基于场强法的高压输电线路电力参数
超(特)高压交直流输电线路带电作业
超（特）高压交直流输电线路带电作业摘要：随着我国电网的快速发展，超／特高压输电线路相继建设并投入运行，为给超／特高压输电线路带电作业开展提供技术支撑，结合交流750kV、1000kV和直流±660kV、±800kV输电线路特点，通过试验和理论计算，获取了带电作业关键技术参数，确定了作业人员安全防护原则，研制了大吨位绝缘提线工具和绝缘子更换卡具，并根据研究成果制定了超／特高压线路带电作业技术导则标准。
现场应用的成功开展表明，超／特高压线路开展带电作业是安全、可行的。
超／特高压输电交直流输电线路带电作业技术研究成果能有效指导带电作业的安全有序开展。
关键词：超/特高压；直流输电；带动作业1 导言我国带电作业技术经过近60a的研究及应用，已成为输配电线路检测、检修、改造的重要手段和方法，为电力系统的安全可靠运行和提高经济效益发挥了十分重要的作用。
近10a来，随着750kV、1000kV交流输电线路和±660kV、±800kV直流输电线路的建设和投入运行，对带电作业技术提出了一系列新的研究课题。
2 带电作业安全距离及组合间隙带电作业安全距离包含带电作业最小电气间隙及人体允许活动范围。
在IEC标准中，最小电气间隙是指在带电作业工作点可防止发生电气击穿的最小间隙距离。
最小组合间隙是指在作业间隙中的作业人员处于最低的50%操作冲击放电电压位置时，人体对接地体和对带电体两者应保持的距离之和。
最小电气间隙的确定受到多种因素的影响，主要包括间隙外形、放电偏差、海拔高度、电压极性等。
一般来说，作业间隙的形状对放电电压有明显的影响。
在正极性标准冲击电压下，“棒－板”结构的放电电压最低，其间隙系数为1.0。
对于带电作业中形成的不同间隙结构，可通过真型试验求出不同电极结构下的间隙系数。
2.1 试验及绝缘配合方法一是试验方法进行带电作业操作冲击放电试验时，根据不同电压等级超／特高压输电工程的导线参数、杆塔型式、绝缘子串型等准备试验试品。
电力系统参数
1、输电线路的参数及等值电路：1）导线每公里的电阻计算式为r o=ρ/S（Ω/km）式中r o——导线材料的电导率，(Ω/km）S—-导线的截面面积，mm2；ρ—导线材料的电阻率(Ωmm2／km)，在温度t=20°C时，铜的电阻率为18.8Ω·mm2／km，铝的电阻率为31．5Ω·mm ／km2，因此导线长度计算公式为R=r O L。
2）电抗如果架空线三相对称排列（等边三角形)，或三相不对称排列，但经过完整换位后,单导线每相单位长度电抗：r- 导线实际半径（计算半径,比如， LGJ-400/50的计算半径为13。
8mm)，mmD m-几何均距，mmD ab、 D bc、 D ca分别为A相与B相、 B相与C相、 C相与A相导线间的距离。
如果是分裂导线，则：分裂导线可以减少电晕放电和线路电抗.其中，n-分裂导线的分裂数；r—分裂导线每一根导体的计算半径;d1i—分裂导线一相中某根导体与其它i—1根导体间的距离。
例：分裂导线每相单位长度电抗：3)电纳如果架空线三相对称排列(等边三角形），或三相不对称排列，但经过完整换位后，单导线每相单位长度电纳：分裂导线每相单位长度电纳：4）电导架空线的电导主要由沿绝缘子表面的泄漏现象和导线的电晕所决定。
沿绝缘子表面的泄漏损失很小，可忽略。
电晕是强电场作用下带电体周围空气的电离现象。
当设计线路时选择合适的导线截面，则可以不考虑电晕损耗.（正常时G=0）2、电力线路的等值电路架空线路U N≤35KV或长度L＜100km；不长的电缆线路或U N≤10KV。
架空线路U N＞ 35KV或长度L在100—300km;不超过100km电缆线路或U N＞10KV[例］有一长度为100km的110kV线路，导线型号为LGJ—185/30,导线计算直径为19mm，导线水平排列，相间距离为4m,试求线路的参数并作出等值电路.解:r1=ρ/S=31.5/185=0。
电力供电线路的参数计算
