Этапы практического расчета

Из рисунка 3 найдем эквивалентные радиусы и коэффициент.

Найдем круговую частоту:

Найдем среднее геометрическое расстояние между фазами:

Найдем амплитуда фазного напряжения:

Из формул (2), (4), (5), (6) и рисунка 1 произведем расчет для каждого типа погоды.

Для хорошей погоды m = 0,85.

Для тумана m = 0,7.

Для инея, гололеда, изморози m = 0,6.

Для дождя m = 0,5.

Для мокрого снега m = 0,1 - 0,3.

Расчет потерь на корону на 1 км линии за 1 год обозначаемый как А выраженный в кВт час/км, проводится по формуле:

Средняя мощность потерь на корону за год в кВт/км определяется как:

Вывод: в ходе данного задания были рассчитаны потери энергии на корону и среднегодовая мощность потерь для трехфазной линии переменного напряжения с горизонтальным расположением проводов сети 500 кВ. Среднегодовая мощность потерь на корону равняется 6,65 кВт/км и является приемлемой для данного класса напряжения.

Для обоснования выбора 2 проводов в фазе марки АС-300 в сети 500 кВ следует рассмотреть несколько факторов.

Пропускная способность: Провода марки АС-300 обладают достаточной пропускной способностью для передачи электроэнергии при напряжении 500 кВ.

Экономическая эффективность: Использование 2 проводов вместо большего количества позволяет снизить затраты на материалы и монтаж, сохраняя при этом необходимые технические характеристики.

Технические характеристики: Провода АС-300 обеспечивают высокую надежность и прочность, что делает их подходящими для высоковольтных линий.

Таким образом, выбор 2 проводов в фазе марки АС-300 в сети 500 кВ обоснован с точки зрения пропускной способности, экономии и технических требований.

Коэффициент гладкости провода - это величина, определяющая степень шероховатости поверхности провода. Чем меньше коэффициент гладкости, тем больше потерь энергии на трение при движении по проводу. Поэтому при проектировании сетей передачи электроэнергии важно учитывать коэффициент гладкости провода, чтобы минимизировать потери.

Коэффициент погоды - это величина, характеризующая влияние погодных условий на работу определенной системы или устройства. Например, при проектировании линий электропередачи важно учитывать коэффициент погоды, чтобы оценить как влажность, температура, скорость ветра и другие факторы могут влиять на работу системы и принять меры для защиты от негативного воздействия погоды.

Задание 2

Рассчитать и представить графически структуру волнового процесса в обмотках высоковольтного силового трансформатора.

Варианты данных для расчета задания № 2.

Вариант 6.

U0, %	100
N, шт	30
, пФ	168
, пФ	1050
Режим нейтрали	изолированная

N – число элементов обмотки (витков);

- ёмкость каждого витка по отношению к земле;

- ёмкость каждого витка по отношению к обмотке;

U₀ – амплитуда напряжения

Начальное распределение напряжения вдоль обмотки трансформатора определяется как:

Таблица 1. Рассчитанные значения напряжения

	0	2	4	6	8	10
, В	100	44,933	20,19	9,07	4,07	1,83

Рис. 3. Кривая начального режима

В случае изолированной нейтрали принужденное напряжение равномерно спадает до нуля и может быть записано уравнением:

Рис. 4. Кривая напряжения для установившегося напряжения

Найдем максимальное напряжение в любой точке трансформатора. Для этого необходимо найти значения для каждой гармоники. Так как в варианте дана заземленная нейтраль, то K=1, 2, 3.

Частота:

Амплитуда гармоник:

Амплитуда гармоник в случае изолированной нейтрали трансформатора определяется по формуле:

1 гармоника

2 гармоника

3 гармоника

Мгновенные значения гармоник

Таблица 2. Рассчитанные данные гармоник

n		, В		, В		, В
0	39,374	0	18,36	0	9,71	0
2		24.78		15.40		8.05
4		44.93		20.19		9.07
6		59.60		-10,793		-5.71
8		59.60		13.10		9.24
10		0,06		-0.06		0.05

Найдем максимальное напряжение и постоим график.

n

Uk1, В

Uk2, B

Uk3, B

Рис.5. Графики гармоник

Вывод: В ходе выполнения задания проведен расчет гармоник напряжения в высоковольтном трансформаторе с заземленной нейтралью. Нелинейная нагрузка генерирует гармонические искажения, которые приводят к ряду негативных последствий: В трансформаторах гармоники вызывают рост потерь, включая гистерезисные, вихревые токи в стали, а также потери в обмотках. Это ускоряет старение изоляции и может привести к перегреву, сокращая срок службы оборудования. В шинопроводах гармоники также создают дополнительные потери, что ведет к перегреву и риску повреждения. Несинусоидальные токи увеличивают активное сопротивление из-за поверхностного эффекта и эффекта близости, усиливая нагрев.

Эти факторы вынуждают занижать допустимую мощность шинопроводов и выбирать большее сечение, что повышает стоимость проекта. Таким образом, гармонические искажения не только снижают энергоэффективность системы, но и увеличивают эксплуатационные расходы.