Активная проводимость
Активная проводимость (G) обусловлена потерями активной мощности в диэлектриках. Ее величина зависит от:
· тока утечки по изоляторам (малы, можно пренебречь);
· потерь мощности на корону.
Активная проводимость приводит к потерям активной мощности в режиме холостого хода ВЛЭП. Потери мощности на корону (DRкор) обусловлены ионизацией воздуха вокруг проводов. Когда напряжённость электрического поля у провода становится больше электрической прочности воздуха (21,2кВ/см), на поверхности провода образуются электрические разряды. Из-за неровностей поверхности многопроволочных проводов, загрязнений и заусениц разряды появляются вначале только в отдельных точках провода – местная корона. По мере повышения напряжённости корона распространяется на большую поверхность провода и в конечном счёте охватывает провод целиком по всей длине – общая корона.
Потери мощности на корону зависят от погодных условий. Наибольшие потери мощности на корону происходят при различных атмосферных осадках. Например, на воздушных ЛЭП напряжением 330¸750кВ DRкор при снеге повышаются на 14%, дожде – на 47%, изморози – на 107% по сравнению с потерями при хорошей погоде. Корона вызывает коррозию проводов, создаёт помехи на линиях связи и радиопомехи.
Величину потерь мощности на корону можно рассчитать по формуле:
кВт/км
где коэффициент, учитывающий барометрическое давление;
Uф, Uкор ф – соответственно фазные рабочее напряжение ЛЭП и напряжение, при котором возникает корона.
Начальная напряжённость (в хорошую погоду), при которой возникает общая корона рассчитывается по формуле Пика:
кВ/см
где m – коэффициент негладкости привода;
Rпр – радиус провода, см;
коэффициент, учитывающий барометрическое давление.
Для гладких цилиндрических проводов значение m = 1, для многопроволочных проводов – m = 0,82¸0,92.
Величина δ рассчитывается по формуле:
,
где Р – давление, мм ртутного столба;
температура воздуха, 0C.
При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.) и температуре 20 0C d = 1. Для районов с умеренным климатом среднегодовое значение d равно 1,05.
Рабочая напряженность при нормальных условиях работы ЛЭП определяется по формулам:
· для нерасщепленной фазы
кВ/см
· для расщепленной фазы
, кВ/см
где Uэкс – среднее эксплуатационное (линейное) напряжение.
Если величина эксплуатационного напряжения неизвестна, то считают, что Uэкс = Uном.
Величина рабочей напряженности на фазах разная. В расчетах принимается величина наибольшей напряжённости:
Emax = kрасп×kрасщ E,
где kрасп – коэффициент, учитывающий расположение проводов на опоре;
kрасщ – коэффициент, учитывающий конструкцию фазы.
Для проводов, расположенных в вершинах равностороннего треугольника или близкого к нему, kрасп = 1. Для проводов, расположенных в горизонтально или вертикально, kрасп = 1,05 – 1,07.
Для нерасщепленной фазы kрасщ = 1. При расщепленной конструкции фазы коэффициент kрасщ рассчитывается по формулам:
· при n = 2
· при n = 3
Напряжение, при котором возникает корона, рассчитывается по формуле:
Чтобы повысить Uкор нужно снизить Emax. Для этого нужно увеличить либо радиус провода Rпр либо Dср. В первом случае эффективно расщеплять провода в фазе. Увеличение Dср приводит к значительному изменению габаритов ЛЭП. Мероприятие малоэффективно, так как Dср находится под знаком логарифма.
Если Emax > E0, то работа ЛЭП является неэкономичной из-за потерь мощности на корону. Согласно ПУЭ, корона на проводах отсутствует, если выполняется условие:
Emax £ 0,9 E0 (m =0,82, d = 1).
При проектировании выбор сечений проводов выполняют таким образом, чтобы короны в хорошую погоду, не было. Так как увеличение радиуса провода является основным средством снижения DPкор, то установлены минимально допустимые сечения по условиям короны: при напряжении 110 кВ – 70мм2, при напряжении 150 кВ – 120мм2, при напряжении 220 кВ – 240мм2.
Величина погонной активной проводимости рассчитывается по формуле:
, См/км.
Активная проводимость участка сети находится следующим образом:
При расчете установившихся режимов сетей напряжением до 220кВ активная проводимость не учитывается – увеличение радиуса провода снижает потери мощности на корону практически до нуля. При Uном ³ 330кВ увеличение радиуса провода приводит к значительному удорожанию ЛЭП. Поэтому в таких сетях расщепляют фазу и учитывают в расчетах активную проводимость.
В кабельных ЛЭП расчет активной проводимости выполняется по тем же формулам, что и для воздушной ЛЭП. Природа потерь активной мощности иная.
В кабельных линиях DP вызываются явлениями, происходящими в кабеле за счет тока абсорбции. Для КЛЭП диэлектрические потери указываются заводом – изготовителем. Диэлектрические потери в КЛЭП учитываются при U ³ 35 кВ.
Реактивная (ёмкостная проводимость)
Реактивная проводимость обусловлена наличием емкости между фазами и между фазами и землей, так как любую пару проводов можно рассматривать как конденсатор.
Для ВЛЭП величина погонной реактивной проводимости рассчитывается по формулам:
· для нерасщепленных проводов
, См/км;
· для расщеплённых проводов
Расщепление увеличивает b0 на 21¸33%.
Для КЛЭП величина погонной проводимости чаще рассчитывается по формуле:
b0 = w×C0.
Величина емкости C0 приводится в справочной литературе для различных марок кабеля.
Реактивная проводимость участка сети рассчитывается по формуле:
В = b0×l.
У воздушных ЛЭП значение b0 значительно меньше, чем у кабельных ЛЭП, мало, так как Dср ВЛЭП >> Dср КЛЭП.
Под действием напряжения в проводимостях протекает ёмкостный ток (ток смещения или зарядный ток):
Ic=В×Uф.
Величина этого тока определяет потери реактивной мощности в реактивной проводимости или зарядную мощность ЛЭП:
В районных сетях зарядные токи соизмеримы с рабочими токами. При Uном = 110 кВ, величина Qс составляет около 10% от передаваемой активной мощности, при Uном = 220 кВ – Qс ≈ 30% Р. Поэтому ее нужно учитывать в расчетах. В сети номинальным напряжением до 35 кВ величиной Qс можно пренебречь.
Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 1694;