Deq D12 D23D31
3
1
2
3
பைடு நூலகம்
三条导线水平排列
Deq 3 DD2D
D 2D
D
D m 0 . 1445 lg 0.0157( / km) x1 r 经过对数运算后，式（2- 4）又可写成 内电抗
D m 0 . 1445 lg ( / km) x1 ' r
将f=50Hz， μr=1代入式（2-3）中可得
U cr Ecr r ln U cr
Dm D 49.3m1m2r lg m r r 为相电压的有效值，以 KV为单位
电晕临界电压Ucr的计算
1 对于三角排列和一字排列的边导线按上述公式计算
2 一字排列的中间导线Ucr较上式低5%
3 晴天运行相电压等于Ucr时，电力线路不会出现电晕现象 4 电力线路运行相电压小于Ucr时，g1＝0 5 对于60kv及以下的电力线路，不必验算Ucr
eq
0.0157 ( / km ) n
当在一相分裂导线中是在边长为d的等边多边形的顶点上 对称分布时，电流在分裂导线中是均匀分布的，每一相可看 作一根等值导线，其等值半径为
r
eq
n r d 1i
i 2
n
式中，r—每根导线的半径； d1i—第1根导线与第i根导线间的距离，i=2，3，…，n
2. 钢导线集肤效应强，电抗成为电流的函数。 钢导线导磁、集肤效应明显，r钢很大，不能采 用上面推导的阻抗公式。
3、电纳 1）单导线每相单位长度的电纳C1：
C1
0.0241 106 ( F / km) D lg m r
（2-7）
式中，r—导线半径（cm或mm）； Dm —三相导线的几何平均距离（cm或mm)。 那么，单导线每相单位长度的电纳为
D m 2 f ( 4 . 6 lg 0.5 ) 10 ( / km) x1 r r
4
（2-3）
式中，r—导线的计算半径； μr—导线的相对导磁系数，对铜和铝， μr=1； f—交流电的频率(Hz)； Dm—三相导线的几何平均距离， D m 3 D ab Dbc Dca Dab、Dbc、Dca分别为导线AB、BC、CA相之间的距离。 另外符号
③ 实际制造的导线截面积S实际<S额定。
r＝

S
/ km
t℃时的电阻值rt的计算：
rt r20 [1 (t 20)]
α ：电阻温度系数
铜α =0.00382 (1/℃)
铝α =0.0036 (1/℃)
2、电感
根据电磁场理论的基本知识
L

i
AB M AB iB
H /m
电力系统容易产生电晕的三处地方
在变电所母线两端的耐张线夹处，其电晕主要是因为母 线尾端剪切不平滑并带有毛刺，以及耐张线夹与绝缘子连 接的穿钉上的开口销比较尖锐，易产生电晕。 在线路的耐张杆塔处，因为耐张杆塔跳线的两端剪切不 平滑，易产生电晕，耐张线夹与绝缘子碗头穿钉上的开口 销也易产生电晕。 在直线杆塔上，主要是因为悬垂线夹与挂板连接的穿钉
由于三相线路是对称的，因此只画一相即可。线路的 四个参数实际是沿线均匀分布的。
为了简化计算，工程上按照输电线路的长度，将其分为 短线路、中等长度线路和长线路。对于短线路和中等长度线 路可用集中参数等值电路表示。
1.短输电线路：电导和电纳忽略不计 • 长度<100km • 电压60kV以下 • 短的电缆线
（2-4）
（2-5）
式中，r’=0.0799r，称为几何平均半径。 注：式（2-3）--（2-5）是按单股导线的条件推导的。 对于多股铝导线或铜线r ’/r小于0.799，而钢芯铝铰线的r’/r可
取0.95。
由（2-5）可见，电抗x1与几何平均距离Dm、导线半径r 为对数关系，因而Dm 、r对x1的影响不大，在工程计算中对 于高压架空电力线路一般近似取x1=0.4Ω/km。
线路的电导近似为
g≈0
例
∵主要载流的截面积相等
∴分裂导线和普通导线的单位长度电阻相等的
分裂导线更有效减小电抗 分裂导线的电纳偏大（电抗小的方案，电纳必大）
分裂导线临界电压更高，更有利于避免电晕发生
输电线路等值电路
电力线路的数学模型就是以电阻、电抗、电纳 和电导来表示线路的等值电路。（集中参数电路）
z＝r+jx Y＝G+jB
电力线路全长的参数： R＝r1l G＝g1l ( ) ( s ) X＝x1l ( ) B＝b1l ( s )
电缆线路的参数一般是查手册
例 110kV架空输电线路的导线型号为LGJ185，导线水平排列，相间距离为4m。求线路参数。由手册 查得LGJ-185的导线计算直径为19mm。 解：线路的电阻：
铜：18.8Ω·mm2/km，铝：31.5Ω·mm2／km
r＝

