第二章电力系统元件
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第二章 电力系统元件参数和等值电路
由上两式可见，这时线路始端、末端乃至线路上任何一点 的电压大小相等，功率因数都等于1。而线路两端电压的相位差 则正比于线路长度，相应的比例系数就是相位系数β。 超高压线路大致接近于无损线路，在粗略估计它们的运行 时，可参考上例结论。例如，长度超大型过300km的500kV线 路，输送的功率常约等于自然功率1000MV，因而线路末端电 压往往接近始端，同样，输送功率大于自然功率时，线路末端 电压将低于始端；反之，输送功率小于自然功率时，线路末端 电压将高于始端。
I1
.
k
r
k
x
I2
（2-37）
U1
.
j kb B 2
j kb B 2
U2
图2-8 长线路的简化等值电路
注意，由于推导式（2-37）时，只用了双曲函数的前三项， 在电力线路很长时，该式就不适用了，应直接使用式（2-33）、 （2-34）。反之，电力线路不长时，这些修正系数都接近于1， 就不必修正了。
第二章 电力系统元件参数和等值电路
间漏抗最大，因此短路电压百分数Uk(1-2)(%)最大，而Uk(2-3)(%)、Uk(1-3)(%)都 较小。）
降压结构的绕组，从绕组最外层至铁心的排列顺序为：高 压绕组、中压绕组和低压绕组。（由于高、中压绕组间隔最远，二者
这样便可套用双绕组变压器求电阻的公式，得出三绕组变压 器每个绕组的电阻为 2 2 2 U P k1 N U P UN P k 33 RT1 3 2 （2-48） R T 2 k 23 2N 2 R T3 10 S N 10 S N 10 S N 对于三个绕组的容量比为100/50/100时，制造厂家给出每对绕 组间的短路损耗是：Pk(1-3)为2绕组开路，1-3绕组作短路试验时的 额定损耗；而Pk’(1-2)、Pk’(2-3)则为在2绕组流过它本身的额定电流 IN2=0.5IN时的短路损耗。因此应将Pk’(1-2)、Pk’(2-3)归算到对应于变
电力系统分析第二章
2-2 架空输电线的等值电路
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。 分两种情况讨论： 1） 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300km；对电缆为100km。 2）长线路的等值电路 长线路：长度超过300km的架空线和超过100km的电 缆。
I
2
T
YI I
y 20
k k k (k 1) k (k 1)YT ZT ZT ZT
2
(1 k)YT
k (k 1)YT
1)
电力网络中应用等值变压器模型的计算步骤：
有名制、线路参数都未经归算，变压器参数则归在低 压侧。
有名制、线路参数和变压器参数都已按选定的变比归 算到高压侧。 标幺制、线路和变压器参数都已按选定的基准电压折 算为标幺值。
三、三相电力线路结构参数和数学模型
输电线路各主要参数（电阻、电抗、电纳、电导 等）的计算方法及等效电路的意义
*.电力网络数学模型
1、标幺值
1）标幺值＝有名值（实际值）/基准值； 2）在标幺制下，线量（如线电流、线电压等） 与相量（如相电流、相电压等）相等，三相与单 相的计算公式相同
3）对于不同系统采用标幺值计算时，首先要 折算到同一基准下。
S B 3U B I B U B 3I B ZB Z B 1 / YB
Z B U / SB
2 B
YB S B / U
2 B
I B S B / 3U B
功率的基准值=100MVA
电压的基准值=参数和变量归算的额 定电压
三. 不同基准值的标幺值间的换算
V X (有名值) =X (N)* SN
电力系统各元件的数学模型
推导过程：从1-1’，2-2’之间等值，将导纳支路拿出去
ZT 1:k
I1 1 I2 k
U2
k
U1
I1
ZT
1 I1
U1
ZT
1:k I2
2 U2
I1
U1 ZT
U2
1’
ZT k
U1 (y10
y) 12
2’
U2
y 12
I2
