Elektros linijų varža, laidumas ir lygiavertės grandinės

Maitinimo linijos turi aktyviąją ir indukcinę varžą bei aktyvųjį ir talpinį laidumą, tolygiai paskirstytą per visą jų ilgį.

Praktiniuose elektros perdavimo tinklų skaičiavimuose įprasta tolygiai paskirstytas nuolatinės srovės linijas pakeisti konstantomis derinant: aktyviąją r ir indukcinę x varžą bei aktyvųjį g ir talpinį b laidumą. Šią sąlygą atitinkanti U formos linijos lygiavertė grandinė parodyta Fig. 1, a.

Skaičiuojant vietinius elektros perdavimo tinklus, kurių įtampa yra 35 kV ir mažesnė už laidumą g ir b, galite nepaisyti ir naudoti paprastesnę ekvivalentinę grandinę, susidedančią iš nuosekliai sujungtų aktyviųjų ir indukcinių varžų (1 pav., b).

Tiesinė varža nustatoma pagal formulę

čia l yra laido ilgis, m; s yra laido arba kabelio šerdies skerspjūvis, mmg γ yra specifinis projektinis medžiagos laidumas, m / omų-mm2.

Ryžiai. 1. Linijų keitimo schemos: a — regioniniams elektros perdavimo tinklams; b — vietiniams elektros perdavimo tinklams.

Vidutinė apskaičiuota viengyslių ir daugiagyslių laidų savitojo laidumo vertė 20 ° C temperatūroje, atsižvelgiant į faktinį jų skerspjūvį ir ilgio padidėjimą sukant daugiagyslius laidus, yra 53 m / om ∙ mm2 variui, 32 m / omų ∙ mm2 aliuminiui.

Plieninių vielų aktyvioji varža nėra pastovi. Didėjant srovei per laidą, didėja paviršiaus efektas, todėl didėja ir aktyvioji laido varža. Plieninių vielų aktyvioji varža nustatoma eksperimentinėmis kreivėmis arba lentelėmis, priklausomai nuo jomis tekančios srovės vertės.

Linijos indukcinė varža. Jei trifazė srovės linija atliekama pertvarkant (perkėlus) laidus, tada 50 Hz dažniu 1 km linijos ilgio fazės indukcinė varža gali būti nustatyta pagal formulę

čia: asr – geometrinis vidutinis atstumas tarp laidų ašių

a1, a2 ir a3 – atstumai tarp skirtingų fazių laidininkų ašių, d – išorinis laidininkų skersmuo, paimtas pagal GOST laidų lenteles; μ – santykinis metalinio laidininko magnetinis pralaidumas; spalvotųjų metalų laidams μ = 1; x'0 — išorinė indukcinė linijos varža dėl magnetinio srauto už laidininko ribų; x «0 — linijos vidinė indukcinė varža dėl magnetinio srauto, kuris yra uždarytas laidininko viduje.

Indukcinė varža vienam linijos ilgiui l km

Oro linijų su spalvotųjų metalų laidininkais indukcinė varža x0 yra vidutiniškai 0,33-0,42 omo / km.

Linijos, kurių įtampa yra 330-500 kV, siekiant sumažinti vainikinius nuostolius (žr. toliau), atliekamos ne su viena didelio skersmens šerdimi, o su dviem ar trimis plieno-aliuminio laidininkais vienoje fazėje, esančiais nedideliu atstumu vienas nuo kito. Tokiu atveju žymiai sumažėja linijos indukcinė varža. Fig. 2 parodytas panašus fazės įgyvendinimas 500 kV linijoje, kai lygiakraščio trikampio, kurio kraštinės yra 40 cm, viršūnėse yra trys laidininkai.

Kelių laidų naudojimas vienoje fazėje prilygsta laido skersmens padidinimui, dėl kurio sumažėja linijos indukcinė varža. Pastarąjį galima apskaičiuoti naudojant antrąją formulę, antrąjį jo dešinės pusės narį padalijus iš n ir vietoj išorinio vielos skersmens d pakeičiant ekvivalentinį skersmenį de, nustatytą pagal formulę.

kur n — laidų skaičius vienoje linijos fazėje; acp – geometrinis vidutinis atstumas tarp vienos fazės laidininkų.

Esant dviem laidams fazėje, linijos indukcinė varža sumažėja apie 15-20%, o su trimis laidais - 25-30%.

Bendras fazinių laidų skerspjūvis yra lygus reikiamam projektiniam skerspjūviui, pastarasis šiaip yra padalintas į du ar tris laidus, todėl tokios linijos sutartinai vadinamos padalinto laido linijomis.

Plieninės vielos turi daug didesnę x0 reikšmę, nes magnetinis pralaidumas tampa daugiau nei vienas ir lemiamas yra antrasis antrosios formulės narys, tai yra vidinė indukcinė varža x «0.

