高压输电线路线路电抗参数计算方法研究

短路电流速算供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件.二.计算条件1.假设系统有无限大的容量.用户处短路后,系统母线电压能维持不变.即计算阻抗比系统阻抗要大得多.具体规定: 对于3~35KV级电网中短路电流的计算,可以认为110KV及以上的系统的容量为无限大.只要计算35KV及以下网络元件的阻抗.2.在计算高压电器中的短路电流时,只需考虑发电机、变压器、电抗器的电抗,而忽略其电阻;对于架空线和电缆,只有当其电阻大于电抗1/3时才需计入电阻,一般也只计电抗而忽略电阻.3. 短路电流计算公式或计算图表,都以三相短路为计算条件.因为单相短路或二相短路时的短路电流都小于三相短路电流.能够分断三相短路电流的电器,一定能够分断单相短路电流或二相短路电流.三.简化计算法即使设定了一些假设条件,要正确计算短路电流还是十分困难,对于一般用户也没有必要.一些设计手册提供了简化计算的图表.省去了计算的麻烦.用起来比较方便.但要是手边一时没有设计手册怎么办?下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法.在介绍简化计算法之前必须先了解一些基本概念.1.、主要参数Sd三相短路容量(MVA)简称短路容量校核开关分断容量Id三相短路电流周期分量有效值(KA)简称短路电流校核开关分断电流和热稳定IC三相短路第一周期全电流有效值(KA) 简称冲击电流有效值校核动稳定ic三相短路第一周期全电流峰值(KA) 简称冲击电流峰值校核动稳定x电抗(Ω)其中系统短路容量Sd和计算点电抗x 是关键.2、.标么值计算时选定一个基准容量(Sjz)和基准电压(Ujz).将短路计算中各个参数都转化为和该参数的基准量的比值(相对于基准量的比值),称为标么值(这是短路电流计算最特别的地方,目的是要简化计算).(1)基准基准容量Sjz =100 MVA基准电压UJZ规定为8级. 230, 115, 37, 10.5, 6.3, 3.15 ,0.4, 0.23 KV有了以上两项,各级电压的基准电流即可计算出,例: UJZ (KV)3710.56.30.4因为S=1.73*U*I 所以IJZ (KA)1.565.59.16144(2)标么值计算容量标么值S* =S/SJZ.例如:当10KV母线上短路容量为200 MVA时,其标么值容量S* = 200/100=2.电压标么值U*= U/UJZ ; 电流标么值I* =I/IJZ3、无限大容量系统三相短路电流计算公式短路电流标么值: I*d = 1/x* (总电抗标么值的倒数).短路电流有效值: Id= IJZ* I*d=IJZ/ x*(KA)冲击电流有效值: IC = Id *√1+2 (KC-1)2 (KA)其中KC冲击系数,取1.8所以IC =1.52Id冲击电流峰值: ic =1.41* Id*KC=2.55 Id (KA)当1000KVA及以下变压器二次侧短路时,冲击系数KC ,取1.3这时:冲击电流有效值IC =1.09*Id(KA)冲击电流峰值: ic =1.84 Id(KA)掌握了以上知识,就能进行短路电流计算了.公式不多,又简单.但问题在于短路点的总电抗如何得到?例如:区域变电所变压器的电抗、输电线路的电抗、企业变电所变压器的电抗,等等.一种方法是查有关设计手册,从中可以找到常用变压器、输电线路及电抗器的电抗标么值.求得总电抗后,再用以上公式计算短路电流; 设计手册中还有一些图表,可以直接查出短路电流.下面介绍一种“口诀式”的计算方法,只要记牢7句口诀,就可掌握短路电流计算方法. 4．简化算法【1】系统电抗的计算系统电抗，百兆为一。

1000kV特高压并联电抗器研制宓传龙，汪德华，陈荣（西安西电变压器有限责任公司）摘要：特高压输电线路用1000kV并联电抗器具有目前国际上电压等级更高和容量特大的特点，本文结合特高压工程的技术要求，对研制1000kV电抗器的核心技术，包括主纵绝缘结构，漏磁场分析，消除局部过热，降低振动和噪声，温升计算和机械强度校核等方面进行了计算分析和阐述。

关键词：特高压；并联电抗器1 引言并联电抗器是高电压、远距离交流输电网络中不可缺少的重要设备，用来补偿长线上的充电电流，消弱电容效应，限制系统工频电压升高和操作过电压，消除同步发电机带空载长线时产生的自励磁现象。