U1 ZT k
U2 ZT k2
U1 y12
U2 (y20
y) 12
§2.5 电力系统的等值电路
一些常用概念
1. 实际变比 k
k=UI/UII UI、UII :分别为与变压器高、低压绕组实际 匝数相对应的电压。 2. 标准变比kN
• 有名制：归算参数时所取的变比 • 标幺制：归算参数时所取各基准电压之比
3. 非标准变比 k* k*= k /kN＝UIIN UI /UII UIN
U
U UB
I S Z
I IB S SB Z ZB
P jQ SB
R jX ZB
P SB R ZB
j
Q SB
P
jQ
j
X ZB
R
jX
§2.5 电力系统的等值电路
2、基准值的选取 1) 基准值的单位与对应有名值的单位相同 2) 各种量的基准值之间应符合电路的基本关系
SB 3 UB IB UB 3 IB ZB
§2.5 电力系统的等值电路
四、电力系统的等值电路制订
1、决定是用有名值，还是用标幺值
容量不相同时 2、变压器的归算问题
电压等级归算
采用Γ型和T型 采用π型—不归算
3、适当简化处理
第二章 电力系统元件参数和等值电路详解
（2-2）
( / km)
其中：
t — 导线实际运行的大气温度(oC)；
rt，r20 — t oC及20 oC时导线单位长度的电阻；
— 电阻温度系数。
铝， = 0.0036；铜， = 0.00382
第二章 电力系统元件参数和等值电路
（2）电抗
1）单导线每相单位长度的电抗 x1
x1
2f
(4.6 lg
第二章 电力系统元件参数和等值电路
第二章 电力系统元件参数和等值电路
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
一、电力线路结构
（<31.5） （<18.8）
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。
注：在手册中查到的一般是20oC时的电阻或电阻率， 当温度不为20oC时，要进行修正。
rt r20[1 (t 20)]
第二章 电力系统元件参数和等值电路
（Dab、Dbc、Dca分别为导线AB、BC、CA相之间的距离）
将 f = 50 Hz，μr=1代入下式：
x1
2f
(4.6 lg
Dm
r
0.5
r)104 ( / km)
x1
0.1445 lg
Dm
r
0.0157( /
km)
经过对数运算，上式可写成：
x1
0.1445lg
第二章电力系统各元件的数学模型
试验时小绕组不过负荷，存在归算问题，归算到SN
2) 对于（100/50/100）
2
Pk (12)
P' k (12)
IN 0.5IN
P 4 ' k (12)
2
Pk ( 23)
P' k (23)
IN 0.5IN
P 4 ' k ( 23 )
3) 对于（100/100/50）
2
Pk (13)
P' k (13)
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
§2.3 电力线路的参数和数学模型
一次整循环换位：
A B
C
换位的目的：为了减 少三相参数的不平衡
§2.3 电力线路的参数和数学模型
Xd
§2.1 发电机的数学模型
受限条件
定子绕组： IN为限—S园弧
转子绕组： Eqn ife 励磁电流为限—F园弧 Xd
原动机出力：额定有功功率—BC直线
其它约束： 静稳、进相导致漏磁引起温升—T弧
进相运行时受定 子端部发热限制 受原动机出力限制
定子绕组不超 过额定电流
励磁绕组不超 过额定电流 留稳定储备
2、由短路电压百分比求XT（制造商已归算，直接用）
U U U U 1 k1(%) 2
k(12) (%) k(13) (%) (%) k(23)
XT1
Uk
1(%
)U2 N
100SN
U U U U 1 k2 (%) 2
k(12) (%) k(23) (%) (%) k(13)
第2章 电力系统稳态分析_电力系统各元件的特性和数学模型
k U 1N : U 20 U 1N : U 2 N
第二节 变压器的参数和数学模型
两绕组变压器的 Γ 型等值电路与参数计算公式
