РОЗДІЛ 2

РОЗРАХУНОК І ХАРАКТЕРИСТИКА параметрів схеми заміщення повітряних і кабельних ліній ЕЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

2.1. Загальна характеристика схеми заміщення

Параметри фаз ліній електропередач рівномірно розподілені по її довжині, тобто лінія електропередачі являє собою ланцюг з рівномірно розподіленними параметрами. Точний розрахунок схеми, що містить такий ланцюг, призводить до складних обчислень. У зв'язку з цим при розрахунку ліній електропередач в загальному випадку застосовують спрощені Т- і П-подібні схеми заміщення з сконцентрованими параметрами (рис. 2.1). Похибки електричного розрахунку лінії при Т-і П-образної схемах заміщення приблизно однакові і залежать від довжини лінії.

Параметры фаз линий электропередач равномерно распределены по ее дли­не, т.е. линия электропередачи представляет собой цепь с равномерно распреде­ленными параметрами. Точный расчет схемы, содержащей такую цепь, приводит к сложным вычислениям. В связи с этим при расчете линий электропередач в об­щем случае применяют упрощенные Т- и П- образные схемы замещения с сосре­доточенными параметрами (рис. 2.1). Погрешности электрического расчета линии при Т- и П- образной схемах замещения примерно одинаковы и зависят от длины линии.

Допущення про зосередженості реально рівномірно розподілених параметрів по довжині ЛЕП справедливі при протяжності повітряних ліній (ПЛ), що не перевищує 300-350 км, а для кабельних ліній (КЛ) 50-60 км.

Для ЛЕП більшої довжини застосовують різні способи обліку розподіленості їх параметрів, а саме: Т - образну і П - подібну схеми заміщення.

Допущение о сосредоточенности реально равномерно распределенных па­раметров по длине ЛЭП справедливо при протяженности воздушных линий (ВЛ), не превышающей 300—350 км, а для кабельных линий (КЛ) 50—60 км.

Для ЛЭП большей длины применяют различные способы учета распределенности их па­раметров, а именно: Т – образную и П – образную схемы замещения.

Рис. 2.1. Схема заміщення ЛЕП з зосередженими параметрами: а - Т-подібна; 6 - П-подібна

П-подібні схеми заміщення є більш пристосованими для комп'ютерного моделювання.

П- образные схемы замещения являются более приспособленными для компьютерного моделирования.

Виділимо в схемах заміщення поздовжні елементи - опору ЛЕП:

Выделим в схемах замещения продольные элементы — сопротивления ЛЭП:

Z = R + jX

і поперечні елементи - провідності:

и поперечные элементы — проводимости:

Y = G + jB

(рис.2.1).

Значення вказаних параметрів для ЛЕП визначаються за загальним висловом

Значения указанных параметров для ЛЭП определяются по общему выражению

(2.1)

де П {r0, х0, g0, b0} - значення поздовжнього або поперечного параметра, віднесеного до 1 км лінії протяжністю L, км. Іноді ці параметри іменуються погонними. (g0 - активна провідність; b0 - ємнісна провідність).

Для ЛЕП конкретного виконання та класу напруги використовують окремі випадки цих схем в залежності від фізичного прояву і величини (значення) відповідного параметра.

Розглянемо коротко суть цих параметрів.

Активний опір обумовлює нагрів проводів (теплові втрати) і залежить від матеріалу струмоведучих провідників і їх перетину. Для ліній з проводами невеликого перерізу, виконаних кольоровим металом (алюміній, мідь), активний опір приймають рівним омічному (опору постійного струму), оскільки прояв поверхневого ефекту при промислових частотах 50-60 Гц непомітно (близько 1%) . Для проводів великого перетину (500 мм2 і більше) явище поверхневого ефекту при промислових частотах значно.

Активний погонний опір лінії визначається за формулою, Ом / км,

где П {r₀, х_{0 ,}g₀, b₀}— значение продольного или поперечного параметра, отне­сенного к 1 км линии протяженностью L, км. Иногда эти параметры именуются погонными. (g₀ – активная проводимость; b₀ – емкостная проводимость).

Для ЛЭП конкретного исполнения и класса напряжения используют частные случаи этих схем в зависимости от физического проявления и величины (зна­чения) соответствующего параметра.

Рассмотрим кратко суть этих параметров.