/ km
考虑：采用了非标准电阻率→电阻率 增大的原因？
标准：铜：1.7Ω.mm2/km，铝：2.9Ω.mm2/km
电阻率增大的原因：
① 交流电存在集肤效应，产生温度升高，如同增加电 阻值。 ② 多股绞线采用使得导线实际长度增加→单位长度的 电阻值增加。
院系：能源系
讲师：王海军
从本章开始将转入电力系统的定量分析
和计算。这一章阐述两个问题：电力系统中
生产、变换、输送、消耗电能的四大部分—
—发电机组、变压器、电力线路、负荷的特
性和等值电路；由变压器和电力线路构成的 电力网络等值电路。
架空线路的参数及等值电路 变压器的参数及等值电路 发电机和负荷的参数及等值电路 标幺制及电力系统的绘制
自几何均距
对于非铁磁材料制成的圆柱形导线 • 单导线自感：
0 2l L (ln 1) 2 Ds
DS re
1 4
• 平行导线间互感： M 0 (ln 2l 1) 2 D
H /m
轴间距离
3、电抗
三相电力线路对称排列，若不对称，进行完整换位。 1）单导线每相单位长度的电抗x1：
上的开口销尾端比较尖锐，也易产生电晕。
减少电晕有两种途径
将电力系统电压降低，使电压达不到电晕的起始电压， 但是这种方法不符合电力系统的运行要求，基本不能
运用。
减少导体电极曲率半径小的部位。这是减少和防止电 晕的最佳途径。
电晕放电现象影响
电晕放电现象会使空气中的气体发生电化学反应，产生 一些腐蚀性的气体，造成线路的腐蚀。发出可闻噪声有时会 超过环境规定的值。电晕放电过程中不断进行的流注和电子 崩会形成高频电场脉冲，形成电磁污染，影响无线电和电视 广播。但是电力系统中的电晕现象也可以有效的降低雷电冲 击波对电力系统的损坏，对操作过电压也有一定得限制作用。 随着我国西电东送计划的实施，输电电压等级逐步提高， 500kV的输电线路和变电所相继落户于全国各地。输电电压等 级的提高给防止电晕提出更高的技术要求，还需要不断探索 出新方法
• DS——导线的自几何均距
单股线：
DS re

1 4
铝绞线：
Ds (0.724 0.771) r
钢心铝绞线： Ds (0.77 0.9) r
2）分裂导线单位长度的电抗 x1: 分裂导线改变了导线周围的磁场分布，等效地增大了导线 的半径，从而减少了每相导线单位长度的电抗。
x1 0.1445 lg Dm r
线路的电阻
31.5 r 0.053 s 2 300

/ km
水平排列时三相导线 的互几何均距
Deq 3 DD2D 1.26D
Ds (0.77 ~ 0.9)r
mm
每根钢芯铝绞线的自几何均距
2分裂导线的自几何均距 23.5 Dsb Ds d 0.9 400 65.04 2
线路的电纳：
b 7.58 7.58 106 106 2.78106 Deq 1.26 4000 lg lg 19 0.5 Ds S / km
线路的电导近似为g≈0
例 有一330kV架空输电线路，导线水平排列，相间距离为8m，每相 采用2×LGJQ300 解 : 分裂导线，分裂间距400mm。求线路参数。手册查得LGJQ300的导线计算直径为 23.5mm ＝31.5 。 mm2 / km 铝的电阻率
1
3
7
4
2
8
10
5
接地装置俯视图
1－避雷线；2－双分裂导线； 3 －塔头； 4 －绝缘子； 5 －塔 身；6－塔腿；7－接地引下线 ；8－接地装置；9－基础；10 －间隔棒；
7
8 9
6
图2-4
输电线路的组成元件 （猫头塔）
架空线路的参数
1、电阻
20℃时，单位长度有色金属导线的直流电阻：
S ρ：导线电阻率 Ω·mm2/km S：导线载流部分的额定截面积(mm2 )
31.5 r 0.17 s 185
＝31.5
mm / km
2

/ km
水平排列时三相导线的互几何均距 Deq 3 DD2D 1.26D
钢芯铝绞线的自几何均距
取
Ds (0.77 ~ 0.9)r
Ds 0.88r
线路的电抗：
x 0.0628ln Deq Ds 0.1445lg Deq Ds 0.1445lg 1.26 4000 0.402 0.8819 0.5 / km
• 线路阻抗
Z R jX rl jxl
短线路的等值电路
2.中等长度的输电线路
110kV～220kV 架空线：100km～300km 电缆：<100km
线路电纳忽略不计
参数：
Z R jX rl jxl Y G jB jB jbl