Вычисление параметров линии
1. Выбор варианта
Длина ЛЭП ,
Рисунок 1. Исходная
схема
2. Выбор марки провода
Определим
желаемое напряжение по формуле Илларионова:
Выбираем .
Определяем
ток в линии:
Определяем
экономически выгодное сечение:
где
Рассмотрим
возможные варианты сечений:
4хАС-500/26 2000
мм2
хАС-400/18 2000
мм2
хАС-300/39 2100
мм2
Рассчитаем радиус
расщепления и радиус эквивалентного провода при различном шаге расщепления а
(от 10 до 50 см.):
Где а - шаг расщепления,
n - количество проводов.
Рисунок 2. Традиционная
конструкция фазы
Полученные данные
занесём в таблицу 1
Таблица 1. Радиус расщепления
провода при различном шаге расщепления
|
10
|
20
|
30
|
40
|
50
|
4хАС-500/26
|
7,071
|
14,142
|
21,213
|
28,284
|
35,355
|
5хАС-400/18
|
8,507
|
17,013
|
25,52
|
34,026
|
42,533
|
7хАС-300/39
|
11,524
|
23,048
|
34,571
|
46,095
|
57,619
|
Рассчитаем радиус эквивалентного
провода по выражению:
где n - количество проводов в фазе, rпр - радиус одиночного
провода, Rр - радиус расщепления провода.
Полученные данные
занесем в таблицу 2.
Таблица 2. Радиус эквивалентного
провода при различном шаге расщепления
|
10
|
20
|
30
|
40
|
50
|
4хАС-500/26
|
6,787
|
11,414
|
15,47
|
19,195
|
22,692
|
5хАС-400/18
|
8,061
|
14,035
|
19,412
|
24,436
|
29,212
|
7хАС-300/39
|
11,015
|
19,953
|
28,245
|
36,144
|
43,762
|
Определение
среднегеометрического расстояния между фазами линии:
где dAB, dBC,
dCA - расстояние между фазами.
Так как расположение фаз
горизонтальное то:
Рассчитываем рабочую
ёмкость средней фазы для каждого сочетания сечений и шага расщепления:
где DСГ - среднегеометрического расстояния между фазами линии, rЭ - радиус эквивалентного провода.
Полученные данные
занесем в таблицу 3.
Таблица 3. Рабочая ёмкость средней
фазы для каждого сочетания сечений и шага расщепления
1020304050
|
|
|
|
|
|
4хАС-500/26
|
0,00988
|
0,011
|
0,011
|
0,012
|
0,012
|
5хАС-400/18
|
0,011
|
0,011
|
0,012
|
0,013
|
0,013
|
7хАС-300/39
|
0,011
|
0,012
|
0,013
|
0,014
|
0,014
|
Определим амплитудное
значение средней напряженности провод средней фазы:
где Ср -
рабочая ёмкость средней фазы, n-количество
проводов, rпр - радиус провода.
Полученные данные
занесем в таблицу 4.
Таблица 4. Амплитудное значение
средней напряженности провода средней фазы
|
10
|
20
|
30
|
40
|
50
|
4хАС-500/26
|
18,169
|
19,927
|
21,123
|
22,062
|
22,85
|
5хАС-400/18
|
17,279
|
19,134
|
20,417
|
21,436
|
22,299
|
7хАС-300/39
|
14,14
|
15,885
|
17,121
|
18,122
|
18,983
|
Рассчитаем
коэффициент неравномерности:
где n-количество проводов, rпр
- радиус провода, Rр
- радиус расщепления провода.
Полученные данные
занесем в таблицу 5.
Таблица 5. Коэффициент
неравномерности
1020304050
|
|
|
|
|
|
4хАС-500/26
|
1,636
|
1,318
|
1,178
|
1,159
|
1,127
|
5хАС-400/18
|
1,61
|
1,305
|
1,203
|
1,153
|
1,122
|
7хАС-300/39
|
1,625
|
1,312
|
1,208
|
1,156
|
1,125
|
Рассчитать максимальную
напряженность поля на внешней поверхности провода:
где Еср -
амплитудное значение средней напряженности провода средней фазы, KH-коэффициент неравномерности.
Полученные данные
занесем в таблицу 6.
Таблица 6. Максимальную
напряженность поля на внешней поверхности провода
|
10
|
20
|
30
|
40
|
50
|
4хАС-500/26
|
29,73
|
26,267
|
25,603
|
25,572
|
25,758
|
5хАС-400/18
|
27,827
|
24,975
|
24,571
|
24,707
|
25,022
|
7хАС-300/39
|
22,974
|
20,848
|
20,687
|
20,953
|
21,355
|
Напряженность поля
допустимая по условию радиопомех:
где rпр - радиус одного провода.
