Les paramètres des phases des lignes électriques sont répartis uniformément sur leur longueur, c'est-à-dire La ligne d'alimentation est une chaîne avec des paramètres uniformément répartis. Un calcul exact du circuit contenant un tel circuit conduit à des calculs complexes. À cet égard, dans le calcul des lignes électriques en général, des schémas simplifiés de substitution en forme de «T» et de «P» avec des paramètres localisés sont utilisés (Figure 1). Les erreurs dans le calcul électrique de la ligne aux schémas de substitution en forme de "T" et de "P" sont approximativement les mêmes. Ils dépendent de la longueur de la ligne.
Les hypothèses relatives à la concentration de paramètres réels répartis uniformément sur la longueur de la ligne d'alimentation sont valables pour la longueur lignes aériennes (VL), qui ne dépasse pas 300-350 km, et pour les lignes de câble (KL) 50-60 km. Pour les LEP de grande longueur, différentes méthodes de comptabilisation de la distribution de leurs paramètres sont utilisées.
La dimensionnalité du schéma ES et, par conséquent, du système d'équation de modélisation est déterminée par le numéro du circuit. Par conséquent, dans la pratique, le calcul, en particulier avec l'utilisation d'ordinateurs, utilisent souvent un « U » - en forme de circuit équivalent ayant l'avantage - 1,5 fois plus petit circuit de dimension par rapport à la modélisation LEP « T » - motif en forme. Par conséquent, la présentation ultérieure sera réalisée en référence au schéma en forme de "P" pour le remplacement des lignes de transport d'énergie.
Nous isolerons dans les circuits de remplacement les éléments longitudinaux - la résistance de ligne Z = R + jX et les éléments transversaux - la conductivité Y = G + jB (figure 2). Les valeurs de ces paramètres pour les lignes de transmission sont déterminées par l'expression générale
où P (R 0, X 0, g 0, b 0) est la valeur du paramètre longitudinal ou transversal pour 1 km de la ligne de longueur L, km. Parfois, ces paramètres sont appelés éphémère.
Pour les lignes d'alimentation d'une conception et d'une classe spécifiques, la tension est utilisée par des cas partiels de ces circuits en fonction de la manifestation physique et de la valeur (valeur) du paramètre correspondant. Considérons la brève essence de ces paramètres.
La résistance active provoque le chauffage des fils ( pertes de chaleur) et dépend du matériau des conducteurs porteurs de courant et de leurs sections transversales. Pour les lignes avec des fils d'une petite section transversale, la course des métaux non ferreux (aluminium, cuivre), est déterminée comme étant la résistance active ohmique (résistance en courant continu) en tant que manifestation de l'effet de surface dans les imperceptiblement fréquences de puissance de 50 à 60 Hz (environ 1%). Pour les conducteurs de grande section (500 mm 2 ou plus) est un effet de surface à des fréquences industrielles significativement.
La résistance active de la ligne est déterminée par la formule, Om / km,
où; - résistance spécifique du matériau du fil, Ohm mm 2 / km; F - section du conducteur de phase (noyau), mm 2. Pour l'aluminium technique, en fonction de sa marque peut être prise; = 29,5-31,5 Ohmmmm 2 / km, pour le cuivre, = 18-19 Ohmm 2 / km.
La résistance active ne reste pas constante. Cela dépend de la température du fil, qui est déterminée par la température de l'air ambiant (environnement), la vitesse du vent et le courant traversant le fil.
La résistance ohmique peut être considérée comme un obstacle simplifié mouvement dirigé de charges noeuds treillis matériau conducteur, oscille autour de l'état d'équilibre. L'intensité des oscillations et, par conséquent, la résistance ohmique augmentent avec l'augmentation de la température du conducteur.
La dépendance de la résistance active à la température du fil t est déterminée sous la forme
où - la valeur standard de la résistance R 0, est calculée par la formule № 2, à la température du conducteur t = 20 0 С; Coefficient de température α de la résistance électrique, Ohm / grad (pour les fils de cuivre, d'aluminium et d'acier-aluminium α = 0,00403, pour l'acier α = 0,00455).