Активное сопротивление обуславливает 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 посто­янному току), поскольку проявление поверхностного эффекта при промышлен­ных частотах 50—60 Гц незаметно (около 1 %). Для проводов большого сечения (500 мм² и более) явление поверхностного эффекта при промышленных частотах значительно.

Активное погонное сопротивление линии определяется по формуле, Ом/км,

(2.2)

де ρ - питомий активний опір матеріалу проводу, Ом • мм²/км; F-перетин фазного проводу (жили), мм². Для технічного алюмінію в залежності від його марки можна прийняти ρ = 29,5-31,5 Ом • мм²/км, для міді ρ = 18,0 - 19,0 Ом • мм²/км.

Активний опір не залишається постійним. Воно залежить від температури дроти, яка визначається температурою навколишнього повітря( середовища), швидкістю вітру і значенням проходить по дроту струму.

Омічний опір спрощено можна трактувати як перешкода направленого руху зарядів вузлів кристалічної решітки матеріалу провідника, що вчиняють коливальні рухи біля рівноважного стану. Інтенсивність коливань і, відповідно, омічний опір зростають із зростанням температури провідника.

Залежність активного опору від температури проводу t визначається у вигляді

где ρ — удельное активное сопротивление материала провода, Ом·мм²/км; F— сечение фазного провода (жилы), мм². Для технического алюминия в зависимо­сти от его марки можно принять ρ = 29,5—31,5 Ом · мм ²/км, для меди ρ = 18,0— 19,0 Ом·мм²/км.

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

Омическое сопротивление упрощенно можно трактовать как препятствие направленному движению зарядов узлов кристаллической решетки 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

(2.3)

де - нормативне значення опору Ro, розраховується за формулою (2.2), при температурі провідника t = 20 C; α-температурний коефіцієнт електричного опору, Ом / град (для мідних, алюмінієвих і сталеалюміневих проводів α = 0,00403, для сталевих α = 0,00455).

где — нормативное значение сопротивления R_o, рассчитывается по формуле (2.2), при температуре проводника t = 20^°C; α— температурный коэффициент электрического сопротивления, Ом/град (для медных, алюминиевых и сталеалюминевых проводов α = 0,00403, для стальных

α = 0,00455).

Складність уточнення активного опору ліній по (2.3) полягає в тому, що температура дроту, залежна від струмового навантаження та інтенсивності охолодження, може помітно перевищувати температуру навколишнього середовища. Необність такого уточнення може виникнути при розрахунку сезонних електричних режимів.

При розщепленні фази ПЛ на n однакових проводів у виразі (2.2) необхідно враховувати сумарний перетин проводів фази:

Трудность уточнения активного сопротивления линий по (2.3) 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 расчете сезонных электрических режимов.

При расщеплении фазы ВЛ на n одинаковых проводов в выражении (2.2) необходимо учитывать суммарное сечение проводов фазы:

(2.4)

Індуктивний опір обумовлено магнітним полем, які виникають навколо та всередині провідника при протіканні по ньому змінного струму. У провідників наводиться ЕРС самоіндукції, спрямована відповідно до принципу Ленца, протилежно ЕРС джерела

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

Протидію, що чинить ЕРС самоіндукції зміні ЕРС джерела, обумовлює індуктивний опір провідника. Чим більше зміна потокозчеплення dΨ / dt, яке визначається частотою струму ω = 2πf (швидкістю зростанням зміни струму di / dt), і величина індуктивності фази L, залежна від конструкції фази і трифазної ЛЕП в цілому, тим більше індуктивний опір елемента X = ωL. Toбто для однієї і тієї ж лінії (або просто електричної котушки) з збільшенням частоти струму f індуктивний опір збільшується.

Природно, що при нульовій частоті (ω = 2πf = 0), наприклад, в мережах постійного струму, індуктивний опір ЛЕП відсутній.

На індуктивний опір фаз багатофазних ЛЕП впливає також взаємне розташування фазних проводів (жил). Крім ЕРС самоіндукції, в кожній фазі наводиться протидіюча їй ЕРС взаємоіндукції. Тому при симетричному розташуванні фаз, наприклад, по вершинах одностороннього трикутника, результуюча протидіюча ЕРС у всіх фазах однакова, а отже, однакові пропорційні їй індуктивні опори фаз. При горизонтальному розташуванні фазних проводів потокозчеплення фаз неоднаково, тому індуктивні опори фазних проводів відрізняються один від одного. Для досягнення симетрії (однаковості) параметрів фаз на спеціальних опорах виконують транспозицію (перестановку) фазних проводів.