Для исключения общего
коронирования необходимо чтобы, при а=аопт выполнялось условие:
где m - коэффициент гладкости, для сухих чистых проводов равный 0,9, E0 - начальная напряженность электрического поля при которой
начинается коронирование провода и определяется по формуле:
где rпр - радиус одного провода, - относительная
плотность воздуха определяемая по формуле:
где мм.
рт. ст., К,
мм.
рт. ст. - давление в данной местности, температура в данной
местности.
кВ/см
кВ/см
Рисунок 3. График
зависимости максимальной напряженности поля на внешней поверхности провода от
шага расщепления
Из графика видно,
что минимальное значение обеспечивается
сочетанием 7хАС-300/39 при шаге расщепления . Проверим это:
Выбираем:
7хАС-300/39
13. Рассчитаем
удельные и волновые параметры линии :
Реактивное (индуктивное)
погонное спротивление линии:
где rЭ - эквивалентный радиус провода, DСГ
- среднегеометрическое расстояние между фазами, n
- количество проводов в фазе.
Реактивная погонная
проводимость линии определяется из следующего выражения:
см
где rЭ - эквивалентный радиус провода, DСГ
- среднегеометрическое расстояние между фазами
Погонная активная
проводимость:
где -
среднегеометрическая мощность на коронирование, UНОМ-номинальное
напряжение сети
Погонную активную
проводимость принимаем
равной 0, т.к. при длине линии менее 1000 км ее учет не приводи к существенному
увеличению точности результатов расчета.
Активное погонное
сопротивление линии:
где r0 пр - радиус одного провода в фазе, n
- количество проводов в фазе
Полное погонное
сопротивление линии:
Полная погонная
проводимость линии:
Коэффициент
распространения волны:
Волновое сопротивление
линии:
Модульное значение и
:
3. Расчет параметров
четырехполюсника
Рис. 4. Схема замещения линии
в виде четырехполюсника с обобщенными постоянными:
Определяем коэффициенты
четырехполюсника:
Натуральная мощность:
1. При
представлении линии схемой замещения в виде четырехполюсника имеют место следующие
соотношения между параметрами режима начала и конца передачи:
Найдем напряжение в
начале линии по выражению:
Модульное значение:
Найдём ток в начале
линии по выражению:
Модульное значение:
Найдём полную мощность в
начале линии по выражению:
Модульное значение:
4. Расчет режимов
.1 Расчет режима
передачи натуральной мощности (по данным начала линии)
Исходные данные:
кВ
МВа
Согласно схеме замещения
четырехполюсника:
где ток в начале линии
равен:
Полученные данные
занесём в таблицу 7.
Таблица 7. Ток, напряжение и
мощность в конце линии рассчитанные по данным начала
Длинна ,
км,
кВ,
кВ,
кА,
кА,
МВа
|
|
|
|
|
|
0
|
750
|
750
|
2,694
|
2,694
|
2021
|
100
|
742,107 - j78.408
|
746.237
|
2.679-j0.282
|
2.694
|
2010-j0.782
|
200
|
726.071-j155.56
|
742.548
|
2.635-j0.559
|
2.694
|
2000-j4.027
|
300
|
702.11-j230.614
|
739.014
|
2.562-j0.829
|
2.693
|
1990-j8.782
|
400
|
670-j302.753
|
735.71
|
2.461-j1.089
|
2.691
|
1980-j14.869
|
500
|
631.713-j371.2
|
732.701
|
2.334-j1.335
|
2.689
|
1970-j23.045
|
600
|
586.127-j435.221
|
730.042
|
2.182-j1.565
|
2.685
|
1960-j32.363
|
700
|
534.306-j494.132
|
727.771
|
2.006-j1.777
|
2.68
|
1950-j41.767
|
800
|
486.855-j547.313
|
725.908
|
1.809-j1.968
|
2.673
|
1929-j250.939
|
950
|
723.88
|
1.479-j2.212
|
2.66
|
1859-j555.906
|
Рисунок 7. Зависимость
напряжения от длинны линии
Рисунок 8. Зависимость
передаваемого тока от длинны линии
Рисунок 9. Зависимость
передаваемой мощность от длинны линии
.2 Расчет режима
максимальной нагрузки:
Примем мощность в начале
линии больше номинальной мощности на 40%. Таким образом мы получим:
МВа
кВ
кА
Согласно схеме замещения
четырехполюсника получаем выражения:
где ток в начале линии
найдём по выражению:
кА
Полученные данные
занесем в таблицу 8.
