（為實(shí)測(cè)線路單位長(zhǎng)度的電暈損耗功率（kW/km）。）。 gP

31、注意：注意：通常由于線路泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路通常由于線路泄漏電流很小，而電暈損耗在設(shè)計(jì)線路時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，近似時(shí)已經(jīng)采取措施加以限制，故在電力網(wǎng)的電氣計(jì)算中，近似認(rèn)為認(rèn)為 。 0G在設(shè)計(jì)架空線路時(shí)依據(jù)電暈臨界電壓規(guī)定了在設(shè)計(jì)架空線路時(shí)依據(jù)電暈臨界電壓規(guī)定了不需要驗(yàn)算電暈的不需要驗(yàn)算電暈的導(dǎo)線最小外徑：導(dǎo)線最小外徑：110kV導(dǎo)導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于線外徑不應(yīng)小于9.6mm；220kV導(dǎo)線外徑不導(dǎo)線外徑不應(yīng)小于應(yīng)小于21.3mm；60kV及以下的導(dǎo)線不必驗(yàn)及以下的導(dǎo)線不必驗(yàn)算電暈臨界電壓；算電暈臨界電壓；220kV以上的超高壓輸電以上的超高壓輸電線，采用分

32、裂導(dǎo)線或擴(kuò)徑導(dǎo)線以增大每相導(dǎo)線，采用分裂導(dǎo)線或擴(kuò)徑導(dǎo)線以增大每相導(dǎo)線的等值半徑，提高電暈臨界電壓線的等值半徑，提高電暈臨界電壓河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系282021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路2輸電線路的等效電路輸電線路的等效電路一字型等效電路一字型等效電路 ： 用于長(zhǎng)度不超過(guò)用于長(zhǎng)度不超過(guò)100km的架空線路（的架空線路（35kV及以下）和線及以下）和線路不長(zhǎng)的電纜線路（路不長(zhǎng)的電纜線路（10kV及以下）。及以下）。型或型或T型等效電路：型等效電路：（110220kV）和）和長(zhǎng)度不超過(guò)長(zhǎng)度不超過(guò)100km的電纜線路（的電纜線路（1

33、0kV以上）。以上）。 用于長(zhǎng)度為用于長(zhǎng)度為100300km的架空線路的架空線路圖圖3-16 一字型等效電路一字型等效電路圖圖3-17 型或型或T型等效電路型等效電路a）型型 b）T型型河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系292021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路 三、變壓器的參數(shù)計(jì)算及等效電路三、變壓器的參數(shù)計(jì)算及等效電路1雙繞組變壓器雙繞組變壓器 雙繞組變壓器采用雙繞組變壓器采用型等效電路，如圖型等效電路，如圖3-18所示。所示。35kV及及以下的變壓器，勵(lì)磁支路可忽略不計(jì)，可用簡(jiǎn)化等效電路。以下的變壓器，勵(lì)磁支路可忽略不計(jì)，可用簡(jiǎn)化等效電

34、路。注意：注意：變壓器等值電路中的電納的符號(hào)與線路等值電路中電納的符號(hào)相變壓器等值電路中的電納的符號(hào)與線路等值電路中電納的符號(hào)相反，前者為負(fù)，后者為正；因?yàn)榍罢邽楦行?，后者為容性。反，前者為?fù)，后者為正；因?yàn)榍罢邽楦行?，后者為容性?圖圖3-18 雙繞組變壓器的等效電路雙繞組變壓器的等效電路a）型等效電路型等效電路 b）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路）勵(lì)磁支路用功率表示的等效電路 c）簡(jiǎn)化等效電路）簡(jiǎn)化等效電路河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系302021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電阻電阻RT：32232Cu10103TNNTNkRUSRI

35、PP32210NNkTSUPR由于由于 所以所以 （） 電抗電抗XT：由于由于 2310100103%NTNNTNkUXSUZIUNkNTSUUX%102對(duì)小容量變壓器，對(duì)小容量變壓器， 則則NkNTSUUZ%10222TTTRZX所以所以 （） 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系312021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電導(dǎo)電導(dǎo)GT： 變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)表示鐵心損耗的。變壓器的電導(dǎo)是用來(lái)表示鐵心損耗的。 320321010NNFeTUPUPG電納電納BT：32010NTUQB10010033100%0000NNNNNSQIUIUIIINSI