2 2 Pk U N Uk % UN ，X T RT 2 SN 100 S N P0 I0 % SN GT 2 ，BT 2 U 100 U N N k U 1 N / U 2 N
~ S (U d jU q )(I d jI q ) (U d I d U q I q ) j(U q I d U d I q )
P U d I d U q I q Q U q I d U d I q
从而
第一节 发电机组的运行特性和数学模型
P0 GT 2 1000 UN
第二节 变压器的参数和数学模型
3. 变比 k 定义为一次额定电压与二次空载电压之比，可由 空载试验测得或由变压器铭牌查得。 安装在高压绕组上； 对应于额定电压的抽头为主抽头，其余抽头的 电压相对额定电压偏离一定值；
变压器的实际变比＝对应于实际 抽头位置的一 次电压与二次电压之比。
一型
第二节 变压器的参数和数学模型
特点：
增加传输能力 减少功率损耗
S 3UI
S L 3I 2 Z ZS 2 / U 2
减少电压降落
3ZI Z S/ U dU
类型：
单相、三相 两绕组、三绕组 普通、自耦 普通、有载调压、加压调压
第二节 变压器的参数和数学模型
一、双绕组变压器的参数和数学模型
1 U 1ZT 1 NhomakorabeaYT
ZT 2
2
ZT 3
3
U 3
U 2
第二节 变压器的参数和数学模型
第二节 变压器的参数和数学模型
两绕组变压器的 Γ 型等值电路与参数计算公式
2 2 Pk U N Uk % UN ，X T RT 2 SN 100 S N P0 I0 % SN GT 2 ，BT 2 U 100 U N N k U 1 N / U 2 N
~ S (U d jU q )(I d jI q ) (U d I d U q I q ) j(U q I d U d I q )
P U d I d U q I q Q U q I d U d I q
从而
第一节 发电机组的运行特性和数学模型
P0 GT 2 1000 UN
第二节 变压器的参数和数学模型
3. 变比 k 定义为一次额定电压与二次空载电压之比，可由 空载试验测得或由变压器铭牌查得。 安装在高压绕组上； 对应于额定电压的抽头为主抽头，其余抽头的 电压相对额定电压偏离一定值；
变压器的实际变比＝对应于实际 抽头位置的一 次电压与二次电压之比。
一型
第二节 变压器的参数和数学模型
特点：
增加传输能力 减少功率损耗
S 3UI
S L 3I 2 Z ZS 2 / U 2
减少电压降落
3ZI Z S/ U dU
类型：
单相、三相 两绕组、三绕组 普通、自耦 普通、有载调压、加压调压
第二节 变压器的参数和数学模型
一、双绕组变压器的参数和数学模型
1 U 1ZT 1 NhomakorabeaYT
ZT 2
2
ZT 3
3
U 3
U 2
第二节 变压器的参数和数学模型
电力系统各元件的特性参数和等值电路
第二章 电力系统各元件的特性参数和等值电路 主要内容提示：本章主要内容包括：电力系统各主要元件的参数和等值电路，以及电力系统的等值网络。
§2-1电力系统各主要元件的参数和等值电路一、发电机的参数和等值电路一般情况下，发电机厂家提供参数为：N S 、N P 、N ϕcos 、N U 及电抗百分值G X %，由此，便可确定发电机的电抗G X 。
按百分值定义有100100%2⨯=⨯=*NNGG G U S X X X 因此 NNG G S U X X 2100%⋅= （2—1） 求出电抗以后，就可求电势G E •)(G G G G X I j U E •••+=，并绘制等值电路如图2-1所示。
二、电力线路的参数和等值电路电力线路等值电路的参数有电阻、电抗、电导和电纳。
在同一种材料的导线上，其单位长度的参数是相同的，随导线长度的不同，有不同的电阻、电抗、电导和电纳。
⒈电力线路单位长度的参数电力线路每一相导线单位长度参数的计算公式如下。
⑴电阻：()[]201201-+=t r r α（Ω/km ） （2—2） ⑵电抗：0157.0lg1445.01+=rD x m（Ω/km ） （2—3） 采用分裂导线时，使导线周围的电场和磁场分布发生了变化，等效地增大了导线半径，从而减小了导线电抗。