特高压输电线路的充电功率大，就单位长度输电线路而言，它的充电功率约是500kV输电线路的4~5倍，需要特高压并联电抗器进行无功补偿。

晋东南－南阳－荆门特高压试验示范工程线路无功补偿度达到100％，其中晋东南站3×320Mvar,南阳6×240Mvar,荆门3×200Mvar。

320Mvar并联电抗器是特高压试验示范工程中的关键设备之一，前所未有的电压等级和特大容量，使研制面临巨大的困难。

为此，开展特高压并联电抗器关键技术的研究，成为特高压试验示范工程建设的核心工作之一和重中之重。

本文就特高压并联电抗器研制中的关键技术作简要的介绍。

2 1000kV电抗器主要技术参数1）型式：户外、单相、油浸、间隙-铁芯2）冷却方式：ONAF3）额定电压：1100/3kV4）额定频率：50Hz5）额定容量：A型 320Mvar，B型 240Mvar，C型 200Mvar。

6）绝缘水平首端：ACSD：1100kV 5minBIL：2250kVCI：2400kVSI：1800kV7）饱和特性：在0~140%额定电压时伏安特性为线性。

对应于1.4倍和1.7倍额定电压的连线平均斜率不得小于非饱和区域磁化曲线斜率的50%。

磁路完全饱和时，电抗器最终饱和电感值应为不小于额定电压下电感值的40%。

电气工程师-专业基础（发输变电）-电气工程基础-4.3简单电网的潮流计算[单选题]1.高压电网中，影响电压降落纵分量的是()。

[2018年真题]A.电压B.电流C.有功功率D（江南博哥）.无功功率正确答案：D参考解析：由电压降落纵分量计算公式ΔU＝（PR＋QX）/U可知，在高压输电线路参数中，电压基本恒定，电抗要比电阻大得多。

若忽略线路电阻，上式变为：ΔU＝QX/U。

因此，影响电压降落纵分量的主要因素是无功功率Q。

[单选题]2.额定电压110kV的辐射型电网各段阻抗及负荷如图4-3-1所示，已知电源A的电压为121kV，若不计电压降落的横分量，则B点电压是()。

[2018年真题]图4-3-1A.105.5kVB.107.4kVC.110.5kVD.103.4kV正确答案：A参考解析：已知不同点电压和功率求潮流分布。

先假设全网电压为额定电压，即110kV，由末端往首端推功率，求出S A。

已知末端功率S C＝－（8＋j6）MVA，可以推出S B、S A分别为：S B＝S C＋ΔS BC＋S′B＝－（8＋j6）＋[（82＋62）/1102]×（10＋j20）＋（40＋j30）＝（32.08＋j24.17）MVAS A＝S B＋ΔS AB＝32.08＋j24.17＋[（32.082＋24.172）/1102]×（20＋j40）＝（34.75＋j29.5）MVA又因为：ΔU AB＝（PR＋QX）/U＝（34.75×20＋29.5×40）/121＝15.5kV；则：U B＝U A－ΔU AB＝121－15.5＝105.5kV。

[单选题]3.图4-3-2各支路参数为标幺值，则节点导纳Y11、Y22、Y33、Y44分别是()。

[2018年真题]图4-3-2A.－j4.4，－j4.9，－j14，－j10B.－j2.5，－j2.0，－j14.45，－j10C.j2.5，j2，j14.45，j10D.j4.4，j4.9，－j14，－j10正确答案：A参考解析：根据节点电压法，分别计算节点导纳Y11、Y22、Y33、Y44为：Y11＝Y10＋Y12＋Y13＝j0.1－j2.5－j2＝－j4.4Y22＝Y20＋Y12＋Y23＝j0.1－j2.5－j2.5＝－j4.9Y33＝Y13＋Y30＋Y23＋Y34＝－j2＋j0.5－j2.5－j10＝－j14Y44＝Y34＝－j10[单选题]4.线路末端的电压降落是指()。

架空输电线路电气参数计算一、提资参数表格式二、线路参数的计算：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。

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≈0.779rr－导线的半径，（m）。

2）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）1/2n＝4 R e＝1.091（r e S3）1/4n＝6 R e＝1.349（r e S5）1/6S－分裂间距，（m）。

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 e3 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。

