电力系统各元件参数和等值电路 电力工程课件.ppt

电力工程 山东电力高等专科学校 第二章 电力系统运行特性及分析 第一节 电力系统各元件参数和等值电路 一、电力线路参数和等值电路 （一）架空线路参数 电力线路的参数主要有电阻、电抗、电导和电纳。线路的参数都是沿线路均分布的。工程实际中，一般用集中参数来表示。 1．电阻 电阻是反映导线通过电流时产生的有功功率损耗的参数。单位长度导线的电阻r1为： 在电力系统计算中使用的电阻率比铜、铝材料的电阻率略大，铜为18.8Ωmm2/km，铝为31.5Ωmm2/km。其原因是： （１）三相交流电产生趋肤效应和邻近效应，使导线的有效截面减小，电阻增大； （2）电力线路大多采用多股绞线，使实际长度比测量值长2%~3%，电阻增大； （3）导线的实际截面一般比标称截面略小，电阻增大。 实际应用中，导线的电阻可以从产品目录或手册中查取。 由于从产品目录或手册中所查数值通常是20℃时的电阻值，当线路实际运行温度不等于20℃时，应按下式来修正其电阻值 rt=r20[1+ α(t-20)] (Ω/km) 式中rt、r20— 分别为t℃、20℃时的电阻，Ω/km； α— 电阻的温度系数，铜=0.00382（1/℃）、铝 =0.0036（1/℃）。 若线路全长为Lkm，则线路每相的总电阻为: R=r1L （Ω） 2．电抗 反映无功损耗，表征导线通过交流电时产生的磁场效应的参数。三相导线经完全换位，每相导线单位长度的电抗为： (1)单导线 由（2-4）式可以看出，x1的大小主要取决于Deq与r的对数关系，各种线路x1变化不大。因而在近似计算中，35kV及以上电路可取x1=0.4Ω/km,6~10kV线路可取x1=0.36 Ω/km, 0.38KV线路可取x1=0.33Ω/km 。 (2)分裂导线 分裂导线是每相导线由多根子导线组成。各导线布置在正多边形顶点上，正多边形的边长称为分裂间距。分裂导线的每一相一般由2~4根次导线组成。分别构成2分裂导线、3分裂导线和4分裂导线。导线之间有间隔棒支撑。四分裂导线的布置如图2-1所示。 分裂导线的等值半径比单根导线的半径大，所以分裂导线的等值电抗较小。虽然分裂根数愈多，x1下降愈多，但分裂根数超过4根时，电抗下降大为减缓，线路结构反而大为复杂，所以实际应用中，分裂根数一般不超过4根。 由式（2-6）看出，分裂导线的x1取决于Deq、req的对数关系和分裂根数，其值主要取决于分裂根数。因而在近似计算中，当导线的分裂数为2、3、4时，x1的取值分别为0.33Ω/km、0.30Ω/km、0.28Ω/km。 在实际工程计算中，无论单根导线或分裂导线的电抗均可由产品目录或手册查得。 若已知线路全长为Lkm，则线路每相的总电抗值为: x=x1L (Ω) 3．电导 反映泄漏电流和电晕所引起的有功损耗的一种参数。与线路运行电压的平方成反比。通常线路绝缘良好，泄漏电流很小，可以忽略不计。因而电晕损耗是决定线路电导的主要因素。 　　　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 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：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，使其他不带电分子离子化，导致空气部分导电。 线路开始出现电晕的电压称为临界电压，经过大量试验数据，得到临界电压的经验公式如下： 　　　实际上，设计线路时是不允许在正常条件下发生电晕的，而要避免电晕，就必须提高电晕临界电压，使之大于线路实际运行电压，由公式可见，要提高临界电压，主要是增大半径和几何均距。增大几何均距要增大杆塔尺寸从而增加线路造价，同时与均距呈对数关系，其变化影响不大，而半径与电压成正比，所以增加半径是有效方法。 　　电晕是一种气体放电现象。电晕放电是架空线路带有高电压的情况下，当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时，导线周围的空气分子被游离而产生的局部放电。产生电晕需要消耗功率与能量，此损耗即电晕损耗，只能依靠实测或经验公式来近似计算。若已知单位长度的电晕损耗，则线路每相单位长度的电导为： 　　　电晕的危害是不仅产生有功功率损耗、还会产生噪声、干扰无线电通信和腐蚀导线。因此对高压和超高压架空输电线路，在设计和运行中应尽量避免产生电晕。其方法如增大导线半径、采用分裂导线、施工中尽量避免磨损导线；且在选择导线截面时，要选择超出某一电压级规程规定的不发生电晕的最小截面之值才可。从而将电晕损耗限