第3章 电力系统元件参数及等值电路

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1、电力系统基础电力系统基础（第二版）（第二版）教学内容教学内容第一章 电力系统基础第二章 电力系统的接线第三章第三章 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第四章 电力系统潮流计算第五章 电力系统有功功率平衡与频率调整第六章 电力系统无功功率平衡及电压调整第七章 短路电流的计算与分析第八章 电力系统的稳定性第三章第三章 电力系统元件参数电力系统元件参数及等值电路及等值电路 第一节第一节 输电线路的电气参数及等值电路输电线路的电气参数及等值电路 第二节第二节 变压器参数及等值电路变压器参数及等值电路 第三节第三节 发电机和负荷的参数及等值电路发电机和负荷的参数及等值电路 第四节第四节

2、 标幺值及其应用标幺值及其应用 第五节第五节 电力系统等值电流电力系统等值电流 电力系统中生产、变换、输送、消费电能的四大部分-发电机、变压器、电力线路、负荷的特性和数学模型；由变压器和电力线路构成的电力网数学模型。 所涉及的电气量有，功率是三相功率三相功率，电压是线电压线电压，电流是线电流线电流，阻抗是单相阻抗单相阻抗，导纳是单相导纳单相导纳。jQPIU3S复功率为UI3)(UI3IU3Siu)sinj(cosSSjQPUIsin3jUIcos3一、输电线路的电气参数一、输电线路的电气参数第一节第一节 输电线路的电气参数及等值电路输电线路的电气参数及等值电路 表示输电线路和变压器特性的电气参

3、数有：输电线路的阻抗和导纳，变压器的阻抗和导纳。 输电线路电缆线路架空线路导线、避雷线绝缘子、金具、杆塔导体、绝缘层保护包皮输电线路的电气参数有，(a)电阻电阻：线路通过电流时产生有功功率损失；(b)电抗电抗：载流导体周围的磁场效应；(c)电导电导：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功 率损失；(d)电纳电纳：带电导线周围的电场效应； 讨论输电线路的电气参数时，都假设三相电气参数是相同的。只有架空线路的空间位置选用使三相参数平衡的方法，三相参数才相同。三相参数平衡的方法有，(a)三相导线布置在等边三角形的顶点上时，三三相导线布置在等边三角形的顶点上时，三项参数是相

4、同的。项参数是相同的。(b)当三相导线不是布置在等边三角形的顶点上当三相导线不是布置在等边三角形的顶点上时，采用架空线换位的方法以减少三相参数不时，采用架空线换位的方法以减少三相参数不平衡。平衡。( (一一) )、电阻、电阻SlR 在交流电路中，由于集肤效应和临近效应的影在交流电路中，由于集肤效应和临近效应的影响，交流电阻比直流电阻要大；响，交流电阻比直流电阻要大； 此外，由于所用电线和电缆芯线大多是绞线，此外，由于所用电线和电缆芯线大多是绞线，其中每股导线的实际长度要比电线本身的长度大其中每股导线的实际长度要比电线本身的长度大2%-3%2%-3%。 铜导线的电阻率为铜导线的电阻率为kmm/1

5、088.128 铝导线的电阻率为铝导线的电阻率为kmm/1015.328 工程上各类导线在工程上各类导线在2020时的单位长度有效电阻时的单位长度有效电阻计算值计算值r r2020列在列在电力工程电气设计手册电力工程电气设计手册中，可直中，可直接查阅，任意温度接查阅，任意温度t t时的电阻值时的电阻值r ri i可按下式计算可按下式计算)/()20(1 20kmtrri( (二二) )、电抗、电抗1 1、三相导线线路电抗、三相导线线路电抗 线路电抗是由于交流电流通过导线时，在导线线路电抗是由于交流电流通过导线时，在导线周围及导线内产生周围及导线内产生交变磁场交变磁场而引起的。而引起的。 若线路