500kV架空输电线路线路参数的测量及分析2003年第1期河南电力5500kV架空输电线路线路参数的测量及分析卢明,马林2,张科,闫东,王伟(1.河南电力试验研究所,河南郑州450052;2.郑州市电业局,河南郑州450006)摘要:测量了四条500kV架空输电线路线路参数,结合测量结果进行了理论分析计算,得出了一些有益的结论,并提出了在实际测量中应注意的问题.关键词:线路参数输电线路分析中图分类号:TM726,3文献标识码:B文章编号:x(2oo3)m一005—04 1引言新建高压输电线路在投运前,除了检查线路绝缘,核对相序外,还应测量各种工频参数,作为计算系统短路电流,继电保护整定,推算潮流分布和选择合理运行方式的实际依据.笔者根据对最近新建的4条500kV输电线路的工频参数的测量结果进行了理论分析,得到一些有意义的结论.2测量方法及结果输电线路工频参数的测量是依据<高压电气设备试验方法>中介绍的传统试验方法进行的,主要测量设备是A VO公司生产的PMM—l型多功能测试仪(该仪器可同时测量单相或三相的电压,电流,功率,相位等参数并可以存储).表1为被测试的线路简况及当时的试验条件.表1测试线路简况及试验条件线路名称线路长度(km)测试时气温测试时湿度获仓线l6o.383l6℃67%白郑线202.3042O℃40%嵩获线58.123℃59%郑开线71.1330℃5O%2.1直流电阻测量试验前线路末端三相均应彻底放电.线路始端开路,末端三相短路,拆开两端所有接地线.使用仪器设备:24V直流电源,直流毫伏电压表.A,B相加直流电压UAB20cI二时导体单位长度的电阻,12/km电阻的温度系数1/cI=,对于铝导线为0.O036c《=测量结果见表2.由表可知,实际测量的线路的正序电阻比直流电阻大.表2直流电阻测■对比表直阻实测rl换算为正序电阻线路名称(n)(fkm)(n/km)(n/km)获仓线4.35O.027l2O.0275lO.24白郑线5.39O.0:1664O.0:1664O.o27.牾嵩获线1.70O.0:6O.0289O.03528郑开线2.5oO.035l0.03390.03792.2正序阻抗测量测量方法:末端三相短路,如图1示,在6河南电力2003年第1期始端施加三相工频电压,测量电流及功率,即可计算出正序阻抗.正序阻抗:zl=U平均/√3I平均.正序电阻:Rl=P/3璋均正序电抗:Xl=√Z}一正序电感:Ll=Xl/2.图1正序阻抗测量接图在工程计算中,考虑到三相导线排列对称,或虽然不对称,但经过完全换位后,各相单位长度的一相等值电抗为xo=coL=(0.1445tgLip+O.0157u)D,/km式中一导线半径,m一导体的相对磁导率,对于铝绞线等,u=l角频率,当频率f=50Hz时,60=314(rad/s)Di三相导线间的几何均距(m)对于超高压输电线路,为了减小线路电抗和降低导线表面电场强度以达到减低电晕损耗和抑制电晕干扰的目的,多采用分裂导线,分裂导线的一相等值电抗为xo=coL=(0.1Or-7+u)D,/km式中rD一导线的等值半径,mrD=,其中:A=为间隔环半径,n为分裂导线的根数,d为分裂导线的间距(m).计算得单导线每km的电抗值约为0.40左右,而分裂的根数为2,3,4时,每km电抗分基本别降低到0.33,0.30,0.28Q左右.表3为正序阻抗测量结果,由表3可知,测量结果基本符合理论计算值.表3正序阻抗测量结果表正序阻抗(km)线路名称ZXR获仓线0.279210.277650.02924白郑线0.20.286150.嵩获线0.280o30.Z800.03528郑开线0.2970.29450.03792.3零序阻抗测量2.3.1测量原理原理图如图2所示.图2零序阻抗测量接线图2.3.2测量方法试验接线如图3示,末端三相短路接地,在始端施加单相工频电压,测量电压,电流即可计算出零序阻抗.图3零序阻抗测量接线图如测得电压电流及功率分别为Uo,Io, Po,则零序阻抗:Zo=3uo/Io零序电阻:Ro=3eo/g零序电抗:Xo=~/一瑶零序电感:to=Xo/22003年第1期河南电7表4为零序阻抗测量结果表,由表4可知,测量结果基本接近,符合理论计算.表4零序阻抗测量对比表正序阻抗()线路名称ZXR获仓线O.768l6O.75l26O.16030白郑线0.50.81412O.23203嵩获线O.80.79552O.21824郑开线O.8296O.8034O.2062.4正序电容测量测量方法:线路两侧均开路,在始端加三相工频电压,测量电压,电流及功率,可计算出线路正序电容.