电气工程导论--分裂式

1、高压输电是分裂的发电站巨型升压变压器的输出端(往往也是超高压输电的起点)每相采用两根并联的导线，并且每隔一定距离，导线间还要装一个间隔棒这种每相采用两根或两根以上导线的输电线称为分裂导线又如大亚湾核电站的超高压输电线就是四分裂导线我国从90 年代初开始着手研制，并于1992 年研制成功， 获得了国家专利， 现已批量生产， 并在部分地区应用。低压绝缘分裂导线(以下简称分裂导线) ，不同于常规导线， 它是由三根或四根单芯导线经过某种工艺制造在一起的一种可分裂的导线，或者称导线束， 这种分裂导线不仅仅是形式上与常规导线不同，由于分裂导线可使导线周围磁场分布改变，从而等效地增大了导线半径，减小了导线电

2、抗；同时也改变了导线周围的电场分布， 使导线的电纳也相应增大。分裂导线与常规导线相比有明显的优势，将分裂导线应用于低压配电网，可以减少电压降， 有效地提高线路的自然功率因数， 从而改善中低压电网的电能质量。分裂导线一般是将每相导线用2-4根截面较小的导线组成，分导线间相距0.3-0.5米，可以起到相当于增大导线直径的作用，比总截面相同的大导线，不容易产生电晕，送电能力还高一些。分裂导线主要有应用于330千伏及以上电压的线路上。我国330千伏线路采用双分裂导线，即将架设的500千伏线路将采用分裂导线。超高压输电线路为抑制电晕放电和减少线路电抗所采取的一种导线架设方式。即每相导线由几根直径较小的分

3、导线组成，各分导线间隔一定距离并按对称多角形排列。超高压输电线路的分裂导线数一般取34根那么在超高压输电时，为什么每相要用多根分开的导线?其理由到底是什么呢? 一、使用分裂导线可提高线路的输电能力 因为与单根导线相比，分裂导线能使输电线的电感减小、电容增大，使其对交流电的波阻抗减小，提高线路的输电能力经研究表明：当每相导线的截面恒定时，从单根导线过渡到分裂导线，线路的输送能力随之增加，每相分裂为两根导线时增加21，分裂为三根时增加33%电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时产生变化的磁场，而这个磁场又会反过来影响电流，所以，这么说来，任何一个导体，只要它通过非稳恒电流，就会

4、产生变化的磁场，就会反过来影响电流，所以任何导体都会有自感现象产生电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电

5、路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。 总之，当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势，称为“自感电动势”。 电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时产生变化的磁场，而这个磁场又会反过来影响电流，所以，这么说来，任何一个导体，只要它通过非稳恒电流，就会产生变化的磁场，就会反过来影响电流，所以任何导体都会有自感现象产生电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周

6、围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀

7、开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。 总之，当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势，称为“自感电动势”。 由此可见，电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。 电感线圈：导线中有电流时，其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈，以增强线圈内部的磁场。 电感线圈就是据此把导线（漆包线、纱包或裸导线）一圈靠一圈（导线间彼此互相绝缘）地绕在绝缘管（绝缘体、铁芯或磁芯）上制成的。一般情况，电感线圈只有一个绕组。 变压器

8、：电感线圈中流过变化的电流时，不但在自身两端产生感应电压，而且能使附近的线圈中产生感应电压，这一现象叫互感。两个彼此不连接但又靠近，相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器。分裂导线可使导线周围磁场分布改变, 从而等效地增大了导线半径, 减小了导线电抗； 同时也改变了导线周围的电场分布,（因导体的载流量与导体的散热能力成正比, 而散热能力又与导体的表面积有关）使导线的电纳也相应增大。减少电压降, 有效地提高线路的自然功率因数, 从而改善中低压电网的电能质量。电感起作用的原因是它在通过非稳恒电流时产生变化的磁场，而这个磁场又会反过来影响电流，所以，这么说来，任何一个导体，只要它通过非稳恒电流，就会产

9、生变化的磁场，就会反过来影响电流，所以任何导体都会有自感现象产生电感是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与生产此磁通的电流之比。 当电感中通过直流电流时，其周围只呈现固定的磁力线，不随时间而变化；可是当在线圈中通过交流电流时，其周围将呈现出随时间而变化的磁力线。根据法拉弟电磁感应定律磁生电来分析，变化的磁力线在线圈两端会产生感应电势，此感应电势相当于一个“新电源”。当形成闭合回路时，此感应电势就要产生感应电流。由楞次定律知道感应电流所产生的磁力线总量要力图阻止原来磁力线的变化的。由于原来磁力线变化来源于外加交变电源的变化，故从客观效果看，电感线圈有阻止交流电路