此时，电抗为nr D x eq m 0157.0lg1445.01+=（Ω/km ） 式中m D ——三相导线的几何均距；（a ） G ·（b ）G ·图2-1 发电机的等值电路（a ）电压源形式 （b ）电流源形式eq r ——分裂导线的等效半径；n ——每相导线的分裂根数。
⑶电纳：6110lg 58.7-⨯=rD b m（S/km ） （2—4）采用分裂导线时，将上式中的r 换为eq r 即可。
⑷电导：32110-⨯=UP g g∆（S/km ） （2—5）式中g g ∆——实测的三相线路的泄漏和电晕消耗的总功率， kW/km ； U ——实测时线路的工作电压。
【电力系统分析】第02章(1-2节) 电力系统各元件的等值电路和参数计算
29
本节学习要求
熟记计算公式和公式中各参数的含义、单 位。
学会查表计算线路等值参数电阻、电抗、 电导和电纳。
30
2-2 架空输电线路的等值电路
一、输电线路的方程式
长线的长度范围定义 架空线路：>300km 电缆线路：>100km
31
2-2 架空输电线路的等值电路
长线等值电路
z0 r0 jL0 r0 jx0 y0 g0 jC0 g0 jb0
影响因素：m1:材料表面光滑程度
m2:天气状况系数 空气的相对密度
2.89 103
p
材料半径
273 t
分裂情况
25
对于水平排列的线路，两根边线的电晕临界电压 比上式算得的值搞6%；而中间相导线的则低4%。
Vcr
49.3m1m2 r
lg
D r
kV
增大导线半径是减小电晕损耗的有效方法 220kV以下线路按照免电晕损耗选择导线半径 220kV以上采用分裂导线。
1
I 1
2
V 2
shl
Z c
2c
I Z chl 2c
36
ห้องสมุดไป่ตู้
将上述方程同二端口网络的通用方程相比 可得：
V1
AV
2
B
I2
I1 C V 2 D I2
A
D
ch
l,
B
Zc
sh
l和C
=
sh
Zc
l
输电线就是对称的无源二端口网络，并可用
对称的等值电路来表示。
37
线路的传播常数和波阻抗
对于高压架空线输电线
lg Deq r
(S/km)
• 分裂导线
本节学习要求
熟记计算公式和公式中各参数的含义、单 位。
学会查表计算线路等值参数电阻、电抗、 电导和电纳。
30
2-2 架空输电线路的等值电路
一、输电线路的方程式
长线的长度范围定义 架空线路：>300km 电缆线路：>100km
31
2-2 架空输电线路的等值电路
长线等值电路
z0 r0 jL0 r0 jx0 y0 g0 jC0 g0 jb0
影响因素：m1:材料表面光滑程度
m2:天气状况系数 空气的相对密度
2.89 103
p
材料半径
273 t
分裂情况
25
对于水平排列的线路，两根边线的电晕临界电压 比上式算得的值搞6%；而中间相导线的则低4%。
Vcr
49.3m1m2 r
lg
D r
kV
增大导线半径是减小电晕损耗的有效方法 220kV以下线路按照免电晕损耗选择导线半径 220kV以上采用分裂导线。
1
I 1
2
V 2
shl
Z c
2c
I Z chl 2c
36
ห้องสมุดไป่ตู้
将上述方程同二端口网络的通用方程相比 可得：
V1
AV
2
B
I2
I1 C V 2 D I2
A
D
ch
l,
B
Zc
sh
l和C
=
sh
Zc
l
输电线就是对称的无源二端口网络，并可用
对称的等值电路来表示。
37
线路的传播常数和波阻抗
对于高压架空线输电线
lg Deq r
(S/km)
• 分裂导线
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1、架空输电线路
导线和避雷线 杆塔 绝缘子 金具
2、电缆线路
导线 绝缘层 保护层
架空输电线路
档距：架空线路相邻杆塔之间的水平距离。 弧垂：在档距中，导线的最低点和悬挂点之间
的垂直距离。
导线和避雷线 要求：导电好、机械强度大、抗腐蚀能力强
