北理工电气工程基础第4章

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1、电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型n介绍输电线路及结构概念介绍输电线路及结构概念n学习三相输电线的参数（电阻、电抗、学习三相输电线的参数（电阻、电抗、电导、电纳）的含义及计算方法电导、电纳）的含义及计算方法n分析输电线方程及等值电路分析输电线方程及等值电路电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 架空线路的组成及各部件作用：架空线路的组成及各部件作用： 由由导线导线、避雷线避雷线（或称架空地线）、（或称架空地线）、杆塔杆塔、绝缘子绝缘子和和金具金具等主要元件组成等主要元件组成 。 （1）导线：传导电流，输送电能；）导线：传导电流，输送电能； （2）避雷线：保护电力线免遭雷击而引起过电压对

2、线）避雷线：保护电力线免遭雷击而引起过电压对线路或用电设备造成损害；路或用电设备造成损害； （3）绝缘子：将导线与杆塔绝缘；）绝缘子：将导线与杆塔绝缘； （4）金具：支撑导线，并将绝缘子固定在杆塔上；）金具：支撑导线，并将绝缘子固定在杆塔上； （5）杆塔：支撑导线、绝缘子等使导线与地之间保持）杆塔：支撑导线、绝缘子等使导线与地之间保持一定的绝缘距离。一定的绝缘距离。电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 1. 架空输电线架空输电线 典型架空输电线路的照片典型架空输电线路的照片 典型架空输电线路的照片杆塔导线（四分裂）避雷线绝缘子串从结构来分从结构来分架空线路架空线路电缆线路电缆线路普通导线分

3、裂导线扩径导线等电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型电力线路包含输电线路和配电线路。电力线路包含输电线路和配电线路。电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 一、导线的种类一、导线的种类 按照材料分为铜、铝、铝合金及纲等材料制造的导线； 按照结构分为单股和多股绞线； 还有两种金属的多股线：钢芯铝绞线，按照钢的截面积和铝的截面积之比分。 分裂导线：目前用的比较多，每相2、3、4根导线。 电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型一、导线的种类一、导线的种类 电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型一、导线的种类一、导线的种类 双分裂导线电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型一、导线的种类一、

4、导线的种类 铝绞线实物 钢芯铝绞线实物电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 二、杆塔的种类二、杆塔的种类 按材料分为木杆、钢筋混凝土杆和铁塔杆。 按输送回路分为单回路、双回路和多回路等型式。 直线塔也称中间杆塔，用在线路的直线走向段内，主要作用悬挂导线。电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 转角塔位于线路转角处的杆塔要承受线路方向的侧向拉力。功能：功能：支持导、地线张力，改变线路走向。特点：特点：导、地线开断为耐张转角杆塔，不开断为悬垂转角杆塔。电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 500kV换位塔所谓所谓换位循环换位循环，指在一定长，指在一定长度内有两次换位，而三相导线度内有两次

5、换位，而三相导线都分别处于三个不同位置。都分别处于三个不同位置。线路换位的线路换位的目的目的是要使每相是要使每相导线感应阻抗和每相的电容相导线感应阻抗和每相的电容相等，以减少三相线路参数的不等，以减少三相线路参数的不平衡。为保持线路三相对称运平衡。为保持线路三相对称运行。行。电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 500500千伏江阴长江大跨越工程跨越塔全千伏江阴长江大跨越工程跨越塔全高高346.5346.5米，跨越档距米，跨越档距23032303米，横担总米，横担总长长7777米，铁塔底部根开达米，铁塔底部根开达6868米。米。 功能：功能：支承导、地线跨越江河、湖泊、海峡等。特点：特点：

6、杆塔高，载荷大。多采用直线跨越杆塔。电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 同杆双回塔电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型三、绝缘子三、绝缘子 绝缘子要有良好的绝缘性能、足够的机械强度、还要有抗腐蚀能力，适应环境温度和湿度要求。 分为针式、悬式和瓷横担几种。钢化玻璃绝缘子瓷绝缘子合成绝缘子电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型针式绝缘子瓷横担绝缘子悬式绝缘子电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型该产品在世界上该产品在世界上第一个第一个800800千伏千伏直流输电工程云直流输电工程云广直流输电工程广直流输电工程中大量采用。中大量采用。高压线路运行的高压线路运行的复合绝缘子主要复合绝缘子

7、主要以棒形悬式绝缘以棒形悬式绝缘子为主，约占各子为主，约占各类运行复合绝缘类运行复合绝缘子总支数的子总支数的9090以上以上 。电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型电压等级与直线杆塔上悬垂绝缘子串中绝缘子数量的关系系统标称电压（kV）3563110220330500每串绝缘子片数3571317192528电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 四、金具四、金具 用于将绝缘子和导线悬挂、拉紧在塔杆上的金属器具。电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 联结金具（Z型挂板）悬垂线夹并沟线夹（接续金具）耐张线夹电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型

8、耐张金具悬垂金具电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型间隔棒防振锤电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 五、电缆五、电缆 电缆线路一般是埋在地下的电缆沟和管道中，建设费用电缆线路一般是埋在地下的电缆沟和管道中，建设费用高，维护维修困难。高，维护维修困难。 电缆结构包括导体、绝缘层和保护包皮。电缆结构包括导体、绝缘层和保护包皮。 电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型敷设在电缆隧道里面的电力电缆线路敷设在电缆隧道里面的电力电缆线路 电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 R0+jwl0g0jwc0 电力线路的电气参数是指线路的电阻r、电抗x、电导g和电纳b。 电力线路的等效电路图：电气

9、工程基础第四章 输变电元件参数及模型 一、输电线路的电阻一、输电线路的电阻120120rrtkm ：电阻温度系数，温度越高，电阻越大； Sr1单股导线单位长度的直流电阻：多股导线单位长度的直流电阻： K为绞入系数nSKr任意温度时的电阻：-导线材料的电阻率, mm2/km S -为导线的截面积，mm2 电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 一、输电线路的电阻一、输电线路的电阻l略微增大材料电阻率的取值略微增大材料电阻率的取值：l绞线，实际长度长绞线，实际长度长(%)l集肤效应和邻近效应，集肤效应和邻近效应，RaRd集肤效应集肤效应，交流电通过导线时，导线内产生磁场，当磁场发生变化时，导线截

10、面内各点电流密度不同，使导线交流电阻比直流电阻大。邻近效应邻近效应，体内电流密度因受邻近导体中电流的影响而分布不均匀的现象。相邻的导线流过电流时，会产生可变磁场，从而形成邻近效应l导线的实际面积常比标称面积小导线的实际面积常比标称面积小电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 二、输电线路的电抗二、输电线路的电抗推导思路l分析导线的磁场导线自身电流+邻近导线电流(安培环路定律:IH磁场强度) l分析导线所交链的磁链自磁链+互磁链l磁链与电感系数的关系L=/Il电抗与电感系数的关系x=L 电气工程基础第四章 输变电元件参数及模型 二、输电线路的电抗二、输电线路的电抗 在高压交流线路中，在导线周围