架空输电线路三相导线间安培力分析_汪海燕.caj.pdf

第25 卷第8 期 电 力 科 学 与 工 程 Vol.25, No.8 10 2009 年8 月 Electric Power Science and Engineering Aug., 2009 架空输电线路三相导线间安培力分析 1 2 汪海燕 ，魏玉超 （1. 武汉大学 电气工程学院，湖北武汉430072 ；2. 深圳中广核工程设计有限公司，广东深圳518000） 摘要：研究输电导线的舞动及仿真时，需要计及多种激励因素。在不同传输功率时，导线电流产生的安培 力在导线舞动仿真中是否计及、如何计及等问题需要回答。从基本电磁场理论出发，推导了通用输电线安 培力计算表达式、画出了安培力随时间变化的轨迹图。由于导线质量较大、安培力较小且其方向与大小随 电网频率相同、导线舞动频率与电网电流频率相比很低，对导线舞动的激励可以忽略，在仿真计算中不计 及其作用。 关键词：三相导线；任意三角形排列；正三角形排列；安培力；矢量图 中图分类号：TM726 文献标识码：A 大小。三相输电线路的横截面如图1 所示。图中a, 0 引 言 b , c 三点分别为a, b , c 三相导线的中点。设b , c 两相电流在相导线处产生的磁感强度大小分别为 近年来，全国许多地区发生了输电线路舞动现 , ，a 与b , b 与 , 与c 两相导线之间距离分 象，造成多起线路停电、断线和倒塔事故, 给电网 别为为 , 和 。 构成了严重的威胁。因此，研究输电线路舞动具有 重大意义。在研究输电导线的舞动及仿真时，需要 合 计及多种激励因素。当输电导线传输不同功率时， Y 导线电流产生的安培力在导线舞动仿真中是否计 及、如何计及等问题需要考虑。 合 a 1 三相输电线路磁场与受力大小分析 [1~4] c b 当输电线路中通过正弦交流电时，变化的电流 X 0 会产生变化的磁场，若将通电导线置于磁场中，导线 图1 导线空间位置图 会受到磁场力的作用。三相输电线路在空间会产生 一个交变的磁场，每相导线均会受到它的作用。设三 = 0 │sin 120° │ 2 相 输 电 线 路 中 的 电 流 分 别 为 = sin ， = sin 120° ，= sin + 120° 。为线路中通电 =2 0 │sin + 120° │ 电流的幅值，= ，为角频率，为时间。对电流为 设 , 之间的夹角为 ，二者在导线 处产 的无限长的输电线路，在空间距其为 的地方产生的 生的合磁场为 ， 与 的夹角为 ，