【数值计算】3kV-1000kV交流线路的典型参数与中间变量_1000kv导线型号-程序员宅基地

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问题重述

查找设计手册，做表格，给出3kV-1000kV交流线路典型参数(导线截面、分裂数、相间距等），并计算（估算）中间变量（等效半径、相间几何均距）和线路四个参数（r, x, g, b)，并分析规律。

设计手册

交流线路典型参数：

设计手册参考图书馆《实用电工速查速算手册》与《新电工手册》。

选取不同电压等级：

6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、 330kV、500kV、1000kV

选取适用导线类型：钢芯铝绞线LGJ-

部分物理参数可以查表，

钢芯铝绞线LGJ的物理参数及载流量（GB1179-83）

标称截面积/(mm2铝/钢)	根数/直径（mm）		计算截面（mm2）			外径（mm）	最大直流电阻Ω	计算拉断力（N）	计算重量（kg/km）	弹性模量/GPa	线胀系数/10-6C-1
标称截面积/(mm2铝/钢)	铝	钢	铝	钢	总计	外径（mm）	最大直流电阻Ω	计算拉断力（N）	计算重量（kg/km）	弹性模量/GPa	线胀系数/10-6C-1
LGJ-16/3	6/1.85	1/1.85				5.55	1.779	6130	65.2	79	19.1
LGJ-25/4	6/2.32	1/2.32				6.96	1.131	9290	102.6	79	19.1
LGJ-35/6	6/2.72	1/2.72				8.16	0.823	12630	141	79	19.1
LGJ-50/8	6/3.20	1/3.20	48.25	8.04	56.29	9.6		16870	195.1	79	19.1
LGJ-50/30	12/2.32	7/2.32				11.6	0.5692	42620	372	105	15.3
LGJ-70/10	6/3.80	1/3.80	68.05	11.34	79.39	11.4	0.4217	23390	275.2	79	19.1
LGJ-70/40	12/2.72	7/2.72				13.6	0.4141	58300	511.3	105	15.3
LGJ-240/30	24/3.60	7/2.40	244.29	31.67	275.96	21.6	0.1181	75620	922.2	73	19.6
240（LGJQGB1179-74）	7/2.4	24/3.59				21.6			937
LGJ-240/40	26/3.42	7/2.66	238.85	38.9	277.75	21.66	0.1209	83370	964.3	76	18.9
LGJ-240/55	30/3.20	7/3.20	241.27	56.3	297.57	22.4	0.1198	102100	1108	80	17.8
240（LGJJGB1179-74）	7/3.2	30/3.2				22.4			1111
LGJ-400/20	42/3.51	7/1.95	406.4	20.91	427.31	26.91	0.07104	88850	1286	61	21.4
LGJ-400/25	45/3.33	7/2.22	391.91	27.1	419.01	26.64	0.0737	95940	1295	63	20.9
LGJ-400/35	48/3.22	7/2.50	390.88	34.36	425.24	26.82	0.07389	103900	1349	65	20.5
LGJ-400/50	54/3.07	7/3.07	399.73	51.82	451.55	27.63	0.07232	1123400	1511	69	19.3
400（LGJQGB1179-74）	7/3.0	54/3.04
LGJ-400/65	26/4.42	7/3.44	398.94	65.06	464	28	0.07236	135200	1611	76	18.9
LGJ-400/95	30/4.16	19/2.50	407.75	93.27	501.02	29.14	0.07087	171300	1860	80	17.8
400（LGJJGB1179-74）	19/2.5	30/4.17
LGJ-500/35	45/3.75	7/2.50	497.01	34.36	531.37	30	0.05812	119500	1642	63	20.9
LGJ-500/45	48/3.60	7/2.80	488.58	43.1	531.68	30	0.05912	128100	1688	65	20.5
LGJ-500/65	54/3.44	7/3.44	501.88	65.06	566.94	30.96	0.0576	154000	1897	69	19.3
500（LGJQGB1179-74）	19/2.0	54/3.37
LGJ-630/45	45/4.20	7/2.80	623.45	43.1	666.55	33.6	0.04633	148700	2060	63	20.9
LGJ-630/55	48/4.12	7/3.20	639.92	56.3	696.22	34.32	0.04814	164400	2209	65	20.5
LGJ-630/80	54/3.87	19/2.32	635.19	80.32	715.51	34.82	0.04551	192900	2388	67	19.4
600（LGJQGB1179-74）	19/2.2	54/3.69