6、的三相电抗相同，则每相导线单位长度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的等值电抗为4110)5 . 0lg6 . 4(2rDfxm其中，几何均距与导线的具体布置方式有关。其中，几何均距与导线的具体布置方式有关。3cabcabmDDDD DDmDDDm26. 1233ABCDcaDbcDabABCDDDABCDD2D 将将f=50Hzf=50Hz，=1=1代入式代入式(3-3)(3-3)，可得每相导线，可得每相导线单位长度电抗的计算公式为单位长度电抗的计算公式为0157. 0lg1445. 0rDxmi2 2、分裂导线线路电抗、分裂导线线路电抗 目的目的：对于高压及超高压远距离输

7、电线路，为：对于高压及超高压远距离输电线路，为减少线路的电晕损耗及线路电抗，以增加输电线路减少线路的电晕损耗及线路电抗，以增加输电线路的输送能力。的输送能力。 每一相由每一相由2-62-6根导线组成，每根间距根导线组成，每根间距400-500mm400-500mm将均匀布置在半径为将均匀布置在半径为R R的圆周上。其的圆周上。其R R比一根导线的比一根导线的外径大得多，可有效地减小线路电抗和电晕损耗，外径大得多，可有效地减小线路电抗和电晕损耗，同时增大线路电容。同时增大线路电容。 分裂导线的等值半径分裂导线的等值半径r reqeq来代替，式来代替，式(3-5)(3-5)中的中的导线外径导线外径

8、r r，其，其r reqeq可由下式算出。可由下式算出。nnmeqrdr1因此，具有分裂导线的线路每相电抗为因此，具有分裂导线的线路每相电抗为nrDxeqm0157.0lg1445.01 分裂导线的线路电抗较采用单根导线的线路电分裂导线的线路电抗较采用单根导线的线路电抗减少约抗减少约20%20%以上，视每相的分裂数及结构决定。以上，视每相的分裂数及结构决定。（表（表3-13-1） 对于同杆架设的双回线路，每一相线路电抗不对于同杆架设的双回线路，每一相线路电抗不仅取决于该线路本身电流所产生的磁通，而且和另仅取决于该线路本身电流所产生的磁通，而且和另一回线路电流产生的磁通相关。一回线路电流产生的磁

9、通相关。额定电压(kV)导线分裂根数电抗近似值220-33020.3-0.37500340.30.29750460.290.28 表表3-1 3-1 分裂导线线路电抗分裂导线线路电抗【例例3-13-1】某三相单回输电线路，采用某三相单回输电线路，采用LGJ-300LGJ-300型导型导线，已知导线的相间距离为线，已知导线的相间距离为D=6mD=6m，求：，求： (1)(1)三相导线水平配置，且完全换位时，每千米线三相导线水平配置，且完全换位时，每千米线路的电抗值。路的电抗值。 (2)(2)三相导线按等边三角形配置时，每千米线路的三相导线按等边三角形配置时，每千米线路的电抗。电抗。【解解】【例例

10、3-23-2】某回某回220kV220kV双分裂架空输电线路，已知每双分裂架空输电线路，已知每根导线的计算半径为根导线的计算半径为13.84mm13.84mm，各导体间相距，各导体间相距dm=400mmdm=400mm，相间距离，相间距离D=5mD=5m，三相导线水平排列，并，三相导线水平排列，并经完全换位。求该线路每公里的电抗值。经完全换位。求该线路每公里的电抗值。【解解】( (三三) )、电纳、电纳( (容纳容纳) ) 电力线路运行时，各相间及相对地间都存在着电力线路运行时，各相间及相对地间都存在着电位差，因而导线间以及导线与大地间必有电容存电位差，因而导线间以及导线与大地间必有电容存在，

11、也即存在着容性电纳。在，也即存在着容性电纳。 若三相线路参数相同时，每相导线的等值电容若三相线路参数相同时，每相导线的等值电容为为）（kmrDm/F10lg0241. 0c61 电纳电纳( (容纳容纳) )的大小与的大小与相间的距离相间的距离、导线截面导线截面、杆塔结构杆塔结构等因素有关。等因素有关。当频率当频率f=50Hzf=50Hz时，单位长度的电纳为时，单位长度的电纳为）（kmSrDfm/10lg58. 7c2cb6111对于对于架空线路架空线路的电纳一般为的电纳一般为2.852.851010-6-6S/kmS/km左右。左右。对于对于分裂导线的线路分裂导线的线路，仍可按上式计算其电纳，