36、Q100%0052010%NNTUSIB變壓器的電納是用來(lái)表征變壓器的勵(lì)磁特性的。變壓器的電納是用來(lái)表征變壓器的勵(lì)磁特性的。所以所以 （S） 所以所以 （S） 由由 得：得： 因此因此 （S） 說(shuō)明：說(shuō)明：以上各式中，以上各式中， U 、S、P、Q、的單位分別為、的單位分別為kV、kVA、kW和和kvar。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系322021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路三繞組變壓器三繞組變壓器三繞組變壓器的等效電路如圖三繞組變壓器的等效電路如圖3-19所示。所示。 圖圖3-19 三繞組變壓器的等效電路三繞組變壓器的等效電路a）勵(lì)磁

37、回路用導(dǎo)納表示）勵(lì)磁回路用導(dǎo)納表示 b）勵(lì)磁回路用功率表示）勵(lì)磁回路用功率表示河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系332021-12-15電阻電阻RT1、 RT2、 RT33.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路三繞組變壓器容量比有三種不同類(lèi)型：三繞組變壓器容量比有三種不同類(lèi)型：F100/100/100：三個(gè)繞組的容量均等于變壓器的額定容量；三個(gè)繞組的容量均等于變壓器的額定容量；F100/100/50：第三個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的：第三個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的50%；F100/50/100：第二個(gè)繞組的容量為變壓器額定容量的：第二個(gè)繞組的容量為變壓器額定

38、容量的50%。 通過(guò)短路試驗(yàn)可得到任兩個(gè)繞組的短路損耗通過(guò)短路試驗(yàn)可得到任兩個(gè)繞組的短路損耗 、 、 ，則每一個(gè)繞組的短路損耗為則每一個(gè)繞組的短路損耗為 21kP32kP13kP對(duì)對(duì)100/100/100的變壓器：的變壓器：河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系342021-12-15211332313322123213211212121kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP3.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等值電路322333222232211101010NNkTNNkTNNkTSUPRSUPRSUPR131332322121kkkkkkkkkPPPPPPP

39、PP由由 得：得： 所以所以 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系352021-12-151321323131332232233232450100450100kkNNkkkkNNkkPPSSPPPPSSPP3.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路 短路試驗(yàn)有兩組數(shù)據(jù)是按短路試驗(yàn)有兩組數(shù)據(jù)是按50%容量的繞組達(dá)到額定容量容量的繞組達(dá)到額定容量時(shí)測(cè)量的值。因此，應(yīng)先將各繞組的短路損耗按變壓器的額時(shí)測(cè)量的值。因此，應(yīng)先將各繞組的短路損耗按變壓器的額定容量進(jìn)行折算，然后再計(jì)算電阻。如對(duì)容量比為定容量進(jìn)行折算，然后再計(jì)算電阻。如對(duì)容量比為100/100/50的變壓器，其折算公

40、式為的變壓器，其折算公式為式中，式中， 、 為未折算的繞組間短路損耗（銘牌數(shù)據(jù)）；為未折算的繞組間短路損耗（銘牌數(shù)據(jù)）； 、 為折算到變壓器額定容量下的繞組間短路損耗。為折算到變壓器額定容量下的繞組間短路損耗。32kP13kP32kP13kP對(duì)對(duì)100/100/50和和100/50/100的變壓器：的變壓器：河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系362021-12-153.2 電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電力系統(tǒng)元件參數(shù)和等效電路電抗電抗XT1、 XT2、XT3%)%(21%)%(21%)%(21%211332313322123231211kkkkkkkkkkkkUUUUUUUUUUUU所

41、以所以 %131332322121kkkkkkkkkUUUUUUUUU由由 得：得： NNkTNNkTNNkTSUUXSUUXSUUX233222211%10%10%10電導(dǎo)電導(dǎo)GT與電納與電納BT ： 同雙繞組變壓器。同雙繞組變壓器。說(shuō)明：說(shuō)明：1）廠家給出的短路電壓百分?jǐn)?shù)已）廠家給出的短路電壓百分?jǐn)?shù)已歸算到變壓器的額定容量，因此在計(jì)算電歸算到變壓器的額定容量，因此在計(jì)算電抗時(shí)，不論變壓器各繞組的容量比如何，抗時(shí)，不論變壓器各繞組的容量比如何，其短路電壓百分?jǐn)?shù)不必再進(jìn)行折算。其短路電壓百分?jǐn)?shù)不必再進(jìn)行折算。2）參數(shù)計(jì)算時(shí)，要求將參數(shù)歸算到哪一）參數(shù)計(jì)算時(shí)，要求將參數(shù)歸算到哪一電壓等級(jí)，則計(jì)算

