电力工程基础 第6章第2节输电线路的等值电路

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第2节 输电线路的等值电路

第2节 输电线路的等值电路

X x1l ) (
B b1l ) (S
g1 0
n req n rd12 d13 d1n n rd m1
第二节 输电线路的等值电路
输电线路是一个均匀分布参数的电气元件,其中电气参数
r1 x1 g1 b1
是沿线路均匀分布的。
为了方便计算,常用集中参数的等值电路来描述输电线路 的电气特性。 电力线路的数学模型 以电阻、电抗、电导和电纳来表示
sinh ZY 2(cosh ZY 1) kZ ,kY ZY ZY sinh ZY
在长距离输电线路中,如采用集中参数的等值电路表示线 路,则必须考虑它们的分布参数特性,即将全线路的总阻抗Z 和 总导纳Y 分别乘以修正系数kZ和kY,即可得到Π型等值电路的精 确参数。
中距离输电线路的等值电路 线路长度在300km以下、100km以 上的架空线路和不超过100km的电缆线路。
b1 7.58 106 Dm lg req
7.58 b1 106 Dm lg r
B b1l ) (S
电容功率
QC U B (Mvar)
2
普通导线
r1

S
R r1l ) ( X x1l ) (
Dm x1 0.1445 lg 0.0157 r
电阻
决定了线路的功率损耗和电压降落。
r1

S
铝的电阻率为31.5
R r1l ) (
双回线或多回线
1 R r1l ) ( n 1 R r1l ) ( n
分裂导线
电抗
电抗交流电流通过导线时,在导体内部及 导线周围产生交变磁场,从而在导线中感应电 动势,用电流流过电抗产生的电压降表示。
三相交流线路中,每一相导线都产生了与自身磁通 相对应的自感和与其他两相的外部磁通的互感。每相导 线本身的自感与其他两相对该相得互感之和,称为该相 得总电感。电感与交流电角频率的乘积为感抗(电抗)。

第2章 电力系统各元件的参数和等值电路

第2章 电力系统各元件的参数和等值电路

材 料
1. 导线和避雷线
多股线绞合—J
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
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
分裂导线的输电线路
增加一张 分裂导线照片
四 分 裂 导 线
架空线导线型号
LGJ-300
数字300表示载流导 体的标称截面积S
分裂导线:
每相导线分成若 干根多股导线,可以
减少电晕和线路电抗
三.电力线路的导纳
1.三相架空线路的电纳
其电容值为:
C1 0.0241 10 6 D lg m r
3.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,等效地增加了 导线半径,从而减少了导线电抗。
可以证明:
Dm 0.0157 x1 0.1445lg req n
( req n r (d12 d13 d1n ) n rd mn1)
d12 d13 d1n: 某 根 导 线 与 其 余 1根 导 线 间 的 距 离 n
Z ' Z c sin hrl
Z’
Y’/2
Y’/2
称线路特性阻抗 称线路传播特性
第二节
变压器的参数和等值电路
双绕组变压器的参数和等值电路
三绕组变压器的参数和等值电路
自耦变压器的参数和等值电路
一.双绕组变压器的参数和数学模型
. Io
GT
RT
.BT Ib
jXT
铭牌参数:SN、 UIN/UⅡN、 Pk、Uk%、 P0、I0%

第二章电力系统等值电路

第二章电力系统等值电路

7
第二章
架空线路的参数计算
电A 感 D12
B
D23
C
A
D13
D13
A
1
B
2
C
3
C 3C 1A 2B
D12
B
D23
2B 3C 1A
I
II
III
第二章电力系统等值电路
8
第二章
架空线路的参数计算
电感
IaIbIC0
a I2 1 7 0 (Ialn D 1 S Ibln D 1 1 2Icln D 1 3)1 aI I2 1 70 (Ialn D 1 S Ibln D 1 2 3Icln D 1 1)2 aI I2 I 1 7( 0 Ialn D 1 S Ibln D 1 3 1Icln D 1 2)3
电容:反映带电导线周围的电场效应
第二章电力系统等值电路
3
第二章
架空线路的参数计算
电阻 (钢芯铝绞线,铜导线) 注:电缆及钢导线需查表
r
s
有色金属的直流电阻
(/公里)
长度为公里时每相导线的电阻:
Rr.l
( )
式中:S——导线的标称截面(mm2)
2r
P —— 导线的电阻率()
P值略大,原因有3点见P8
P d1
A +q
d01 O
d2
d02
D
B
-q
当+q单独存在时:
VP1
q
2
ln
d0 1 d1
当-q单独存在时:
VP2
q 2
第二章电力系统等值电路
lnd02 d2
17
第二章
架空线路的参数计算
电容

