Схемы замещения ЛЭП

Номинальные напряжения электрических сетей

Номинальное напряжение электрической сети – такое напряжение, на которое эта сеть рассчитана в условиях нормальной работы. Работа с номинальным напряжением – наиболее эффективна.

Различают номинальные напряжения источников, сети и потребителей. У источников номинальное напряжение на 5-10% выше, чем у потребителей и сетей – для того, чтобы компенсировать падение напряжения при передаче от источников к потребителю.

Существует стандартный ряд напряжений, кВ:

(3); 6; 10; (20); 35; 110; (150); 220; 330; 500; 750; 1150

В скобках – не рекомендуемые значения.

Характеристики и параметры ЭЭС

Схемы замещения ЛЭП

При расчетах установившихся режимов ЭЭС используются математические модели ЛЭП, трансформаторов и других элементов. Эти модели называются схемами замещения.

Для ЛЭП относительно небольшой длины – до 400 км, используются схемы замещения с сосредоточенными параметрами.

Воздушные ЛЭП напряжением 110 кВ и выше длиной до 400 км при расчетах установившихся режимов представляются П-образной схемы замещения.

и – активное и реактивное сопротивление линии соответственно

и – активная и реактивная проводимость линии соответственно

Активное сопротивление линии обусловлено потерями мощности и энергии на нагрев проводов.

– погонное сопротивление,

Приводятся в справочниках при

Реактивное сопротивление обусловлено магнитными потоками взаимной индукции фазных проводов

- для

– радиус провода

– среднее геометрическое расстояние между фазными проводами,

Если фазы ЛЭП расщеплены, то вместо .

Расщепление фаз выполняется для увеличения эквивалентной поверхности проводов, что необходимо для уменьшения интенсивности коронного разряда.

Минимальные допустимые сечения проводов:

U_ном

не бывает короны

70 мм²

240 мм²

600 мм²

Например 500 кВ:

И при расщеплении фаз:

Активная проводимость обусловлена двумя видами потерь активной мощности:

– потери от тока утечки через изоляцию

– потери на коронный разряд. Так как для изоляции проводов ЛЭП используются материалы с высокой изоляционной способностью, то потери от токов утечки малы и ими можно пренебречь. Если на ЛЭП применяются провода с минимально допустимыми или бо́льшими сечениями, то потери от коронного разряда также малы и ими можно пренебречь (для линий напряжением 110-220 кВ).

Реактивная проводимость (емкостная). Обусловлена емкостями между фазными проводами и между проводами и землей.

При выполнении расчетов линий 110-220 кВ используется упрощенная схема замещения

Во второй схеме вместо ветвей с проводимостями учитывается реактивная зарядная мощность, генерируемая емкостью линии. Верхние индексы «н» и «к» означают начало и конец линии и эти мощности равны половине всей зарядной мощности:

I_c – емкостной ток

Для ВЛ 35 кВ и ниже не учитывают зарядную мощность:

Кабельные ЛЭП представляются также П-образной схемой замещения

Т.к. для КЛ D_ср примерно в 100 раз меньше, чем для ВЛ, реактивное сопротивление кабеля становится малым по сравнению с активным и его не учитывают.

Несмотря на то, что емкостная проводимость КЛ больше, чем ВЛ, но для КЛ напряжением 6-10 кВ зарядная мощность Q_с все равно будет незначительной, поэтому ее можно не учитывать.

Для КЛ 6-10 кВ