导线可分为裸导线和绝缘导线两大类，高压输电线路 基本上都采用裸导线．它的散热性能好。又节省绝缘材 料。绝缘导线主要用于低压线路，以利于人身和设备的 安全。
导线的材料主要有铝、铜、钢等。目前大量使用的是 铝或铝合金导线。钢导线一般用作避雷线，铝绞线的芯 线(即钢芯铅绞线)、或水泥杆的斜拉线，以提高其机械 强度。铜导线的导电性能和机械强度都优于铝，但价格 昂贵。
多股线绞合—J
导线结构
扩径导线—K
排列：1、6、12、18
普通型：LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型：LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型：LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积
导线的材料主要有铝、铜、钢等。目前大量使用的是 铝或铝合金导线。钢导线一般用作避雷线，铝绞线的芯 线(即钢芯铅绞线)、或水泥杆的斜拉线，以提高其机械 强度。铜导线的导电性能和机械强度都优于铝，但价格 昂贵。
导线和避雷线
导线可分为裸导线和绝缘导线两大类，高压输电线路 基本上都采用裸导线．它的散热性能好。又节省绝缘材 料。绝缘导线主要用于低压线路，以利于人身和设备的 安全。
杆塔
结构 作用分
木塔——已不用 钢筋混凝土塔—单杆、型杆 铁塔—用于跨越，超高压输电、耐张、转角、
换位。独根钢管—城市供电
直线杆塔—线路走向直线处，只承受导线自重 耐张杆塔—承受对导线的拉紧力 转向杆塔—用于线路转弯处 换位杆塔—减少三相参数的不平衡 终端杆塔—只承受一侧的耐张力，导线首末端 跨越杆塔—跨越宽度大时，塔高：100—200米
功率损失；
电容C：反映带电导线周围电场效应。
1.架空输电线路的等值电路
短距离输电线路
集中参数
中长距离输电线路
长距离输电线路 分布参数
短距离输电线路的等值电路
长度不超过100km的架 空输电线路，线路额定 电压为60kV及以下者
图2-12 短线路的等值电路
ZRjXr ljxl
中等长度输电线路的等值电路
第二章 电力系统元件模型及参数计算
架空输电线路的等值电路及参数计算 变压器的等值电路及参数计算 发电机和负荷模型 电力系统的稳态等值电路(标幺值)
2-1 基本概念
电力系统元件：构成电力系统的各组成部件。 元件参数：表征元件特性的参量。 数学模型：元件或系统物理模型的数学描述。
2-2 输电线路的等值电路及参数计算
3
7
13
19 24
作用：连接导线和绝缘子
线夹：悬重、耐张 导线接续：接续、联结 保护金具：护线条、预绞线、防震锤、阻尼线 绝缘保护：悬重锤
电缆线路
电力电缆主要由导体、
绝缘层和保护层三部分
组成，如图所示。电力
电缆的导体通常采用多
股铜绞线或铝绞线。根
据电缆中导体数目的不
同可分为单芯、三芯和
四芯电缆。
扇形三芯电缆 1-导体 2-绝缘层 3-铅包层 4-黄麻层 5-钢带铠甲 6-黄麻保护层
每相单位长度的等值电容
C0.0241106lgDreq
每相单位长度的等值电纳
(F/km (2-)14)
Deq是三相导线间
的互几何均距
r是导线的半径
线路电压为 110kV～220kV，架
空输电线路长度为 100km～ 300km，电缆线路长度不超过 100km的线路
ZRjXrljxl YGjBjBjbl
图2-5 中等长度线路的等值电路
长距离输电线路的等值电路
长度超过100km～300km的架空输电线路 和长度超过100km的电缆线路，这种线 路，必须考虑其分布参数特性
2-2 输电线路的等值电路及参数计算
1.架空输电线路的等值电路 2.架空输电线路的参数计算
1.架空输电线路的等值电路
输电线路四个参数:
电阻r：反映线路通过电流时产生有功功率损
失效应 ；
电感L：反映载流导线周围产生的磁场效应；
电导g：反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏
电流及导线附近空气游离而产生的有功
La
0 lnDeq 2 Ds
分裂导线时Ds=Dsb
x
2fnL0.1
44l5gDeq Ds
