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1、关于电力线路的参数和数学模型现在学习的是第1页，共26页电力线路的参数和数学模型电力线路的参数和数学模型n一一.电力线路结构简述电力线路结构简述 电力线路按结构可分为电力线路按结构可分为 架空线：架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电电 缆：缆：导线、绝缘层、保护层等导线、绝缘层、保护层等 架空线路的导线和避雷线架空线路的导线和避雷线 导导 线：线：主要由铝、钢、铜等材料制成主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：避雷线：一般用钢线一般用钢线现在学习的是第2页，共26页1.1.架空线路的导线和避雷线架空线路的导线和避雷线v认识架空线路的标号认识架空线路的标
2、号 /钢线部分额定截面积钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，表示加强型，Q表示轻型表示轻型 J 表示多股线表示多股线 表示材料，其中：表示材料，其中：L表示铝、表示铝、G表示钢、表示钢、T表示铜、表示铜、HL表示表示 铝合金铝合金 例如：例如：LGJ400/50表示载流额定截面积为表示载流额定截面积为400、钢线额定截面积、钢线额定截面积为为50的普通钢芯铝线。的普通钢芯铝线。现在学习的是第3页，共26页v为增加架空线路的性能而采取的措施为增加架空线路的性能而采取的措施 目的：减少电晕损耗或线路电抗。目的：减少电晕损耗或线路电抗。多股线多股线 其安
3、排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层为其安排的规律为：中心一股芯线，由内到外，第一层为6股，股，第二层为第二层为12股，第三层为股，第三层为18股，以此类推。股，以此类推。扩径导线扩径导线 人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不同之处在人为扩大导线直径，但不增加载流部分截面积。不同之处在于支撑层仅有于支撑层仅有6股，起支撑作用。股，起支撑作用。分裂导线分裂导线 又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持一定又称复导线，其将每相导线分成若干根，相互间保持一定的距离。但会增加线路电容。的距离。但会增加线路电容。现在学习的是第4页，共26页2.2.架空线路的绝缘子架空线路的绝缘子架空
4、线路使用的绝缘子分为架空线路使用的绝缘子分为 针式：针式：3535KVKV以下线路以下线路 悬式：悬式：3535KVKV及以上线路及以上线路33片；片；6060KV KV 55片；片；110110KV KV 77片；片；220220KV KV 1313片；片；330 19330 19片片 通常可根据绝缘子串上绝缘子的片数来判断线路电通常可根据绝缘子串上绝缘子的片数来判断线路电压等级，一般一个绝缘子承担压等级，一般一个绝缘子承担1 1万伏左右的电压。万伏左右的电压。现在学习的是第5页，共26页3.3.架空线路的换位问题架空线路的换位问题目的在于减少三相参数的不平衡目的在于减少三相参数的不平衡 整
5、换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线都分别处整换位循环：指一定长度内有两次换位而三相导线都分别处于三个不同位置，完成一次完整的循环。于三个不同位置，完成一次完整的循环。滚式换位滚式换位 换位方式换位方式 换位杆塔换位换位杆塔换位ABCAAABBBCCC现在学习的是第6页，共26页4 4、电缆线路、电缆线路电缆有三部分组成电缆有三部分组成：导体、绝缘层、包护层：导体、绝缘层、包护层导体导体：L L或或T T；单股或多股；单相或三相；圆形或扇形等；单股或多股；单相或三相；圆形或扇形等绝缘材料绝缘材料：橡胶、沥青、聚氯乙烯、棉麻、绸、纸等。目前大多用浸：橡胶、沥青、聚氯乙烯、棉麻、绸、纸等。目
6、前大多用浸渍纸。主要是相间绝缘、相与地绝缘。渍纸。主要是相间绝缘、相与地绝缘。内护层：铅、铝，聚乙烯等，保护绝缘等内护层：铅、铝，聚乙烯等，保护绝缘等包护层包护层 外护层：防止锈蚀外护层：防止锈蚀现在学习的是第7页，共26页二二.电力线路的阻抗电力线路的阻抗1 1、有色金属导线架空线路的电阻、有色金属导线架空线路的电阻有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线有色金属导线指铝线、钢芯铝线和铜线每相单位长度的电阻：每相单位长度的电阻：其中：其中：铝的电阻率为铝的电阻率为31.5 铜的电阻率为铜的电阻率为18.8 考虑温度的影响则：考虑温度的影响则：均大于直流电阻率均大于直流电阻率1/rs201(20)t
7、rrt现在学习的是第8页，共26页2 2、有色金属导线三相架空线路的电抗、有色金属导线三相架空线路的电抗先看单相线路先看单相线路 n1 ab 首先求外部磁链首先求外部磁链 xDdxri磁动势磁动势iniF*1 xrxxxmAxHHxilFH0B)(21 磁通密度磁通密度磁场强度磁场强度70410()1Hmr对空气，现在学习的是第9页，共26页xdxidxBSBdmdxxixiBxxxx 77710211102211041的的中中空空圆圆柱柱体体，磁磁通通量量，长长度度为为厚厚度度为为 77712 102 102 10lnxxDrdxddixdxDiixr 因为只有一匝，其磁链首先求外部磁链首先
