Что такое зарядный ток кабельной линии

Характеристики и параметры элементов электрических систем. Сопротивления и проводимости линий электропередачи , страница 3

В соответствии с [22] в воздушных линиях 35 кВ и выше проводники должны быть проверены по условиям образования короны с учетом среднегодовых значений плотности и температуры воздуха на высоте расположения линии над уровнем моря, приведенного радиуса проводника, а также коэффициента негладкости проводника. При этом наибольшая напряженность поля у поверхности проводника должна быть не более 0,9 начальной напряженности короны

Корона вызывает потери активной мощности, составляющие десятки кВт на 1 км длины линии. Корона сопровождается также коррозией проводов и появлением радиопомех.

Наиболее эффективным средством уменьшения или устранения короны является увеличение диаметра провода. В связи с этим в воздушных линиях установлены наименьшие допустимые сечения проводов по короне: для 110 кВ — 70 мм; 220 кВ — 240 мм.

В линиях электропередачи напряжением 330 кВ и выше радикальным средством снижения потерь мощности на корону является расщепление фазы, когда ее выполняют из нескольких проводов, расположенных на расстоянии а=40-60 см друг от друга. В линиях напряжением 330 кВ фазу расщепляют на 2 провода, 500 кВ — на 3-4, 750 кВ — на 4-5; 1150 кВ — на 8 проводов. На рис. 4.3 представлена конструкция расщепленной фазы воздушной линии напряжением 750 кВ, выполненная пятью проводами. В пролете для предотвращения схлестывания провода расщепленной фазы фиксируются дистанционными распорками. Расщепление фазы увеличивает эквивалентный радиус провода (см. формулу (4.7)) и снижает напряженность электрического поля на поверхности проводов.

Применяемые в настоящее время конструкции расщепленной фазы на разные напряжения не исключает полностью потерь на корону. Их учитывают различными видами зависимости потерь на корону от напряжения. При этом для оценки потерь на корону иногда пользуются удельными среднегодовыми потерями мощности на корону , полученными на основе статистических исследований типовых линий в конкретном регионе

(4.10)

Емкостная проводимость обусловлена наличием емкости между проводами разных фаз и емкостью провод-земля. Как правило влиянием на емкость земли и соседних цепей пренебрегают. Емкостную проводимость линии длиной L определяют по формуле

, (4.11)

где — удельная емкостная проводимость, См/км.

Величина зависит от сечения проводника, расстояния между фазами и от диэлектрической проницаемости изоляционного материала.

Для воздушных линий удельную емкостную проводимость можно вычислить по выражению

(4.12)

Для линий с расщепленной фазой в формулу (4.12) вместо R следует подставлять значение эквивалентного радиуса , определяемого по (4.7). Значит для них больше, чем в обычных воздушных линиях.

При определении емкостной проводимости воздушных линий лучше пользоваться справочными таблицами, где она находится в зависимости от марки провода или конструкции расщепленной фазы и номинального напряжения или среднегеометрического расстояния между фазами.

Емкостная проводимость трехфазного кабеля зависит от диэлектрической проницаемости изоляции кабеля, наличия в некоторых кабелях заземленной свинцовой или алюминиевой оболочки и других конструктивных его особенностей. Это не учитывает формула (4.12), которая может служить только для весьма приближенных оценок величины для кабелей. Поэтому необходимо пользоваться готовыми заводскими данными по емкостной проводимости или емкости трехфазных кабелей в зависимости от их напряжения и марки.

Под действием емкостной проводимости и приложенного к линии напряжения в ней протекает емкостной или зарядный ток, определяемый формулой

, (4.13)

где U — междуфазное напряжение.

При подключении линии под напряжение только с одного конца, например начала, зарядный ток возрастает от конца к началу линии пропорционально ее длине из-за равномерно распределенной емкостной проводимости вдоль линии.

Зарядный ток создает зарядную мощность линии

(4.14)

Как видно, она пропорциональна квадрату напряжения и поэтому заметное влияние имеет в линиях высокого напряжения, которые к тому же имеют большую длину.