Індуктивний опір, віднесене до 1 км лінії, визначається за емпіричною формулою, Ом / км,

Противодействие, которое оказывает ЭДС самоиндукции изменению ЭДС источника, обуславливает индуктивное сопротивление проводника. Чем боль­ше изменение потокосцепления dΨ/dt, определяемое частотой тока ω = 2πf (ско­ростью изменения тока di / dt), и величина индуктивности фазы L, зависящая от конструкции фазы и трехфазной ЛЭП в целом, тем больше ин­дуктивное сопротивление элемента X = ωL. To 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 (ω = 2πf = 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 одинакова, а следовательно, одинаковы пропорциональные ей индуктивные сопротивления фаз. При горизонтальном расположении фазных проводов потокосцепление фаз неодинаково, 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, отнесенное к 1 км линии, определяется по эм­пирической формуле, Ом/км,

(2.5)

- середньогеометрична відстань між фазами;

- радіус дроту;

- магнітна проникність матеріалу дроту. Для кольорових металів

=1, для сталі - >1

Величина середньо геометричної відстані між фазними проводами, (жилами) залежить від розташування фазних проводів (шин) і визначається

    за формулою

Величина среднегеометрического расстояния между фазными проводами, (жилами) зависит от расположения фазных проводов (шин) и определяется

по формуле

, м (2.6)

Фази ВЛ можуть розташовуватися горизонтально або по вершинах трикутника; фазні шини струмопроводів в горизонтальній або вертикальній площині, жили трижильного кабелю - по вершинах рівностороннього трикутника. (Значення D_cp і r_np повинні мати однакову розмірність).

        При відсутності довідкових даних фактичний радіус багато дротяних проводів r_np можна визначити по сумарній площі перерізу струмоведучих і сталевої частини дроту, збільшивши його з урахуванням скручування на 15-20%, тобто

Фазы ВЛ могут располагаться горизонтально или по вершинам треугольника; фазные шины токопроводов - в горизонтальной или вертикальной плоскости, жилы трехжильного кабеля — по вершинам равностороннего треугольника. (Значения D_cp и r_np должны иметь оди­наковую размерность).

При отсутствии справочных данных фактический радиус многопроволочных проводов r_пр можно определить по суммарной площади сечения токоведущей и стальной части провода, увеличив его с учетом скручивания на 15—20 %, т.е.

(2.7)

Відзначимо, що індуктивний опір складається з двох складових: зовнішньої і внутрішньої. Зовнішнє індуктивний опір X^’₀ визначається зовнішнім магнітним потоком, утвореним навколо проводів, і значеннями D_cp і r_np. Природно, що зі зменшенням відстані між фазами зростає вплив ЕРС взаємоіндукції і індуктивний опір знижується, і навпаки.

При зближенні фазних проводів вплив ЕРС взаємоіндукції зростає, що призводить до зменшення індуктивного опору ЛЕП (табл. П 1.10 - П 1.11).

При розміщенні паралельних ланцюгів на двоколових опорах потокозчеплення кожного фазного дроту визначається струмами обох ланцюгів. Зміна Х_о через вплив другій ланцюга в першу чергу, залежить від відстані між ланцюгами і не перевищує 5-6%.

Внутрішнє індуктивний опір Х^’’₀ визначається внутрішнім потоком, замикається в проводах.

 У кабельній ліній з їх малими відстанями між струмоведучими жилами (на два порядки менше, ніж у ПЛ) індуктивний опір значно (в 3-5 разів) менше, ніж у повітряних. Для визначення Хо кабельних ліній формули (2.5) і не застосовують, оскільки вони не враховують конструктивних особливостей кабелів.

Отметим, что индуктивное сопротивление состоит из двух составляющих: внешней и внутренней. Внешнее индуктивное сопротивление X^’₀ определяется внешним магнитным потоком, образованным вокруг проводов, и значениями D_cp и r_пр. Естественно, что с уменьшением расстояния между фазами растет влияние ЭДС взаимоиндукции и индуктивное сопротивление снижается, и наоборот.

При сближении фазных проводов влияние ЭДС взаимоиндукции возрастает, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления ЛЭП (табл. П 1.10 – П 1.11).

