电力系统稳态分析PPT课件

第三节电力线路参数和数学模型，一.电力线路结构简单电力线路可以根据结构分为架线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和配件等电缆：导线、绝缘层、保护层等1 .架空线路的导线和避雷线导线：主要来自铝、钢、铜等材料钢丝部分的额定截面积主要通电部分的额定截面积j表示加强型，q表示轻量j表示多线材表示材料，其中l表示铝，g表示钢，t表示铜，HL表示铝合金，例如LGJ400/50表示通电额定截面积400，钢丝额定截面积50的一般钢芯铝线。 架空线路的标签，为了提高架空线路的性能的措施目的：减少电晕损失和线路电抗。 多层配置的规律是，中心有芯线，从内侧向外侧，第一层为6根，第二层为12根，第三层为18根，以下同样扩径的导线人为地扩大了线径，但通电部分的截面积不增加。 不同之处在于，支撑层没有充满铝线，只有6根，发挥了支撑作用。 分裂导线也称为复线导线，把各相导线分成几本书，互相保持一定的距离。 接线容量增加。 2 .架空线路绝缘子架空线路使用的绝缘子，针点： 35KV以下的线路悬垂式： 35KV以上的线路，通常可以根据绝缘子列上的绝缘子的片数来判断线路电压水平，一般来说绝缘子承担1万v左右的电压。 3、架空线路转换问题的目的是减少三相参数的不均衡转换周期：在一定长度内有两次转换，三相导线分别位于三个不同的位置，完成一次完全循环。 滚动式索引塔索引是指：2.电力线路参数(1)电力线路的阻抗，1 .有色金属导线架空线路的电阻有色金属导线是指铝线、钢芯铝线和铜线各相的每单位长度的电阻：其中， 铝的电阻率为31.5铜的电阻率考虑18.8温度的影响：在实际计算中需要考虑以下因素： (1)引线流过三相交流时，由于表皮效应和接近效应，交流电阻比直流电阻稍大。 (2)导线大多是由多根导体捻合而成的，因此导体的实际长度大约2%3%。 (3)一般导线的实际截面积比以导线形式中标的截面积稍小。 (4)高压输电线路中，导线一般采用钢芯铝绞线，在计算电阻时，总是省略在钢芯部分流动的电流，用铝导线的截面积和电阻率来计算导线整体的电阻。 2线路的电抗是指，当交流电流流过三相导线时，交变磁场与导线链接，使磁通变化，在导线上产生感应电动势。 在电力系统的稳态分析中，该感应电动势用电抗中流过电流引起的电压降来代替。 导线的半径为r，流过的电流为I，电流密度均匀的话，导线内部和导线外部就会产生磁通。引线外部链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、交链、 对于从导线中心开始半径方向厚度为1m的中空圆柱体，磁通为：该磁通包围导线整体，因此，与其对应的交链磁通为：单位长度的导线从表面开始半径为d的中空圆柱体体内的所有外部磁通上形成的交链磁通为：同样地，在单位长度的引线外侧的点X1 (引线的中心到引线外侧的点X2 (从引线的中心到D2 )间的中空圆柱体内的磁通全部成为交链磁通：引线的内部交链磁通，流过引线内的半径x(xr，则a线表面与来自a线Dax的x点之间的电位差可以视为2个电位差的重叠。 一种是在b线没有电荷的情况下，a线自身的电荷产生电场引起的a线表面和点之间的电位差，二种是在a线没有电荷的情况下，b线的电荷产生电场引起的a线表面和x点之间的电位差，在b线没有电荷的情况下，a线自身的电荷产生电场引起的a线表面和点之间的电位差，在a线没有电荷的情况下b线的电荷产生由电场引起的a线表面与x点之间的电位差，根据计及单相线路上式：如果x点处于无限远，则测量b线时的a线的绝对电位同样地，测量a线时的b线的绝对电位为：同时测量两线时的2线间的电位差为：因此，2线间的电容如果看作a线对的中点和b线对的中点的电容的串联，则a线(或b线)对的中点的容量为：如果将自然对数换算为常用对数，将m换算为km，则C1为：进一步相乘，得到电容器b1，如果得到：(2) .三相架线的电容器，如图所示，可以任意地如果引线半径r极小，则a相引线表面与来自a相引线的x点之间的电位差可视为3个部分的电位差。 