• АлтГТУ 419
• АлтГУ 113
• АмПГУ 296
• АГТУ 267
• БИТТУ 794
• БГТУ «Военмех» 1191
• БГМУ 172
• БГТУ 603
• БГУ 155
• БГУИР 391
• БелГУТ 4908
• БГЭУ 963
• БНТУ 1070
• БТЭУ ПК 689
• БрГУ 179
• ВНТУ 120
• ВГУЭС 426
• ВлГУ 645
• ВМедА 611
• ВолгГТУ 235
• ВНУ им. Даля 166
• ВЗФЭИ 245
• ВятГСХА 101
• ВятГГУ 139
• ВятГУ 559
• ГГДСК 171
• ГомГМК 501
• ГГМУ 1966
• ГГТУ им. Сухого 4467
• ГГУ им. Скорины 1590
• ГМА им. Макарова 299
• ДГПУ 159
• ДальГАУ 279
• ДВГГУ 134
• ДВГМУ 408
• ДВГТУ 936
• ДВГУПС 305
• ДВФУ 949
• ДонГТУ 498
• ДИТМ МНТУ 109
• ИвГМА 488
• ИГХТУ 131
• ИжГТУ 145
• КемГППК 171
• КемГУ 508
• КГМТУ 270
• КировАТ 147
• КГКСЭП 407
• КГТА им. Дегтярева 174
• КнАГТУ 2910
• КрасГАУ 345
• КрасГМУ 629
• КГПУ им. Астафьева 133
• КГТУ (СФУ) 567
• КГТЭИ (СФУ) 112
• КПК №2 177
• КубГТУ 138
• КубГУ 109
• КузГПА 182
• КузГТУ 789
• МГТУ им. Носова 369
• МГЭУ им. Сахарова 232
• МГЭК 249
• МГПУ 165
• МАИ 144
• МАДИ 151
• МГИУ 1179
• МГОУ 121
• МГСУ 331
• МГУ 273
• МГУКИ 101
• МГУПИ 225
• МГУПС (МИИТ) 637
• МГУТУ 122
• МТУСИ 179
• ХАИ 656
• ТПУ 455
• НИУ МЭИ 640
• НМСУ «Горный» 1701
• ХПИ 1534
• НТУУ «КПИ» 213
• НУК им. Макарова 543
• НВ 1001
• НГАВТ 362
• НГАУ 411
• НГАСУ 817
• НГМУ 665
• НГПУ 214
• НГТУ 4610
• НГУ 1993
• НГУЭУ 499
• НИИ 201
• ОмГТУ 302
• ОмГУПС 230
• СПбПК №4 115
• ПГУПС 2489
• ПГПУ им. Короленко 296
• ПНТУ им. Кондратюка 120
• РАНХиГС 190
• РОАТ МИИТ 608
• РТА 245
• РГГМУ 117
• РГПУ им. Герцена 123
• РГППУ 142
• РГСУ 162
• «МАТИ» — РГТУ 121
• РГУНиГ 260
• РЭУ им. Плеханова 123
• РГАТУ им. Соловьёва 219
• РязГМУ 125
• РГРТУ 666
• СамГТУ 131
• СПбГАСУ 315
• ИНЖЭКОН 328
• СПбГИПСР 136
• СПбГЛТУ им. Кирова 227
• СПбГМТУ 143
• СПбГПМУ 146
• СПбГПУ 1599
• СПбГТИ (ТУ) 293
• СПбГТУРП 236
• СПбГУ 578
• ГУАП 524
• СПбГУНиПТ 291
• СПбГУПТД 438
• СПбГУСЭ 226
• СПбГУТ 194
• СПГУТД 151
• СПбГУЭФ 145
• СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 379
• ПИМаш 247
• НИУ ИТМО 531
• СГТУ им. Гагарина 114
• СахГУ 278
• СЗТУ 484
• СибАГС 249
• СибГАУ 462
• СибГИУ 1654
• СибГТУ 946
• СГУПС 1473
• СибГУТИ 2083
• СибУПК 377
• СФУ 2424
• СНАУ 567
• СумГУ 768
• ТРТУ 149
• ТОГУ 551
• ТГЭУ 325
• ТГУ (Томск) 276
• ТГПУ 181
• ТулГУ 553
• УкрГАЖТ 234
• УлГТУ 536
• УИПКПРО 123
• УрГПУ 195
• УГТУ-УПИ 758
• УГНТУ 570
• УГТУ 134
• ХГАЭП 138
• ХГАФК 110
• ХНАГХ 407
• ХНУВД 512
• ХНУ им. Каразина 305
• ХНУРЭ 325
• ХНЭУ 495
• ЦПУ 157
• ЧитГУ 220
• ЮУрГУ 309

Полный список ВУЗов

• О проекте
• Реклама на сайте
• Правообладателям
• Правила
• Обратная связь

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Схемы замещения ЛЭП

Линия электрической сети теоретически рассматривается состоящей из бесконечно большого количества равномерно распределенных вдоль нее активных и реактивных сопротивлений и проводимостей.

