（中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司）
摘要：高压输电线路作为电力系统的重要部分，其随着电力系统的不断发展，形式越来越多样化，其中电气参数是电力系统建模的重要部分，其参数是否准确影响着电网的规划、调度及运行。高压输电线路的电气参数常受到环境条件、线路本身等的影响，以往长期使用经验公式来计算的电气参数，其精度与效率已不能满足当今电力系统高压输电线路设计的需求。本文将对高压输电线路电气参数理论计算策略进行研究，以供相关设计人员参考。
关键词：高压输电线路；电气参数；计算策略
与国外相比，我国对高压交流输电技术研究和运用起步比较晚，但近几年我国高压输电线路的技术已达到国际领先水平。
通过分析计算高压输电线路分布参数中四个原来的参数：电感L、电阻R、电导G及电容C，则利于准确地对高压输电线路基本特性进行研究和分析，同时这也是研究高压输电线路的基础。在分析研究高压输电线路特性的时候，很多的文献建立线路模型，忽略泄漏与电晕的损耗，而高压输电线路的泄漏与电晕损耗是不能被忽视的，故我们应该对电导G进行分析计算。
一、高压输电线路电气参数理论的计算
运行正常的高压输电系统是呈三相对称的，可用单相等值的电路来代表三相研究输电线路的无功功率、电压、电流等运行特性。
图1是高压输电路线的分布电气参数的等值电路。图中有标出4个基本的参数：电感L0表示在输电导线的周围所产生的磁场效应；电阻R0表示线路中电流产生的有功功率的损耗；电容C0表示输电导线周围电场的效应；电导G0表示路线产生的电晕损耗及泄漏损耗。这些原参数一起决定了输电系统的特性。
图1 高压输电路线分布电气参数的等值电路图
单位长度高压输电线路中参数XL0、R0、B0的计算公式如下三条:
（一）单位长度的对称分裂导线电抗XL0
每千米高压输电线路对称分裂导线电感是：L0=2×10 -7l•ln{GD/[N（GR）AN-1]1/N}，而XL0=ωL0，则ωL0=6.28×10-5•ln{GD/[N（GR）AN-1]1/N}。公式中，A代表分裂导线分布圆周半径；GR代表导线几何的平均半径GR=re-ur/4；r代表导线半径；μr代表相对磁导率；GD代表相间几何的平均距离，
;dAB，dBC，dCA是三相输电线之间的距离。
（二）单位长度的分裂导线交流电阻R0
根据输电线路每千米子导线电阻r1 =ρ/S与电阻值温度的修正值
,得出
[1]。公式中，ρ代表导线材料电阻率；S 代表导线的额定截面积；α代表电阻的温度系数；N代表分裂导线子导线数；r1t、r1,20代表 t ℃、20 ℃时的子导线单位长度电阻。
（三）单位长度的对称分裂导线电抗B0
三相输电线路的等效电容计算公式： 
，是单位长度对称的分裂导线电纳：
而输电线路的每千米荣坑：
对电感进行计算
电感反映的是载流导线所产生的磁场效应，导体在通过电流的时候导体内部和它周围会产生电磁场，笔者在这里主要介绍下电力系统中计算三相输电线路等值电感。
如果三相输电线路每一相是等边三角形对称排列的状态，各相导线半径为r，导线之间距离为D。输电线路在通过三相对称正弦电流的时候，其和a相导线进行相交链的磁链为：
在该式中，磁链与电流也可以向量，也可以是瞬时值。由
，得出：
所以，a相等值电感为：
因为三相导线排列呈对称状态，b相与c相的电感都和a相的一样。
如果三相导线的排列不对称，也就是说各相导线的距离不相同，那么a相的平均电感能用下面公式进行计算：
我们把 
称之为三相导线之间的互几何均距。Ds是导线自几何均距，在实际工程运用中，这个自几何均距可在下表中得出：
若输电线路使用分裂导线形式进行输电，则每一相平均电感的计算公式应改成：
在该式中，
仍是三相导线之间的互几何均距，但 与前面不同，有了不一样的定义。在交流的情况之下，导线里的电抗会受频率的影响，但非磁性导线内电抗仅占全电抗的小部分，通过实际的计算，其被修正后对最终的结果所产生的影响如果小于
，则就可以忽略不计[2]。
二、对单位长度对称分裂导线电导进行分析
如果要算出高压输电线路单位长度对称分裂导线电阻G0 ,则先要计算输电线路电晕的损耗。尽管国内外对高压输电线路电晕的损耗做
了很多研究，但其仍没有固定的计算方法。本文将试验数值作为基础，推导出高压输电线路电晕损耗的公式，则进一步获得单位长度线路电导G0的公式。具体的推导步骤如下：
对导线表面的最大场强Em进行计算
导线表面的最大场强Em的计算公式如下：
公式中，Qi代表一根等效的输电导线上电荷；r’代表子导线半径；R代表分裂圆半径，ε0代表空气的介电常数；Q代表各输电导线上等效电荷构成的列向量；U 代表各输电导线对地电压所组成的列向量；λ 代表 n 阶矩阵 （由各输电导线电位系数构成 ）。
（二）对临界的电场强度Ea进行计算
著名的美国工程师皮克得出临界电场强度Ea的计算公式： 
。公式中，δ表示空气相对密度；m1表示导线表面的粗糙系数 m2表示气象系数。
（三）对单位长度电晕的损耗进行计算
运用曲线拟合的方法得出计算500-1100kV的输电线路电晕损耗的公式，有较高的参考度与可信度，单位长度电晕的损耗公式如下：
在该式中，Pf表示晴天单位长度输电线路的电晕损耗；Pr表示雨天单位长度输电线路的电晕损耗；Ps表示雪天单位长度输电线路的电晕损耗；Req表示分裂导线等效半径[3]。
（四）对单位长度对称分裂导线电导G0进行计算
依据高压输电线路的输电环境条件（如雨天、晴天及雪天各自所占有的天数）可算出单位长度对称分裂的导线导电G0。其计算公式为： 
，
.公式中， 表示一年电晕损耗的平均值；U表示高压实际的输出电压；n1、n2、n3依次表示平均一年的晴天天数、雨天天数及雪天天数。
最后把由以上试验数值方法所得出的单位长度高压输电线路电导G0和按照导线排列的方式这种方法计算出的G0值的相对比进行修正，以得到比较准确的G0值。
结语：
综上所述，在我国电力设计院里，能够精确算出高压输电线路电气参数的理论计算公式并不完善，有待我们进行研究。在实际运用中，工作人员应根据具体情况，选择适合的计算公式，同时学习国内外先进经验，以提高高压输电线路计算的准确度,从而提高有关部门的工作效率，为展开高线输电技术更多方面的研究提供基础。
参考文献：
[1]刘建.特高压长距离交流输电线路分布参数计算及线路模型的建立[J].电力学报,2011,(2):95-98.
[2]邓军,肖遥,范毅等.基于两相电源的高压直流输电线路分布参数计算方法及直流工程的应用研究[J].高电压技术,2015,(7):2451-2456.
[3]李延强,郭兴昕,荣伟杰等.一种高压输电线路三相不对称参数实测方法[J].数字技术与应用,2013,(11):230-231.
论文作者:张波
论文发表刊物:《电力设备》2016年第3期
论文发表时间:2016/5/31
标签：导线论文; 线路论文; 高压论文; 电晕论文; 参数论文; 长度论文; 代表论文; 《电力设备》2016年第3期论文;