本文關(guān)鍵詞：電纜電氣參數(shù)不同計算方法及其比較，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

高電壓技術(shù)第３９卷第３期２０１３年３月３１日

ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｖ０１．３９，Ｎｏ．３，Ｍａｒｃｈ３１，２０１３

６８９

電纜電氣參數(shù)不同計算方法及其比較

徐

政，錢

潔

（浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院，杭州３１００２７）

摘要：為了能夠準確、方便地計算出電力電纜的電氣參數(shù)，包括電纜的電阻矩陣、電感矩陣、電容矩陣、電導(dǎo)矩陣以及序阻抗等，分別采用Ｃａｒｓｏｎ—Ｃｌｅｍ公式、《電力系統(tǒng)建模及故障分析》中的方法以及Ｍａｔｌａｂ中ｐｏｗｅｒ—ｃａ—ｂｌｅｐａｒａｍ功能所用的方法進行比較，研究它們針對不同結(jié)構(gòu)和不同排列方式的電纜的計算原理．并給出正序模型和零序模型中相關(guān)參數(shù)的計算方法，再以不同結(jié)構(gòu)的電纜為算例驗證其準確性。比較結(jié)果顯示，《電力系統(tǒng)建模及故障分析》中的方法在計算線芯和護套間電容時存在缺陷；ｐｏｗｅｒ—ｃａｂｌｅｐａｒａｍ功能所用的方法計算導(dǎo)體自身電阻時所用的是直流電阻，未考慮集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，且只可用于計算相互等間距的電纜，對于非等間距排列電纜和

帶鎧裝電纜不適用。結(jié)果說明Ｃａｒｓｏｎ—Ｃｌｅｍ公式在準確性和通用性方面是最優(yōu)的，采用此方法可以為電纜的后續(xù)

研究提供準確、可靠的電纜參數(shù)。

關(guān)鍵詞：電力電纜；電氣參數(shù)；電阻矩陣；電感矩陣；電容矩陣；序阻抗

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３—６５２０．２０１３．０３．０２７

文章編號：１００３—６５２０（２０１３）０３—０６８９—０９

ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＤｉｆｆｅｒｅｎｔＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＣａｌｃｕｌａｔｉｎｇ

ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＰｏｗｅｒＣａｂｌｅｓ

ＸＵＺｈｅｎｇ，ＱＩＡＮＪｉｅ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１００２７，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ

ｃａｌｃｕｌａｔｅ

ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ

ｏｆ

ｐｏｗｅｒ

ｃａｂｌｅｓａｃｃｕｒａｔｅｌｙ

ａｎｄ

ｅａｓｉｌｙ，，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ

ｔｈｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

ｍａｔｒｉｘ，ｔｈｅｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｍａｔｒｉｘ，ｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｍａｔｒｉｘ，ｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅｍａｔｒｉｘ。ａｎｄｔｈｅｓｅｑｕｅｎｃｅｉｍｐｅｄａｎｃｅ－ｗｅｓｔｕｄｉｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｔｈｒｅｅｍｅｔｈｏｄｓ，ｎａｍｅｌｙ，Ｃａｒｓｏｎ—Ｃｌｅｍｆｏｒｍｕｌａ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｎ”ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｓＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＦａｕｌｔＡｎａｌｙｓｉｓ”，ａｎｄ

ｐｒｏｐｏｓｅｄ

ａ

ｔｈｅ‘ｐｏｗｅｒ—ｃａｂｌｅｐａｒａｍ’ｆｕｎｃｔｉｏｎｉｎ

Ｍａｔｌａｂ．Ｆｏｃｕｓｓｉｎｇ

ｏｎ

ｔｈｅｉｒｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．ｗｅ

ｓｅｑｕｅｎｃｅ

ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｅｐｏｓｉｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｎｄ

ｍｅｔｈｏｄ

ｗａｓ

ｚｅｒｏ

ｍｏｄｅｌ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ－

ｏｆｔｈｅ

ｃａｂｌｅｓ．

ｏｎ

ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄＣｏｍｐａｒｉｓｏｎ

ｒｅｓｕｌｔｓ

ｓｈｏｗ

ｖｅｒｉｆｉｅｄｂａｓｅｄ

ｉｎ。。Ｐｏｗｅｒ

ｏｎ

ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ

ｔｈａｔｔｈｅ

ｍｅｔｈｏｄｔｈｅ

ｃｏｒｅ

Ｓｙｓｔｅｍｓ

ａ

ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＦａｕｌｔ

Ａｎａｌｙｓｉｓ”ｈａｓ

ｄｅｆｅｃｔｓ

ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｃａｌｃｕｌａｔｅｓｃａｂｌｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ

ａｓ

ａｎｄ

ｓｈｅａｔｈｏｆ

ｃａｂｌｅ，ａｎｄｔｈａｔｔｈｅ‘ｐｏｗｅｒ—ｃａｂｌｅｐａｒａｍ’ｆｕｎｃｔｉｏｎ

ＤＣｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｉｇｎｏｒｉｎｇｔｈｅｓｋｉｎｅｆｆｅｃｔａｎｄｐｒｏｘｉｍｉｔｙｅｆｆｅｃｔ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ‘ｐｏｗｅｒｉｎｖａｌｉｄｗｈｅｎｉｔｉｓａｐｐｌｉｅｄｃｏｎｃｌｕｄｅｄ

ｔｈａｔ

ｔＯ

ｃａｂｌｅｐａｒａｍ’ｆｕｎｃｔｉｏｎｂｅｃｏｍｅｓａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔｉｓｇｅｎｅｒａｌｉｔｙ

ｔｏ

ｃａｌｃｕｌａｔｅａｒｍｏｒｅｄ

ｈａｓ

ｃａｂｌｅｓ

ｃｅｒｔａｉｎ

Ｏｒ

ｃａｂｌｅｓｉｎｕｎｅｑｕａｌ

ｓｐａｃｉｎｇ

ａｎｄ

ｔｈｅＣａｒｓｏｎ—Ｃｌｅｍｆｏｒｍｕｌａ

ｃａｎ

ａｄｖａｎｔａｇｅｓ

ｉｎａｃｃｕｒａｃｙ

ｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｃａｂｌｅｓ，ａｎｄｉｔ

ｐｒｏｖｉｄｅｒｅｌｉａｂｌｅｄａｔａｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｉｎｇｃａｂｌｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒ

ｃａｂｌｅ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｍａｔｒｉｘ；ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｍａｔｒｉｘ；ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｍａｔｒｉｘ；ｓｅｑｕｅｎｃｅ

ｉｍｐｅｄａｎｃｅ

０

引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和新能源政策的推進，沿海島

切也不實用［１。６］。本文基于基本的物理定律，研究不

同方法計算電力電纜電氣參數(shù)的原理和依據(jù)，計算常見結(jié)構(gòu)電力電纜在不同間距、不同頻率下的電氣

參數(shù)，比較計算結(jié)果，分析產(chǎn)生差異的原因，得到準

嶼的供電問題，海島與大陸之間的聯(lián)網(wǎng)問題，以及海島與海島之間的聯(lián)網(wǎng)問題，都需要采用海底電力電纜來解決；同時，由于具有供電可靠性高、減少線路走廊用地面積等優(yōu)勢，城市地下電纜也越來越得到重視。任何電氣系統(tǒng)的特性分析，離不開電氣參數(shù)的計算。以往，電纜參數(shù)通常通過查手冊得到，不確

基金資助項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（８６３計劃）

（２０１２ＡＡ０５１７０４）。

確、完善的電纜參數(shù)計算公式。計算的電力電纜基

本參數(shù)包括全相模型中的單位長度電阻矩陣、電感矩陣、電容矩陣，正序模型中單位長度電阻、電感、電容，以及零序模型中的單位長度電阻、電感、電容。

１

電纜線路參數(shù)計算

１－１電纜線路串聯(lián)阻抗

圖１表示了一根帶有鎧裝層電纜的截面圖，由內(nèi)而外分別是導(dǎo)體、內(nèi)絕緣層、金屬護套、外絕緣層、

ＰｒｏｊｅｃｔｓｕｐｐｏｒｔｅｄｂｙＮａｔｉｏｎａｌＨｉｇｈ—ｔｅｃｈＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ

ＰｒｏｇｒａｍｏｆＣｈｉｎａ（８６３Ｐｒｏｇｒａｍ）（２０１２ＡＡ０５１７０４）．

萬方數(shù)據(jù)

  本文關(guān)鍵詞：電纜電氣參數(shù)不同計算方法及其比較，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。