Материал: Лекции полнотью

3

Для линии с расщепленными проводами последнее слагаемое в (2.3) уменьшается в n Ф раз. Удельное активное сопротивление фазы линии с расщепленными проводами определяется так:

где rОПР - удельное сопротивление провода данного сечения, определенное по справочным таблицам.

Для сталеалюминиевых проводов х 0 определяется по справочным

таблицам в зависимости от сечения, для стальных - в зависимости от сечения и тока.

Активная проводимость линии соответствует двум видам потерь активной мощности: от тока утечки через изоляторы и на корону.

Токи утечки через изоляторы малы, и потерями мощности в изоляторах можно пренебречь. В воздушных линиях напряжением 110 кВ и выше при определенных условиях напряженность электрического поля на поверхности провода возрастает и становится больше критической. Воздух вокруг провода интенсивно ионизируется, образуя свечение - корону. Короне соответствуют потери активной мощности. Наиболее радикальным средством снижения потерь мощности на корону является увеличение диаметра провода. В связи с этим задаются наименьшие допустимые сечения по короне: на

110 кВ - 70 мм 2 ; 220 кВ - 240 мм 2 .

При расчете установившихся режимов сетей до 220 кВ активная проводимость практически не учитывается. В сетях с UНОМ 330 кВ при опре-

делении потерь мощности, при расчете оптимальных режимов необходимо учитывать потери на корону. Обычно при этом учитываются различные виды зависимости потерь на корону от напряжения.

Емкостная проводимость линии b Л обусловлена емкостями между

проводами разных фаз и емкостью провод - земля и определяется следующим образом:

где b0 - удельная емкостная проводимость, См/км, которая может быть определена по справочным таблицам или по следующей формуле:

Для большинства расчетов в сетях 110 - 220 кВ линия электропередачи обычно представляется более простой схемой замещения (рис.2.3,б). В

4

Рис.2.3. Схемы замещения линий электропередачи:

а, б – воздушная линия 110 – 330 кВ с емкостной проводимостью и с реактивной мощностью, генерируемой емкостью линий; в – воздушная линия U НОМ 10 кВ

этой схеме вместо емкостной проводимости (рис.2.3,а) учитывается реактивная мощность, генерируемая емкостью линий, МВар:

где UФ и U - фазное и междуфазное напряжение, кВ; IC - емкостный ток на землю, IC UФ b Л .

Из (2.9) следует, что мощность QC , генерируемая линией, сильно за-

висит от напряжения. Чем выше напряжение, тем больше емкостная мощность.

Для воздушных линий напряжением 35 кВ и ниже емкостную мощность можно не учитывать (рис.2.3, в). Для линий UНОМ 330 кВ для определения параметров П-образной схемы замещения учитывают равномерное распределение сопротивлений и проводимостей вдоль линии.

Кабельные линии электропередачи представляют такой же П-

образной схемой замещения, что и воздушные линии (рис.2.1). Удельные активные и реактивные сопротивления r0 , x 0 определяют по справочным

таблицам, так же как и для воздушных линий. Из (2.3), (2.8) видно, что x 0 уменьшается, а b0 растет при сближении фазных проводов. Для кабельных линий расстояния между проводами значительно меньше, чем для воздушных, и x 0 очень мало. При расчетах режимов для кабельных сетей напряжением 10 кВ и ниже можно учитывать только активное сопротивление (рис.2.3, г). Емкостный ток и QC в кабельных линиях больше, чем в воздушных. В кабельных линиях высокого напряжения учитывают QC (рис.2.3,б),

5

причем удельную емкостную мощность QC0 , кВАр/км, можно определить по таблицам. Активную проводимость g Л учитывают для кабелей 110 кВ и выше. Удельные параметры схемы замещения кабеля r0 , x 0 , а также QC0 , при-

веденные в справочных таблицах, ориентировочны, более точно их можно определить по заводским характеристикам кабеля.

2.2. Схемы замещения трансформаторов и автотрансформаторов

Двухобмоточный трансформатор (рис.2.4,а) можно представить в виде Г-образной схемы замещения (рис.2.4,б). Продольная часть схемы замещения содержит rT и x T - активное и реактивное сопротивления транс-

форматора. Эти сопротивления равны сумме соответственно активных и реактивных сопротивлений первичной и приведенной к ней вторичной обмоток. В такой схеме замещения отсутствует трансформация, то есть отсутствует идеальный трансформатор, но сопротивление вторичной обмотки приводится к первичной. При этом приведении сопротивление вторичной обмотки умножается на квадрат коэффициента трансформации. Если сети, связанные трансформатором, рассматриваются совместно, причем параметры сетей не приводятся к одному базисному напряжению, то в схеме замещения трансформатора учитывается идеальный трансформатор.

ствует потерям активной мощности в стали трансформатора от тока намагни-

6

чивания I (рис.2.4,б). Реактивная проводимость определяется магнитным

потоком взаимоиндукции в обмотках трансформатора.

В расчетах электрических сетей двухобмоточные трансформаторы при UВ.НОМ 220 кВ представляют упрощенной схемой замещения

(рис.2.4,в). В этой схеме вместо ветви намагничивания учитываются в виде дополнительной нагрузки потери мощности в стали трансформатора или потери холостого хода РХ j QX .

Для каждого трансформатора известны следующие параметры (каталожные данные): UНОМ - номинальная мощность, МВ А ; UВ.НОМ , UН.НОМ - номинальные напряжения обмоток высшего и низшего напряжений, кВ; РХ

- активные потери холостого хода, кВт; IХ % - ток холостого хода, % IНОМ ;PK - потери короткого замыкания, кВт; u K % - напряжение короткого замыкания, % UНОМ . По этим данным можно определить все параметры схемы

замещения трансформатора (сопротивления и проводимости), а также потери мощности в нем.

Проводимости ветви намагничивания определяются результатами опыта холостого хода (XX). В этом опыте размыкается вторичная обмотка, а к первичной подводится номинальное напряжение. Ток в продольной части схемы замещения равен нулю, а к поперечной приложено UНОМ (рис.2.5,а).

Трансформатор потребляет в этом режиме только мощность, равную потерям

где напряжения выражены в киловольтах, а мощности - в мегаваттах и мегаварах.

Потери активной мощности в стали определяются в основном напряжением и приближенно предполагаются не зависящими от тока и мощности нагрузки ( I2 и S2 ). В схеме на рис.2.4,б PX постоянна и равна ката-

ложному значению. Ток намагничивания в трансформаторе имеет очень маленькую активную составляющую:

7

Рис.2.5. Схемы опытов холостого хода и короткого замыкания:

а, б – опыт холостого хода; в, г – опыт короткого замыкания

там опыта короткого замыкания (КЗ). В этом опыте замыкается накоротко вторичная обмотка, а к первичной обмотке подводится такое напряжение, при котором в обеих обмотках трансформатора токи равны номинальному. Это напряжение и называется напряжением короткого замыкания u K

(рис.2.5,в и г). Потери в стали в опыте короткого замыкания PCT .K очень малы, так как u K намного меньше UНОМ . Поэтому приближенно считают, что