La difficulté pour déterminer la résistance active des lignes selon la formule n ° 3 est que la température du fil, en fonction de la charge de courant et de l'intensité du refroidissement, peut dépasser de manière significative la température ambiante. La nécessité d'un tel raffinement peut apparaître dans le calcul des régimes électriques saisonniers.
Lors de la division de la phase d'une ligne aérienne en n fils identiques dans l'expression n ° 2, il est nécessaire de prendre en compte la section transversale totale des conducteurs de phase:
La résistance inductive est causée par un champ magnétique qui survient autour et à l'intérieur du conducteur lorsqu'un courant le traverse. Dans l'auto-induction EMF induite par le conducteur, dirigée selon le principe de Lenz, la source EMF opposée
La contre-réaction qui exerce la self-induction EMF au changement de la source EMF, et provoque la résistance inductive du conducteur. Plus la liaison de flux de courant de fréquence définie, la valeur d'inductance f (taux de variation de courant di / dt), et la phase L, qui dépend de la structure (ramification) de phase et la ligne de transmission de puissance triphasé dans son ensemble, l'élément de réactance plus inductive X = ωL. C'est-à-dire que pour une même ligne (ou simplement une bobine électrique) avec une fréquence croissante du courant d'alimentation f, la résistance inductive augmente. Naturellement, à fréquence nulle (; f = 0), par exemple, dans les réseaux courant continu, il n'y a pas de résistance inductive de la ligne électrique.
L'arrangement mutuel des conducteurs de phase (veines) affecte également la résistance inductive des phases des lignes de transmission multiphases. En plus de la CEM de l'auto-induction, dans chaque phase, une CEM opposée d'induction mutuelle est induite. Par conséquent, quand un agencement symétrique des phases, par exemple, au niveau des sommets d'un triangle équilatéral, la EBW d'antagoniste résultante dans toutes les phases de la même, et donc proportionnellement la même phase de la résistance inductive. Avec la disposition horizontale du câblage phase-phase entre phases, les inductances des conducteurs de phase diffèrent les unes des autres. Pour réaliser la symétrie (uniformité) des paramètres de phase sur des supports spéciaux, la transposition (réarrangement) des fils de phase est réalisée.
La résistance inductive, référée à 1 km de la ligne, est déterminée par la formule empirique, Om / km,
(5)
Si nous supposons une fréquence de courant de 50 Hz, alors à la fréquence indiquée, f = 314 rad / s pour les fils de métaux non ferreux (μ = 1), on obtient, Om / km,
(6)
et à une fréquence de 60 Hz, respectivement (37 = 376,8 rad / s), Ohm / km
(7)
Lorsque les fils de phase se rapprochent l'un de l'autre, l'influence de l'EMF d'induction mutuelle augmente, ce qui entraîne une diminution de la résistance inductive de la ligne de transmission. Diminution particulièrement sensible de la résistance inductive (3-5 fois) lignes de câble. Compact haute tension et haute tension haute tension Augmentation de la capacité avec une résistance inductive de 25 à 20% plus proche.
La valeur de la distance géométrique moyenne entre les conducteurs de phase (veines), m,
(8)
dépend de l'emplacement des fils de phase (bus). La phase VL peut être située horizontalement ou le long des sommets d'un triangle, barres de phase conducteurs dans un plan horizontal ou vertical, veines d'un câble à trois fils - sur les sommets d'un triangle équilatéral. Les valeurs de D cp et r pr doivent avoir la même dimension.