第2章 电力网各元件的参数和等值电路

第2章 电力网各元件的参数和等值电路
(2)所用电线大多是绞线,每股导线的实际长度要比
导线长度长2~3%; (3)制造中,导线的标称截面积比实际截面积略大。
4
2.1.1 电阻
单相导线线路电抗:
x00.14D 45eq 0.0157 km (2-2)
r
当三相导线间的距离分别为 、 D a b D b c 、D c a 时, Deq 3 DabDbcDca
XT1
US1% UN2 10S0N
103
XT2
US2% UN2 10S0N
103
(2.30)
XT3
US3% UN2 10S0N
103
需要指出,手册和制造厂提 供的短路电压值,不论三绕组变 压器容量比如何, 通常都已折算 为与变压器额定容量相对应的值, 因此,可以直接用式(2.29)、 (2.30)计算。
工程上已将各种型号导线单位长度的电阻、 电抗、电纳值列在设计手册中,对于表中 所列的电阻值,是指环境温度为20°C时的 值,
当实际温度异于20°C时应按下式修正:
r t r 2[ 0 1 (t 2) 0 ] (2.9)
9
近似计算时:
2.1.5 输电线路参数计算的几点说明
单导线路: x0 0.4kmb02。.810 6skm
例题2.1 有一回110kv架空电力线路,长 度为60km,导线型号为LGJ-120,导线计 算外径15.2mm,三相导线水平排列,两相 邻导线之间距离为4m。试求该电力线路的 参数。
12
2.1.5 输电线路参数计算的几点说明
例题2.2 有一回220kv架空电力线路,长
度为100km,采用每相双分裂导线,次导
2.2.1 一般线路的等值电路
➢电力系统正常运行状态基本上是三相对称的, 因此输电线路的等值电路可用一相的单线图表 示。

02第二章电力系统的等值网络

02第二章电力系统的等值网络
线路电抗
经换位后,频率为50Hz的三相普通(每相一根)架空导线
x10.14lg 4 D rj5 p0.15r5 ( 7 /k)m
r——导线半径,cm或mm。
注意r、Djp 应同单位
μr——导线材料的相对磁导系数,铜铝为1; D j p——三相导线间的几何平均距离,简称几何均距, cm或
mm。

1
2 1
2 1
2
Pk(12) Pk(21) Pk(23) Pk(12) Pk(31) Pk(23)
Pk(23) Pk(31) Pk(12)
由此得出各绕组的电阻为
RT1

P K 1U
2 N
1000
S
2 N
(
)

例2-1
导线型号LGJJ-300——导线额定截面积为
300mm2。 注意r、D j p应同单位
输电线等值电路
等值电路只画出三相对称电路中的一相。
线路的四个参数实际是沿线均匀发布的,等值 电路为
工程上为简化计算,按输电线路长度,分为 短线路、中等长度线路和长线路。
只对超过300km的长线路,才计及分布参数特性。
电阻
RT

PKNUN2 SN2
()
式中,Δ PKN、UN、SN单位分别为W、V、VA。
RT

PKNUN2 1000SN2
()
式中,Δ PKN、UN、SN单位分别为KW、KV、MVA。
电抗XT
短路电压百分数U k%
Uk%
3IN ZT UN
100ZT
Uk%UN2 100SN
XTRT,
作用:电能经济传输、合理地分配和安全使用 按相数分:单相变压器、三相变压器。 按每相绕组数分:双绕组变压器、三绕组变压器、 自耦变压器等。 变压器结构

输电线路的等值电路

输电线路的等值电路

x10.144lg5D rm0.0157 Dm3 DABDBCDCA
x1
0.144l5gDm req
0.0n157reqnr1 dd 21 3 d1nnrm d n1
Xx1l ( )
电导 电导是由线路的泄漏损耗和电晕损耗引起。
线路泄漏引起的有功损耗一般较小,可以忽略不计。
在设计、施工和运行等方面都采取了相应的措 施来尽量避免线路发生电晕,因此在电力系统计算 中一般都可以忽略电晕损耗 。
Z (r1 jx1)l Y jb1l
忽略电导、只有电纳
修正系数kZ和kY都接近于1,说明在中距离输电线
路 中,输电线路的分布参数作用影响小,可以用集中参数 直接表示。这种简化相当于把输电线路阻抗的影响集中 起来,把线路对地电容对称地集中在线路的两端。
短距离输电线路的等值电路
长度不超过100km的输电线路为短距离输电线 路。当电压不高时,其线路电纳的影响可以不计, 即忽略线路的充电现象。在线路短、电压低的情况 下,这种简化不会对计算结果产生较大的误差。
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1、某一110kV架空电力线路长度为100km,水平排 列,导线的型号为LGJ-120,计算半径为7.6mm,相 间距离为3.5m,试求线路的参数并作等值电路图。
2、已知某电压为220kv、长度为120km的架空线路, 采用一相双分裂导线,其中每相中的次导线型号为 LGJ-185,计算外径为19mm。分裂间距为300mm。 导线为不等边三角形排列,相间距离分别为7m、5m、 6m,试计算该线路的参数并作等值电路。
电阻
决定了线路的功率损耗和电压降落。
r1
S
铝的电阻率为31.5 Rr1l ( )