При размещении параллельных цепей на двухцепных опорах потокосцепление каждого фазного провода определяется токами обеих цепей. Изменение Х₀ из-за влияния второй цепи в первую очередь, зависит от расстояния между цепями и не превышает 5-6%.

Внутреннее индуктивное сопротивление Х^’’₀ определяется внутренним потоком, замыкающимся в проводах.

У ка­бельных линий с их малыми расстояниями между токоведущими жилами (на два порядка меньше, чем в ВЛ) индуктивное сопротивление значительно (в 3—5 раз) меньше, чем у воздушных. Для определения Х_о кабельных линий формулы (2.5) и не применяют, так как они не учитывают конструктивных особенностей кабелей.

Рис. 2.2. Зміна R0 і Хо в залежності від перерізів проводів і жил кабелів з ​​кольорових металів

Тому при розрахунках користуються заводськими даними про індуктивний опорі кабелів, наведеними в дод. 1 (табл. П 1.3 і П 1.4).

 Розроблено компактні ПЛ високої і надвисокої напруги підвищеної пропускної здатності зі зближеними фазами з використання ефекту взаємного впливу кіл і зниженим на 25-30% індуктивним опором.

Для сталевих дротів його значення перебуває в залежності від струмового навантаження і дається в довідковій літературі (табл. П 1.7 і П 1.8.)

Таким чином, активний опір ЛЕП залежить від матеріалу, січення і температури дроту. Залежність Ro = φ (F) обернено пропорційна січенню дроту, яскраво виражена при малих перетинах, коли Ro має великі значення, та мало помітна при більших перерізах проводів.

       Індуктивний опір ЛЕП визначається виконанням лінії, конструкцією фази і практично не залежить від перерізу проводів (значення lg(D_cp /r_пр) ≈ const).

Ємнісна провідність обумовлена ​​ємностями між фазами, фазними проводами (жилами) і землею. У схемі заміщення ЛЕП використовується розрахункова (робоча) ємність плеча еквівалентної зірки, отриманої з перетворення трикутника провідностей С = C^а₀ + ЗС_аЬ в зірку (рис. 2.3, в).

Поэтому при расчетах пользуются заводскими данными об индуктивном сопротивлении кабелей, приведенными в прил. 1 (табл. П 1.3 и П 1.4).

Разработаны компактные ВЛ высокого и сверхвысокого напря­жения повышенной пропускной способности со сближенными фазами с исполь­зованием эффекта взаимного влияния цепей и сниженным на 25—30 % индуктив­ным сопротивлением.

Для стальных проводов его значение находится в зависимости от токовой нагрузки и дается в справочной литературе (табл. П 1.7 и П 1.8.)

Таким образом, активное сопротивление ЛЭП зависит от материала, сече­ния и температуры провода. Зависимость R_o = φ(F) обратно пропорциональна се­чению провода, ярко выражена при малых сечениях, когда R_o имеет большие значения, и мало заметна при больших сечениях проводов.

Индуктивное сопро­тивление ЛЭП определяется исполнением линии, конструкцией фазы и практически не зависит от сечения проводов (значение lg(D_cp /r_пр) ≈ const).

Емкостная проводимость обусловлена емкостями между фазами, фазными проводами (жилами) и землей. В схеме замещения ЛЭП используется расчетная (ра­бочая) емкость плеча эквивалентной звезды, полученной из преобразования тре­угольника проводимостей С = C^а₀ + ЗС_аЬ в звезду (рис. 2.3, в).

Рис. 2.3. Ємності трифазних ліній електропередачі:

а-повітряної лінії; б - кабельної лінії; в - перетворення трикутника ємностей в зірку

У практичних розрахунках робочу ємність трифазної ПЛ з одним проводом в фазі на одиницю довжини (Ф / км) визначають за формулою

В практических расчетах рабочую емкость трехфазной ВЛ с одним прово­дом в фазе на единицу длины (Ф/км) определяют по формуле

(2.8)

Робоча ємність кабельних ліній істотно вище ємності ВЛ, так як жили кабелю дуже близькі один до одного і заземлені металевим оболонками. Крім того, діелектрична проникність кабельної ізоляції значно більше одиниці - діелектричної проникності повітря.