Точный учет влияния распределенных сопротивлений и проводимостей сложен и необходим при расчетах очень длинных линий, которые в этом курсе не рассматривается.

На практике ограничиваются упрощенными методами расчета, рассматривая линию с сосредоточенными активными и реактивными сопротивлениями и проводимостями.

Для проведения расчетов принимают упрощенные схемы замещения линии, а именно: П-образную схему замещения, состоящую из последовательно соединенных активного (r_л) и реактивного (x_л) сопротивлений. Активная (g_л) и реактивная (емкостная) (b_л) проводимости включены в начале и конце линии по 1/2.

П-образная схема замещения характерна для воздушных ЛЭП напряжением 110-220 кВ длиной до 300-400 км.

Активное сопротивление определяется по формуле:

где r_о – удельное сопротивление Ом/км при t о провода + 20 о , l – длина линии, км.

Активное сопротивление проводов и кабелей при частоте 50 Гц обычно примерно равно омическому сопротивлению. Не учитывается явление поверхностного эффекта.

Удельное активное сопротивление r_о для сталеалюминиевых и других проводов из цветных металлов определяется по таблицам в зависимости от поперечного сечения.

Для стальных проводов нельзя пренебрегать поверхностным эффектом. Для них r_о зависит от сечения и протекающего тока и находится по таблицам.

При температуре провода, отличной от 20 о С сопротивление линии уточняется по соответствующим формулам.

Реактивное сопротивление определяется:

где x_о — удельное реактивное сопротивление Ом/км.

Удельные индуктивные сопротивления фаз ВЛ в общем случае различны. При расчетах симметричных режимов используют средние значения x_о:

где r_пр — радиус провода, см;

Д_ср — среднегеометрическое расстояние между фазами, см, определяется следующим выражением:

Где Д_АВ, Д_АВ, Д_СА — расстояния между проводами соответствующих фаз А, В, С.

Например, при расположении фаз по углам равностороннего треугольника со стороной Д, среднегеометрическое расстояние равно Д.

При расположении проводов ЛЭП в горизонтальном положении:

При размещении параллельных цепей на двухцепных опорах потокосцепление каждого фазного провода определяется токами обеих цепей. Изменение Х₀ из-за влияния второй цепи зависит от расстояния между цепями. Отличие Х₀ одной цепи при учете и без учета влияния второй цепи не превышает 5-6% и не учитывается в практических расчетах.

В линиях электропередач при U_ном≥330 кВ (иногда и при напряжении 110 и 220 кВ) провод каждой фазы расщепляется на несколько проводов. Это соответствует увеличению эквивалентного радиуса. В выражении для Х₀:

вместо r_пр используется

где r_эк — эквивалентный радиус провода, см;

а_ср — среднегеометрическое расстояние между проводами одной фазы, см;

n_ф— число проводов в одной фазе.

Для линии с расщепленными проводами последнее слагаемое в формуле 1 уменьшается в n_ф раз, т.е. имеет вид 0,0157/n_ф.

Удельное активное сопротивление фазы линии с расщепленными проводами определяются так:

где r_0пр — удельное сопротивление провода данного сечения, определенное по справочным таблицам.

Для сталеалюминиевых проводов Х₀ определяется по справочным таблицам, в зависимости от сечения, для стальных в зависимости от сечения и тока.

Активная проводимость (g_л) линии соответствует двум видам потерь активной мощности:

1) от тока утечки через изоляторы;

2) потери на корону.