10、中电流变化的特性。电感线圈有与力学中的惯性相类似的特性，在电学上取名为“自感应”，通常在拉开闸刀开关或接通闸刀开关的瞬间，会发生火花，这就是自感现象产生很高的感应电势所造成的。 总之，当电感线圈接到交流电源上时，线圈内部的磁力线将随电流的交变而时刻在变化着，致使线圈不断产生电磁感应。这种因线圈本身电流的变化而产生的电动势，称为“自感电动势”。 由此可见，电感量只是一个与线圈的圈数、大小形状和介质有关的一个参量，它是电感线圈惯性的量度而与外加电流无关。 电感线圈：导线中有电流时，其周围即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈，以增强线圈内部的磁场。 电感线圈就是据此把导线（漆包线、纱包或裸导线）一圈靠

11、一圈（导线间彼此互相绝缘）地绕在绝缘管（绝缘体、铁芯或磁芯）上制成的。一般情况，电感线圈只有一个绕组。 变压器：电感线圈中流过变化的电流时，不但在自身两端产生感应电压，而且能使附近的线圈中产生感应电压，这一现象叫互感。两个彼此不连接但又靠近，相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器。分裂导线可使导线周围磁场分布改变, 从而等效地增大了导线半径, 减小了导线电抗； 同时也改变了导线周围的电场分布,（因导体的载流量与导体的散热能力成正比, 而散热能力又与导体的表面积有关）使导线的电纳也相应增大。减少电压降, 有效地提高线路的自然功率因数, 从而改善中低压电网的电能质量。电感线圈：导线中有电流时，其周围

12、即建立磁场。通常我们把导线绕成线圈，以增强线圈内部的磁场。 电感线圈就是据此把导线（漆包线、纱包或裸导线）一圈靠一圈（导线间彼此互相绝缘）地绕在绝缘管（绝缘体、铁芯或磁芯）上制成的。一般情况，电感线圈只有一个绕组。 变压器：电感线圈中流过变化的电流时，不但在自身两端产生感应电压，而且能使附近的线圈中产生感应电压，这一现象叫互感。两个彼此不连接但又靠近，相互间存在电磁感应的线圈一般叫变压器。分裂导线可使导线周围磁场分布改变, 从而等效地增大了导线半径, 减小了导线电抗； 同时也改变了导线周围的电场分布,（因导体的载流量与导体的散热能力成正比, 而散热能力又与导体的表面积有关）使导线的电纳也相应增

13、大。减少电压降, 有效地提高线路的自然功率因数, 从而改善中低压电网的电能质量。二、限制电晕的产生及其带来的相关危害 由于超高压输电线的周围会产生很强的电场，而架空导线的主要绝缘介质是空气因此当导线表面的电场强度达到一定数值时，该处的空气可能被电离成导体而发生放电现象夜间有时可以看到高压线周围笼罩着一层绿色的光晕(电晕)，其实质是在高压线路中的一种尖端放电现象电晕的出现会消耗电功率和电能，引起电晕损耗 电晕的产生除了损耗输电功率外，还会产生电磁辐射，造成对无线电台、导航设备及电视的干扰，会显著地影响电磁环境的正常状态有时还会产生使人感到烦躁不安的电晕噪声此外，电晕还将使导线表面产生电

14、腐蚀，降低输电线的使用寿命因此，在设计和运行超高压输电线路时，应尽量避免电晕的产生 由于电晕的产生主要取决于导线表面的电场强度的大小，而在相同的工作电压下，导线表面的电场强度大小与其截面有关；当导线的截面愈大，其表面的场强愈小，反之则愈大可见增大导线的截面是一种解决思路但对于超高压线路来说，单纯依靠增大导线截面的办法来限制电晕的产生是不经济的，需另辟蹊径经研究发现：若采用分裂导线，可显著地降低导线表面的场强在减缓电场强度上，分裂导线可以达到和分裂导线一样粗细的单导线同样的效果可见分裂导线相当于增大了每相导线的直径，可限制电晕的产生及带来的相关危害 电晕的产生是因为不平滑的导

15、体产生不均匀的电场，在不均匀的电场周围曲率半径小的电极附近当电压升高到一定值时，由于空气游离就会发生放电，形成电晕。因为在电晕的外围电场很弱，不发生碰撞游离，电晕外围带电粒子基本都是电离子，这些离子便形成了电晕放电电流。简单地说，曲率半径小的导体电极对空气放电，便产生了电晕。 三、使用分裂导线能提高输电的经济效益  采用分裂导线技术不仅能有效地减小电晕损耗，而且在电晕条件相同的电场强度下，分裂导线可允许在超高压输电线上采用更小截面的导线，所以采用分裂导线会降低输电成本在许多国家进行的运行经济比较的结论中，都做出了关于超高压远距离输电线路采用分裂导线更经济合理的结论如在瑞典，把导线分裂成两根的输电成本要比不分裂的低2%14  四、提高超高压输电线路的可靠性 超高压输电线路的稳定性要求很高，而它所经过地区的地表条件和气候往往很复杂如果采用单根导线，若它某处存在缺陷，引起问题的几率较大相反，多根导