       Велике різноманітність конструкцій кабелю, відсутність їх геометричних розмірів ускладнює визначення її робочої ємності, у зв'язку з чим на практиці користуються даними експлуатаційних або заводських замірів (наприклад, табл. 2.1).

Ємнісна провідність ПЛ і КЛ, См/км, визначається за загальною формулою

Рабочая емкость кабельных линий существенно выше емкости ВЛ, так как жилы кабеля очень близки друг к другу и заземленным металлическим оболоч­кам. Кроме того, диэлектрическая проницаемость кабельной изоляции значитель­но больше единицы — диэлектрической проницаемости воздуха.

Большое разно­образие конструкций кабеля, отсутствие их геометрических размеров усложняет определение ее рабочей емкости, в связи с чем на практике пользуются данными эксплуатационных или заводских замеров (например, табл. 2.1).

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

b₀ = ω·c₀ (2.9)

я повітряної лінії при частоті струму 50 Гц маємо, См / км

Для воздушной линии при частоте тока 50 Гц имеем, См/км,

(2.10)

Таблиця 2.1 - Робоча ємність С_о(·10^-6), Ф/км, трижильний кабель з поясною ізоляцією

Напруга,	перетин жили мм2
кВ	10	16	25	35	50	70	95	120	150	185	240
До1 6 10	0,35 0,20 -	0,40 0,23 -	0,50 0,28 0,23	0,53 0,31 0,27	0,630 0,36 0,29	0,72 0,40 0,31	0,77 0,42 0,32	0,81 0,46 0,37	0,86 0,51 0,44	0,86 0,53 0,45	0,58 0,60

Ємнісна провідність КЛ залежить від конструкції кабелю та зазначається заводом-виготовлювачем, але для орієнтовних розрахунків вона може бути оцінена за формулою (2.10).

Під дією прикладеної до лінії напруги через ємності ліній протікають ємнісні (зарядні) струми. Тоді розрахункове значення ємнісного струму на одиницю довжини, кА/км,

Емкостная проводимость КЛ зависит от конструкции кабеля и указывается заводом-изготовителем, но для ориентировочных расчетов она может быть оце­нена по формуле (2.10).

Под действием приложенного к линии напряжения через емкости линий протекают емкостные (зарядные) токи. Тогда расчетное значение емкостного тока на единицу длины, кА/км,

(2.11)

і відповідаюча йому зарядна потужність трифазної ЛЕП, Мвар/км

и отвечающая ему зарядная мощность трехфазной ЛЭП, Мвар/км,

(2.12)

залежать від напруги в кожній точці лінії.

Значення зарядної потужності для всієї ЛЕП визначається через дійсні (розрахункові) напруження початку і кінця лінії, Мвар

зависят от напряжения в каждой точке линии.

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

(2.13)

або наближено по номінальній напрузі лінії

либо приближенно по номинальному напряжению линии

(2.14)

Для кабелів 6-35 кВ з паперовою ізоляцією і вузьким просоченням відомі генерації реактивної потужності q₀ на один кілометр лінії (табл. П 1.4), з урахуванням якої загальна генерація КЛ визначиться у вигляді

Для кабелей 6—35 кВ с бумажной изоляцией и вязкой пропиткой известны генерации реактивной мощности q₀ на один километр линии (табл. П 1.4), с уче­том которой общая генерация КЛ определится в виде

Q_Cкл = (2.15)

ЛЕП з поперечною ємнісною провідністю, споживаюча з мережі опережаючу напругу ємнісний струм, слід розглядати як джерело реактивної (індуктивної) потужності, частіше званої зарядною. Маючи ємнісний характер, зарядна потужність зменшує індуктивну складову навантаження, що передається по лінії до споживача.

У схемах заміщення ВЛ, починаючи з номінальної напруги 110 кВ, і в КЛ 35 кВ і більше (рис. 2.6 в наступному розділі) слід враховувати поперечні гілки (шунти) у вигляді ємнісних провідностей В_с або генерованих ними реактивних потужностей Qc.

Відстань між фазами ЛЕП в кожному класі напруги, особливо для ВЛ, практично однаково, що і визначає незмінність результуючого потокозчеплення фаз і ємнісного ефекту ліній.

Тому для ВЛ традиційного виконання (без глибокого розщеплення фаз і спеціальних конструкцій опор) реактивні параметри мало залежать від конструктивних характеристик лінії, так як відношення відстані між фазами і перетину (радіусу) проводів практично незмінні, що в наведених формулах відображено логарифмічною функцією.