Токи утечки через изоляторы (ТФ-20) малы и потерями в изоляторах можно пренебречь. В воздушных линиях (ВЛ) 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 радикальными средствами уменьшения потерь мощности на корону является увеличение диаметра провода, для линий высокого напряжения (330 кВ и выше) использование расщепления проводов. Иногда можно использовать так называемый системный способ уменьшения потерь мощности на корону. Диспетчер уменьшает напряжение в линии до определенной величины.

В связи с этим задаются наименьшие допустимые сечения по короне:

110 кВ — 70 мм 2 (сейчас рекомендуется использовать сечение 95 мм 2 );

150 кВ — 120 мм 2 ;

220 кВ — 240 мм 2 .

Коронирование проводов приводит:

-к усиленному окислению поверхности проводов,

-к появлению радиопомех.

При расчете установившихся режимов сетей до 220 кВ активная проводимость практически не учитывается.

В сетях с U_ном≥330 кВ при определении потерь мощности при расчете оптимальных режимов, необходимо учитывать потери на корону.

Емкостная проводимость (в_л) линии обусловлена емкостями между проводами разных фаз и емкостью провод — земля и определяется следующим образом:

где в₀ — удельная емкостная проводимость См/км, которая может быть определена по справочным таблицам или по следующей формуле:

где Д_ср — среднегеометрическое расстояние между проводами фаз; r_пр — радиус провода.

Для большинства расчетов в сетях 110-220 кВ ЛЭП (линия электропередачи) представляется более простой схемой замещения:

Иногда в схеме замещения вместо емкостной проводимости в_л/2 учитывается реактивная мощность, генерируемая емкостью линий (зарядная мощность).

Половина емкостной мощности линии, МВАр, равна:

где U_ф и U – соответственно фазное и междуфазное (линейное) напряжения, кВ;

I_с — емкостный ток на землю:

Из выражения для Q_C (*) следует, что мощность Q_C, генерируемая линий сильно зависит от напряжения. Чем выше напряжение, тем больше емкостная мощность.

Для воздушных линий напряжением 35 кВ и ниже емкостную мощность (Q_C) можно не учитывать, тогда схема замещения примет следующий вид:

Для линий с U_ном≥330 кВ при длине больше 300-400 км учитывают равномерное распределение сопротивлений и проводимостей вдоль линии.

Кабельные линии электропередачи представляют такой же П-образной схемой замещения как и ВЛ.

Удельные активные и реактивные сопротивления r₀, х₀ определяют по справочным таблицам, так же как и для ВЛ.

видно, что X₀ уменьшается, а в₀ растет при сближении разных проводов.

Для кабельных линий расстояние между проводами фаз значительно меньше, чем для ВЛ и Х₀ очень мало.

При расчетах режимов КЛ (кабельных линий) напряжением 10кВ и ниже можно учитывать только активное сопротивление.

Емкостный ток и Q_C в кабельных линиях больше чем в ВЛ. В кабельных линиях (КЛ) высокого напряжения учитывают Q_C, причем удельную емкостную мощность Q_C0 кВАр/км можно определить по таблицам в справочниках.

Активную проводимость (g_л)учитывают для кабелей 110 кВ и выше.

Удельные параметры кабелей X₀, а также Q_C0 приведенные в справочных таблицах ориентировочны, более точно их можно определить по заводским характеристикам кабелей.

Мкостная проводимость

Обусловлена емкостями между фазами, фазными проводами (жилами) и землёй. В схеме замещения ЛЭП используется расчётная (рабочая) ёмкость плеча эквивалентной звезды, полученной из преобразования треугольника проводимостей в звезду (рис. 4.3, в).

В практических расчётах рабочую ёмкость трёхфазной ВЛ с одним проводом в фазе на единицу длины (Ф/км) определяют по формуле

(4.10)

Рабочая ёмкость кабельных линий существенно выше ёмкости ВЛ, т. к. жилы кабеля очень близки друг к другу и заземлённым металлическим обо­лочкам. Кроме того, диэлектрическая проницаемость кабельной изоляции значительно больше единицы — диэлектрической проницаемости воздуха. Большое разнообразие конструкций кабеля, отсутствие их геометрических размеров усложняет определение рабочей ёмкости, в связи с чем на практике пользуются данными эксплуатационных или заводских замеров.

