2.1电力线路的数学模型探究.ppt

* 第2章 电力网的正序参数 和等值电路 从本章开始转入电力系统的定量分析和计算。介绍电力线路和变压器的特性和数学模型以及具有多个电压等级的电力网络等值电路。 2.1 电力线路的数学模型 2.2 变压器的数学模型 2.3 标幺值和电力网等值电路 电力线路按结构可分为：架空线路和电缆线路 架空线路 导线：传输性能 避雷线（架空地线）：将雷电流引入大地以保护电力线路免受雷击 杆塔：支持导线的避雷 金具：支持、接续、保护导线和避雷线，联络和保护绝缘子 绝缘子：保证导线和杆塔间的绝缘 架空线路型号LGJQ-400：轻型钢芯铝绞线，主要载流部分（铝线）的额定截面积为400mm2 普通使用钢芯铝绞线，对机械强度要求不高的低压线路多用铝绞线，仅在跨越江河等特大跨距，承受机械应力很大的一段，采用合金绞线或钢绞线。 2.1 电力线路的数学模型 一、电力线路的分类和特点 认识架空线路的标号 ×× × × × — ×/× 钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料，其中：L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示 铝合金 例如：LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额定截面积为50的普通钢芯铝线。 LGJJ表示加强型钢芯铝线； LGJQ表示轻型钢芯铝线 电缆线路 导线：传输性能 绝缘层：使导线与导线，导线与包护层互相绝缘 包护层：保护绝缘层，并且防止绝缘油外溢和水分侵入作用 占地面积少，供电可靠，不易受到外力破坏，对人身较安全且不影响环境美观； 价格较高（电压越高，价格越高），检修费时。 分裂导线：利用导体的集肤效应（电流分布在导体表面） 220kV及以上超高压架空线路，为减小电晕放电和单位长度电抗，普遍采用分裂导线，如上图由4根相同的钢芯铝绞线并联构成的复导线，各根导向之间每隔一定长度用金具支撑，一般最大为4分裂。 二、电力线路的两个概念 杆塔换位 目的在于减小三相参数不平衡。 A B C 按规定长于200km的线路应进行换位。 概念 实际上，交流电流通过导线时导线的有效电阻不等于直流电流下的直流电阻。（频率、截面积） 但对于铜、铝绞线（含铜芯铝绞线），在一般电力计算中，都可用直流电阻代替有效电阻。 计算方法 查产品手册，得到单位长度电阻（多为20℃时有效电阻） 公式计算： 温度修正 三、电力线路的电气参数 α为温度系数 1、电阻 架空线路的电抗 也可写为 2、电抗 电缆的电抗 电缆的电感计算相当复杂，一般可从产品手册查找或实际测量。 由于电缆截面积尺寸很小，其单位长度的电抗比架空线路小得多。 分裂导线的电抗 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。 110kV以下的架空线路，与线路电压有关的有功损耗主要是由绝缘子表面泄露电流所引起，一般可以忽略不计。 3、电导 实际上，在设计线路时，已检验了所选导线的半径是否能满 足晴朗天气不发生电晕的要求，一般情况下可设g1=0 110kV以上的架空线路，与线路电压有关的有功功率主要是由电晕放电所引起。 电缆线路与电压有关的有功损耗主要是绝缘介质损耗，计算方法同上式，只不过⊿P0为三相介质损耗。 电晕临界电压 通常经过测量或查数据手册而得。 4、电纳 架空线路的电纳 分裂导线的电纳 电缆线路的电纳 等值电容 根据导线单位长度的电阻、电抗、电导、电纳，可得出电力线路的单相等值电路。 四、电力线路的稳态方程和等值电路 采用上述电路计算复杂，而电力系统分析主要关心的是线路两端的电压、电流和功率。 集中参数 表示 按线路长度划分（其中长线路须考虑分布参数特性）： 短线路：35kV及以下的100km以下的架空线或不长的电缆线路； 中等长度线路：100km~300km的架空线或100km内的电缆线路； 长线路：超过300km的架空线或100km的电缆线路。 短线路等值电路（一字型） 忽略对地电导和电纳