给出典型参数

查资料得，导线截面积、分裂数、相间距分别如下：

电压等级	导线类型	截面积	半径	分裂数	相间距
6kv	LGJ-16	16 mm²	2.25 mm	1	1.25 m
10kv	LGJ-25	25 mm²	3.3 mm	1	1.25 m
35kv	LGJ-35	35 mm²	4.2 mm	1	2.5 m
60kv	LGJ-50	50 mm²	4.8 mm	1	3 m
110kv	LGJ-70	70 mm²	5.7 mm	1	4 m
220kv	LGJ-240	240 mm²	10.64 mm	2	6.5 m
330kv	LGJ-400	400 mm²	13.68 mm	2	8 m
500kv	LGJ-500	500 mm²	15.48 mm	4	12 m
1000kv	LGJ-500	500 mm²	15.48 mm	8	14 m

计算中间变量

等效半径

$r_{e q}=\sqrt[n]{r d_{12} d_{13} \ldots d_{1 n}}$

r为单根导线的半径；

d1n为一相中一根导线与其余n-1根导线之间的距离；

相间几何均距

$D_{m}=\sqrt[3]{D_{a b} D_{b c} D_{c a}}$

导线水平或垂直排列时，几何均距Dm＝1.26D

代入数据计算有：

电压等级	导线类型	等效半径	相间几何均距
6kv	LGJ-16	2.25 mm	1.575 m
10kv	LGJ-25	3.3 mm	1.575 m
35kv	LGJ-35	4.2 mm	3.15 m
60kv	LGJ-50	4.8 mm	3.78 m
110kv	LGJ-70	5.7 mm	5.04 m
220kv	LGJ-240	65.24 mm	8.19 m
330kv	LGJ-400	73.97 mm	10.08 m
500kv	LGJ-500	45.89 mm	15.12 m
1000kv	LGJ-500	530.67 mm	17.64 m

计算四个参数（r, x, g, b)

线路电阻

$r_{1}=\frac{\rho l}{S}$

l 为导线的总长度；

ρ为导线材料的电导率;

S 为导线载流部分的截面积。

线路电抗

$x_{1}=0.1445 \lg \frac{D_{m}}{r_{e q}}+\frac{0.0157}{n}$

线路电导

$\mathrm{g}=\frac{\Delta \mathrm{P}}{\mathrm{U}^{2}} \times 10^{-3}$

g 为单位长度线路电导;

△P为线路每千米的电晕有功功率损耗;

U 为线路的线电压。

线路电纳

$\begin{gathered} C_{1}=\frac{0.0241}{\lg \frac{D_{m}}{r_{e q}}} \times 10^{-6}=\frac{0.0556}{\ln \frac{D_{m}}{r_{e q}}} \times 10^{-6} \\ b_{1}=2 \pi f C_{1}=\frac{7.58}{\lg \frac{D_{m}}{r_{e q}}} \times 10^{-6} \end{gathered}$

req为导线的半径；

Dm为三相导线的几何均距。

代入数据计算有：

电压

等级

导线

类型

线路

电阻r

线路

电抗x

线路

电导g

线路

电纳b

6kv

LGJ-16

1.97

Ω/km

0.42

Ω/km

S/km

2.66×10-6

S/km

10kv

LGJ-25

1.25

Ω/km

0.39

Ω/km

S/km

2.83×10-6

S/km

35kv

LGJ-35

0.92

Ω/km

0.43

Ω/km

S/km

2.65×10-6

S/km

60kv

LGJ-50

0.64

Ω/km

0.45

Ω/km

S/km

2.62×10-6

S/km

110kv

LGJ-70

0.45

Ω/km

0.44

Ω/km

S/km

2.56×10-6

S/km

220kv

LGJ-240

0.12

Ω/km

0.32

Ω/km

S/km

3.61×10-6

S/km

330kv

LGJ-400

0.08

Ω/km

0.31

Ω/km

S/km

3.55×10-6

S/km

500kv

LGJ-500

0.06

Ω/km

0.37

Ω/km

S/km

3.01×10-6

S/km

1000kv

LGJ-500

0.06

Ω/km

0.23

Ω/km

S/km

4.98×10-6

S/km

分析变化规律

随着电压等级升高，导线越来越粗，截面积增大。
随着电压等级升高，导线相间距也在增大。
随着电压等级升高，等效半径逐渐增大。
随着电压等级升高，相间几何均距也在增大。
随着电压等级升高，线路电阻逐渐减小。
随着电压等级升高，线路电抗也在变化，总体呈下降趋势，与导线截面积及导线在杆塔上的布置位置有关。
随着电压等级升高，线路电导计算值一直为0，因为电晕放电不仅产生有功损耗，而且还会引起对无线电通信的干扰，因此，在设计时，一般通过增大导线半径及采用分裂导线来避免发生电晕。故在一般的电力系统计算中，通常忽略电晕损耗和泄漏电流，而取 g=0。
随着电压等级升高，线路电纳总体呈上升趋势。

本文链接：https://blog.csdn.net/mli168/article/details/124262849

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