3)Схемы замещения воздушных и кабельных линий электропередачи разных напряжений.

Ответ: При расчете ЛЭП в общем случае применяют П-образные схемы замещения с сосредоточенными параметрами.

При расчете симметричных установившихся режимов электрической сети схему замещения составляют для одной фазы, т.е. сопротивления Z = R + jX изображают и вычисляют для одного фазного провода. В схеме замещения выделяют продольные элементы – сопротивления: Z = R+jX (Ом), (R – активное, X – индуктивное сопротивления), и поперечные элементы-проводимости: Y = G – jB(См) (G – активная и В – емкостная проводимости).

Значения указанных параметров определяются по общему выражению: X=x₀·l, R=r_o·l, G=g₀·l, B=b₀·l, где x₀, r_o – погонное индуктивное, активное сопротивление (Ом/км); g₀, b₀ - удельные активная и реактивная проводимости (См/км).

r₀=ρ/F, где ρ-удельное сопротивление(Ом·мм²/км), F-сечение проводника(мм²).

x₀=0,144·lg(2·D_ср/d)+0,0156, где D_ср=1,26· D_мф

В схемах замещения ЛЭП 110-220кВ поперечные проводимости не изображаются, а заменяются мощностями: вместо емкостной проводимости указывают генерацию зарядной мощности:

т.к. в ЛЭП 110-220кВ потери на корону незначительны, поэтому в расчетах электрических режимов активной проводимостью пренебрегают и соответственно схема замещения принимает вид:

В местных сетях небольшой протяженности при U_ном до 35кВ влияние зарядной мощности мало, и схема замещения принимает вид: .

В коротких КЛ напряжением до 10кВ небольших сечений можно не учитывать индуктивное сопротивление. В результате схема замещения будет включать в себя только активное сопротивления. Если участок сети представлен одинаковым n-м количеством линий, то сопротивление уменьшается в n раз, а зарядная мощность увеличивается в n раз. Z_экв= R/n+jX/n

jQ_сэкв=n·jQ_с/2

4)Активное и реактивное сопротивления воздушных и кабельных линий.

Ответ: R=r_o·l, где r_o – погонное активное сопротивление (Ом/км). Активное сопротивление воздушных и кабельных линий, определяется материалом токоведущих проводников и их сечения. В какой-то степени оно зависит от температуры проводников и частоты протекающего по ним переменного тока. Однако это влияние мало, и при расчетах электрических сетей его обычно не учитывают. Поэтому значения сопротивления r₀ для каждой марки провода или кабеля, как правило, принимают по таблицам, соответствующим передаче постоянного тока и температуре +20ºС. r₀^t= r₀²⁰·(1+α(t-20)), где α-температурный коэффициент; r₀²⁰ –сопротивление при 20 ºС.

При оценочных расчетах для проводников из цветных металлов активное сопротивление может быть определено по формуле: r₀=ρ/F, где ρ-удельное сопротивление(Ом·мм²/км), F-сечение проводника(мм²).

G=g₀·l, где g₀ - удельная активная проводимость (См/км). Проводимость, обусловленная потерями на корону, величина сильно переменная и зависит от влажности воздуха и других метеорологических условий. Усредненное значение активной проводимости за год получают через средние потери на корону ΔP_к: ; , где ΔP_куд - удельные среднегодовые потери на корону (кВт/км).

Потери мощности на корону учитывают для ВЛ с Uном 330кВ и выше. В ВЛ 110-220кВ эти потери можно не учитывать, т.к. ПУЭ установлены минимальные сечения проводов, для снижения ΔP_к до приемлемых уровней. Для ВЛ 110кВ – АС 70/11, ВЛ 220кВ – АС 240/32.

Наиболее радикальным средством снижения потерь мощности на корону является увеличение диаметра провода. X=x₀·l, где x₀, – погонное индуктивное сопротивление (Ом/км).

Индуктивное сопротивление обусловлено магнитным полем, возникающем вокруг и внутри проводов и жил кабелей, которое наводит в каждом проводнике электродвижущую силу самоиндукции. Индуктивное сопротивление зависит от взаимного расположения проводников, их диаметра и магнитной проницаемости и частоты переменного тока. Для воздушных линий с алюминиевыми и сталеалюминевыми проводами сопротивление на 1 км рассчитывается: x₀=0,144·lg(2·D_ср/d)+0,0156, где Dср - среднегеометрическое расстояние между проводами фаз, мм, d – диаметр провода, мм.

D_ср зависит от вида расположения опор и U_ном D_ср= , где D_АB, D_BC, D_CA - расстояние между проводами соответствующих фаз.

Для воздушных линий значение x₀ приводятся в справочной таблице в зависимости от D_ср или напряжения и марки провода. На индуктивное сопротивление кабельных линий оказывают влияние конструктивные особенности кабелей. При расчетах пользуются заводскими данными об x₀, приводимыми в справочнике. Реактивная проводимость линии обусловлена емкостями между проводами разных фаз и емкостью провод-земля. Ее определяют по формуле: , B=b₀·l, где b₀- удельная реактивная (емкостная) проводимость, Ом/км. Для воздушных линий удельная емкостная прово­димость может быть найдена как или определена по справочным таблицам в зависимо­сти от марки провода и среднегеометрического рассто­яния между проводами или ном. напряже­ния. Ёмкостная проводимость кабельных линий зависит от конструкции кабеля и указывается заводом-изгото­вителем, но для ориентировочных расчетов она может быть оценена по формуле. Очевидно, что величи­на b₀ для кабельных линий значительно больше, чем для воздушных из-за меньших значений Dср.