42、公式中的電壓等級(jí)，則計(jì)算公式中的 UN為相應(yīng)等為相應(yīng)等級(jí)的額定電壓。級(jí)的額定電壓。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系372021-12-153.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算 一、電壓降落與電壓損失一、電壓降落與電壓損失 1電壓降落電壓降落:是指線路首末端電壓的相量差，即是指線路首末端電壓的相量差，即 )j(21XRIUUU 圖圖3-20a中，阻抗中流過(guò)的電流為中，阻抗中流過(guò)的電流為 ，相量圖如圖，相量圖如圖3-20b所示。所示。 22IIIC圖圖3-20 輸電線路的輸電線路的型等效電路及相量圖型等效電路及相量圖a）等效電路）等效電路 b）相量圖）相量圖河北科技大學(xué)電氣工程系河

43、北科技大學(xué)電氣工程系382021-12-153.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算當(dāng)負(fù)荷為感性時(shí)，當(dāng)負(fù)荷為感性時(shí)， 2222jQPIUS222*22UjQPUSI22222222222)(UjUURQXPjUXQRPjXRUjQPU因此因此 2222UXQRPU其中：其中： 電壓降落的縱分量電壓降落的縱分量 2222URQXPU電壓降落的橫分量電壓降落的橫分量 線路首端電壓有效值為：線路首端電壓有效值為： 222221)(UUUU末端電壓的相位差為：末端電壓的相位差為： 2221tanUUU則則 說(shuō)明：說(shuō)明：上述公式是按感性負(fù)荷下推出的，若為容性負(fù)荷，公式不變，無(wú)功上述公式是按感性負(fù)荷下推出

44、的，若為容性負(fù)荷，公式不變，無(wú)功功率功率Q前面的符號(hào)應(yīng)改變。前面的符號(hào)應(yīng)改變。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系392021-12-153.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算2電壓損失電壓損失:是指線路首末端電壓的代數(shù)差，即是指線路首末端電壓的代數(shù)差，即 21UUU222221)(UUUU將將 按二項(xiàng)式定理展開(kāi)并取前兩項(xiàng)得：按二項(xiàng)式定理展開(kāi)并取前兩項(xiàng)得： 2222222222212)(2UUUUUUUUUU2222212UUUUUU因此因此 幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明: : F對(duì)于對(duì)于110kV及以下電壓等級(jí)的電力網(wǎng)，可忽略電壓降落的橫及以下電壓等級(jí)的電力網(wǎng)，可忽略電壓降落的橫分量分量 ，此

45、時(shí)，電壓損失就等于電壓降落的縱分量此時(shí)，電壓損失就等于電壓降落的縱分量 ，即，即 2U2U222221UXQRPUUUU河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系402021-12-153.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算FP2、Q2、U2的單位分別為的單位分別為kW、kvar 和和kV ，且所有參數(shù)必須且所有參數(shù)必須是線路上同一點(diǎn)的參數(shù)。是線路上同一點(diǎn)的參數(shù)。F電壓損失通常以線路額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即電壓損失通常以線路額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示，即100%21NUUUUF如果已知線路首端的參數(shù)如果已知線路首端的參數(shù) P1、Q1、U1，則則111UXQRPU 二、地方電力網(wǎng)的電壓損失計(jì)算二、

46、地方電力網(wǎng)的電壓損失計(jì)算 1放射形線路電壓損失計(jì)算放射形線路電壓損失計(jì)算1U 放射形線路如圖放射形線路如圖3-21a所示。設(shè)線路首末端相電壓分別為所示。設(shè)線路首末端相電壓分別為 和和 ，負(fù)荷電流為，負(fù)荷電流為I ，負(fù)荷的功率因數(shù)為，負(fù)荷的功率因數(shù)為 ，則，則 2U2cos河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系412021-12-15XIRIUUUUj2213.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算對(duì)應(yīng)的相量圖如圖對(duì)應(yīng)的相量圖如圖3-21b所示。所示。22sincosIXIRbgaffdafadU則一相的電壓損失為：則一相的電壓損失為：aeUUU21為便于計(jì)算，用為便于計(jì)算，用 代替代替 ，