При виконанні фаз ПЛ 35-220 кВ одиночними проводами їх індуктивний опір змінюється у вузьких межах:

ЛЭП с поперечной емкостной проводимостью, потребляющая из сети опе­режающий напряжение емкостный ток, следует рассматривать как источник ре­активной (индуктивной) мощности, чаще называемой зарядной. Имея емкостной 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. 2.6 в следующем разделе) следует учитывать поперечные ветви (шунты) в виде емкостных проводимостей В_с или генерируемых ими реактивных мощностей Q_c.

Расстояние между фазами ЛЭП в каждом классе напряжения, особенно для ВЛ, практически одинаково, что и определяет неизменность результирующего потокосцепления фаз и емкостного эффекта линий.

Поэтому для ВЛ традиционного исполнения (без глубокого расщепления фаз и специальных конструкций опор) реактивные параметры мало зависят от конструктивных характеристик линии, так как отношение расстояния между фазами и сечения (радиуса) проводов прак­тически неизменны, что в приведенных формулах отражено логарифмической функцией.

При выполнении фаз ВЛ 35—220 кВ одиночными проводами их индуктивное сопротивление изменяется в узких пределах:

Х_о = (0,40-0,44) Ом/км,

а ємнісна провідність лежить у межах

а емкостная проводимость лежит в пределах

b_о = (2,6 - 2,8) · 10^-6 См/км.

Вплив зміни площі перерізу (радіусу) жил кабелю на Х_о більш помітно, ніж в ПЛ. Тому для КЛ маємо більш широку зміна індуктивного опору:

Влияние изменения площади сечения (радиуса) жил кабеля на Х_о более заметно, чем в ВЛ. Поэтому для КЛ имеем более широкое изменение индуктивного сопротивления:

Х_о ≈ (0,06-0,15) Ом/км.

Для кабельних ліній всіх марок і перерізів напругою 0,38-10 кВ індуктивний опір лежить в більш вузькому інтервалі

Для кабельных линий всех марок и сечений напряжением 0,38—10 кВ индук­тивное сопротивление лежит в более узком интервале

Х_о ≈ (0,06—0,10 Ом/км)

і визанчаєтьсяється з таблиць фізико-технічних даних кабелів.

Середнє значення зарядної потужності на 100 км для ПЛ 110кВ складає близько 3,5 Мвар, для ПЛ 220 кВ - 13,5 Мвар, для ВЛ 500 кВ - 95 Мвар. Облік цих показників дозволяє виключити значні помилки при розрахунку параметрів ліній або використовувати вказані параметри в наближених розрахунках, наприклад для оцінки по реактивним параметрам ВЛ її протяжності (км) у вигляді

и определя­ется из таблиц физико-технических данных кабелей.

Среднее значение зарядной мощности на 100 км для ВЛ 110кВ состав­ляет около 3,5 Мвар, для ВЛ 220 кВ — 13,5 Мвар, для ВЛ 500 кВ — 95 Мвар. Учет этих показателей позволяет исключить значительные ошибки при расчете параметров линий или использовать указанные параметры в приближенных рас­четах, например для оценки по реактивным параметрам ВЛ ее протяженности (км) в виде

или (2.16)

Активна провідність обумовлена ​​втратами активної потужності ΔР через недосконалість ізоляції (витоку по поверхні ізоляторів, струмів провідності (зміщення) в матеріалі ізолятора) та іонізації повітря навколо провідника внаслідок коронного розряду.

  Питома активна провідність визначається за загальною формулою для шунта, См/км,

Активная проводимость обусловлена потерями активной мощности ΔР из-за несовершенства изоляции (утечки по поверхности изоляторов, токов проводи­мости (смещения) в материале изолятора) и ионизации воздуха вокруг проводни­ка вследствие коронного разряда.

Удельная активная проводимость определяется по общей формуле для шунта, См/км,

(2.17)

де U_H0M - номінальна напруга ЛЕП в кВ.

Втрати в ізоляції ПЛ незначні, і явище коронування в ПЛ виникає тільки при перевищенні напруженості електричного поля біля поверхні дроту, кВ_макс/см:

где U_H0M — номинальное напряжение ЛЭП в кВ.

