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(标准)架空输电线路电气参数计算

IT圈 admin 274浏览 0评论

2024年3月18日发(作者:章安阳)

架空输电线路电气参数计算

1

一、提资参数表格式

提供的线路参数(Ω/km)

导地线

№ 线路名称

型号

1

2

3

4

度(km)

阻 抗 阻 抗 抗

线路长

回路数

正序电正序电零序电零序电互感阻

备 注

2

二、线路参数的计算:

1. 正序电阻:即导线的交流电阻。交流电阻大于直流电阻,一般为直流电阻的1.3倍。

导线的直流电阻可在导线产品样本中查到。

当线路的相导线为两分裂导线时,相当于两根导线并联,则其电阻应除以2。多分裂导线以此类推。

2. 正序电抗:

1)单回路单导线的正序电抗:

X1=0.0029f lg(d

m

/r

e

) Ω/km

式中 f-频率(Hz);

d

m

-相导线间的几何均距,(m);

dm=

3

√(d

ab

d

bc

d

ca

d

ab

d

bc

d

ca

-分别为三相导线间的距离,(m);

r

e

-导线的有效半径,(m);

r

e

≈0.779r

3

r-导线的半径,(m)。

)单回路相分裂导线的正序电抗:

X1=0.0029f lg(d

m

/R

e

) Ω/km

式中 f-频率(Hz);

d

m

-相导线间的几何均距,(m);

dm=

3

√(d

ab

d

bc

d

ca

d

ab

d

bc

d

ca

-分别为三相导线间的距离,(m);

R

e

-相分裂导线的有效半径,(m);

n=2 R

e

=(r

e

S)

1/2

n=4 R

e

=1.091(r

e

S

3

1/4

n=6 R

e

=1.349(r

e

S

5

1/6

S-分裂间距,(m)。

4

2

3)双回路线路的正序电抗:

X1=0.0029f lg (d

m

/R

e

) Ω/km

式中 f-频率(Hz);

d

m

-相导线间的几何均距,(m); a 。 c′。

dm=

12

√(d

ab

d

ac

d

a

b

′d

ac

d

ba

d

bc

d

ba

′d

bc

′d

ca

d

cb

d

ca

′d

cb

′) b 。 b′。

d

ab

d

bc

……分别为三相双回路导线间的轮换距离,(m); c 。 a′。

R

e

-相分裂导线的有效半径,(m);

R

e

6

√(r

e

3

d

aa

′d

bb

′d

cc

′)

国内常用导线的线路正序电抗查《电力工程高压送电线路设计手册》第二版 P18~P19

查表时注意: 1)弄清计算线路有代表性的塔型(用得多的塔型),或有两种塔型时,用加权平均计算出线

路的几何均距。 2)区别计算单回路与双回路的几何均距。

5

3. 零序电阻:

零序电阻即为正序电阻。

4. 零序电抗:

一般送电线路零序电抗与正序电抗的平均比值如下表:

线路类别 X

0

/X

1、无地线的单回线路 3.5

2、具有钢质地线的单回线路 3.0

3、具有良导体地线的单回线路

2.0

4、无地线的双回线路

5.5

5、具有钢质地线的双回线路 4.7

6、具有良导体地线的双回线路 3.0

6

5. 互感阻抗:

根据Н.ф马尔高林《地中电流》书中的推导,导线的互感阻抗可按下式计算

式中

6. 线路电容:

Z

m

=0.05+j 0.145 lg(Dg/Dm) Ω/km

Dg-当大地导电率为有限值时,导线在地中的镜像有效深度,(m);

Dg=9.38/√γ m

γ-大地导电率,(1/Ω.cm);

一般计算中,可常用Dg=1000 m

Dm-导线间的几何平均距离,(m)。注意单回路与双回路有别。

Dm=

n(n-1)/2

√D

1-2

D

1-3

…D

1-n

D

2-3

…D

2-n

…D

(n-1)n

n-导线根数。

7

输电线路的电容分:

C1a C1b C1c-----正序电容(等

于负序电B

容)

Cab Cbc Cca-----相间电容

Coa Cob Coc-----零序电容

Cab C1b

Cbc

(对地

电容)

A

C1a C1c

C

Cca

Coa Coc

Cob

地面

几个电容间的相互关系:C1=3Cab+Co Co=Coa=Cob=Coc

8

7. 线路的正序电容:即导线对中性点的电容C1,等于负序电容C2。

1.)单回路线路(无地线)