Ryžiai. 2. 500 kvadratinių metrų vienfazis trijų padalintų laidų kabantis girlianda.

Dėl plieno magnetinio pralaidumo priklausomybės nuo srovės, tekančios per laidą, vertės, iš plieninių vielų nustatyti x «0 yra gana sunku. Todėl praktiniuose skaičiavimuose iš eksperimentiniu būdu gautų kreivių arba lentelių nustatomas plieninių vielų x» 0.

Trijų gyslų kabelių indukcinės varžos gali būti paimtos pagal šias vidutines vertes:

• trijų laidų kabeliams 35 kV — 0,12 omo / km

• trijų laidų kabeliams 3-10 kv-0,07-0,03 omo / km

• trijų laidų kabeliams iki 1 kV-0,06-0,07 omo / km

Aktyvioji laidumo linija apibrėžiama pagal aktyviosios galios praradimą jos dielektrikuose.

Visų įtampų oro linijose nuostoliai per izoliatorius yra nedideli net ir labai užteršto oro vietose, todėl į juos neatsižvelgiama.

Oro linijose, kurių įtampa yra 110 kV ir didesnė, tam tikromis sąlygomis ant laidų atsiranda koronos dėl intensyvios laidą supančio oro jonizacijos ir kartu su violetiniu švytėjimu bei būdingu traškėjimu. Vielos vainikas ypač intensyvus drėgnu oru. Radikaliausia priemonė, mažinanti galios nuostolius į vainiką, yra padidinti laidininko skersmenį, nes pastarajam didėjant, mažėja elektrinio lauko stiprumas, taigi ir oro jonizacija šalia laidininko.

110 kV linijoms laidininko skersmuo nuo koronos sąlygų turi būti ne mažesnis kaip 10-11 mm (laidininkai AC-50 ir M-70), 154 kV linijose - ne mažesnis kaip 14 mm (laidininkas AC-95), o 220 kV linijai - ne mažiau 22 mm (laidininkas AC -240).

Aktyvieji galios nuostoliai koronams nurodyto ir didelio laidininko skersmens 110-220 kV oro linijų laiduose yra nežymūs (dešimtis kilovatų 1 km linijos ilgio), todėl į juos skaičiuojant neatsižvelgiama.

330 ir 500 kV linijose naudojami du ar trys laidininkai vienai fazei, o tai, kaip minėta anksčiau, prilygsta laidininko skersmens padidėjimui, dėl kurio elektrinio lauko stipris šalia laidininkų žymiai padidėja. sumažėjo, o laidininkai šiek tiek korozijos.

35 kV ir žemesnės įtampos kabelių linijose galios nuostoliai dielektrikuose yra maži ir į juos taip pat neatsižvelgiama. 110 kV ir didesnės įtampos kabelių linijose dielektriniai nuostoliai siekia kelis kilovatus 1 km ilgio.

Talpinis linijos laidumas dėl talpos tarp laidininkų ir tarp laidininkų bei žemės.

Praktiniams skaičiavimams pakankamu tikslumu trifazės oro linijos talpinį laidumą galima nustatyti pagal formulę

čia C0 – linijos darbingumas; ω — kintamosios srovės kampinis dažnis; acp ir d – žr. aukščiau.

Šiuo atveju neatsižvelgiama į grunto laidumą ir srovės grįžimo į žemę gylį, todėl daroma prielaida, kad laidininkai yra išdėstyti išilgai linijos.

Kabeliams darbingumas nustatomas pagal gamyklinius duomenis.

Tiesinis laidumas l km

Talpos buvimas linijoje sukelia talpinių srovių tekėjimą. Talpinės srovės yra 90° į priekį už atitinkamą fazių įtampą.

Realiose linijose, kuriose nuolatinės talpinės srovės yra tolygiai paskirstytos per ilgį, talpinės srovės nėra vienodos išilgai linijos, nes įtampa linijoje nėra pastovaus dydžio.

Talpinė srovė linijos pradžioje, priimanti nuolatinę įtampą

kur Uph yra linijos fazės įtampa.

Talpinė linijos galia (linijos generuojama galia)

kur U yra fazių įtampa, kv.

Iš trečiosios formulės išplaukia, kad linijos talpinis laidumas mažai priklauso nuo atstumo tarp laidininkų ir laidininkų skersmens. Linijos generuojama galia labai priklauso nuo linijos įtampos. Oro linijoms 35 kV ir žemiau jis yra labai mažas. 110 kV linijai, kurios ilgis 100 km, Qc≈3 Mvar. 220 kV linijai, kurios ilgis 100 km, Qc≈13 Mvar. Suskaidžius laidus, padidėja linijos talpa.

Į kabelinių tinklų talpines sroves atsižvelgiama tik esant 20 kV ir aukštesnei įtampai.