Емкостная проводимость ВЛ и КЛ, См/км, определяется по общей формуле

(4.10 а)

С учётом (4.10 а) для воздушной линии при частоте тока 50 Гц имеем, См/км,

(4.11)

а для ВЛ с частотой питающего напряжения 60 Гц получим, См/км,

(4.12)

Ёмкостная проводимость КЛ зависит от конструкции кабеля и указыва­ется заводом-изготовителем, но для ориентировочных расчётов она может быть оценена по формуле (4.11)

Под действием приложенного к линии напряжения через ёмкости ли­ний протекают ёмкостные (зарядные) токи. Тогда расчётное значение ёмко­стного тока на единицу длины, кА/км,

(4.13)

и отвечающая ему зарядная мощность трёхфазной ЛЭП,

(4.14)

зависят от напряжения в каждой точке линии.

Значение зарядной мощности для всей ЛЭП определяется через дейст­вительные (расчётные) напряжения начала и конца линии, Мвар,

(4.15)

либо приближённо по номинальному напряжению линии

, (4.16)

Для кабелей 6-35 кВ с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой из­вестны генерации реактивной мощности q₀ на один километр линии, с учётом которой общая генерация КЛ определится в виде

(4.17)

ЛЭП с поперечной ёмкостной проводимостью, потребляющую из сети опережающий напряжение ёмкостный ток, следует рассматривать как источ­ник реактивной (индуктивной) мощности, чаще называемой зарядной. Имея ёмкостной характер, зарядная мощность уменьшает индуктивную состав­ляющую нагрузки, передаваемой по линии к потребителю.

В схемах замещения ВЛ, начиная с номинального напряжения 110 кВ, и в КЛ — 35 кВ и более (рис. 4.6) следует учитывать поперечные ветви (шун­ты) в виде ёмкостных проводимостей В_с или генерируемых ими реактивных мощностей Q_c.

Расстояние между фазами ЛЭП в каждом классе напряжения, особенно для ВЛ, практически одинаковое, что и определяет неизменность результи­рующего потокосцепления фаз и ёмкостного эффекта линий. Поэтому для ВЛ традиционного исполнения (без глубокого расщепления фаз и специальных конструкций опор) реактивные параметры мало зависят от конструктивных характеристик линии, т. к. расстояния между фазами и сечения (радиуса) проводов практически неизменны, что в приведённых формулах отражено логарифмической функцией.

При выполнении фаз ВЛ 35-220 кВ одиночными проводами их индук­тивное сопротивление изменяется в узких пределах: X₀ =(0,40 — 0,44)

Ом/км, а ёмкостная проводимость лежит в пределах b₀=(2,6-2,8)•10 -6 См/км. Влияние изменения площади сечения (радиуса) жил кабеля на X₀ бо­лее заметно, чем в ВЛ. Поэтому для КЛ имеем более широкое изменение ин­дуктивного сопротивления: X₀ (0,06 — 0,15) Ом/км. Для кабельных линий

всех марок и сечений напряжением 0,38-10 кВ индуктивное сопротивление лежит в более узком интервале (0,06-0,10 Ом/км) и определяется из таблиц физико-технических данных кабелей.

Среднее значение зарядной мощности на 100 км для ВЛ 110 кВ со­ставляет около 3,5 Мвар, для ВЛ 220 кВ — 13,5 Мвар, для ВЛ 500 кВ — 95 Мвар. Учёт этих показателей позволяет исключить значительные ошибки при расчёте параметров линий или использовать указанные параметры в приближённых расчётах, например для оценки по реактивным параметрам ВЛ её протяжённости (км) в виде

(4.18)

В большинстве случаев можно полагать, что параметры линии электропередачи (активное и реактивное сопротивления, активная и емкостная проводимости) равномерно распределены по ее длине. Для линии сравнительно небольшой длины распределенность параметров можно не учитывать и использовать сосредоточенные параметры: активное и реактивное сопротивления линии Rл и Xл, активную и емкостную проводимости линии Gл и Bл.

Воздушные линии электропередачи напряжением 110 кВ и выше длиной до 300 — 400 км обычно представляются П-образной схемой замещения (рис.3.1).

Активное сопротивление линии определяется по формуле:

ro — удельное сопротивление, Ом/км, при температуре провода +20°С;

L — длина линии, км.

Удельное сопротивление г0 определяется по таблицам в зависимости от поперечного сечения. При температуре провода, отличной от 200С, сопротивление линии уточняется.