En l'absence de données de référence, le rayon réel des fils toronnés peut être déterminé à partir de la section totale de la partie transportant le courant et de l'acier du fil, en l'augmentant de 15-20%, en tenant compte de la torsion;
(9)
Notez que la résistance inductive se compose de deux composants: externe et interne. La résistance inductive externe est déterminée par le flux magnétique externe formé autour des fils, et les valeurs de D CP et r PR. Naturellement, à mesure que la distance entre les phases diminue, l'influence de la CEM d'induction mutuelle augmente et la résistance inductive diminue, et vice versa. Aux lignes de câble avec leurs petites distances entre les conducteurs sous tension (deux ordres de grandeur inférieurs à VL), la résistance inductive est significativement (3-5 fois) inférieure à celle des fils d'air. Pour déterminer les lignes de câble X 0, les formules n ° 5 et n ° 6 ne sont pas utilisées, car elles ne prennent pas en compte les caractéristiques de conception des câbles.
Par conséquent, dans les calculs, les données d'usine sur la résistance inductive des câbles sont utilisées. La résistance inductive interne est déterminée par le flux interne se fermant dans les fils.
Pour les fils d'acier, sa valeur dépend de la charge de courant et est donnée dans la documentation de référence.
Ainsi, la résistance active de la ligne de transmission dépend du matériau, de la section et de la température du fil. La dépendance est inversement proportionnelle à la section transversale du fil, clairement exprimée aux petites sections, lorsque R 0 a grandes valeurset n'est pas perceptible sur les grandes sections transversales des fils. La résistance inductive de la ligne de transmission est déterminée par l'exécution des lignes, la conception de la phase, et est pratiquement indépendante de la section des fils (la valeur de lg (D CP / r PR) ≈const).
La conductivité capacitive est due aux capacités entre les phases, les conducteurs de phase (résidentiel) et la terre. Dans le circuit de remplacement de la ligne de transmission, on utilise la capacité (fonctionnelle) calculée du bras de l'étoile équivalente obtenue à partir de la transformation du triangle de conduction en étoile (figure 3, c).
Dans les calculs pratiques, la capacité de travail d'un OL triphasé avec un fil par unité de longueur (F / km) est déterminée par la formule
(10)
La capacité de travail des lignes de câbles est sensiblement supérieure à la capacité de la ligne aérienne, car les veines sont très proches les unes des autres et mises à la terre par des gaines métalliques. De plus, la constante diélectrique de l'isolation du câble est très supérieure à l'unité - la constante diélectrique de l'air. Une grande variété de conceptions de câbles, l'absence de leurs dimensions géométriques, rendent difficile la détermination de leur capacité de travail et, dans la pratique, utilisent les données de mesures opérationnelles ou en usine.
La conductivité capacitive de HL et CL, cm / km, est déterminée par la formule générale
Tableau №1 capacité de travail C 0 (10 -6), F / km, câbles à trois conducteurs avec isolation par courroie
|
Tension, kV |
La section de la veine, mm 2 |
||||||||||
En tenant compte de l'expression # 10, (a) pour une ligne aérienne avec une fréquence de courant de 50 Hz, nous avons, S / km,
(11)
et pour un VL avec une fréquence de la tension d'alimentation de 60 Hz, on obtient, S / km,
(12)
La conductivité capacitive dépend de la conception du câble et est indiquée par le fabricant, mais pour des calculs approximatifs, elle peut être estimée en utilisant la formule n ° 11.
Sous l'action de la tension appliquée aux bornes des lignes de capacité, des courants capacitifs (de charge) sont conçus. Ensuite, la valeur calculée du courant capacitif par unité de longueur, kA / km,
(13)
et la puissance de charge correspondante d'une ligne d'alimentation triphasée, Mvar / km,
dépend de la tension à chaque point.
La valeur de la puissance de charge pour toute la ligne d'alimentation est déterminée par la tension réelle (estimée) du début et de la fin de la ligne, Mvar,
ou approximativement à la tension de ligne nominale
Pour les câbles papier 6-35 kV isolé et imprégnation visqueux connu pour générer la puissance réactive Q 0 par kilomètre de ligne, étant donné que la production totale de la CR sera déterminée sous la forme de
Le LEP à conductivité capacitive transversale, consommant du réseau la tension de pointe du courant capacitif, devrait être considéré comme une source de puissance réactive (inductive), souvent appelée charge de charge. Ayant un caractère capacitif, la puissance de charge réduit la composante inductive de la charge transmise le long de la ligne vers le consommateur.