如测的电压电流及功率分别为U,I,P (电压及电流为三相平均值)则:正序导纳:Y1=√31/U正序电导:G=P/U正序电纳:B,=√一G}正序电容:Cl=B】/27rf线路的电容大小与相间距离,导线截面,杆塔结构尺寸等因素有关,是由导线与导线之间,导线与大地之间的电容所决定的,每相导线单位长度的等值电容为Co=0.024×10lg(Dip/]’)F/kmb0==2~fCo式中广导线半径,mD;厂三相导线的几何均距,m经计算得:C0为0.01256×10I¨F/km,与实测结果(见表5)非常接近.表5正序电容测量值线路名称正序电容(uF)正序电容(uF/)获仓线2.19O.O1365白郑线2.765O.O1367嵩获线O.795O.O1368郑开线1.0470.O1472.5零序电容测量测量方法:线路末端开路,始端三相短路,在始端加单相工频电压,图4为接线示意图,测量电压,电流及功率U,I,P,结果见表6.可计算出每相线路零序电容如下.零序导纳:Y o=I/3U零序电导:c,o=P/3U零序电纳:B0=√一零序电容:Co=B0/2兀f图4零序电容测量接线图表6零序电容测量对比表线路名称零序电容(Q)零序电容()获仓线1.40O.00873白郑线1.744O.00862嵩获线O.458O.0O788郑开线O.68O.0o963测量中的注意事项(1)由于我们采用PMM一1型多功能测试仪,测试时不必接许多表计,但要注意由于仪器测量的三相电压为相电压,而不是原理图中的线电压,所以下面两式:正序阻抗:zl=U平均/√3I平均正序导纳:Y1=√31/U中的√3在计算中去掉,变为:正序阻抗:zl=U平均/I平均正序导纳:Y1=I/,U(2)为了减少干扰,采用经隔离变压器加正向电源与反向电源的方法来测量.原理为:设不加电源时的干扰为Un,正向电源电压f下转第32页)32河南电力2003年第1期图寻找超高频局部放电信号与脉冲放电电流间的对应关系,或两种信号问对应的变化趋势.该项实验充分考虑了传统局部放电研究中的应用成果,对于研究变压器危险性放电的基本判据是十分有利的.二是现场变压器实验.该项研究力图解决危险性放电的判据问题,以满足现场的需要.实验针对现场运行的变压器进行实测,以期发现超高频放电的放电量与C2H2间的对应关系.现场实验以l10kV及以上电压等级变压器为主,对已含有微量C2H2的变压器进行重点监测.同时,通过现场变压器的实际应用,实验研究UHF探头及UHF放大器的性能和抗干扰能力等.3.3软件设计在上述实验的基础上,设计表征变压器局部放电各种特征的放电指纹(放电谱图);采用神经元网络分析以及小波理论,分形理论现代数学工具等识别变压器各种放电类型,设计有关的处理软件.3.4现场试运行在完成上述研究工作的基础上,将测量系统安装在变电站,对被测变压器进行长期在线实时监测.测量装置拟工作65”Yl以上,以考核测量装置的运行性能.4结论UHF法应用于变压器的局部放电在线监测,比之传统的脉冲电流法,超声波法,油中气体分析法,红外检测法等,可以克服,抑制电晕和瞬态脉冲干扰信号,具有抗干扰能力强,检出信号可信度高的优点,提供了一种全新的检测手段.参考文献1500千伏变压器质量汇编[M],中国电能成套设备总公司,1997年,pp.81～1202王昌长,李福祺.电力设备的在线监测与故樟诊断[M],清华大学电机工程与应用电子技术系, 1996年5月3凌憋,王圣.IlOkV变压器故障统计及短路故障分析[J],变压器,1995年,第12期,pp.33～364邱昌容等.电工设备局部放电及其测试技术[M],机械工业出版杜,1994年9月5葛景滂等.局部放电测量[M],机械工业出版社, 1984年9月收稿日期”2002—08—14(上接第7页)为U,正向电源测量值为U1,反向电源电压为U,反向电源测量值为U2,假设U:U,则有U}=u+一2IuIU啾(1)=U+一2IuIUcosf3(2)因为c0+c0sp=0,则u=~/(u;+U;一2U2.)/2(3)式(3)为考虑干扰电压后的实际电源电压.4结论质是分布参数的测量问题,最终测量结果的计算是采用两端口网络方程式进行的.测量的参数与线路长度相关.根据对4条设计施工基本相同的50okV输电线路的工频参数测量结果分析,可得如下结论:(1)实测线路的正序电阻比直流电阻大,但非常接近,大约为0.03O,/krn.(2)50okv输电线路为4分裂时,每公里正序电抗,正序电容,零序电抗,零序电容分别为0.2,0.013uF,0.8Q,0.008uF左右.电力输电线路的工频参数的测量问题实收稿日期:2002—06—1O;修改稿日期:2002—09—19。