Реактивное сопротивление определяется следующим образом:

где xo — удельное реактивное сопротивление, Ом/км.

Удельные индуктивные сопротивления фаз воздушной линии в общем случае различны. При расчетах симметричных режимов используют средние значения xo:

где rпр – радиус провода, см;

Dср – среднегеометрическое расстояние между фазами, см, определяемое следующим выражением:

где Dab, Dbc, Dca – расстояния между проводами соответственно фаз a, b, c, рис.3.2.

При размещении параллельных цепей на двухцепных опорах потокосцепление каждого фазного провода определяется токами обеих цепей. Изменение xo из-за влияния второй цепи в первую очередь зависит от расстояния между цепями. Отличие xo одной цепи при учете и без учета влияния второй цепи не превышает 5-6 % и не учитывается при практических расчетах.

В линиях электропередачи при Uном ³ ЗЗ0кВ провод каждой фазы расщепляется на несколько (N) проводов. Это соответствует увеличению эквивалентного радиуса. Эквивалентный радиус расщепленной фазы:

где a – расстояние между проводами в фазе.

Для сталеалюминиевых проводов xo определяется по справочным таблицам в зависимости от сечения и числа проводов в фазе.

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

Токи утечки через изоляторы малы, поэтому потерями мощности в изоляторах можно пренебречь. В воздушных линиях напряжением 110кВ 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. Наименьшие допустимые сечения проводов воздушных линий нормируются по условию образования короны: 110кВ — 70 мм2; 220кВ -240 мм2; 330кВ –2х240 мм2; 500кВ – 3х300 мм2; 750кВ – 4х400 или 5х240 мм2.

При расчете установившихся режимов электрических сетей напряжением до 220кВ активная проводимость практически не учитывается. В сетях с Uном³ЗЗ0кВ при определении потерь мощности и при расчете оптимальных режимов необходимо учитывать потери на корону:

DРк = DРк0L=U2g0L,3.6)

где DРк0 — удельные потери активной мощности на корону, g0 — удельная активная проводимость.

Емкостная проводимость линии Bл обусловлена емкостями между проводами разных фаз и емкостью провод — земля и определяется следующим образом:

где bо — 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.3.3,б). В этой схеме вместо емкостной проводимости (рис.3.3,а) учитывается реактивная мощность, генерируемая емкостью линий. Половина емкостной (зарядной) мощности линии, Мвар, равна:

UФ и U – фазное и междуфазное напряжение, кВ;

Ib – емкостный ток на землю.

Рис. 3.3. Схемы замещения линий электропередачи:

а, б — воздушная линия 110-220-330 кВ;

в — воздушная линия Uном £35 кВ;

г -кабельная линия Uном£10 кВ

Из (3.8) следует, что мощность Qb, генерируемая линией, сильно зависит от напряжения. Для воздушных линий напряжением 35 кВ и ниже емкостную мощность можно не учитывать (рис.3.3, в). Для линий Uном ³ ЗЗ0 кВ при длине более 300-400 км учитывают равномерное распределение сопротивлений и проводимостей вдоль линии. Схема замещения таких линий – четырехполюсник.

Кабельные линии электропередачи также представляют П-образной схемой замещения. Удельные активные и реактивные сопротивления ro, xo определяют по справочным таблицам, так же как и для воздушных линий. Из (3.3), (3.7) видно, что xo уменьшается, а bo растет при сближении фазных проводников. Для кабельных линий расстояния между проводниками значительно меньше, чем для воздушных, поэтому xo мало и при расчетах режимов для кабельных сетей напряжением 10 кВ и ниже можно учитывать только активное сопротивление (рис.3.3, г). Емкостный ток и зарядная мощность Qb в кабельных линиях больше, чем в воздушных. В кабельных линиях высокого напряжения учитывают Qb (рис.3.3, б). Активную проводимость Gл учитывают для кабелей 110 кВ и выше.