(/km)
(2-8)
分裂导线
将输电线的每相导线分裂成若干根按一定的规则 分散排列，便构成分裂导线输电线。
分裂导线的自几何均距相比 单导线的大，故电抗小。
问题1：分裂数越多 越好吗？ 问题2：分裂间距越 大越好吗？
图2-17 长线的等值电路
2.架空输电线路的参数计算
架空输电线路每一相的等值串联阻抗 Z=(r+jx)l
架空输电线路每一相的等值并联导纳 Y=(g+jb)l
每相单位长度的等值电阻
r
s
rt r2[0 1(t2)0]
每相单位长度的等值电抗 Deq是三相导线间的互几何均距
Ds是多股绞线的自几何均距
A B C
绝缘子：架空线路用的绝缘子用来支持或悬挂导线，并使之 与杆塔绝缘。它由瓷、玻璃或硅橡胶等材料制成。
要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀 材料：瓷质、玻璃、硅橡胶
Hale Waihona Puke 绝缘子 金具类型：针式（35KV以下），悬式（ 35KV以上）
片树：35KV，110KV，220KV，330KV，500KV
钢芯铝绞线按其强度的大小，可分为普通型、轻型和加强型三 种。其区别反映在铝钢截面比上。截面比越小，机械强度越高。 对于220kV以上的输电线路，为减少线路的电抗和导线电晕， 常用分裂导线。
架空线路导线的型号是用导线的材料和结构以及截面积三部分 表示的。如T－铜线；G－钢线；L－铝线；J－多股绞线；HL－ 铝合金线；LGJ-120表示120mm2的钢芯铝绞线。
扩大直径，不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400
和普通钢芯相区别，支撑层6股
分裂导线——每相分成若干根，相互之间保持一 定距离400-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大
架空线路采用的导线结构主要有单股、多股绞线和钢芯铝绞线。
(a) 单金属绞线 (b) 钢芯铝绞线 (c) 扩径钢芯铝绞线 (d) 空心导线 (e) 钢铝混合绞线
导线和避雷线 杆塔 绝缘子 金具
2、电缆线路
导线 绝缘层 保护层
架空输电线路
档距：架空线路相邻杆塔之间的水平距离。 弧垂：在档距中，导线的最低点和悬挂点之间
的垂直距离。
导线和避雷线 要求：导电好、机械强度大、抗腐蚀能力强
导线可分为裸导线和绝缘导线两大类，高压输电线路 基本上都采用裸导线．它的散热性能好。又节省绝缘材 料。绝缘导线主要用于低压线路，以利于人身和设备的 安全。
导线的材料主要有铝、铜、钢等。目前大量使用的是 铝或铝合金导线。钢导线一般用作避雷线，铝绞线的芯 线(即钢芯铅绞线)、或水泥杆的斜拉线，以提高其机械 强度。铜导线的导电性能和机械强度都优于铝，但价格 昂贵。
多股线绞合—J
导线结构
扩径导线—K
排列：1、6、12、18
普通型：LGJ 铝/钢 比5.6—6.0 加强型：LGJJ 铝/钢 比4.3—4.4 轻 型：LGJQ 铝/钢 比8.0—8.1 LGJ-400/50—数字表示截面积
导线的材料主要有铝、铜、钢等。目前大量使用的是 铝或铝合金导线。钢导线一般用作避雷线，铝绞线的芯 线(即钢芯铅绞线)、或水泥杆的斜拉线，以提高其机械 强度。铜导线的导电性能和机械强度都优于铝，但价格 昂贵。
导线和避雷线
导线可分为裸导线和绝缘导线两大类，高压输电线路 基本上都采用裸导线．它的散热性能好。又节省绝缘材 料。绝缘导线主要用于低压线路，以利于人身和设备的 安全。
杆塔
结构 作用分
木塔——已不用 钢筋混凝土塔—单杆、型杆 铁塔—用于跨越，超高压输电、耐张、转角、
换位。独根钢管—城市供电
直线杆塔—线路走向直线处，只承受导线自重 耐张杆塔—承受对导线的拉紧力 转向杆塔—用于线路转弯处 换位杆塔—减少三相参数的不平衡 终端杆塔—只承受一侧的耐张力，导线首末端 跨越杆塔—跨越宽度大时，塔高：100—200米
功率损失；
电容C：反映带电导线周围电场效应。
1.架空输电线路的等值电路
短距离输电线路
集中参数
中长距离输电线路
长距离输电线路 分布参数
