第2章电力网各元件的等值电路和参数计算

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1、浙江工业大学信息学院浙江工业大学信息学院1教教 师：陈明军讲授师：陈明军讲授浙江工业大学信息学院王晶浙江工业大学信息学院王晶22-0 本章框架本章框架电力网元件电力网元件 变压器变压器 标幺值标幺值 参数参数 电路电路 架空线架空线 参数参数 电路电路32-1 架空输电线路的参数架空输电线路的参数第第2章章 一一 结构结构 二二 参数计算参数计算 三三 例题例题4电力线路包括：电力线路包括：输电线路和配电线路输电线路和配电线路 从结构上分为：从结构上分为： 架空线路架空线路电缆线路电缆线路一一 结构结构2.1节节5 架空线路由导线、避雷线（即架空架空线路由导线、避雷线（即架空地线）、杆塔、绝缘

2、子和金具等主要部地线）、杆塔、绝缘子和金具等主要部件组成。件组成。1 架空线路架空线路（）（）导线导线 避雷线避雷线杆塔杆塔绝缘子绝缘子金具金具2.1节节一一 结构（续结构（续1）6导线导线v 用来传导电流，输送电能用来传导电流，输送电能v 主要由铜主要由铜(T)、铝、铝(L)、铝合金、铝合金(HL)和钢和钢(G)制成制成v 结构分为单股导线、多股导线结构分为单股导线、多股导线(J)、钢芯铝绞、钢芯铝绞线线(LGJ)2.1节节1 架空线路（续架空线路（续1）铝铝钢钢绞线绞线7LGJ-4002.1节节1 架空线路（续架空线路（续2） 导线型号后的数字代表主要载流部分导线型号后的数字代表主要载流部

3、分( (非整根导线非整根导线) )额定截面积的平方毫米数额定截面积的平方毫米数注意注意LJ-50铝绞线铝绞线标称截面积标称截面积为为50mm2钢芯铝钢芯铝绞线绞线主要载流部分主要载流部分(铝铝线部分线部分)的额定截的额定截面积为面积为400mm2？8避雷线避雷线v 避雷线又称架空地线，用来将雷电流引避雷线又称架空地线，用来将雷电流引入大地，以保护线路免受雷击入大地，以保护线路免受雷击v 一般用镀锌钢绞线，也有用钢芯铝绞线一般用镀锌钢绞线，也有用钢芯铝绞线的的2.1节节1 架空线路（续架空线路（续3）9杆塔杆塔v 按用途：按用途：直线杆塔直线杆塔、耐张杆塔耐张杆塔、转角杆转角杆塔塔、终端杆塔终端

4、杆塔、跨越杆塔跨越杆塔和和换位杆塔换位杆塔等等( () )。 v 按材料：按材料：木杆木杆、钢筋混凝土杆钢筋混凝土杆、铁塔铁塔( () )。2.1节节1 架空线路（续架空线路（续4）10绝缘子绝缘子v 用来支撑或悬挂导线、并使导线与杆塔绝缘的一用来支撑或悬挂导线、并使导线与杆塔绝缘的一种瓷质、钢化玻璃或高分子合成材料制作的元件。种瓷质、钢化玻璃或高分子合成材料制作的元件。v 种类：针式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担绝缘子种类：针式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担绝缘子v 可根据绝缘子的片数判断线路的电压等级可根据绝缘子的片数判断线路的电压等级2.1节节1 架空线路（续架空线路（续5）11直线杆塔上悬式绝

5、缘子串中绝缘子数量直线杆塔上悬式绝缘子串中绝缘子数量 线路额定电压线路额定电压kV35631102203305007501000每串绝缘子数每串绝缘子数3571317192528363946502.1节节1 架空线路（续架空线路（续6）浙江工业大学信息学院王晶浙江工业大学信息学院王晶12金具金具v 用来连接导线和绝缘子串的金属部件用来连接导线和绝缘子串的金属部件v 种类：线夹、联结金具、接续金具和保护金具等种类：线夹、联结金具、接续金具和保护金具等2.1节节1 架空线路（续架空线路（续7）132 电缆线路电缆线路v 结构：导体、结构：导体、绝缘层、包护层。绝缘层、包护层。v 构造：多股构造：多