47、則，則 adae圖圖3-21 放射式線路電壓損失相量圖放射式線路電壓損失相量圖a）放射式線路簡(jiǎn)化電路圖）放射式線路簡(jiǎn)化電路圖 b）電壓損失相量圖）電壓損失相量圖河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系422021-12-153.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算換算成線電壓損失為：換算成線電壓損失為：)sincos(3322XRIUU)sincos(cos33222XRUPNNUQXPR 式中，式中，P、Q、UN 、 的單位分別為的單位分別為kW、kvar 、kV和和V。U2放射形線路電壓損失計(jì)算放射形線路電壓損失計(jì)算各支線的負(fù)荷功率各支線的負(fù)荷功率用用p、q表示；表示；各段干線的功率各

48、段干線的功率 用用P、Q表示；表示；各段線路的長(zhǎng)度、電阻和電抗各段線路的長(zhǎng)度、電阻和電抗分別用分別用l、r和和x表示；表示； 各負(fù)荷到電源之間的干線長(zhǎng)度、電阻和電抗各負(fù)荷到電源之間的干線長(zhǎng)度、電阻和電抗分別用分別用L、R和和X表示。表示。 圖圖3-22中：中：河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系432021-12-15 若忽略各段線路的功率損耗，則每段干線的功率可用各若忽略各段線路的功率損耗，則每段干線的功率可用各支線的負(fù)荷功率表示，即支線的負(fù)荷功率表示，即3211pppPl1段：段： 3211qqqQl2段：段： 322ppP322qqQl3段：段： 33pP 33qQ 各線干段的電

49、壓損失為各線干段的電壓損失為:NUxQrPU11111l1段：段： NUxQrPU22222l2段：段： l3段：段： NUxQrPU333333.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算圖圖3-22 樹(shù)干式線路電壓損失計(jì)算圖樹(shù)干式線路電壓損失計(jì)算圖河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系442021-12-153.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算n段干線的總電壓損失為各段干線的電壓損失之和，即段干線的總電壓損失為各段干線的電壓損失之和，即 niNiiiiniiUxQrPUU11若將各線干段的負(fù)荷用各支線負(fù)荷表示，則上式可寫(xiě)成：若將各線干段的負(fù)荷用各支線負(fù)荷表示，則上式可寫(xiě)成： niNii

50、iiUXqRpU1電壓損失的百分?jǐn)?shù)為電壓損失的百分?jǐn)?shù)為niiiiiNNxQrPUUUU123)(10110010%niiiiiNXqRpUU12)(101%或或河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系452021-12-15當(dāng)各段線路的導(dǎo)線截面、功率因數(shù)相同時(shí)，有當(dāng)各段線路的導(dǎo)線截面、功率因數(shù)相同時(shí)，有3.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算101%11112niiiniiiNlQxlPrUU10111112niiiniiiNLqxLprU3均勻無(wú)感線路電壓損失計(jì)算均勻無(wú)感線路電壓損失計(jì)算CAMAULpLpUrUNniiiniiiN211211010% 對(duì)于全線導(dǎo)線型號(hào)一致且可不計(jì)線路感抗

51、或負(fù)荷對(duì)于全線導(dǎo)線型號(hào)一致且可不計(jì)線路感抗或負(fù)荷 的線路的線路, ,其電壓損失百分?jǐn)?shù)可表示為其電壓損失百分?jǐn)?shù)可表示為 1cos式中式中, 為導(dǎo)線的電導(dǎo)率；為導(dǎo)線的電導(dǎo)率；A為導(dǎo)線的截面；為導(dǎo)線的截面； 為線路的所有功率矩（或叫負(fù)荷矩）之和；為線路的所有功率矩（或叫負(fù)荷矩）之和；C為計(jì)算系數(shù)，與為計(jì)算系數(shù)，與線路電壓、接線方式及導(dǎo)線材料有關(guān)，可查表線路電壓、接線方式及導(dǎo)線材料有關(guān)，可查表3-1。iiiilPLpM河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系462021-12-153.3 電力網(wǎng)的電壓計(jì)算電力網(wǎng)的電壓計(jì)算3均勻分布負(fù)荷的三相線路電壓損失計(jì)算均勻分布負(fù)荷的三相線路電壓損失計(jì)算 圖圖3