3.2. Потери мощности в линиях

Потери активной мощности в ЛЭП делятся на потери холостого хода DРХХ (потери на корону) и нагрузочные потери (на нагрев проводов) DРН:

В линиях потери реактивной мощности тратятся на создание магнитного потока внутри и вокруг провода

Обусловливает нагрев проводов (тепловые потери) и зависит от мате­риала токоведущих проводников и их сечения. Для линий с проводами не­большого сечения, выполненных цветным металлом (алюминий, медь), ак­тивное сопротивление принимают равным омическому (сопротивлению по­стоянного тока), поскольку проявление поверхностного эффекта при про­мышленных частотах 50-60 Гц незаметно (около 1 %). Для проводов боль­шого сечения (500 мм и более) явление поверхностного эффекта при про­мышленных частотах значительное

Активное погонное сопротивление линии определяется по формуле, Ом/км

где — удельное активное сопротивление материала провода, Ом мм /км; F — сечение фазного провода (жилы), . Для технического алюминия в за­висимости от его марки можно принять = 29,5-31,5 Ом мм /км, для меди = 18,0-19,0 Ом мм 2 /км.

Активное сопротивление не остаётся постоянным. Оно зависит от тем­пературы провода, которая определяется температурой окружающего возду­ха (среды), скоростью ветра и значением проходящего по проводу тока.

Омическое сопротивление упрощённо можно трактовать как препятст­вие направленному движению зарядов узлов кристаллической решётки мате­риала проводника, совершающих колебательные движения около равновесного состояния. Интенсивность колебаний и соответственно омическое со­противление возрастают с ростом температуры проводника.

Зависимость активного сопротивления от температуры провода t опре­деляется в виде

где- нормативное значение сопротивления R 0 , рассчитывается по формуле (4.2) , при температуре проводника t= 20°С; а — температурный коэф­фициент электрического сопротивления, Ом/град (для медных, алюминиевых и сталеалюминиевых проводов α = 0,00403, для стальных α = 0,00405).

Трудность уточнения активного сопротивления линий по (4.3) заклю­чается в том, что температура провода, зависящая от токовой нагрузки и ин­тенсивности охлаждения, может заметно превышать температуру окружаю­щей среды. Необходимость такого уточнения может возникнуть при расчёте сезонных электрических режимов.

При расщеплении фазы ВЛ на n одинаковых проводов в выражении (4.2) необходимо учитывать суммарное сечение проводов фазы:

4.2. Индуктивное сопротивление

Обусловлено магнитным полем, возникающим вокруг и внутри про­водника при протекании по нему переменного тока. В проводнике наводится ЭДС самоиндукции, направленная в соответствии с принципом Ленца проти­воположно ЭДС источника

Противодействие, которое оказывает ЭДС самоиндукции изменению ЭДС источника, и обусловливает индуктивное сопротивление проводника. Чем больше изменение потокосцепления,, определяемое частотой то­ка = 2nf (скоростью изменения тока di /dt ), и величина индуктивности фазы L, зависящая от конструкции (разветвлённости) фазы, и трёхфазной ЛЭП в целом, тем больше индуктивное сопротивление элемента X =L. То есть для одной и той же линии (или просто электрической катушки) с ростом час­тоты питающего тока f индуктивное сопротивление увеличивается. Естественно, что при нулевой частоте =2nf=0, например в сетях постоянного тока, индуктивное сопротивление ЛЭП отсутствует.

На индуктивное сопротивление фаз многофазных ЛЭП оказывает влияние также взаимное расположение фазных проводов (жил). Кроме ЭДС самоиндукции, в каждой фазе наводится противодействующая ей ЭДС взаи­моиндукции. Поэтому при симметричном расположении фаз, например по вершинам равностороннего треугольника, результирующая противодейст­вующая ЭДС во всех фазах одинаковая, а следовательно, одинаковы пропор­циональные ей индуктивные сопротивления фаз. При горизонтальном распо­ложении фазных проводов потокосцепление фаз неодинаковое, поэтому ин­дуктивные сопротивления фазных проводов отличаются друг от друга. Для достижения симметрии (одинаковости) параметров фаз на специальных опо­рах выполняют транспозицию (перестановку) фазных проводов.

Индуктивное сопротивление, отнесённое к 1 км линии, определяется по эмпирической формуле, Ом/км,

Если принять частоту тока 50 Гц, то при указанной частоте = 2nf = 314 рад/с для проводов из цветных металлов (|m = 1) получим, Ом/км,

Однако для ВЛ указанных номинальных напряжений характерны соот­ношения между параметрами R 0