电气工程基础第四章m.ppt

电气工程基础 上海交通大学电气工程系 输电线的参数及模型 主要内容 电力线路及结构电力线路参数及计算三相输电线模型 电力线路及结构 架空线路由导线 避雷线 或称架空地线 杆塔 绝缘子和金具等主要元件组成 电力线路参数及计算 电阻r 电抗x 电导g和电纳b 输电线的电阻 电阻温度系数交流电阻和直流电阻的差别 集肤效应 输电线路电抗 输电线路的电抗与磁场有关 电感系数当磁链随电流作线性变化时 电感系数有下面的关系式 输电线路电抗 从每相输电线所匝链的磁通链导出每相输电线电感用全电流定律 安培定律 来求得磁场与电流关系 磁场强度沿任一闭合回路的线积分等于该闭合回路所包围的全电流 输电线路电抗 由于对称关系 故有 1 在距导线外部x处的外部磁场可简化磁感应强度 磁通密度 与磁场强度有下列关系 输电线路电抗 在空气中穿过导线外表面的磁通量或磁通链为单位长度磁通链 输电线路电抗 2 当时 即导线内部磁场强度为式中得 输电线路电抗 磁通密度导线内部单位长度磁通链为对于单位长度导线所匝链的全部磁通链 为 输电线路电抗 铝或铜或钢芯铝线则其 输电线路电抗 在n根导线系统里 每一根导线流过的电流为 且有对于第j根导线单位长度所匝链的磁通链 j是所有导线产生匝链导线j的磁通链之和 即 计算距导线j为距离Dij的磁通链为 输电线路电抗 三相输电系统的每相电感 1 对称排列 三相输电系统的每相电感 2 不对称排列为三相导线间的几何间距 三相输电系统的每相电感 3 双回路三相输电线每相电感4 分裂导线的三相输电线电感Web m分裂根数为2时分裂根数为3时分裂根数为4时由于等值半径增大 RS r 因而分裂导线使电感减少 输电线的电纳 输电线路的电纳是与导线周围电场有关 当导线中通有交流电流时 其周围就存在电场 电场中任一点电位与导线上电荷密度成正比 而电位与电荷密度的比例系数的倒数就是电容三相输电线每相电纳为 r本身半径 输电线路电导 电导是用来反映泄漏电流和空气游离所引起的有功功率损耗的一种参数电晕现象就是架空线路带有高电压的情况下 当导线表面的电场强度超过空气的击穿强度时 导线附件的空气游离而产生局部放电现象 线路开始出现电晕的电压为临界电压Vcr 三相输电线模型 等值电路和各种运行特性 本节主要从分布参数电压 电流特性导出输电线在稳态交流电压作用下 线路两端电压和电流关系 并由此得到输电线 输电线路方程和等值电路 输电线路的电压 电流图 输电线路方程和等值电路 电流I在dX微段阻抗中的电压降 流入dX微段并联导纳中的电流 忽略二阶微分 推导出 输电线路方程和等值电路 再对进行一次求导 特征方程 特征方程式的根 输电线路方程和等值电路 微分方程的解 同理可得 当X 0时 输电线路方程和等值电路 均匀长线方程 当x l 则线路始电压 电流方程为 输电线路方程和等值电路 同二端口网络的通用方程相比较 输电线路方程和等值电路 输电线路方程和等值电路 输电线路方程和等值电路 输电线路方程和等值电路 在电力系统分析中常用 型等值电路 对 型电路可列出它的始末端电压 电流关系式 输电线路方程和等值电路 与前式相比较 则 输电线路常数及传输矩阵 输电线路常数及传输矩阵 为输电线传输矩阵 A B C和D为输电线路常数 它们有下列关系 输电线路常数及传输矩阵 均匀长线的常数值 输电线路常数及传输矩阵 短线路 中等长度线路 输电线路常数及传输矩阵 两部分输电线串联 输电线路常数及传输矩阵 对于并联 则将两部分导纳矩阵相加 均匀长线特性概念 均匀长线特性概念 在线路上以电磁波形式输送电能 在线路末端将发生反射 在线路上不仅有前进的波 还有反射波 线路上的电流和电压是前进波及反射波的合成 它们各以相同的速度及相反的方向移动 反射波增加了线路中的电压和电流 传播速度为 均匀长线特性概念 当输电线路末端接上一负载阻抗等于特性阻抗ZC时 均匀长线特性概念 距线路末端 X 1 和X处的电压 电流的比值 均匀长线特性概念 特性阻抗ZC 均匀长线特性概念 始末端功率 均匀长线特性概念 传输效率 当 0 即有损耗线路 此时 1 当 0 即无损耗线路 此时 1 传输效率最高 此时线路传输的功率或者负载所消耗的功率称为线路自然功率 即 其中 表示共轭 均匀长线特性概念 表4 2输电线路的自然功率 均匀长线特性概念 线路上任一点电压和电流同