Les circuits équivalents de lignes aériennes, étant donné que la tension nominale de 110 kV et une CL-35 kV ou plus doivent être considérés comme branche transversale (des shunts) sous la forme d'un conductivités capacitifs ou en puissance générée Q C.
La distance entre les phases de la ligne de transmission dans chaque classe de tension, en particulier pour rétroprojecteur, sensiblement la même que celle qui détermine l'immuabilité effet résultant des phases et des lignes capacitives flux Par conséquent, les frais généraux de conception classique (sans étape de séparation de profondeur et des conceptions spéciales des supports) paramètres réactifs ne dépendent pas fortement sur les caractéristiques structurelles de ligne, étant donné que le rapport des distances entre les phases et les sections (rayon) de fils sensiblement inchangé, dans les formules ci-dessus se traduit par une fonction logarithmique.
Lorsque la phase de 35-220 kV fils individuels de la réactance inductive dans des limites étroites: X 0 = (0,40-0,44) ohm / km, et les plages de conductivité capacitif b 0 = (2/6 à 2/8) 10 -6 Sm / km. L'effet du changement de la section transversale (rayon) des veines du câble sur X 0 est plus perceptible que dans la ligne aérienne. Par conséquent, pour CL, nous avons une variation plus large de la résistance inductive: X 0 ≈ (0,06-0,15) Ohm / km. Pour toutes les marques de lignes de câble et des sections 0,38-10 kV Tension de résistance inductive situe dans une plage plus étroite (0,06 à 0,1 W / km) est déterminé à partir des tables de câbles de données physico-techniques.
La valeur moyenne de la puissance de charge de 100 km à 110 kV de tête est d'environ 3,5 pour MVAR 220 kV - 13,5 MVAr de 500 kV-95 MVAR.
L'examen de ces paramètres permet d'éliminer des erreurs importantes dans le calcul des paramètres de la ligne, ou utiliser ces paramètres pour le calcul approximatif, tels que l'évaluation des paramètres généraux réactifs de sa longueur (km) en tant que
les pertes de conductivité actives causées par la puissance active? P en raison de l'isolation imparfaite (de fuite sur la surface de l'isolateur, les courants de conduction (biais) dans le matériau isolant) et l'ionisation de l'air autour du conducteur due à une décharge corona. La conductivité active spécifique est déterminée par la formule générale du shunt, Sm / km,
où U nom est la tension nominale de la ligne de transmission en kV.
des pertes d'isolation HV sont négligeables, et le phénomène corona dans l'en-tête ne se produit que lors du dépassement de l'intensité du champ électrique à la surface du fil MAX kV / cm:
la valeur critique est d'environ 17-19 kV / cm. De telles conditions pour le couronnement se produisent dans une ligne aérienne de 110 kV et une tension plus élevée.
Le couronnement et donc les pertes de puissance active dépendent fortement de la tension de la ligne aérienne, du rayon du fil, des conditions atmosphériques et de l'état de surface du fil. Le plus tension de fonctionnement et plus le rayon des fils est faible, plus la force du champ électrique est grande. Aggravation des conditions climatiques (forte humidité, la neige mouillée, gelée à la surface des fils), coulures, rayures favorisent également la croissance du champ électrique et, par conséquent, les pertes de puissance active koronikovanie. La décharge Corona provoque des interférences avec la réception radio et télévision, la corrosion de la surface des fils des lignes aériennes.
Pour réduire les pertes à la couronne à un niveau économiquement acceptable, les règles pour l'installation d'installations électriques (PUE) définissent des sections minimales (diamètres) de fils. Par exemple, pour VL 110kV-AS 70 (11,8 mm), pour HV 220 kV-AC 240 (21,6 mm).
Les pertes de courant alternatif pour le couronnement sont prises en compte lors de la modélisation de lignes aériennes de tension nominale de 330 kV ou plus.