Потери в изоляции ВЛ незначительны, и явление коронирования в ВЛ воз­никает только при превышении напряженности электрического поля у поверхно­сти провода, кВ_макс/см:

(2.18)

Критична величина Е близько 17-19 кВ / см. Такі умови для коронування виникають в ПЛ 110 кВ і більш високої напруги.

Коронування і, відповідно, втрати активної потужності сильно залежать від напруги ПЛ, радіусу дроту, атмосферних умов і стану поверхні дроту. Чим більше робоча напруга та менший радіус проводів, тим більше напруженість електричного поля. Погіршення атмосферних умов (висока вологість повітря, мокрий сніг, паморозь на поверхні проводів), задирки, подряпини також сприяють зростанню напруженості електричного поля і, відповідно, втрати активної потужності на коронування. Коронний розряд викликає перешкоди на радіо-і телевізійний прийом, корозію по поверхні проводів ПЛ.

Для зниження втрат на корону до економічно прийнятного рівня правилами улаштування електроустановок (ПУЕ) встановлено мінімальні січення (діаметри) проводів. Наприклад, для ПЛ 110 кВ - АС 70 (11,8 мм), ПЛ 150 кВ - 120 мм 2; для ПЛ 220 кВ - АС 240 (21,6 мм).

Втрати потужності на коронування враховують при моделюванні ПЛ з номінальною напругою 330 кВ і більше. У техніко-економічних розрахунках, пов'язаних з урахуванням вартості втрат електроенергії, втрати на коронування слід враховувати в ПЛ починаючи з напруги 220 кВ, діелектричні втрати в КЛ - з напруги 35 кВ.

У КЛ під впливом найбільшої напруженості знаходяться шари поясної ізоляції у поверхні жил кабелю. Чим вище робоча напруга кабелю, тим помітніше струми витоку через матеріал ізоляції і порушення її діелектричних властивостей. Останні характеризуються тангенсом кута діелектричних втрат tg5, що приймається за даними заводу-виробника.

Активна провідність кабелю на одиницю довжини

Критическая величина Е около 17—19 кВ/см. Такие условия для коронирования возникают в ВЛ 110 кВ и более высокого напряжения.

Коронирование и, соответственно, потери активной мощности сильно зави­сят от напряжения ВЛ, радиуса провода, атмосферных условий и состояния по­верхности провода. Чем больше рабочее напряжение и меньше радиус проводов, тем больше напряженность электрического поля. Ухудшение атмосферных усло­вий (высокая влажность воздуха, мокрый снег, изморозь на поверхности прово­дов), заусенцы, царапины также способствуют росту напряженности электриче­ского поля и, соответственно, потерь активной мощности на коронирование. Ко­ронный разряд вызывает помехи на радио- и телевизионный прием, коррозию по­верхности проводов ВЛ.

Для снижения потерь на корону до экономически приемлемого уровня пра­вилами устройства электроустановок (ПУЭ) установлены минимальные се­чения (диаметры) проводов. Например, для ВЛ 110 кВ — АС 70 (11,8 мм), ВЛ 150 кВ – 120 мм ²; для ВЛ 220 кВ — АС 240 (21,6 мм).

Потери мощности на коронирование учитывают при моделировании ВЛ с номинальным напряжением 330 кВ и более. В технико-экономических расчетах, связанных с учетом стоимости потерь электроэнергии, потери на коронирование следует учитывать в ВЛ начиная с напряжения 220 кВ, диэлектриче­ские потери в КЛ — с напряжения 35 кВ.

В КЛ под влиянием наибольшей напряженности находятся слои поясной изоляции у поверхности жил кабеля. Чем выше рабочее напряжение кабеля, тем заметнее токи утечки через материал изоляции и нарушение ее диэлектрических свойств. Последние характеризуются тангенсом угла диэлектрических потерь tg5, принимаемым по данным завода-изготовителя.

Активная проводимость кабеля на единицу длины

(2.19)

Відповідний струм витоку в ізоляції кабелю, А,

Соответствующий ток утечки в изоляции кабеля, А,

(2.20)

Тоді діелектричні втрати в матеріалі ізоляції КЛ, МВт,

Тогда диэлектрические потери в материале изоляции КЛ, МВт,

(2.21)

Їх слід враховувати для КЛ з номінальною напругою 110 кВ і вище.

Их следует учитывать для КЛ с номинальным напряжением 110 кВ и выше.