52、-23中，設(shè)單位長(zhǎng)度的負(fù)荷電流為中，設(shè)單位長(zhǎng)度的負(fù)荷電流為i（A/km），則微小線），則微小線段段 dl上的負(fù)荷電流為上的負(fù)荷電流為idl，這一負(fù)荷電流通過(guò)長(zhǎng)度為，這一負(fù)荷電流通過(guò)長(zhǎng)度為 l、電阻為、電阻為 r1l的線路所產(chǎn)生的電壓損失為的線路所產(chǎn)生的電壓損失為llirUd3)(d1LLLLLLlirdllirU00002332112)2(301LLLUirUNN)2(22)(30101LLUPrLLUriLUNNN 上式說(shuō)明：上式說(shuō)明：計(jì)算均勻分布負(fù)荷線路的電壓損失時(shí)，可以用一個(gè)與均勻分布的總負(fù)計(jì)算均勻分布負(fù)荷線路的電壓損失時(shí)，可以用一個(gè)與均勻分布的總負(fù)荷相等，位于均勻分布負(fù)荷中點(diǎn)的集中負(fù)荷

53、等值代替。荷相等，位于均勻分布負(fù)荷中點(diǎn)的集中負(fù)荷等值代替。圖圖3-23 具有均勻分布負(fù)荷的電力網(wǎng)具有均勻分布負(fù)荷的電力網(wǎng)河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系472021-12-153.4 輸電線路導(dǎo)線截面的選擇輸電線路導(dǎo)線截面的選擇 一、導(dǎo)線截面選擇的基本原則一、導(dǎo)線截面選擇的基本原則1發(fā)熱條件：發(fā)熱條件： 導(dǎo)線在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流（計(jì)算電流）時(shí)導(dǎo)線在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流（計(jì)算電流）時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2電壓損失條件：電壓損失條件： 導(dǎo)線或電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)導(dǎo)線或電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生

54、的電壓損失應(yīng)小于電壓損失，以保證供電質(zhì)量。生的電壓損失應(yīng)小于電壓損失，以保證供電質(zhì)量。3機(jī)械強(qiáng)度條件：機(jī)械強(qiáng)度條件： 在正常工作條件下，導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械在正常工作條件下，導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以防止斷線，故要求導(dǎo)線截面不應(yīng)小于最小允許截面。強(qiáng)度以防止斷線，故要求導(dǎo)線截面不應(yīng)小于最小允許截面。4 經(jīng)濟(jì)條件：經(jīng)濟(jì)條件： 選擇導(dǎo)線截面時(shí)，即要降低線路的電能損耗和選擇導(dǎo)線截面時(shí)，即要降低線路的電能損耗和維修費(fèi)等年運(yùn)行費(fèi)用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消維修費(fèi)等年運(yùn)行費(fèi)用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消耗量，通常可按國(guó)家規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。耗量，通?？砂磭?guó)家規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)

55、線截面。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系482021-12-153.4 輸電線路導(dǎo)線截面的選擇輸電線路導(dǎo)線截面的選擇5電暈條件：電暈條件： 高壓輸電線路產(chǎn)生電暈時(shí)，不僅會(huì)引起電暈損高壓輸電線路產(chǎn)生電暈時(shí)，不僅會(huì)引起電暈損耗，而且還產(chǎn)生噪聲和無(wú)線電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導(dǎo)耗，而且還產(chǎn)生噪聲和無(wú)線電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導(dǎo)線的外徑不能過(guò)小。線的外徑不能過(guò)小。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線截面選擇的原則如下：根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線截面選擇的原則如下： 對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：先按經(jīng)濟(jì)電流密度按選擇導(dǎo)線截面，然后先按經(jīng)濟(jì)電流密度按選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電暈條件。再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電暈