1000kV特高压交流输电线路的过电压研究与分析摘要：随着电力负荷的日益增长，建设特高压线路可以实现跨地区、长距离的电能输送和交易，更好地调节电能供需平衡。

特高压线路由于输电距离长、传送容量大、充电功率大，其过电压比常规线路过电压更严重。

本文介绍了特高压线路过电压的种类、分析计算条件、仿真研究、合格标准和实际案例。

研究表明单回线路应重点考虑线路空载合闸时的操作过电压、线路两端发生无故障掉闸后的空载长线电压升高和线路末端单相短路甩负荷的工频过电压。

关键词：1000kV交流输电、操作过电压、工频过电压、潜供电流和恢复电压引言随着电力负荷的日益增长，传统电网无法应对用电量和输电容量成倍增加的需求，煤炭资源与负荷中心距离远，环保压力也越来越大，随着电力设备的不断发展，特高压交流输电可以更好的解决以上问题。

特高压交流输电线路是指电压等级为1000kV及以上的交流输电线路，1条特高压线路比500kV超高压线路传输功率大4倍。

与其它输电方式相比，特高压交流输电具有输电容量大、传输距离远、线路损耗低、占地面积少等突出优势。

但是特高压交流输电线路具有输电线路长，分布电容大，分布电阻和电感小等特点，如果其发生过电压也更为严重。

1、过电压的种类过电压总体上主要分为外部过电压和内部过电压两种。

外部过电压主要就是雷电过电压，分为四种类型，分别为：雷电侵入波过电压、雷电反击过电压、感应雷击过电压、直接雷击过电压。

通常采用避雷器、避雷针、避雷线等方法限制外部过电压。

内部过电压主要分为操作过电压、工频过电压和谐振过电压等。

由于过电压种类众多，一般工程研究时主要选择几种较为严重的过电压进行计算。

本文结合某1000kV外送工程案例，从反送电阶段和机组运行阶段进行分析计算，包括线路操作过电压、工频过电压、潜供电流和恢复电压、发电机自励磁过电压。

2、分析计算条件2.1试验系统模型和参数发电机组规模：2×660MW直接空冷凝汽式发电机组，型号为QFSN-660-2-22B，额定容量为733.33MVA，额定功率因数0.9（滞后），额定电压22kV。

高压输电线路工频参数的特征及作用《110千伏及以上送变电基本建设工程启动验收规程》、《继电保护及安全自动装置运行管理规程》及《GB50150-2006》、《DL/T559-94》、《DL/T584-95》，对高压输电线路的工频参数都要求准确测量；高压输电线路工频参数的特征及作用如下：1 正序阻抗Z1和正序电阻R1Z1和R1可实测而得。

再推算可得: 正序电抗X1、正序阻抗角φ1等参数。

X1与线路长度正比, 其单位长度值(Ω/km)在0.36±25%的范围内;R1的单位长度值主要取决于线径。

这一组参数对于计算电网故障时的短路电流、短路接地故障点的位置、计算正常运行时的潮流分配、电压损失、线损, 计算继电保护定值、工频过电压的最大幅值,都是必不可少的。

2 零序阻抗Z0和零序电阻R0Z0和R0亦是实测可得的。

通过推算可得: 零序电抗X0、零序阻抗角∮0等参数。

这一组参数对于计算非全相短路电流、非全相开合时的电流、电压, 并确定零序保护定值、过电压幅值、接地故障点位置、亦是必不可少的.然而, 零序阻抗参数的值并不仅仅受制于线路本身的各要素, 如:导地线的线径、线间距、材质等, 还显著地受制于从大地路径的各要素, 如: 地质、地况及接地状况。

这从以往的试验中零序计算值与实测值的偏差之大可得到印证。

这样不仅显现了零序参数的复杂性, 还加重了实测的必要性。

而且, 用单位长度的值来表示会使零序阻抗参数的物理含义含混, 应注意避免误导后续计算。

3 正序电容C1、零序电容C0、相间电容C m这三个电容值均可实测后推算得到, 这三个参数(C1、C0、C M)均与线路长度成正比。

输电线路的正序电容值是计算系统充电功率、工频过电压和操作过电压水平,确定无功补偿容量的基础资料, 相间电容是确定并联补偿电抗器中性点电抗器的电抗值和绝缘水平的必需数据。

线路的电容参数亦是不接地系统配置消弧线圈的基础资料。

因此随着电网网架结构的完善(联网、多回路供电、手拉手供电、…等), 线路长度不断增加, 上述三参数也相应增大。