第三节电力系统元件参数及等值电路。
架空线:导线、避雷线、杆塔、绝缘子(图1-20,p18)、换位电缆。
2 电力线路的电磁现象和参数。
线路的电磁现象和参数。
线路电流:发热,消耗有功功率→r
交流电流→交变磁场→感应电势(自感、互感)抵抗电流→x
电流效应→串联。
线路加电压:
绝缘漏电(较小),一定电压下发光、放电(电晕)→r′(g)
电场→线/线、线/大地电容→交变电压产生电容电流→x′(b)
电压效应→并联。
分别用单位长(每公里)参数r、x、g、b表示。
架空线受气候、地理、架设的影响,r、x、g、b要变。
电缆尺寸标准化,受外界影响小,一般不变(不予研究)。
r = s (欧/公里)
:计算用电阻率,欧、毫米2/公里,铜18.8,铝31.5(20℃)
s:额定导电截面积、毫米2
:略大于直流电阻率,原因:集肤效应、绞线、s>实际截面。
推导方法提示(自学,采用磁场理论)
首先分析导线的磁场:
导线电身自流产生。
邻近导线电流产生。
再分析导线所交链的磁链:
自磁链。互磁链。
注意点:助磁、去磁的确定。
导线内部磁链(内磁链)所套导线不是一整数匝(分数匝)其内电感与导线直径无关,是常数(μ为常数时)。
导线电感(结论)(图示导线排列)
单相交流输电线每根导线的电感:
亨/米)其中 d12:两导线间距离,米。
r′= 计及内磁链等值半径(r0导线半径),米。
单相输电线中,另一导线电流对其的互感起去磁作用。
三相导线的电感:
对称排列亨/米。
deq:导线间距离,米。
不对称排列(经换位),同上,但,几何均距。
d12、d23、d31:三相导线两两之间距离,米。
**导线电感(经过换位):
亨/米。米,几何平均等值半径,r:**导线中心所在圆周的半径。
导线电抗(结论)
欧/公里。欧/公里(单相)
欧/公里(三相对称或换位)
欧/公里(三相**换位)
其中。注意点:
deq、、单位一致。
=0.779r0适用于单股线,多股绞线<0.779r0
钢芯绞线》0.779r0
钢导线由于μ不是常数,与r0关系不确定,一般x实测。
经验数据:不**110/220kv,x = 0.4ω/km
l客观存在,取决于deq, (是等值电感,与i大小无关,但与三相电流ia、ib、ic间的关系有关,须满足ia+ib+ic=0,如不满足,则l要变化。
同杆并架,可忽略并架之间两回路的影响。
主要由电晕引起,通过实测,计算:
西门/公里
u:kv(线电压);△pg:电晕损耗有功功率kw/km(三相)
ucr:临界电压、能发生电晕的最低电压,因素:材料表面光滑程度,天气,空气密度,材料半径,三相排列位置,**情况,等。
一般情况下,设计时已考虑晴天不发生电晕,∴g可忽略。
推导方法提示(自学,采用电场理论):研究b,需研究电容c,须先找电位差与电荷的关系,即先要分析导线周围电场情况。
导线的电容。
单相导线法/公里。
每线对中性点(零电位点) 法/公里。
三相导线:对称排列: 法/公里。
不对称排: (经换位)
**导线(经换位))法/公里。
几何平均半径。
导线电纳。西门/公里 (单相)
西门/公里(三相对称或换位)
西门/公里(三相**换位)
注意点:deq、ds、r0单位一致(区别电抗中、);
钢导线也适用;
经验数据,不**法/公里;
大地影响可采用镜象法考虑,但一般可忽略;
c客观存在,取决于deq、ds(r0),是等值电容,与u大小无关,但与三相电压ua、ub、uc间关系有关,须满足ua + ub + uc = 0(qa + qb + qc = 0),如不满足,则c要变化;
同杆并架双回路,可忽略两回路间影响。
3.5 电力线路的等值电路。
推导方法提示:单位长度分布式参数→全长集中参数。
分布参数电路端构成二端口网络;
研究端口处电压、电流间关系,建立和求解微分方程组,推导出用集中参数表示的二端口网络等效,采用π型等值电路表示。
型等值电路与等值参数。
令z:单位长度串联阻抗、y:单位长度并联导纳、l:线路总长)
l >750km:
750≥l≥300km:
l≤300km:
l≤100km,电压等级≤35kv
作业:自学讲义第二章第三节。
思考题。1、采用扩径导线或**导线的主要目的是什么?
kv和500kv线路上每串绝缘子的片数一般为多少?
3、铝线和铜线的电阻率是多少?
4、架空输电线为什么要换位?何谓“完全换位”?
5、架空输电线路的电抗一般为 ω/km左右。
6、架空输电线路的电纳一般为 s/km左右。
7、正常的架空输电线路的电导一般为 s/km左右。
8、架空线路与电缆线路在电气参数上主要有哪些差别?
9、什么是电晕?
10、三相导线等间距水平排列时,边相导线和中间相导线哪个更容易发生电晕现象?
12、什么是“平均额定电压”?它是如何规定的?
13、计算线路的参数时,在什么情况下需要考虑分布参数特性?
14.、补充题1.一回长输电线(单相)末端为纯电阻负荷,首端加电压,问负荷电流与相位之间的关系。
15、补充题2. 上述输电线,若末端空载,问首端电压与末端电压大小之间的关系。
1) 计算题。
习题集 2-1 2-4
第二单元第二章
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