Таблица 8. Ток, напряжение и
мощность в конце линии рассчитанные при режиме максимальной нагрузки
Длинна ,
км,
кВ,
кВ,
кА,
кА,
МВа
|
|
|
|
|
|
0
|
750
|
750
|
3,772
|
3,772
|
2792
|
100
|
740.604-j109.851
|
748.706
|
3.751-j0.282
|
3.762
|
2809-j203.2
|
200
|
723.098-j218.099
|
755.273
|
3.689-j0558
|
3.731
|
2789-j401.079
|
300
|
697.733-j323.561
|
769.105
|
3.587-j0.827
|
3.681
|
2770-j583.587
|
400
|
664.845-j425.086
|
789.124
|
3.445-j1.084
|
3.612
|
2751-j743.73
|
500
|
624.846-j521.573
|
813.926
|
3.266-j1.328
|
3.526
|
2733-j873.658
|
600
|
578.238-j611.979
|
841.949
|
3.052-j1.555
|
3.426
|
2716-j968.598
|
700
|
525.575-j695.33
|
871.614
|
2.805-j1.764
|
3.314
|
2701-j1023
|
800
|
468.47-j770.737
|
901.428
|
2.528-j1.952
|
3.194
|
2771-j1337
|
950
|
371.662-j867.224
|
943.958
|
2.063-j2.19
|
3.008
|
2572-j1771
|
.3 Расчет режима малых
нагрузок
Примем мощность в начале линии
меньше номинальной мощности на 60%. Таким образом мы получим:
МВа
Рассчитаем ток в начале
линии по выражению:
кА
Согласно схеме замещения
четырехполюсника в В-форме
Рисунок 10. Согласно
схеме замещения четырехполюсника в В-форме
где
Полученные данные
занесём в таблицу 9.
Таблица 9. Напряжение, ток и
мощность в конце линии при режиме малых нагрузок
Длинна ,
км,
кВ,
кВ,
кА,
кА,
МВа
|
|
|
|
|
|
0
|
750
|
750
|
1.078
|
1.078
|
808.5
|
100
|
744.361-j31.245
|
745.017
|
1.072-j0.28
|
1.108
|
806.766+j176.416
|
200
|
730.531-j61.752
|
733.136
|
1.054-j0.56
|
1.194
|
804.622+j344.741
|
300
|
708.677-j91.192
|
714.52
|
1.025-j0.83
|
1.321
|
798.104+j301.451
|
400
|
679.056-j119.25
|
689.448
|
0.99-j1.095
|
1.473
|
799.453+j626.
|
500
|
342.01-j145.641
|
658.321
|
0.935-j1.35
|
1.638
|
796.166+j727.328
|
600
|
597.96-j170.084
|
621.679
|
0.88-j1.579
|
1.806
|
792.376+j795.185
|
700
|
547.96-j192.336
|
580.212
|
0.81-j1.769
|
1.969
|
787.192+j827.926
|
800
|
490.917-j212.71
|
534.819
|
0.731-j1.99
|
2.122
|
529.208+j228.73
|
950
|
396.456-j237.08
|
461.906
|
0.603-j2.24
|
2.344
|
427.38+j255.50
|
4.4 Расчёт режима
холостого хода
кВ
кА
Уравнения
четырехполюсника для метода МДН примут вид:
Полученные данные
занесём в таблицу 10.
провод ток мощность
напряжение
Таблица 10. Напряжение, ток и
мощность в конце линии при режиме холостого хода
Длинна ,
км,
кВ,
кВ,
кА,
кА,
МВа
|
|
|
|
|
|
0
|
1011-j16.113
|
1011
|
0
|
0
|
0
|
100
|
1006-j15.757
|
1006
|
-0.006-j0.38
|
0.381
|
-0.07+j383.233
|
200
|
988.958-j14.697
|
989.067
|
-0.012-j0.75
|
0.758
|
-0.727+j749.80
|
300
|
961.407-j12.953
|
961.494
|
-0.017-j1.12
|
1.127
|
-1.746+j1084
|
400
|
923.261-j10.559
|
923.322
|
-0.022-j1.48
|
1.483
|
-4.653+j1.369
|
500
|
874.94-j7.561
|
874.972
|
-0.025-j1.82
|
1.823
|
-8.089+j1595
|
600
|
816.973-j4.018
|
816.983
|
-0.027-j2.14
|
2.143
|
-13.451+j1750
|
700
|
750
|
750
|
-0.028-j2.44
|
2.439
|
-21+j1829
|
800
|
674.756-j4.414
|
674.77
|
-0.027-j2.71
|
2.708
|
-25+j1913
|
950
|
548.215+11.582
|
548.337
|
-0.023-j3.06
|
3.055
|
-28+j2012
|