第二章 电力系统的等值网络

第二章 电力系统的等值网络

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2019/1/28
不同标称电压下的合理传输距离和传输功率范围
标称电压(KV) 0.22 0.22 0.38 0.38 3 6 6 10 10 35 110 220 330 500 输送 架空线 电缆 架空线 电缆 架空线 架空线 电缆 架空线 电缆 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 输送功率(KW) 小于50 小于100 100 175 100~1000 200~2000 3000 200~3000 5000 2000~10000 10000~50000 100000~500000 200000~1000000 1000000~1500000 输送距离(Km) 0.15 0.2 0.25 0.35 3~1 10~3 小于8 20~5 小于10 50~20 150~50 300~200 200~600 300~1000
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金具 ---组装架空线的各种金属部件的总称 悬垂线夹 耐张线夹 接续金具 联结金具 保护金具
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换位的目的
------由于三相导线在杆塔上的排列常常是不 对称的,将使三相导线的感性和容性电抗不 对称,为此在线路上每隔一定距离将三相导 线进行轮流变换位置,称为换位。
分裂导线的作用:减少导线的电晕损耗 减少导线的电抗
4 2019/1/28
木杆 杆塔 钢筋混凝土杆
耐张杆塔(承力杆塔)
铁塔 直线杆塔(中间杆塔、用得最多)
转角杆塔
终端杆塔
特殊杆塔(跨越杆塔、换位杆塔)
5 2019/1/28
档距---架空线路相邻杆塔间的水平距离
钢筋混凝土杆---150~400米 (110KV~220KV) 铁塔---150~500米

电力系统元件参数及等值电路

电力系统元件参数及等值电路

所涉及的电气量有,功率是三相功率,电压是 线电压,电流是线电流,阻抗是单相阻抗,导纳是 单相导纳。


复功率为 S 3 U I P jQ


S 3 U I 3UI(u i ) 3UI•来自S S(cos jsin)
3UIcos j 3UIsin P jQ
第一节 输电线路的电气参数及等值电路
R

I1

U1
X

I2

U2
图3-7 一字形等值电路
2、 形等值电路和T形等值电路
对于线路长度为100-300km的中等长度架空线 路,或长度不超过100km的电缆线路,电容的影响 不可忽略。

I1

U1
Z
2
2

I2

U2

I1

U1
Z/2
Z/2

I2

U2
图3-8 中等长度线路的等值电路
第二节 变压器参数及等值电路
通常变压器铭牌上给出各绕组间的短路电压 Uk12%、Uk23%和Uk31%,可求出各绕组的短路电压为
U k1 %
1 2
(U k12 %
U k31%
U k 23 %)
Uk2%
1 2
(U k12 %
U k 23 %
U k31%)
1 U k3 % 2 (U k 23 % U k31% U k12 %)
若线路的三相电抗相同,则每相导线单位长度
的等值电抗为
x1
2f
(4.6 lg
Dm r
0.5) 104
其中,几何均距与导线的具体布置方式有关。
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3 D DDD D 三相导线对称排列 jp
电力线路 参数及计算
三相导线水平排列
三相输电 线模型
D jp D D 2 D 1.26D
3
电气工程基础
通常架空线路的电抗值在0.4Ω/km左右,在近似 计算中使用。
2010/11
主要内容
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
三相输电 线模型
三相输电 线模型
电气工程基础
电力线路参数及计算
2010/11
电阻r,电抗x,电导g和电纳b
R0+jwl0
主要内容
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
g0
jwc0
三相输电 线模型
电气工程基础
输电线的电阻
2010/11
主要内容
架空线路电阻 R r0l r0 / km
r0 / s 电阻率 铜 Байду номын сангаас8.8 m m2 / km
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
r---导线半径(mm) μ-导线的相对磁导率,对有色金属, μ=1 Djp—三相导线间的几何均距
三相输电 线模型
电气工程基础
输电线路电抗
2010/11
d d d
图6-13 分裂导线
d
d
d d
d
主要内容
电力线路 及结构
(a)双分裂;(b)三分裂;(c)四分裂
D jp 3 Dab Dbc Dca
各个参数的意义
(1)电阻r:反映线路的热效应(有功 的损耗) (2)电抗x:反映线路的磁场效应 (3)电纳b:反映线路的电场效应 (4)电导g:反映电晕损耗和泄露电流
主要内容
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
三相输电 线模型
电气工程基础
输电线路实际图
2010/11
主要内容
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
在图6-4和图6-6中,R=r0l;X=x0l;B=b0l,其中,l为线 路的长度(km)。
电力线路 及结构
R+jX
图6-16 短距离线路的简化等值电路
电力线路 参数及计算
三相输电 线模型
当架空线路长度超过300km时,可将线路分段, 使每段线路长度不超过 300km,从而可用若干个π型 等值电路来表示输电线路。
电气工程基础
输电线路方程和等值电路
2010/11
输电线路的电压、电流图
主要内容
I1
电力线路 及结构
I1 I