Dans le CL, sous l'influence de la plus grande tension, il y a des couches d'isolation de la taille à la surface des veines du câble. Plus la tension de fonctionnement du câble est grande, plus les courants de fuite à travers les matériaux d'isolation et la violation de ses propriétés diélectriques sont perceptibles. Après cela, ils sont caractérisés par la tangente de l'angle de perte diélectrique tan δ, prise selon les données du constructeur.
La conductivité active du câble par unité de longueur
(20)
et le courant de fuite correspondant dans l'isolation du câble, A,
(21)
Ensuite, les pertes diélectriques dans le matériau d'isolation de CR, MW,
Ils doivent être pris en compte pour un câble d'une tension nominale de 110 kV ou plus.
Dans la plupart des cas, on peut supposer que les paramètres de la ligne de transmission (résistances actives et réactives, conductances actives et capacitives) sont répartis uniformément sur sa longueur. Pour une ligne de longueur relativement faible, la distribution des paramètres peut être ignorée et les paramètres localisés peuvent être utilisés: les résistances active et réactive des lignes Rl et Xl, les conductivités active et capacitive des lignes G et B.
Les lignes de transport aériennes avec une tension de 110 kV et plus, jusqu'à 300-400 km de longueur, sont généralement représentées par un circuit de remplacement en forme de U (figure 3.1).
La résistance active de la ligne est déterminée par la formule:
Rl = roL, (3.1) où
résistance spécifique au ro, Ohm / km, à la température du fil + 20 ° C;
L - longueur de la ligne, km.
Résistance spécifique r0 est déterminé à partir des tables en fonction de la section transversale. A une température de fil autre que 200 ° C, la résistance de la ligne est affinée.
La réactance est définie comme suit:
Xl = xoL,(3.2)
où xo est la réactance spécifique, Ohm / km.
Les impédances inductives spécifiques des phases de la ligne d'air sont généralement différentes. Dans les calculs modes symétriques utiliser les valeurs moyennes de xo:
où rpr est le rayon du fil, cm;
Dcp est la distance géométrique moyenne entre les phases, cm, déterminée par l'expression suivante:
où Dab, Dbc, Dca sont les distances entre les fils des phases a, b, c, respectivement, Fig. 3.2.
En plaçant des circuits parallèles sur des supports à double circuit, le flux-liaison de chaque conducteur de phase est déterminé par les courants des deux circuits. Le changement de x0 dû à l'influence de la deuxième chaîne dépend principalement de la distance entre les chaînes. La différence x0 d'une chaîne avec et sans considération de l'influence de la deuxième chaîne ne dépasse pas 5-6% et n'est pas prise en compte dans les calculs pratiques.
Dans les lignes de transport d'énergie avec Uom ³ ЗЗ0кВ le fil de chaque phase est divisé en plusieurs (N) fils. Cela correspond à une augmentation du rayon équivalent. Rayon équivalent de la phase fractionnée:
où a est la distance entre les fils en phase.
Pour les fils acier-aluminium, xo est déterminé par des tables de référence en fonction de la section et du nombre de fils dans la phase.
La conductivité active de la ligne G correspond à deux types de pertes de puissance active: du courant de fuite à travers les isolateurs et à la couronne.
Les courants de fuite à travers les isolateurs sont faibles, de sorte que les pertes de puissance dans les isolateurs peuvent être négligées. Dans les lignes aériennes avec une tension de 110 kV et plus, dans certaines conditions, la force du champ électrique sur la surface du fil augmente et devient plus critique. L'air autour du fil ionise intensément, formant une lueur - la couronne. Corona correspond à la perte de puissance active. La façon la plus radicale de réduire les pertes de puissance de la couronne est d'augmenter le diamètre du fil. Les plus petites sections admissibles des fils des lignes aériennes sont normalisées par l'état de formation de la couronne: 110 kV - 70 mm2; 220kV -240 mm2; 330 kV -2 x 240 mm2; 500 kV - 3 x 300 mm2; 750kV - 4x400 ou 5x240 mm2.