C1=0.02413×10

-6

/lg(d

m

/r

d

) 法拉/km

式中 d

m

-三相导线间的几何均距,(m);

r

d

-分裂导线的等效半径,(m)。

2.)双回路线路(无地线)

C1=0.02413×10

-6

/lg(.R′.S〞/ r

d

.Rw.S′.R〞) 法拉/km

式中 Hm-三相导线对地间的几何平均高度,(m);

Sw=

6

√(d

12

·

d

23

·

d

3

d

45

·

d

56

·

d

64

) (m); 1 。 。6

R′=

3

√(D

14

·

D

25

·

D

36

) (m); 2 。 。5

d

15

S〞=

6

√(d

15

·

d

16

·

d

24·

d

26

·

d

34

·

d

35

)(m); 3 。 。4

r

d

-分裂导线的等效半径,(m)。

Rw=

6

√(D

12

·

D

23

·

D

3

D

45

·

D

56

·

D

64

)(m); 3′ 。 。4′

9

S′=

3

√(d

14

·

d

25

·

d

36

),(m); 2′ 。 。 5′

D

15

R〞=

6

√(D

15

·

D

16

·

D

24·

D

26

·

D

34

·

D

35

),(m)。 1′ 。 。 6′

r

d

n

√rS

m

n-1

单导线r

d

=r

S

m

-相分裂导线的几何间距,(m);

Hm=3√H

1

H

2

H

3

(m)。

3.)地线对正序电容影响很小,可略去不计。故不再介绍有地线的线路的正序电容。

4.)零序电容:-(法拉/km)

Co(单回路) Co(双回路)

无地线 =0.008043×10

-6

/Co(a) =0.008043×10

-6

/Co′(a)

=0.008043×10

-6

/ =0.008043×10

-6

/

有一根地线

(Co(a)-Co

2

(ag)/Co(g))

(Co′(a)-2×Co

2

(ag)/Co(g))

=0.008043×10

-6

/ =0.008043×10

-6

/

有两根地线

(Co(a)-2Co

2

(agh)/Co(gh))

(Co′(a)-2×2Co

2

(agh)/Co(gh))

10

Co(a)=lg(Di/

3

√rd×dm

2

)

Co′(a)=lg(Di/

3

√rd×dm

2

) +lg(D

m(I-II)

/d

m(I-II)

)

Co(g)=lg(2Hg/ rg)

Co(ag)=lg(

3

√D

1g

D

2g

D

3g

/

3

√d

1g

d

2g

d

3g

)

Co(gh)=lg(2Hgh/ rg)+ lg(Dgh/ dgh)

Co(agh)=lg(

6

√D

1g

D

2g

D

3g

D

1h

D

2h

D

3h

/

6

√d

1g

d

2g

d

3g

d

1h

d

2h

d

3h

)----------------------单回路

Co(agh)=lg(

12

√D

1g

D

2g

D

3g

D

4g

D

5g

D

6g

D

1h

D

2h

D

3h

D

4h

D

5h

D

6h

/

12

√d

1g

d

2g

d

3g

d

4g

d

5g

d

6g

d

1h

d

2h

d

3h

d

4h

d

5h

d

6h

)--------------------――--双回路

Di-导线组1、2、3至其镜像间的几何间距(m);

Di=

9

√2H1.2H2.2H3.D

12

2

.D

23

2

D

13

2

H1、H2、H3-每相导线组对地高度(m);

式中

11

dm-地线到各相导线间的几何间距(m);

r

d

n

√rS

m

n-1

单导线r

d

=r ;

r

g

-地线半径(m);

Dm(I-II)- 第一回路导线1、2、3至第二回路导线4、5、6的镜像间的几何间距(m);

Dm(I-II)=

9

√D

14.

D

15.

D

16.

D

24.

D

25.

D

26.

D

34.

D

35.

D

36

dm(I-II)- 第一回路导线1、2、3至第二回路导线4、5、6的几何间距(m);

dm(I-II)=

9

√d

14.

d

15.

d

16.

d

24.

d

25.

d

26.

d

34.

d

35.

d

36

d

1g

、d

2g

、d

3g

、d

1h

、d

2h

、d

3h

-两地线分别到各导线间的距离(m);

.