U1

U1 u
Z1
I
I
I2

( x)

U2
电力线路 参数及计算


Y1

x
x

三相输电 线模型
xl
电气工程基础
输电线路方程和等值电路
2010/11
主要内容
输电线路的参数实际上是沿线路均匀分布的, 可用图6-14所示的链形电路表示。图中,r0、x0、g0 、b0为无穷小段线路的阻抗和导纳。
2010/11
电气工程基础
输电线的参数及模型
主要内容
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
三相输电 线模型
华南理工大学 广州学院 电气工程系
电气工程基础
主要内容
2010/11
主要内容
电力线路 及结构
电力线路及结构 电力线路参数及计算 三相输电线模型
电力线路 参数及计算
三相输电 线模型
电气工程基础
电力线路 及结构
r0 jx0
g 0 jb0
r0 jx0
电力线路 参数及计算
g 0 jb0
三相输电 线模型
图6-14 均匀分布参数等值电路
电气工程基础
输电线路方程和等值电路
2010/11
主要内容
用集中参数表示的线路等值电路有π型和T型两种, 见图6-15。 由于 T 型等值电路在构成电网等值电路时增加了一 个节点,从而增加了电网计算的工作量,所以 π 型等 值电路应用得比较广泛。由于一般已采取措施避免了 电晕的出现,从而一般计算中可不计线路电导。
电气工程基础
2010/11
主要内容
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
三相输电 线模型
电气工程基础
电气工程基础
输电线的电纳
2010/11
三相导线间,相地间分布电容
主要内容
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
7.58 6 b0 1C0 10 s / km D jp lg r 一般取 b0 2.8 106 s / km X c0 1 1 C0 b0
线路总电纳 B b0l
R+jX
jB/2 jB/2
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
(R+jX)/2
(R+jX)/2
jB
三相输电 线模型 (a)π型 电气工程基础 (b)T型 图6-15 集中参数表示的等值电路 (a)π型 (b)T型
输电线路方程和等值电路
2010/11
主要内容
当架空线路长度不超过100km,电压等级在35kV及以下时, 由于电压低、线路短、线路电纳亦可不计,这时的等值电 路将进一步简化为图6-16的形式。
三相输电 线模型
S(西门子)
电气工程基础
输电线路电导
2010/11
主要内容
电力线路 及结构
电力线路 参数及计算
三相输电 线模型
电导是用来反映泄漏电流和空气游离 所引起的有功功率损耗的一种参数。 电晕现象就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,导线附件的空气 游离而产生局部放电现象。线路开始 出现电晕的电压为临界电压Vcr Pg 3 g1 2 10 S / km U
电力线路及结构
2010/11
主要内容
电力线路 及结构
架空线路由导线、避雷线(或称架空 地线)、杆塔、绝缘子和金具等主要 元件组成 。
电力线路 参数及计算
电阻、电抗、电导、电纳,分别用r (欧/公里 )、x(欧/公里)、g(西 门子/公里)、b(西门子/公里)表示
三相输电 线模型
电气工程基础
2010/11
电力线路 及结构
铝 31.5 m m2 / km
电力线路 参数及计算
r1 r20 1 t 20 km
α 电阻温度系数 交流电阻和直流电阻的差别:集肤效应
三相输电 线模型
电气工程基础
输电线路电抗
2010/11
架空线路电抗
主要内容
X x0l x0 (0.1445lg D jp r 0.0157 ) / km
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