电力线的电阻、电导和等效电路

电源线具有沿其长度均匀分布的有源电阻和电感电阻以及有源电导和电容电导。

在电力传输网络的实际电气计算中，通常用常数组合代替均匀分布的直流线路：有源 r 和电感 x 电阻以及有源 g 和电容 b 电导率。对应于这种情况的U型线的等效电路如图1所示。 1，一个。

在计算电压为 35 kV 且电导率 g 和 b 以下的本地输电网络时，可以忽略并使用由串联连接的有源电阻和电感电阻组成的更简单的等效电路（图 1，b）。

线性电阻由公式确定

式中 l 为导线长度，m； s为电线或电缆芯的截面，mmg γ为材料的具体设计电导率，m/ohm-mm2。

米。 1.换线方案：a——针对区域输电网； b——本地电力传输网络。

单芯和多芯线在20°C温度下的比电导率的平均计算值，考虑到它们的实际横截面和多芯线绞合时增加的长度，为53米/欧姆∙ mm2 用于铜，32 m / ohm ∙ mm2 用于铝。

钢丝的有效电阻不是恒定的。随着通过导线的电流增加，表面效应增加，因此导线的有效电阻增加。钢丝的有效电阻由实验曲线或表格确定，取决于流过它们的电流值。

线路感性电阻。如果将三相电流线重新排列（换位），则频率为50Hz时，线长1km的相感抗可由下式确定

其中： asr 是线轴之间的几何平均距离

a1、a2、a3为不同相导体的轴线间距，d为根据导体GOST表取的导体外径； μ为金属导体的相对磁导率；对于有色金属线材，μ = 1； x'0——由于导体外部的磁通量引起的线路外感电阻； x «0 — 由于在导体内部闭合的磁通量，线路的内部感应电阻。

每线长电感电阻 l km

具有有色金属导体的架空线的感应电阻 x0 平均为 0.33-0.42 欧姆/公里。

电压为 330-500 kV 以减少电晕损耗的线路（见下文）不是使用一个大直径的芯线，而是每相使用两个或三个钢铝导体，彼此之间的距离很近。在这种情况下，线路的感应电阻会显着降低。在图。图2是500kV线路上相的类似实现，三根导线位于边长40cm的等边三角形的顶点处，相导线在截面上用若干刚性条纹固定。

每相使用多根导线相当于增加导线的直径，从而导致线路的感应电阻降低。后者可以使用第二个公式计算，将其右侧的第二项除以 n，并用公式确定的等效直径 de 代替导线的外径 d

式中 n——线路一相的导线数； acp——一相导体间的几何平均距离。

每相使用两根电线，线路的感应电阻降低约 15-20%，使用三根电线 - 降低 25-30%。

相导体的总横截面等于所需的设计横截面，后者无论如何分为两个或三个导体，这就是为什么这种线路通常被称为分裂导线。

钢丝具有更大的 x0 值，因为 磁导率 变得大于 1，第二个公式的第二项是决定性的，即内部感应电阻 x «0。

米。 2、500平米单相三分线挂花环。

由于钢的磁导率依赖于流过钢丝的电流值，因此很难从钢丝中确定 x « 0。因此，在实际计算中，钢丝的x»0是根据实验得到的曲线或表格来确定的。

三芯电缆的感应电阻可按以下平均值取：

• 对于三线电缆 35 kV — 0.12 ohms / km

• 对于三线电缆 3-10 kv-0.07-0.03 欧姆/公里

• 用于高达 1 kV-0.06-0.07 ohms / km 的三线电缆

有源导线由其电介质中的有源功率损耗定义。

在所有电压的架空线路中，即使在空气污染严重的地区，通过绝缘体的损耗也很小，因此不予考虑。

在电压为 110 kV 及以上的架空线路中，在某些条件下，由于电线周围空气的强烈电离并伴有紫光和特征性爆裂声，电线上会出现电晕。电线冠在潮湿天气下特别强烈。减少电晕功率损失的最根本方法是增加导体的直径，因为随着导体直径的增加，电场强度以及导体附近空气的电离度都会降低。

对于 110 kV 线路，电晕条件下的导体直径应至少为 10-11 mm（导体 AC-50 和 M-70），对于 154 kV 线路 - 至少为 14 mm（导体 AC-95），以及对于 220 kV 线路——不小于 22 mm（导体 AC -240）。

110-220 kV 架空线路在规定的和大导线直径的导线中电晕的有功功率损耗是微不足道的（每 1 公里线路长度数十千瓦），因此在计算中不考虑它们。

在330和500kV线路中，每相使用两根或三根导线，如前所述，相当于增加了导线的直径，其结果是导线附近的电场强度显着增加减少，导体有轻微腐蚀。

在 35 kV 及以下的电缆线路中，电介质中的功率损耗很小，也未考虑在内。在电压为 110 kV 或更高的电缆线路中，每 1 km 长度的介电损耗达到几千瓦。

由于导体之间以及导体与地之间的电容而导致线路的电容性传导。

三相架空线路的容性电导在满足实际计算精度的情况下可由下式确定

其中 C0 为线路的工作容量； ω——交流电的角频率； acp 和 d — 见上文。

在这种情况下，不考虑土壤的电导率和电流返回地面的深度，并假设导体沿线路重新排列。

对于电缆，工作容量根据出厂数据确定。

线性电导率 l km

线路中电容的存在导致电容电流流动。电容电流超前相应相电压 90°。

在具有沿长度均匀分布的恒定电容电流的实际线路中，电容电流沿线路长度不均匀，因为线路两端的电压大小不恒定。

接受直流电压的线路始端的电容电流

其中 Uph 是线相电压。

电容线路电源（线路产生的功率）

其中 U 是相间电压，sq。

从第三个公式可以看出，线路的电容电导率几乎不依赖于导体之间的距离和导体的直径。线路产生的功率高度依赖于线路电压。对于 35 kV 及以下的架空线路，它非常小。对于长度为 100 km 的 110 kV 线路，Qc≈3 Mvar。对于长度为 100 km 的 220 kV 线路，Qc≈13 Mvar。拆分电线会增加线路容量。

仅在 20 kV 及以上的电压下才考虑电缆网络的电容电流。