8、求外部磁链 现在学习的是第10页，共26页再求内部磁链再求内部磁链xdxr2722222222104221111rixHBrixxirixlFHirixxriFrxxxxxx )(10210217340700220mwbrrrrxrxrxidxxridSBrxdd 现在学习的是第11页，共26页7(2 ln)102L7L(2 ln)10H/m24L(4.6 lg)10H/km242(4.6 lg)10/km2DrirDrirDrrDrfr与 之 对 应 的 电 感则 为：（）单 位 换 算 得（）故 X（）现在学习的是第12页，共26页41105.0lg6.42 rmrDfx 13/1rrmm
9、abbccaxkmrmmcmfHzDmmcmDD D D导线单位长度的电抗（）导线的半径（或）导线材料的相对导磁系数，对铜、铝，交流电频率（）几何均距（或），2 2、有色金属导线三相架空线路的电抗、有色金属导线三相架空线路的电抗 最常用的电抗计算公式：最常用的电抗计算公式：其中：其中：现在学习的是第13页，共26页进一步可得到：进一步可得到：0157.0lg1445.01 rDxm在近似计算中，可以取架空线路的电抗为在近似计算中，可以取架空线路的电抗为km/40.0 现在学习的是第14页，共26页3.分裂导线三相架空线路的电抗分裂导线三相架空线路的电抗 分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等
10、效地增加了导线半径，从分裂导线采用了改变导线周围的磁场分布，等效地增加了导线半径，从而减少了导线电抗。而减少了导线电抗。可以证明：可以证明：1(1)12131121310.01570.1445lg()1meqnnneqnmnDxrnrr d ddrdd ddn某根导线与其余根导线间的距离现在学习的是第15页，共26页4 4.电缆线路的阻抗电缆线路的阻抗 电缆线路的结构和尺寸都已经系列化，这些参数可电缆线路的结构和尺寸都已经系列化，这些参数可事先测得并由制造厂家提供。一般，电缆线路的电阻事先测得并由制造厂家提供。一般，电缆线路的电阻略大于相同截面积的架空线路，而电抗则小得多。略大于相同截面积的架
11、空线路，而电抗则小得多。现在学习的是第16页，共26页 三三.电力线路的导纳电力线路的导纳1.三相架空线路的电纳三相架空线路的电纳其电容值为：其电容值为：10lg0241.061 rDCm最常用的电纳计算公式：最常用的电纳计算公式：(S/km)10lg58.761 rDbm架空线路的电纳变化不大，一般为架空线路的电纳变化不大，一般为kmS/1085.26 现在学习的是第17页，共26页(S/km)10lg58.761 eqmrDb3.3.架空线路的电导架空线路的电导 线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕线路的电导取决于沿绝缘子串的泄漏和电晕 绝缘子串的泄漏：通常很小绝缘子串的泄漏：通常很小
12、电晕：强电场作用下导线周围空气的电离现象电晕：强电场作用下导线周围空气的电离现象 导线周围空气电离的原因导线周围空气电离的原因：是由于导线表面的电场强度超过了某一：是由于导线表面的电场强度超过了某一临界值，以致空气中原有的离子具备了足够的动能，使其他不带电分临界值，以致空气中原有的离子具备了足够的动能，使其他不带电分子离子化，导致空气部分导电。子离子化，导致空气部分导电。2.2.分裂导线线路的电纳分裂导线线路的电纳现在学习的是第18页，共26页 确定由于电晕产生的电导，其步骤如下：确定由于电晕产生的电导，其步骤如下：1.确定导线表面的电场强度确定导线表面的电场强度2.电晕起始电场强度电晕起始电
13、场强度 空空气气介介电电常常数数其其中中：rDrUrQEmrln2大大气气压压力力空空气气的的相相对对密密度度气气象象系系数数粗粗糙糙系系数数其其中中：，bmmtbmmEcr 273002996.0 4.212121 现在学习的是第19页，共26页3.，得电晕起始电压或临界电压得电晕起始电压或临界电压4.每相电晕损耗功率每相电晕损耗功率5.求线路的电导求线路的电导 rcrEE为为单单位位为为相相电电压压的的有有效效值值，以以KVUrDrmmrDrEUcrmmcrcr lg3.49ln21 521025241)()/()(mccrccDrfkkVUkmkWUUkP 线线路路实实际际运运行行电电压
14、压）（kmSUPgg/10321 现在学习的是第20页，共26页实际上，在设计线路时，已检验了所选导线的半径是否能实际上，在设计线路时，已检验了所选导线的半径是否能满足晴朗天气不发生电晕的要求，一般情况下可设满足晴朗天气不发生电晕的要求，一般情况下可设g=0 现在学习的是第21页，共26页四四.电力线路的数学模型电力线路的数学模型 电力线路的数学模型是以电阻、电抗、电纳和电导来电力线路的数学模型是以电阻、电抗、电纳和电导来表示线路的等值电路。表示线路的等值电路。分两种情况讨论：分两种情况讨论：1）一般线路的等值电路一般线路的等值电路 一般线路：中等及中等以下长度线路，对架空线为一般线路：中等及
15、中等以下长度线路，对架空线为300km；对电缆为；对电缆为100km。现在学习的是第22页，共26页 一般线路的等值电路不考虑线路的分布参数特一般线路的等值电路不考虑线路的分布参数特性，只用将线路参数简单地集中起来的电路表性，只用将线路参数简单地集中起来的电路表示示。Z Y/2 Y/2 1111 R rlX xlG glB bl现在学习的是第23页，共26页2）长线路的等值电路）长线路的等值电路 长线路：长度超过长线路：长度超过300km的架空线和超过的架空线和超过100km的电缆。的电缆。n精确型精确型 根据双端口网络理论可得：根据双端口网络理论可得：111 1sinh2 cosh11sinh/cccZZrlrlYZrlZzyrz y其中：称线路特性阻抗称线路传播特性 Z Y/2 Y/2 现在学习的是第24页，共26页谢谢赏光！谢谢赏光！班级：B0903196 学号：1090319120 姓名：潘 翔现在学习的是第25页，共26页感谢大家观看感谢大家观看现在学习的是第26页，共26页