6、股铜绞线或铝绞线铜绞线或铝绞线v 单芯、三芯和单芯、三芯和四芯电缆。四芯电缆。2.1节节一一 结构（续结构（续2）浙江工业大学信息学院王晶浙江工业大学信息学院王晶142.1节节二二 参数计算参数计算架空输电线路的导线型号架空输电线路的导线型号LGJ-185，计算直径为，计算直径为19mm，导线水平排列，相间距离为，导线水平排列，相间距离为4m。怎么办？怎么办？15二二 参数计算参数计算 图中图中r0、L0、C0和和g0为每单位长度的电阻、电感、为每单位长度的电阻、电感、电容和电导值。电容和电导值。r0g0 jw wC0jw wL02.1节节161 电阻电阻1) 直流电阻直流电阻2) 交流电流下

7、的有效电阻交流电流下的有效电阻3) 电力线路的有效电阻电力线路的有效电阻4) 温度温度tC下的有效电阻下的有效电阻 2.1节节二二 参数计算（续参数计算（续1）17直流电流通过导线时，导线单位长度电阻直流电流通过导线时，导线单位长度电阻r为：为：1) 直流电阻直流电阻 SrW W/km2.1节节1 电阻（续电阻（续1）导线材料的电阻率导线材料的电阻率(W Wmm2/km)导线的额定截面积导线的额定截面积(mm2)，对于钢芯铝线，对于钢芯铝线指铝线部分的截面积。指铝线部分的截面积。浙江工业大学信息学院王晶浙江工业大学信息学院王晶182) 交流电流下的有效电阻交流电流下的有效电阻v 集肤效应和邻近

8、效应，导线的有效电阻与直流集肤效应和邻近效应，导线的有效电阻与直流电阻的比值，随频率和导线截面积的增大而增大。电阻的比值，随频率和导线截面积的增大而增大。v 50Hz60Hz和额定截面积小于和额定截面积小于400mm2，用，用直流电阻代替有效电阻。直流电阻代替有效电阻。2.1节节1 电阻（续电阻（续2）大了还是大了还是小了？小了？SrW W/km193) 电力线路的有效电阻电力线路的有效电阻(a)多股绞线的实际长度多股绞线的实际长度比导线长度约增加比导线长度约增加2%3% (b)导线的实际面积通常略小于标称截面积导线的实际面积通常略小于标称截面积(c)集肤效应集肤效应经修正后的导线电阻率采用下

9、列数值：经修正后的导线电阻率采用下列数值： 铜：铜： = =18.8 W Wmm2/km； 铝：铝： =31.5 W Wmm2/km ；2.1节节1 电阻（续电阻（续3）SrW W/km204) 温度温度tC下的有效电阻下的有效电阻 v 工程计算中，可以直接从电工手册中查出工程计算中，可以直接从电工手册中查出20C时各种导线的电阻值。时各种导线的电阻值。v 温度温度tC下的有效电阻为下的有效电阻为：)20(120 trrt 铜铜 (1/C)铝铝 (1/C)00382.0 0036.0 2.1节节1 电阻（续电阻（续4）W W/km温度温度tC时导线电阻时导线电阻20C时导线电阻时导线电阻电阻温

10、度系数电阻温度系数212 电感电感1) 基本算式基本算式2) 三相输电线路等值电感三相输电线路等值电感3) 分裂导线的三相输电系统分裂导线的三相输电系统 4) 输电线路的等值电抗输电线路的等值电抗 2.1节节二二 参数计算（续参数计算（续2）221) 基本算式基本算式v自感自感v互感互感 v单根长导线自感单根长导线自感 v两根平行长导线互感两根平行长导线互感 2.1节节2 电感（续电感（续1）23i a2.1节节自感自感导线导线a的自感的自感24ib baba2.1节节互感互感导线导线a与导线与导线b的互感的互感25)12(ln20 sDlL 为圆柱形导为圆柱形导线的自几何均距线的自几何均距

11、H/m为真空的导磁率为真空的导磁率 lrlr H/m41 reDs70104 2.1节节单根长导线自感单根长导线自感圆柱形长导线圆柱形长导线单位长度自感单位长度自感26DH/m2.1节节两根平行长导线互感两根平行长导线互感l272) 三相输电线路等值电感三相输电线路等值电感v三相系统对称排列三相系统对称排列v三相系统不对称排列三相系统不对称排列2.1节节2 电感（续电感（续2）浙江工业大学信息学院王晶浙江工业大学信息学院王晶28cDabDDr通以三相对称正弦电流：通以三相对称正弦电流： cacbabaaaaiMiMiL cbasiDliDliDl)12(ln2)12(ln2)12(ln2000