29 Потери мощности в линиях

Потери электроэнергии в проводах зависят от силы тока, поэтому при передаче ее на дальние расстояния, напряжение многократно повышают (во столько же раз уменьшая силу тока) с помощью трансформатора, что при передаче той же мощности позволяет значительно снизить потери. Однако с ростом напряженияначинают происходить различного рода разрядные явления.

Другой важной величиной, влияющей на экономичность ЛЭП, является cos(f) — величина, характеризующаяотношение активной и реактивной мощности.

В воздушных линиях сверхвысокого напряжения присутствуют потери активной мощности на корону(коронный разряд). Эти потери зависят во многом от погодных условий (в сухую погоду потери меньше,соответственно в дождь, изморось, снег эти потери возрастают) и расщепления провода в фазах линии.Потери на корону для линий различных напряжений имеют свои значения (для линии ВЛ 500кВсреднегодовые потери на корону составляют около ΔР=9,0 -11,0 кВт/км). Так как коронный разряд зависит отнапряжённости на поверхности провода, то для уменьшения этой напряжённости в воздушных линияхсвервысокого напряжения применяют расщепление фаз. То есть в место одного провода применяют от трёхи более проводов в фазе. Распологаются эти провода на равном расстоянии друг от друга. Получаетсяэквивалентный радиус расщеплённой фазы, этим уменьшается напряжённость на отдельном проводе, что всвою очередь уменьшает потери на корону.

Потери активной мощности на участке ЛЕП (см. рис. 7.1) обусловлены активным сопротивлением проводов и кабелей, а также несовершенством их изоляции. Мощность, теряемая в активных сопротивлениях трехфазной ЛЕП и расходуемая на ее нагрев, определяется по формуле:

 

,

где  полный, активный и реактивный токи в ЛЕП;

P, Q, S – активная, реактивная и полная мощности в начале или конце ЛЕП;

U – линейное напряжение в начале или конце ЛЕП;

R – активное сопротивление одной фазы ЛЕП.

Потери активной мощности в проводимостях ЛЕП обусловлены несовершенством изоляции. В воздушных ЛЕП – появлением короны и, в очень незначительной степени, утечкой тока по изоляторам. В кабельных ЛЕП – появлением тока проводимости а его абсорбции. Рассчитываются потери по формуле:

 

,

 

где U – линейное напряжение в начале или конце ЛЕП;

G – активная проводимость ЛЕП.

При проектировании воздушных ЛЕП потери мощности на корону стремятся свести к нулю, выбирая такой диаметр провода, когда возможность возникновения короны практически отсутствует.

Потери реактивной мощности на участке ЛЕП обусловлены индуктивными сопротивлениями проводов и кабелей. Реактивная мощность, теряемая в трехфазной ЛЕП, рассчитывается аналогично мощности, теряемой в активных сопротивлениях:

 

 

Генерируемая емкостной проводимостью зарядная мощность ЛЕП рассчитывается по формуле:

 

,

 

где U – линейное напряжение в начале или конце ЛЕП;

B – реактивная проводимость ЛЕП.

Зарядная мощность уменьшает реактивную нагрузку сети и тем самым снижает потери мощности в ней.

30. Задачи расчета электрических сетей.

Системы постоянно развиваются в связи с ростом нагрузок, а следовательно, необходимостью изменений структуры. Поэтому следует периодически (или даже постоянно) исследовать сети для уточнения двух аспектов: Определения потребностей в новом оборудовании, необходимом для обслуживания сети на уровне, отвечающем нуждам потребителей. Эти исследования относятся к долгосрочному планированию, которое связано с экономическими показателями. При планировании точное определение параметров разрабатываемого объекта (изделия, устройства) вызывает необходимость выбора ограниченного числа решений; следует при этом рассчитать возможности новых транзитов (передачи) энергии в различных условиях, в том числе таких, когда опасность нарушения питания (отказа сети) достаточно вероятна. Контроля эксплуатации существующего оборудования как в нормальном, так и в аварийном режимах; контроль обусловлен необходимостью предвидения будущих транзитов энергии в различных элементах сети для возможных ситуаций: транзитов энергии в установившемся режиме — предмет непосредственных расчетов, называемых также расчетами распределения нагрузок, для которых можно принять необходимую аппроксимацию; эти расчеты в некоторых случаях одновременно являются и контролем схемы напряжения; максимальных транзитов энергии, которую каждый элемент системы (сети) должен выдерживать (например, в случае короткого замыкания); расчет этих транзитов требует знания параметров системы, т. е. полных сопротивлений или проводимостей; тогда становится возможным заменить (для этого типа расчетов) часть системы (сети) одним или несколькими эквивалентными сопротивлениями; переходных режимов и присущих им сверхтокам и перенапряжениям, появляющимся в аварийных режимах; сюда относятся расчеты динамической устойчивости, которые исследуют возможность выпадения из синхронизма генераторов, расчеты перенапряжений при переключениях в сетях. Для радиальных сетей эти расчеты в общем случае довольно простые, однако при учете потерь мощности и падений напряжения они усложняются. Естественно, во втором случае стоимость расчета становится дороже. Для разветвленных сетей сложность расчетов возрастает, если сеть содержит более пяти контуров; при этом появляется необходимость применения развитых математических методов и мощных вычислительных средств.

31 П – образная схема замещения линии

Схема замещения ЛЭП состоит из продольной ветви и двух поперечных ветвей. В соответствии с этим различают продольные и поперечные параметры линии:

• Продольные - активное (rл ) и реактивное (xл ) сопротивления.

• Поперечные - активная (gл ) и реактивная (емкостная) (bл ) проводимости.

Активное сопротивление

где l – длина линии, км rо – удельное сопротивление Ом/км при t о провода + 20о (справочные данные).

Реактивное сопротивление

где xо - удельное реактивное сопротивление, Ом/км