电力供电线路的参数计算作者：李广胜马兴旺王全智来源：《楚商》2016年第04期电力系统线路的电气参数是指线路的电阻r、电抗x、电导g和电纳b。
将电路中的主要参数进行简化，建立模型后对线路参数进行分析。
一、输电线路的电阻有色金属导线（含铝线、钢芯铝线和铜线）每单位长度的电阻可引用电路分析资料中导体的电阻与长度、导体电阻率成正比，与横截面积成反比的原理计算：r=？籽/S ？萃/km，式中，r为导线单位长度电阻，r=？籽/S ？萃/km；r=？籽/S ？萃/km为导线材料的电阻率，r=？籽/S ？萃/km；S为导线截面积，单位mm2。
由于用上式计算的电阻同导线的直流电阻相差很小，故在实际应用中，通常就用导线的直流电阻替代，导线的直流电阻通常可从产品目录或手册中查得。
但由于产品目录或手册中查得的通常是20℃时的电阻值，而线路的实际运行温度又往往异于20℃，要求较高精度时，t℃时的电阻值rt可按下式计算：r=？籽/S ？萃/km，式中，r20为20℃时的电阻值r=？籽/S ？萃/km，a为电阻温度系数，对于铜a=0.00382（1/℃），铝a=0.0036（1/℃）。
二、输电线路的电抗（一）单导线单位长度电抗r=？籽/S ？萃/km，式中，r为导线的半径，（mm或cm）；r=？籽/S ？萃/km为导线材料的相对导磁系数，对于铝和铜r=？籽/S ？萃/km=1；Dm为三相导线几何均距，（mm或cm），其单位与导线的半径相同，当三相导线相间距离为D时，则几何均距为：，若三相导线为如左图所示的水平排列， Dm=1.26D，等边三角形排列时：Dm=D。
将f=50Hz，r=？籽/S ？萃/km=1代入式x即可得：r=？籽/S ？萃/km，由上面的计算公式可见，由于输电线路单位长度的电抗与几何均距、导线半径为对数关系，故导线在杆塔上的布置及导线截面积的大小对导线单位长度的电抗x影响不大，在工程的近似计算中一般可取为x=0.4r=？籽/S ？萃/km。
1000kV特高压交流紧凑型线路电磁参数分析
1000kV特高压交流紧凑型线路电磁参数分析分析了特高压紧凑型输电线路的原理及关键电磁参数。
与常规线路相比，特高压紧凑型输电线路自然传送功率提高，线路走廊宽度压缩，地面场强、无线电干扰、可听噪声以及波阻抗均有减小趋势。
实例表明电压等级相匹配的紧凑型电磁参数的最优选择对未来输电的经济性和安全性发展有重要研究意义。
标签：特高压；紧凑型输电线路；电磁参数输电线路工程项目中，电气相关的参数主要有电磁环境，线路工频参数，自然功率等参数。
其中，在采用1000kV级特高压输电时，电磁环境问题是影响其可行性的关键问题之一。
与500kV线路相比，1000kV级特高压输电线路电压高、导线大（截面大，多分裂）、铁塔高、线路走廊宽等，其电磁环境将与500kV的情况相比问题更加严重[1]。
紧凑型输电线路具有自然传输功率高、几何均距大、不平衡度低和走廊利用率高等[2]优点，可以解决特高压产生的环境问题。
紧凑型线路作用的发挥主要取决于电磁环境参数的优化设计[3]，诸如：子导线表面场强、起晕场强、波阻抗、可听噪声、无线电干扰等。
下面将介绍这些参数的概念以及原理。
1 关键电气参数的分析1.1 子导线电荷导线表面电场强度的计算直接关系到线路造价、经济运行和对周围环境的影响程度，是输电部门和线路设计所关心的主要问题之一，因此要求采取尽可能准确的计算方法。
而线路的设计向着紧凑型的方向发展，这就对导线表面电场强度的计算精度提出来更加严格的要求。
为了计算特高压交流紧凑型输电线路的电晕特性（包括无线电干扰、可听噪声等），一般采用逐次镜像法计算导线表面场强，子导线表面场强求解不考虑相间的影响。
设导线上的镜像实部电荷产生的垂直场强和水平场强分别为ERV和ERH，虚部电荷产生的垂直场强和水平场强分别为EIV和EIH；对于导线表面，各点场强可直接按下式求得：1.2 导线表面起晕场强导线会在高电压作用下起晕，其表面的气体被局部电离，此时产生脉冲电流，其能量以电磁波的形式直接辐射，造成能量损失，同时其产生的脉冲电磁波对无线电和高频通信都会形成干扰。
第四章输电线的参数及模型
I1
.
r1 l
x1 l
I2
.