D

1g

、D

2g

、D

3g

、D

1h

、D

2h

、D

3h

-各导线分别至两地线镜像间的距离(m);

Hg、Hh-地线对地平均高度(m);

Dgh-地线g至地线h镜像间的距离(m);

Hgh=√Hg·Hh

12

8. 电纳:

正序电纳 b1=2πf·C1------------------------------------(1/欧姆·km)(容抗的倒数)

零序电纳 bo=2πf·Co------------------------------------(1/欧姆·km)

式中 C1 C

0

-正序电容、零序电容(法拉/km)

9. 电导:

g=Δp

go

/U

2-

--------------------------------------(1/欧姆·km)

式中

Δp

go

-三相线路中泄漏有功功率损耗(兆瓦);

U-线电压(kV)。

10. 波阻抗:

正序波阻抗=√((r

1

+jx

1

)/ jb

1

)=√l

1

/c

1

零序波阻抗=√((ro+jxo)/ jbo)=√lo/co

式中 l

1

=μ

o

(ln(Dg/rd)+ μ/4πμ

o

)/2π――――导线电感

13

μ

o

-真空中的导磁系数;4π×10

-7

(GH/m G=10

9

)

μ-导线中的导磁系数;有色金属等于1 ;

Dg-导线的几何间距(m);

rd-等效半径(m);

其余符号已于前述。

11. 非直接接地系统中 单相接地的电容电流估算

Ic=(2.7~3.3)×U

H

×L×10

-3

------------------------------(安)

式中 U

H

-线路额定电压(kV);

L-线路长度(km)。(指接在同一母线上的长度)

12. 三相交流线路的功率计算

有功功率P=√3×U×I×COS Ф------------------(MW kW)

无功功率Q=√3×U×I×SIN Ф-------------------(MVar kVar)

视在功率S=√3×U×I----------------------------(MVA kVA)

14

S=√P

2

+Q

2

式中 U-额定电压(kV);

I-线电流(kA);

CosФ-功率因数。

13. 导(地)线对地平均高度

导(地)线对地平均高度,可从线路纵断面图用积分计算。另外对于山区,美国

近似的估算如下:

平地 hcp=h-2f/3

丘陵 hcp=h

山地 hcp=2h

式中 h-导(地)线悬挂点高度(m);

f-导(地)线弧垂(m)。

END

E.R WHITEHEAD 提出一种

15

2024年3月18日发(作者:章安阳)

架空输电线路电气参数计算

1

一、提资参数表格式

提供的线路参数(Ω/km)

导地线

№ 线路名称

型号

1

2

3

4

度(km)

阻 抗 阻 抗 抗

线路长

回路数

正序电正序电零序电零序电互感阻

备 注

2

二、线路参数的计算:

1. 正序电阻:即导线的交流电阻。交流电阻大于直流电阻,一般为直流电阻的1.3倍。

导线的直流电阻可在导线产品样本中查到。

当线路的相导线为两分裂导线时,相当于两根导线并联,则其电阻应除以2。多分裂导线以此类推。

2. 正序电抗:

1)单回路单导线的正序电抗:

X1=0.0029f lg(d

m

/r

e

) Ω/km

式中 f-频率(Hz);

d

m

-相导线间的几何均距,(m);

dm=

3

√(d

ab

d

bc

d

ca

d

ab

d

bc

d

ca

-分别为三相导线间的距离,(m);

r

e

-导线的有效半径,(m);

r

e

≈0.779r

3

r-导线的半径,(m)。

)单回路相分裂导线的正序电抗:

X1=0.0029f lg(d

m

/R

e

) Ω/km

式中 f-频率(Hz);

d

m

-相导线间的几何均距,(m);

dm=

3

√(d

ab

d

bc

d

ca

d

ab

d

bc

d

ca

-分别为三相导线间的距离,(m);

R

e

-相分裂导线的有效半径,(m);

n=2 R

e

=(r

e

S)

1/2

n=4 R

e

=1.091(r

e

S

3

1/4

n=6 R

e

=1.349(r

e

S

5

1/6

S-分裂间距,(m)。

4

2

3)双回路线路的正序电抗:

X1=0.0029f lg (d

m

/R

e

) Ω/km

式中 f-频率(Hz);

d

m

-相导线间的几何均距,(m); a 。 c′。

dm=

12

√(d

ab

d

ac

d

a

b

′d

ac

d

ba

d

bc

d

ba

′d

bc

′d

ca

d

cb

d

ca

′d

cb

′) b 。 b′。

d

ab

d

bc

……分别为三相双回路导线间的轮换距离,(m); c 。 a′。

R

e

-相分裂导线的有效半径,(m);