56、條件。 對(duì)地方電力網(wǎng)：對(duì)地方電力網(wǎng)：先按允許電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，以先按允許電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，以保證用戶的電壓質(zhì)量，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件。保證用戶的電壓質(zhì)量，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件。對(duì)低壓配電網(wǎng)：對(duì)低壓配電網(wǎng)：通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，然后再通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損失。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損失。河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系492021-12-153.4 輸電線路導(dǎo)線截面的選擇輸電線路導(dǎo)線截面的選擇 二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面二、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面 按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面的方法按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相

57、線截面的方法: :應(yīng)使導(dǎo)線應(yīng)使導(dǎo)線的允許載流量的允許載流量Ial不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流I30，即，即 00alalK此時(shí)，按發(fā)熱條件選擇截面的條件為：此時(shí)，按發(fā)熱條件選擇截面的條件為： 30IalIK30IalIu導(dǎo)線的允許載流量與環(huán)境溫度和敷設(shè)條件有關(guān)。當(dāng)導(dǎo)線敷導(dǎo)線的允許載流量與環(huán)境溫度和敷設(shè)條件有關(guān)。當(dāng)導(dǎo)線敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與導(dǎo)線允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時(shí)，則允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)，即時(shí)，則允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)，即 河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系502021-12-153.4 輸

58、電線路導(dǎo)線截面的選擇輸電線路導(dǎo)線截面的選擇3 .1032.0053.0AlCuAlCuIIAlAlCuCuRIRI22AlIAlIAlAlCuCu22或或 AlCuII3 . 1 即銅導(dǎo)線允許載流量為同截面鋁導(dǎo)線允許載流量的即銅導(dǎo)線允許載流量為同截面鋁導(dǎo)線允許載流量的1.3倍。倍。u環(huán)境溫度的規(guī)定：在室外，取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁?；在室環(huán)境溫度的規(guī)定：在室外，取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁?；在室?nèi)，取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁丶觾?nèi)，取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁丶?。對(duì)埋入土中的電纜，取。對(duì)埋入土中的電纜，取當(dāng)?shù)刈顭嵩碌叵庐?dāng)?shù)刈顭嵩碌叵?.81m深處的土壤月平均氣溫。深處的土壤月平均氣溫。u銅、鋁導(dǎo)線的等效換算銅、鋁導(dǎo)線的等

59、效換算: 若近似認(rèn)為銅、鋁導(dǎo)線的散熱情若近似認(rèn)為銅、鋁導(dǎo)線的散熱情況相同，則其發(fā)熱溫度相同時(shí)，可認(rèn)為其功率損耗相同，況相同，則其發(fā)熱溫度相同時(shí)，可認(rèn)為其功率損耗相同，即：即：河北科技大學(xué)電氣工程系河北科技大學(xué)電氣工程系512021-12-153.4 輸電線路導(dǎo)線截面的選擇輸電線路導(dǎo)線截面的選擇 對(duì)對(duì)動(dòng)動(dòng)力力線線路，路， 一一般般要要求求中中性性線線截截面面應(yīng)應(yīng)不不小小于于相相線線截截面面的的一一半半，即即 0.5 ；對(duì)對(duì)照照明明線線路，路，因因中中性性線線電電流流與與相相線線電電流流相相等，等，因因此，此，可可取取 。F保護(hù)線（保護(hù)線（PE線）截面的選擇：保護(hù)線截面一般應(yīng)不小于相線）截面的選擇

60、：保護(hù)線截面一般應(yīng)不小于相線截面的一半，即線截面的一半，即 0.5 ；當(dāng)相線截面當(dāng)相線截面 16mm2時(shí)，可時(shí)，可取取 。PEAAAAPEAF中性線（中性線（N線）截面的選擇：對(duì)動(dòng)力線路，線）截面的選擇：對(duì)動(dòng)力線路， 一般要求中性一般要求中性線截面應(yīng)不小于相線截面的一半，即線截面應(yīng)不小于相線截面的一半，即 0.5 ；對(duì)照明線路，；對(duì)照明線路，因中性線電流與相線電流相等，因此，可取因中性線電流與相線電流相等，因此，可取 。0AAAA 0F保護(hù)中性線（保護(hù)中性線（PE線）截面的選擇：線）截面的選擇：PE線兼有中性線和線兼有中性線和保護(hù)線的雙重功能，截面選擇應(yīng)同時(shí)滿足上述二者的要求，保護(hù)線的雙重功能