一种是b、c导线没有电荷的情况下，a相导线自身的电荷由电场引起的a相导线与x点的电位差，二种是a，c导线没有电荷的情况下，b相导线自身的电荷由电场引起的a相导线与x点的电位差，三种是a，b导线没有电荷的情况下，c相导线自身的电荷由电场引起的a相导线与x点的电位差， 它们的重叠如下，如果考虑无限变大的情况下的三相对称的条件，则在该情况下，a相的绝对电位：同样地，如果数a、c相，则b相导线的绝对电位为：如果数a、b、c三相，则a、b相导线间的电位差为：上式实际上进入第二阶段后，a相导线位于原c相，b相位于原b相，a、b相导线间的电位差为：进入第三阶段后，再次：电荷沿线路全长均匀分布，取三者的平均值位移后，a、b相导线间的电位差：令，式中Dm 类似地得到a，在c相导线间的电位差：三相对称条件下：a相导线对中点的电位差：可重新计算：因此，a相(或b、c相)对中点的容量为：将自然对数换算成常用对数，将m换算成km，取得：重新乘法运算，得到最常用的计算式：式中， b1导线单位的长度可以得到电感受器(S/km )，架空线路的电感受器的变化不大，一般来说，(3)分割导线的电纳：2 .架空线路的导电线路的导电取决于沿绝缘体列的泄漏和电晕绝缘体列的泄漏：通常， 小电晕：强电场使导线周围的空气电离现象导线周围的空气电离的原因：由于导线表面的电场强度超过了一定的阈值，空气中的离子具有充分的动能，使其他未带电的分子电离，使空气部分导电。为了确定基于电晕的电导率，(1) .为了确定导线表面的电场强度，在中性点接地的单相导线：在此，“(2) .电晕开始电场强度、大气压、空气的相对密度、天气系数、粗糙度系数中的：b、m、2，1 (3) .采用电晕开始电压或临界电压：分割导线的情况下，电晕临界电压为：n:分割导线的根数Km:分割导线表面的最大电场强度，d:分割导线的两根导体间的距离，经常被称为分割间距，以上的两式被称为三相三角排列的导线三相水平排列时，边相导线的电晕临界电压比上式低6%，中间相低4%。 线路的实际运行电压超过电晕临界电压时，会发生电晕！ (4) .各相电晕损失功率、pc:各相电晕损失功率(kw/km):线路的实际运转相电压(kv):和空气的相对密度、频率、导线的几何尺寸等相关系数三角排列的单线线路上，用像素的经验式表示：(5) . 电晕损耗功率与电压的平方成比例，将其与泄漏功率损耗一起按下式表示线路的电导：、g1:每线路长度的电导(S/Km)Pg:三相线路的泄漏和电晕损耗功率(KV/Km ) 因为可以近似U:线路的线路电压的注意：通常很小，所以在设计线路时，验证了所选导线的半径是否满足在晴天不产生电晕的要求，但通常可以是g=0，总结： 电力线路的每相导线的单位长度参数的计算公式为：(2)电抗，分割导线时，改变导线周围的电场和磁场分布，等效地增大导线半径，减小导线的电抗时，电抗为： Dm:三相导线的几何平均距离req:的分割导线的等效半径n:的各相导线的分割根数，(3)在采用电荷、分割导线的情况下，将上式中的r交换为req即可，(4)在采用电晕开始电压或临界电压、分割导线的情况下， 电晕临界电压会变化为：n:分割导线根数Km:分割导线表面的最大电场强度，例题： 500KV线路使用4LGJ-300/50分割导线，具有直径24.26mm、分割间距450mm的导线结构。 三相水平排列，相间距离为13m，如图所示。 线路长度为600公里。 计算线路单位的长度电阻、电抗、电导、电接受。 解：线路单位长度的电阻、电抗、电导、导纳、几何平均距离：(1)公里的电阻：(2)公里的电阻：(3)公里的电阻：(4)电晕开始电压： 3 .计算电力线路的等效计算可以为原始电力线路的等效单相电路：计算电力线路的每单位长度的电阻、电抗、导纳和电导。 电力线路一般不长，需要分析的是两端的电压、电流和功率，大多不考虑线路的分布参数的特性。 求出电力线的单位长度参数后，知道某线的总长度l后，线的各相的总电阻、电抗、导纳、电导分别为：这就是线的集中参数。 一般将线路集中参数用作各相线路的等效电路。 1 .短线路，长度不超过100Km的架线和短电缆线路，电压在35Kv以下，能够忽略纳米b和电导g，其等效电路为：，jx，中：令：电路方程式为：其中：2 .中等的线路等效电路为：1，流过串联阻抗z的电流：由此：流过始端电流：由此：其电路方程式为：电路路线介绍了上述两端口电路的方程式：从而：3 .长线路，长线路超过300Km的架关于这样的线路，不能不考虑它们的分布参数的特性。 2、每单位长度的线路的阻抗和导纳，即表示从线路末端开始的长度为x的电压和从终端开始的长度的电压和电流长度的微元。长度为的线路，串联阻抗下的电压降：电流的减少量为并联导纳，分支电流：(1)，(2)，即，(1)线路方程式，以上的2式对x微分，在，(3)，(4)式中引入(1)式，在(3)式中引入(2)式：(5)，(6)式中引入定义(8)式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _线路传播系数是，(7)、(8)代入：初始条件：时，1244444空气空气，线路始端的电压、电流：(14 )。 在上图那样的双端口电路中，电路方程式为：(15 )、(14 )和(15