R

e

6

√(r

e

3

d

aa

′d

bb

′d

cc

′)

国内常用导线的线路正序电抗查《电力工程高压送电线路设计手册》第二版 P18~P19

查表时注意: 1)弄清计算线路有代表性的塔型(用得多的塔型),或有两种塔型时,用加权平均计算出线

路的几何均距。 2)区别计算单回路与双回路的几何均距。

5

3. 零序电阻:

零序电阻即为正序电阻。

4. 零序电抗:

一般送电线路零序电抗与正序电抗的平均比值如下表:

线路类别 X

0

/X

1、无地线的单回线路 3.5

2、具有钢质地线的单回线路 3.0

3、具有良导体地线的单回线路

2.0

4、无地线的双回线路

5.5

5、具有钢质地线的双回线路 4.7

6、具有良导体地线的双回线路 3.0

6

5. 互感阻抗:

根据Н.ф马尔高林《地中电流》书中的推导,导线的互感阻抗可按下式计算

式中

6. 线路电容:

Z

m

=0.05+j 0.145 lg(Dg/Dm) Ω/km

Dg-当大地导电率为有限值时,导线在地中的镜像有效深度,(m);

Dg=9.38/√γ m

γ-大地导电率,(1/Ω.cm);

一般计算中,可常用Dg=1000 m

Dm-导线间的几何平均距离,(m)。注意单回路与双回路有别。

Dm=

n(n-1)/2

√D

1-2

D

1-3

…D

1-n

D

2-3

…D

2-n

…D

(n-1)n

n-导线根数。

7

输电线路的电容分:

C1a C1b C1c-----正序电容(等

于负序电B

容)

Cab Cbc Cca-----相间电容

Coa Cob Coc-----零序电容

Cab C1b

Cbc

(对地

电容)

A

C1a C1c

C

Cca

Coa Coc

Cob

地面

几个电容间的相互关系:C1=3Cab+Co Co=Coa=Cob=Coc

8

7. 线路的正序电容:即导线对中性点的电容C1,等于负序电容C2。

1.)单回路线路(无地线)

C1=0.02413×10

-6

/lg(d

m

/r

d

) 法拉/km

式中 d

m

-三相导线间的几何均距,(m);

r

d

-分裂导线的等效半径,(m)。

2.)双回路线路(无地线)

C1=0.02413×10

-6

/lg(.R′.S〞/ r

d

.Rw.S′.R〞) 法拉/km

式中 Hm-三相导线对地间的几何平均高度,(m);

Sw=

6

√(d

12

·

d

23

·

d

3

d

45

·

d

56

·

d

64

) (m); 1 。 。6

R′=

3

√(D

14

·

D

25

·

D

36

) (m); 2 。 。5

d

15

S〞=

6

√(d

15

·

d

16

·

d

24·

d

26

·

d

34

·

d

35

)(m); 3 。 。4

r

d

-分裂导线的等效半径,(m)。

Rw=

6

√(D

12

·

D

23

·

D

3

D

45

·

D

56

·

D

64

)(m); 3′ 。 。4′

9

S′=

3

√(d

14

·

d

25

·

d

36

),(m); 2′ 。 。 5′

D

15

R〞=

6

√(D

15

·

D

16

·

D

24·

D

26

·

D

34

·

D

35

),(m)。 1′ 。 。 6′

r

d

n

√rS

m

n-1

单导线r

d

=r

S

m

-相分裂导线的几何间距,(m);

Hm=3√H

1

H

2

H

3

(m)。

3.)地线对正序电容影响很小,可略去不计。故不再介绍有地线的线路的正序电容。

4.)零序电容:-(法拉/km)

Co(单回路) Co(双回路)

无地线 =0.008043×10

-6

/Co(a) =0.008043×10

-6

/Co′(a)

=0.008043×10

-6

/ =0.008043×10

-6

/

有一根地线

(Co(a)-Co

2

(ag)/Co(g))

(Co′(a)-2×Co

2

(ag)/Co(g))

=0.008043×10

-6

/ =0.008043×10

-6

/

有两根地线

(Co(a)-2Co

2

(agh)/Co(gh))

(Co′(a)-2×2Co

2

(agh)/Co(gh))

10

Co(a)=lg(Di/

3

√rd×dm

2

)

