输电线路工频参数测试研究

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1、输电线路工频参数的测量及研究安徽省电力科学研究院2009年11月1、前言输电线路是电力系统的重要组成部分，工频参数则是输电线路重要的特征数据，是电力系统潮流计算、继电保护整定计算和选择电力系统运行方式等工作之前建立电力系统数学模型的必备参数，工频参数的准确性关系到电网的安全稳定运行，因此对新建和新改造的线路在投运前均需进行工频参数的计算和测量，为调度等部门提供准确的数据。输电线路工频参数主要包括：正序阻抗（由正序电阻和正序电抗组成）、零序阻抗（由零序电阻和零序电抗组成）、正序电容、零序电容、互感等，在测试时一般还包括核相、绝缘电阻、直流电阻等项目。2、架空输电线路参数介绍输电线路的参数主要由以

2、下几个基本量组成：反映线路通过电流时产生有功功率损失效应的电阻；反映载流导线产生磁场效应的电感；反映线路带电时绝缘介质中产生泄漏电流及导线附近空气游离而产生有功功率损失的电导；反映带电导线周围电场效应的电容。输电线路的这些参数通常可以认为是沿全长均匀分布的，其一相等值电路示于图,每单位长度的参数为电阻r0、电感L0、电导g0及电容C0。12.1电阻有色金属导线单位长度的直流电阻可按下式计算r=ρ/s（1-1）r的单位为Ω/km；ρ为导线的电阻率，单位为Ω·mm2/km；S为导线载流部分的标称截面积，单位为mm2。这是在温度为20℃时的值，在要求较高精度时，可通过公式转换至实际温度的阻值。这里的

3、电阻是指导线的直流电阻，而线路正序阻抗和零序阻抗中的电阻是指交流电阻，这两个电阻是有区别的，因为通过导线的是三相工频交流电流，由于集肤效应和邻近效应，交流电阻比直流电阻略大。22.2电感导体通过电流时在导体内部及其周围会产生磁场。若磁路的磁导率为常数，与导体交链的磁链就同电流i呈线性关系，导体的自感L=与导体交链的磁链包括内部磁链和外部磁链两部分，相应的导线的自感也由内电感和外电感组成。由于导线半径r远小于导线长度，在研究导线内部磁场时，把导线看作是无限长线，它的磁场就是平行平面场。图示导线的横截面。假定电流沿截面均匀分布。。3为距离导线轴线x处的磁场强度根据安培环路定律，取以导线轴心为中心，

4、x为半径的圆周作为积分路径，可得圆柱形导线内部磁场4经推倒，导线单位长度的内电感：外部磁链产生的电感，从外一点来看，可以近似认为电流集中于导线的轴线上。同样的方法经推倒计算，每单位长度的外电感为：外部磁场示意图5因此，非铁磁材料（相对导磁系数为1）制成的圆柱形长导线，长度为L，半径为r，周围介质为空气，当L》r时，每单位长度的自感为：为圆柱形导线的自几何均距；L的单位为H/m。对于导线相对导磁系数不为1的铁磁材料,每单位长度的自感为：6其中L值受导线材料相对导磁率的影响，是变化的。例如：钢导线三相架空线路的阻抗与铝导线就有区别。钢导线与铝铜导线的主要差别在于钢导线导磁，以致它的两个与磁场直接或

5、间接有关的参数——电抗与电阻，也与铝铜导线不同。由于钢导线导磁，较大，交流电流通过导线时，集肤效应和磁滞效应都很突出，这些效应与磁场的强弱有关，从而与通过导线的电流大小有关，随电流i变化，其电感也是变化的，钢导线的电感大于铝导线的电感，其交流电阻比直流电阻也大很多。7若导体A和B相邻，导体B中的电流产生与导体A相交链的磁链为,则互感两根平行的、长度为L的圆柱形长导线，导线轴线间的距离为D，每单位长度的互感则是：2.3互感82.4三相输电线路的等值电感呈等边三角形对称排列的三相输电线，各相导线的半径都是，导线轴线间的距离为D。当输电线通以三相对称正弦电流时，与相导线相交链的磁链是：计及，可得a=

6、1na因此，相等值电感:La=1n=9由于三相导线排列对称，b、c相的电感均与a相的相同。当三相导线排列不对称时，各相导线所交链的磁链及各相等值电感便不相同，这将引起三相参数不对称。因此必须利用导线换位来使三相恢复对称。图为导线换位及经过一个整循环换位的示意图。当Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段线路长度相同时，三相导线a、b、c处于1、2、3位置的长度也相等，这样便可使各相平均电感接近相等。10用表示第Ⅰ段a相导线每单位长度所交链的磁链，此时，导线a、b、c分别处于位置1，2，3，利用公式和可得：类似地可分别得到第Ⅱ、Ⅲ段a相所交链的磁链：计及，a相每单位长度所交链磁链的平均值11=相的平均电感输电线路的等值电抗

7、是在额定频率下输电线路每相的等值电抗：虽然相间距离、导线截面等与线路结构有关的参数对电抗大小有影响，但这些数值均在对数符号内，故各种线路的电抗值变化不很大。一般单导线线路每公里的电抗为0.4Ω左右；分裂导线线路的电抗与分裂根数有关，当分裂根数为2，3，4根时，每公里的电抗分别为0.33，0.30，0.28Ω左右。对于钢导线，由于集肤效应及导线内部的磁导率均随导线通过的电流大小而变化，因此，它的电阻