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
1·
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
1·
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
1·
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
1·
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