.
U1
U2
有关，须满足Ua + Ub + Uc = 0(Qa + Qb + Qc = 0),
如不满足，则C要变化。
41
➢ 电导的计算
• 电晕现象
声响
蓝色晕光
电晕损耗
o3气味
Pg
• 计算公式 g1 2 10 3 （S/km）
U
（实测）
42
• Ucr：临界电压
能发生电晕的最低电压
• 影响因素：
材料表面光滑程度
U2
I1 C D I 2
ch l
U1 ＝ sh l
I1 Z c
Z c sh l
U2
ch l
I 2
A
＝
D
＝
ch
l
sh l
B＝Z c sh l C＝
❖ 有几个参数可以反映输电线的电磁现象?
❖ 各个参数受哪些因素影响?
❖ 如何用等值电路表示输电线路?
22
➢线路的电磁现象和参数
❖ 线路通电流
发热，消耗有功功率
交流电流
R
交变磁场
感应电势(自感、互感)抵抗电流
电流效应
X
串联还是并联？
23
❖ 线路加电压
绝缘漏电(较小)，
一定电压下发光、放电(电晕)
电场
效应
▪ 导线的电感计算公式根据磁场效应推导
30
❖ 推导思路
• 分析导线的磁场
导线自身电流+邻近导线电流(安培环路定律:I→H磁
特高压输电线路复合绝缘子场强分析及其均压环优化设计
华北电力大学电气工程学院，河北保定，０７１００３ 摘要：本文基于有限元法，考虑杆塔横担均压环等因素，建立了１０００ｋＶ交流特高压输电线路复合绝缘子
串二维模型计算其场强分布。通过计算比较各种情况下绝缘子表面的电场强度得出均压环的最优尺寸和最
佳布置形式。 关键词：复合绝缘子，电场强度，有限元法，均压环
４２（３）：１７６－１７８
一４４７－－
，－４４５—
２００９年全国电工理论与新技术学术年会论文集
图２有无均压环绝缘子沿面场强分布 如何选择和布置合理的均压环又很重要的工 程意义，作者建立了不同参数的模型比较分析绝缘 子表面场强。本文首先针对安装不同管径均压环的 绝缘子串沿面场强进行了计算，当ｒ为０．０８ｍ时Ａ 点的场强为３５５８５０Ｖ／ｍ，当ｒ为０．１０ｍ时Ａ点的场 强为３２５４２０Ｖ／ｍ，当ｒ为０．１２ｍ时Ａ点的场强为 ２９８４２０Ｖ／ｍ，当ｒ为０．１６ｍ时Ａ点的场强为 ２５１９００Ｖ／ｍ，由此可以看出，Ａ点的电场强度随着 ｒ的增大而减小，这是由于增加ｒ相当于增加了绝 缘子金具的曲率半径，而电极的曲率半径越大，在 电极附近的电场强度将会下降的越快；场强分布图 ３所示。
警＋ｚ（ｐ）妒＝厶（Ｐ）
（５）
式（ＩＨ５）中妒为电位，尸为位置矢量。其相应的变
分问题为
沁（妒）＝０ ㈦ｂ＝‘（尸）
弦）＝ｉ１ Ｉｌ巾力２拟ｋ（圭∥嘞卜
㈦埘＝五（Ｐ）
％
（６）
６
图ｌ仿真模型示意图 ａｂｅｄ为矩形人工边界；ａｂ段按工程实际设为地； ａｄ段为对称轴；Ｌ１为人工截断边界：Ｒ为均压环 环径；ｒ为均压环管径：ｈ为均压环在垂直面上的 抬高距；Ａ点为高压端金具与绝缘介质连接点
围小。故可用似稳电场分析，以标量位函数够来描述 的电场，它满足如下边值问题： 在求解域Ｑ内
浅析架空输电线路电气参数
浅析架空输电线路电气参数摘要：为满足国民经济快速发展的需要，以特高压交、直流输电为代表的电网建设正在如火如荼地展开。
输电线路参数是电力系统分析所必需的一项基本数据，高压输电线路的设计尤其电气参数是电力系统建模的重要组成部分，该参数的准确性对于电网的运行、调度、规划部门都有着重要的意义。
本文在参考相关设计手册和文献的基础上，总结线路参数的阻抗计算过程，用于线路参数实测过程中的理论分析。
关键词：输电线路；电气参数；参数计算1.1 需求背景输电线路是电力输送的载体，是电力系统的主要组成部分之一，对电力系统起着极其重要的作用。
