电力系统元件参数和等值电路.ppt

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1、第二章电力系统元件参数和等值电路第一节电力线路参数和等值电路第二节变压器、电抗器的参数和等值电路第三节发电机和负荷的参数及等值电路第四节电力网络的等值网络第一节电力线路参数和等值电路导线避雷线杆塔绝缘子金具图2-1架空线路1.架空线路一、电力线路结构简述导体绝缘层包护层图2-2扇形三芯电缆的构造1—导体；2—绝缘层；3—铅包皮；4—黄麻层；5—钢带铠甲；6—黄麻保护层2.电缆线路绝缘子10kV-500kV的绝缘子绝缘子高压绝缘子金具金具高压电缆线路三相电力线路输电线路包括架空输电线路和电缆。三相电力线路实质上是分布参数的电路.沿导线每

2、一长度单元各相都存在电阻、自感、对地电容和漏电导，各相之间有互感、电容和漏电导。高压电力线路主要采用架空线路，先讨论架空线路。单位长度的架空线路可以用以下模型：架空线路的参数有四个，如图所示。TransmissionlinemodelAlineischaracterizedbyfourdistributedparameters:seriesresistance,seriesinductance___seriesimpedanceshuntconductance,andshuntcapacitance.___shuntadmittance二、电力线路的

3、参数1.铝线、钢芯铝线和铜线的架空线路的参数（1）电阻。每相导线单位长度的电阻为（2-1）铝、铜的电阻率略大于直流电阻率，有三个原因：（1）交流电流的集肤效应；（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。其中，S—导线的标称截面积(mm2)；ρ—导线的电阻率（）铝的电阻率：31.5铜的电阻率：18.8注：在手册中查到的一般是200oC时的电阻或电阻率，当温度不为200C时，要进行修正：（2-2）其中，t—导线实际运行的大气温度(oC)；rt，r20—toC及20oC时导线单位长度的电阻α—电阻温度系数；对于铝，α=0.00

4、36；对于铜，α=0.00382。（2）电抗三相电力线路对称排列，若不对称，进行完整换位。1）单导线每相单位长度的电抗x1：（2-3）式中，r—导线的计算半径；μr—导线的相对导磁系数，对铜和铝，μr=1；f—交流电的频率(Hz)；Dm—三相导线的几何平均距离，Dab、Dbc、Dca分别为导线AB、BC、CA相之间的距离。将f=50Hz，μr=1代入式（2-3）中可得（2-4）外电抗内电抗经过对数运算后，式（2-4）又可写成式中，r’=0.0799r，称为几何平均半径。注：式（2-3）~（2-5）是按单股导线的条件推导的。对于多股铝导线或铜线r’/r

5、小于0.799，而钢芯铝铰线的r’/r可取0.95。由（2-5）可见，电抗x1与几何平均距离Dm、导线半径r为对数关系，因而Dm、r对x1的影响不大，在工程计算中对于高压架空电力线路一般近似取x1=0.4Ω/km。（2-5）2）分裂导线单位长度的电抗x1:分裂导线改变了导线周围的磁场分布，等效地增大了导线的半径，从而减少了每相导线单位长度的电抗。（2-6）当在一相分裂导线中是在边长为d的等边多边形的顶点上对称分布时，电流在分裂导线中是均匀分布的，每一相可看作一根等值导线，其等值半径为式中，r—每根导线的半径；d1i—第1根导线与第i根导线间的距离，i

6、=2，3，…，n注：对于二分裂导线，其等值半径为（）；对于三分裂导线，其等值半径为（）；对于四分裂导线，其等值半径为（）。实际运用中，导线的分裂根数n一般取2~4为宜。3）同杆架双回路每回线单位长度的电抗。由于在导线中流过三相对称电流时两回路之间的互感影响并不大（可以略去不计），故每回线每相导线单位长度电抗的计算公式与式（2-3）~（2-5）相同。（3）电纳1）单导线每相单位长度的电纳C1：式中，r—导线半径（cm或mm）；Dm—三相导线的几何平均距离（cm或mm)。（2-7）那么，单导线每相单位长度的电纳为当f=50Hz时（2-8）显然，Dm、r对

7、b1影响不大，b1在2.85×10-6S/km左右。2）分裂导线每相单位长度的电纳。式中，req为分裂导线的等值半径。（2-9）（4）电导。电力线路的电导主要是由沿绝缘子的泄漏现象和导线的电晕现象所决定的。正常运行时泄漏损失可以忽略。导线的电晕现象是导线在强电场作用下，周围空气的电离现象。电晕现象将消耗有功功率。电晕临界相电压Ucr（2-10）式中，m为导线光滑系数，对于光滑的单导线m=1.0,对于绞线m=0.9；Dm为三相导线的几何平均距离（cm）;P为大气压力(Pa)；t为空气温度(oC)；δ为空气的相对密度，对于晴天，一般取δ=1.0当采用分裂

8、导线时，由于分裂导线减小了电场强度，电晕临界相电压公式变为：（2-11）式中，req—分裂导线的等值半径（c