Co′(a)=lg(Di/

3

√rd×dm

2

) +lg(D

m(I-II)

/d

m(I-II)

)

Co(g)=lg(2Hg/ rg)

Co(ag)=lg(

3

√D

1g

D

2g

D

3g

/

3

√d

1g

d

2g

d

3g

)

Co(gh)=lg(2Hgh/ rg)+ lg(Dgh/ dgh)

Co(agh)=lg(

6

√D

1g

D

2g

D

3g

D

1h

D

2h

D

3h

/

6

√d

1g

d

2g

d

3g

d

1h

d

2h

d

3h

)----------------------单回路

Co(agh)=lg(

12

√D

1g

D

2g

D

3g

D

4g

D

5g

D

6g

D

1h

D

2h

D

3h

D

4h

D

5h

D

6h

/

12

√d

1g

d

2g

d

3g

d

4g

d

5g

d

6g

d

1h

d

2h

d

3h

d

4h

d

5h

d

6h

)--------------------――--双回路

Di-导线组1、2、3至其镜像间的几何间距(m);

Di=

9

√2H1.2H2.2H3.D

12

2

.D

23

2

D

13

2

H1、H2、H3-每相导线组对地高度(m);

式中

11

dm-地线到各相导线间的几何间距(m);

r

d

n

√rS

m

n-1

单导线r

d

=r ;

r

g

-地线半径(m);

Dm(I-II)- 第一回路导线1、2、3至第二回路导线4、5、6的镜像间的几何间距(m);

Dm(I-II)=

9

√D

14.

D

15.

D

16.

D

24.

D

25.

D

26.

D

34.

D

35.

D

36

dm(I-II)- 第一回路导线1、2、3至第二回路导线4、5、6的几何间距(m);

dm(I-II)=

9

√d

14.

d

15.

d

16.

d

24.

d

25.

d

26.

d

34.

d

35.

d

36

d

1g

、d

2g

、d

3g

、d

1h

、d

2h

、d

3h

-两地线分别到各导线间的距离(m);

.

D

1g

、D

2g

、D

3g

、D

1h

、D

2h

、D

3h

-各导线分别至两地线镜像间的距离(m);

Hg、Hh-地线对地平均高度(m);

Dgh-地线g至地线h镜像间的距离(m);

Hgh=√Hg·Hh

12

8. 电纳:

正序电纳 b1=2πf·C1------------------------------------(1/欧姆·km)(容抗的倒数)

零序电纳 bo=2πf·Co------------------------------------(1/欧姆·km)

式中 C1 C

0

-正序电容、零序电容(法拉/km)

9. 电导:

g=Δp

go

/U

2-

--------------------------------------(1/欧姆·km)

式中

Δp

go

-三相线路中泄漏有功功率损耗(兆瓦);

U-线电压(kV)。

10. 波阻抗:

正序波阻抗=√((r

1

+jx

1

)/ jb

1

)=√l

1

/c

1

零序波阻抗=√((ro+jxo)/ jbo)=√lo/co

式中 l

1

=μ

o

(ln(Dg/rd)+ μ/4πμ

o

)/2π――――导线电感

13

μ

o

-真空中的导磁系数;4π×10

-7

(GH/m G=10

9

)

μ-导线中的导磁系数;有色金属等于1 ;

Dg-导线的几何间距(m);

rd-等效半径(m);

其余符号已于前述。

11. 非直接接地系统中 单相接地的电容电流估算

Ic=(2.7~3.3)×U

H

×L×10

-3

------------------------------(安)

式中 U

H

-线路额定电压(kV);

L-线路长度(km)。(指接在同一母线上的长度)

12. 三相交流线路的功率计算

有功功率P=√3×U×I×COS Ф------------------(MW kW)

无功功率Q=√3×U×I×SIN Ф-------------------(MVar kVar)

视在功率S=√3×U×I----------------------------(MVA kVA)

14

S=√P

2

+Q

2

式中 U-额定电压(kV);

I-线电流(kA);

CosФ-功率因数。

13. 导(地)线对地平均高度

导(地)线对地平均高度,可从线路纵断面图用积分计算。另外对于山区,美国

近似的估算如下:

平地 hcp=h-2f/3

丘陵 hcp=h

山地 hcp=2h

式中 h-导(地)线悬挂点高度(m);

f-导(地)线弧垂(m)。

END

E.R WHITEHEAD 提出一种

15

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