Министерство образования и науки РФ

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Кафедра электромеханики

Лабораторная работа №3

ИЗУЧЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЛЭП

Выполнили:

студенты группы

ЭССН – 313

Шайхутдинов Р.

Скиба И.

Нуриев А.

Аюпов Б.

Проверил:

Потапчук Н.К

Нефтекамск 2012

Изучение параметров лэп

1.Цель работы

1. Изучение параметров и схем замещения линий электропередач (ЛЭП).

2. Анализ режимов ЛЭП холостого хода и под нагрузкой, построение векторных диаграмм в этих режимах.

2. Теоретическая часть

Линия электропередачи (ЛЭП) – электроустановка, входящая в состав электрической сети, предназначена для передачи электрической энергии на расстояние с возможным промежуточным отбором. Линии электропередач выполняются воздушными, кабельными, а также в виде токопроводов на промышленных предприятиях и электростанциях и внутренних проводок в зданиях и сооружениях [1]. Под электропередачей понимается линия с повышающей и понижающей подстанциями, служащая для транзитной передачи электроэнергии от станции к концентрированному потребителю, получающему электроэнергию от шин низшего напряжения понижающей подстанции.

К электрическим параметрам ЛЭП относятся сопротивления и проводимости проводов ВЛ и токопроводящих жил кабелей.

Активное сопротивление провода или жилы кабеля 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), поверхностным эффектом пренебрегают и принимают активное сопротивление равным омическому (сопротивлению постоянному току). Для проводов большого сечения (500 мм² и более) поверхностный эффект заметен даже при промышленных частотах.

Активное погонное (отнесенного к 1 км линии) сопротивление линии определяется выражением

, (1)

где ρ – удельное активное сопротивление материала провода, Ом·мм²/км; F – сечение фазного провода (жилы), мм².

Активное сопротивление зависит от температуры провода, которая определяется температурой окружающей среды (воздуха для ВЛ), скоростью ветра и значением проходящего по проводу тока. Строго говоря, значение R₀ должно определяться с учетом действительной температуры провода t_пр

, (2)

где - нормативное значение сопротивления при температуре проводника t=20⁰ C; - температурный коэффициент электрического сопротивления, Ом/град.

На стадии проектирования, когда исходная информация о нагрузках элементов сети является ориентировочной, при определении погонного активного сопротивления пренебрегают поверхностным эффектом при частоте 50 Гц и отличием температуры провода от 20⁰ С.

Погонное индуктивное сопротивление обусловлено магнитным полем, возникающим вокруг и внутри проводника при протекании по нему переменного тока. В соответствии с правилом Ленца в проводнике наводится ЭДС самоиндукции, направленная противоположно ЭДС источника

. (3)

В проводнике также наводится ЭДС взаимоиндукции, которая наводится магнитными полями соседних фазных проводов, и противодействующая ЭДС самоиндукции. Таким образом, результирующее индуктивное сопротивление обусловлено взаимным влиянием этих ЭДС и существенно зависит от взаимного расположения проводов фаз. Погонное индуктивное сопротивление определяется по эмпирической формуле

, (4)

где L₀ – погонная эквивалентная индуктивность фазы, Гн/км; ω =2πf - угловая частота переменного тока, рад/с; f - частота, Гц; μ₀ = 4π·10^-4 Гн/км – магнитная постоянная; μ относительная магнитная проницаемость, о.е.; D_ср – среднегеометрическое расстояние между проводами фаз; r_пр – радиус провода.

Для стандартной частоты f = 50 Гц и с учетом того, что для цветных металлов μ = 1, и переходя к десятичным логарифмам (ln A = 2,3 lg A) получим:

. (5)

Индуктивное сопротивление состоит из двух составляющих: внешней и внутренней. Внешнее индуктивное сопротивление определяется внешним магнитным потоком, образованным вокруг провода, и значениями D_ср и r_пр. Второе слагаемое учитывает «внутреннюю» индуктивность, соответствующую доле магнитного потока, замыкающегося непосредственно по проводу. Для стальных проводов его значение находится в зависимости от токовой нагрузки и дается в справочной литературе.

Среднегеометрическое расстояние между проводами фаз А, В, и С при их произвольном расположении определяется как

D_ср = , (6)

где - расстояние между проводами фаз А, В и С.

Для определения кабельных линий формулы (4) и (5) не применяют, так как они не учитывают конструктивных особенностей кабелей. Поэтому при расчетах пользуются заводскими данными.