架空输电线路电气参数计算

一、正序电阻

正序电阻：即导线的交流电阻。由于铝线在空气中氧化而形成具有绝缘性的氧化铝膜，所以铝绞线及钢芯铝绞线通电载流后，电流是沿铝股线作螺旋形方向流动的，因而形成轴向磁场。虽然导线中相邻层铝线的绞向相反，可使一部分磁化力抵消，但仍足以构成交变的剩余磁场强度，使钢芯中产生磁滞和涡流，导致功率损耗。同时由于集肤效应和邻近效应的影响，使导线中电流分布发生变化，导致导线的电阻增大，即交流电阻的产生。

1、直流电阻计算

1）、钢芯铝绞线在20℃时的直流电阻R20可按下式计算:

式中，ρ20为铝导线在20℃时的电阻率(Ω·mm2/m);N为导线中的铝线总根数;d为导线中铝单线直径;k为绞制引起的电阻增量(见下表)。

绞制引起的标准增量

注:上表数据来源于GB/T—《圆线同心绞线架空导线》。

导线的20℃直流电阻可在导线产品样本中查到。

注:上表数据来源于GB/T—《圆线同心绞线架空导线》。

2）、不同温度时的导线直流电阻Rd按下式计算：

式中：R20——每相导线在20℃时的电阻值，Ω；

t——为导线工作温度(℃)；

α20——20℃时的电阻温度系数，1/℃。

电阻温度系数即导体温度变化1℃时，电阻变化的数值（或称为电阻值的增量）和变化前阻值的比值。设前、后温度分别为t1和t2，电阻分别为R1和R2，单位分别为℃和Ω，则电阻温度系数α用下式求取：

电阻温度系数与导线的电阻率有关，不同电阻率的铝绞线与铝合金绞线的电阻温度系数见下表。

实际上，在不同的温度范围内，电阻的温度系数是不完全相同的，但对于一般常用的导体，在0～℃范围内的数值变化很小，可以认为是恒定的。

2、交流电阻计算

导线的交流电阻主要由直流电阻及其在交流电流下的电阻增大部分组成,因此导线的交流电阻大于直流电阻。直流电阻Rd与由集肤效应引起的电阻增量ΔR1以及由磁滞涡流损耗引起的电阻增量ΔR2之和组成交流电阻，即:

计算交流电阻，常规的方法是先计算出由涡流和磁滞引起的电阻增量，再计算由集肤效应和邻近效应引起的电阻增量，最后将两者增量同直流电阻相加，即为交流电阻。此方法十分复杂。本文参照IEEE标准Std.—《架空导线电流--温度计算的IEEE标准》3.4.7条，对单层结构的钢芯铝绞线，交直流电阻比设为1.20;三层结构的钢芯铝绞线(如45/7、54/7、54/19结构等)，交直流电阻比设为1.03;对于二层或四层结构（如24/7结构等），交直流电阻比设为1.。由同温度时的直流电阻乘以交直流电阻比，便可得到该温度下的交流电阻值。

二、正序（负序）阻抗

线路是静止设备,其正、负序阻抗相等。正序阻抗为：

1）单回路单导线的正序电抗：

2）单回路相分裂导线的正序电抗：

3）双回路线路的正序电抗：

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。

三、零序电阻：

零序电阻即为正序电阻。

四、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

X0/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

五、正序、负序和零序电容

线路的正序电容C,等于负序电容C2。通过换位达到对称线路的正序电容(导线对中性点的电容)C1、零序电容(导线的对地电容)C0及线间电容Cab间的关系,如图2-1-2所示。

电容C1、C0及Cab的数值计算可以利用电位系数αaa及αab表示。电位系数的计算如下：

1）、单回路线路的正序电容（无地线）

式中：dm--相导线间的几何均距，(m),按式(2-1-3)计算;

Rm--相导线的自几何均距,(m),按式(2-1-7)计算。

2）、双回路线路的正序电容（无地线）

此内容详见《电力工程高压送电线路设计手册》第二版P21。

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：

此内容详见《电力工程高压送电线路设计手册》第二版P22。

本文讨论的线路参数,均系指三相导线的平均值,即按三相线路通过换位后获得完全对称考虑。对不换位三相线路,因其不对称度较小,也可以近似地适用。但不适用于“两线一大地”等不对称度很大的线路。

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