短距离输电线路的等值电路
长度不超过100km的架 空输电线路，线路额定 电压为60kV及以下者
图2-12 短线路的等值电路
ZRjXr ljxl
中等长度输电线路的等值电路
第二章 电力系统元件模型及参数计算
架空输电线路的等值电路及参数计算 变压器的等值电路及参数计算 发电机和负荷模型 电力系统的稳态等值电路(标幺值)
2-1 基本概念
电力系统元件：构成电力系统的各组成部件。 元件参数：表征元件特性的参量。 数学模型：元件或系统物理模型的数学描述。
2-2 输电线路的等值电路及参数计算
3
7
13
19 24
作用：连接导线和绝缘子
线夹：悬重、耐张 导线接续：接续、联结 保护金具：护线条、预绞线、防震锤、阻尼线 绝缘保护：悬重锤
电缆线路
电力电缆主要由导体、
绝缘层和保护层三部分
组成，如图所示。电力
电缆的导体通常采用多
股铜绞线或铝绞线。根
据电缆中导体数目的不
同可分为单芯、三芯和
四芯电缆。
扇形三芯电缆 1-导体 2-绝缘层 3-铅包层 4-黄麻层 5-钢带铠甲 6-黄麻保护层
每相单位长度的等值电容
C0.0241106lgDreq
每相单位长度的等值电纳
(F/km (2-)14)
Deq是三相导线间
的互几何均距
r是导线的半径
线路电压为 110kV～220kV，架
空输电线路长度为 100km～ 300km，电缆线路长度不超过 100km的线路
ZRjXrljxl YGjBjBjbl
图2-5 中等长度线路的等值电路
长距离输电线路的等值电路
长度超过100km～300km的架空输电线路 和长度超过100km的电缆线路，这种线 路，必须考虑其分布参数特性
2-2 输电线路的等值电路及参数计算
1.架空输电线路的等值电路 2.架空输电线路的参数计算
1.架空输电线路的等值电路
输电线路四个参数:
电阻r：反映线路通过电流时产生有功功率损
失效应 ；
电感L：反映载流导线周围产生的磁场效应；
电导g：反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏
电流及导线附近空气游离而产生的有功
La
0 lnDeq 2 Ds
分裂导线时Ds=Dsb
x
2fnL0.1
44l5gDeq Ds
(/km)
(2-8)
分裂导线
将输电线的每相导线分裂成若干根按一定的规则 分散排列，便构成分裂导线输电线。
分裂导线的自几何均距相比 单导线的大，故电抗小。
问题1：分裂数越多 越好吗？ 问题2：分裂间距越 大越好吗？
图2-17 长线的等值电路
2.架空输电线路的参数计算
架空输电线路每一相的等值串联阻抗 Z=(r+jx)l
架空输电线路每一相的等值并联导纳 Y=(g+jb)l
每相单位长度的等值电阻
r
s
rt r2[0 1(t2)0]
每相单位长度的等值电抗 Deq是三相导线间的互几何均距
Ds是多股绞线的自几何均距
A B C
绝缘子：架空线路用的绝缘子用来支持或悬挂导线，并使之 与杆塔绝缘。它由瓷、玻璃或硅橡胶等材料制成。
要求：足够的电气与机械强度、抗腐蚀 材料：瓷质、玻璃、硅橡胶
Hale Waihona Puke 绝缘子 金具类型：针式（35KV以下），悬式（ 35KV以上）
片树：35KV，110KV，220KV，330KV，500KV
钢芯铝绞线按其强度的大小，可分为普通型、轻型和加强型三 种。其区别反映在铝钢截面比上。截面比越小，机械强度越高。 对于220kV以上的输电线路，为减少线路的电抗和导线电晕， 常用分裂导线。
架空线路导线的型号是用导线的材料和结构以及截面积三部分 表示的。如T－铜线；G－钢线；L－铝线；J－多股绞线；HL－ 铝合金线；LGJ-120表示120mm2的钢芯铝绞线。
扩大直径，不增加截面积LGJK300相当于LGJQ-400
和普通钢芯相区别，支撑层6股
分裂导线——每相分成若干根，相互之间保持一 定距离400-500mm,防电晕，减小了电抗，电容增大
架空线路采用的导线结构主要有单股、多股绞线和钢芯铝绞线。
(a) 单金属绞线 (b) 钢芯铝绞线 (c) 扩径钢芯铝绞线 (d) 空心导线 (e) 钢铝混合绞线