输电线路的参数主要是指其工频参数，它包括正序阻抗、正序电容、零序阻抗、零序电容以及多回互感线路之间的耦合电容等，这些参数是电力系统进行潮流计算、短路电流计算、继电保护整定计算以及选择电力系统运行方式等工作的必要参数，其准确性直接关系到这些计算结果的准确性。
通常线路参数的获得有两种方法：一是通过实际测量获得，二是根据线路的排列方式和物理参数进行理论计算获得。
实际中的输电线路工频电气参数的理论计算往往比较复杂且受很多不确定因素的影响，两种方法都有各自不同的优缺点。
工程上，对110kV及以上的线路要求进行实际测量，并以实测的结果为准，对110kV以下的线路一般不进行实测，而以理论计算的结果为准，对系统安全要求较高的线路必须要进行实测，对新建线路和改建线路也要进行实测。
实测和理论计算两种方法在实际中是相辅应用的。
对于要求进行实测的线路，实测结果以不偏离理论计算值过多为原则。
1.2 三相线路的阻抗1.2.1 三相线路的阻抗对于三相线路，在进行参数计算时，可以用三个平行的“导线—地”回路来代替。
根据卡尔逊的基本思想，所有地中电流的返回路径仍可用一根虚设的导线来表示，如图1-1所示。
这一三相架空线路的等值模型对于各序参数的计算都适用。
这将是分析计算线路参数的一个基本出发点。
图1-1 三相导线-地回路等效回路1.2.2 分裂导线的合并方法为了减少电晕干扰，超高压线路大多采用分裂导线。
110kV输电线路电晕损失和地面场强的计算
110kV输电线路电晕损失和地面场强的计算刘成立【摘要】随着电力行业的改革，电企需要自负盈亏。
如何降低线路损耗，提高运行经济性成为供电企业的重要工作。
在输电线路的设计运行过程中，电晕损失及地面场强都是需要加以重视的问题。
在本文里，我们将对电晕损失和地面场强的相关概念进行简单了解，并重点对110kV输电线路电晕损失和地面场强的计算方法进行探讨。
【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2015(000)013【总页数】2页(P47-48)【关键词】110kV;输电线路;电晕损失;地面场强【作者】刘成立【作者单位】中国电建集团四川电力设计咨询有限责任公司，四川成都610041【正文语种】中文【中图分类】TM726随着城市建设的不断推进，及电力行业的深化改革，电企在运营过程中被要求自负盈亏，如何提高效益，降低损耗成为供电单位需要考虑的重要问题。
用电需求的增长导致了电网规模的不断扩大，输电线路也越来越长，110kV输电线路作为重要的配电网络，其运行质量直接关系着供电企业的运营效益。
在本文里，我们将针对110kV输电线路运行过程中出现的电晕损失及地面场强进行分析，了解其基本概念，并对其计算方法进行深入探讨。
电晕是不均匀电场中特有的电子崩。
电晕损失指的是当高压输电线路表面的电场强度超过空气击穿强度时，靠近导线表面的空气被击穿，电能被转化为热、光、噪声、无线干扰等形式释放。
简单的概况就是由于出现电晕而造成的能量损耗，电晕损耗对于电力运行是一个不利的因素，会降低输电的经济性。
在目前，降低电晕损耗的主要办法是加大导线半径，提高电晕起始电压。
在110kV输电线路运行过程中，其电晕损耗主要是受电晕放电情况、输电线路导线表面状况、导线表面电场强度、沿线地区气候及海拔高度等多方面因素影响，这就导致电晕损耗的计算非常复杂。
对于110kV输电线路的电晕损耗我们一般是依据近似计算法进行估算，在理想的正常天气情况下，当110kV输电线路的截面积在70～185mm2之间，其年均电晕损耗占电阻损耗大约为4.7～0.3%。