Lors du calcul des régimes en régime permanent réseaux électriques tension jusqu'à 220kV la conductivité active n'est pratiquement pas prise en compte. Dans les réseaux avec Uom3SZ0kV dans la détermination des pertes de puissance et dans le calcul des modes optimaux, il est nécessaire de prendre en compte les pertes sur la couronne:
D Pk = D PkL = U2g0L, 3.6)
où ΔPk0 est la perte spécifique de puissance active par couronne, et g0 est la conductivité active spécifique.
La conductivité capacitive de la ligne B est déterminée par les capacités entre les fils de phases différentes et la capacité fil-terre et est définie comme suit:
où b est la conductivité capacitive spécifique, S / km, qui peut être déterminée par des tables de référence ou par la formule suivante:
Pour la plupart des calculs dans les réseaux 110-220 kV, la ligne de transmission est généralement représentée par un circuit de substitution plus simple (Fig.3.3, b). Dans ce schéma, au lieu de la conductivité capacitive (Fig.3.3, a), la puissance réactive générée par la capacité des lignes est prise en compte. La moitié de la puissance de ligne capacitive (charge), Mvar, est égale à:
Tension UF et U et tension entre phases, kV;
Ib - courant capacitif à la terre.
Fig. 3.3. Systèmes de remplacement de la ligne électrique:
a, b - la ligne d'air 110-220-330 kV;
c - une ligne aérienne avec Unem de £ 35 kV;
ligne d-câble Unom £ 10 kV
Il résulte de (3.8) que la puissance Qb générée par la ligne dépend fortement de la tension. Pour les lignes d'air avec une tension de 35 kV ou moins, la puissance capacitive peut être ignorée (Fig.3.3, c). Pour les lignes Uom ³ ЗЗ0 kV d'une longueur supérieure à 300-400 km, tenir compte de la répartition uniforme des résistances et des conductances le long de la ligne. Le circuit de remplacement de ces lignes est un réseau à quatre terminaux.
Les lignes d'alimentation en câbles représentent également un circuit de remplacement en forme de U. Les résistances actives et réactives spécifiques ro, xo sont déterminées par des tables de référence, ainsi que pour les lignes aériennes. On voit à partir de (3.3), (3.7) que xo diminue, et bo augmente à mesure que les conducteurs de phase se rapprochent les uns des autres. Pour les lignes de câble de la distance entre les conducteurs est sensiblement inférieure à celle de l'air, de sorte que xo est faible et les modes de calcul de tension de câble de 10 kV ou moins peut être considéré que la résistance (Fig.3.3, d). Courant capacitif et la puissance de charge Qb dans les lignes de câble est plus grande que dans les lignes d'air. Dans les lignes de haute tension, Qb est pris en compte (Fig.3.3, b). La conductivité active G est prise en compte pour les câbles de 110 kV et plus.
3.2. Perte de puissance dans les lignes
Les pertes de puissance active dans les lignes de transmission sont divisées par la perte de ralenti DРХХ (perte sur la couronne) et la perte de charge (pour chauffer les fils) ДРН:
Dans les lignes, la perte de puissance réactive est dépensée pour créer un flux magnétique à l'intérieur et autour du fil 
Il détermine le réchauffement des fils (pertes thermiques) et dépend du matériau des conducteurs porteurs de courant et de leurs sections transversales. Pour les lignes avec des fils d'une petite section transversale, en métaux non ferreux (aluminium, cuivre), est déterminée comme étant la résistance active ohmique (résistance en courant continu), étant donné que l'expression de l'effet de surface à 50-60 Hz fréquences de puissance imperceptiblement (environ 1%). Pour les fils de section importante (500 mm ou plus), le phénomène d'effet de surface aux fréquences industrielles est important
La résistance de ligne active de la ligne est déterminée par la formule, Ohm / km
où est la résistance spécifique du matériau de fil, Ohm mm / km; Fsection transversale du (des) conducteur (s) de phase. Pour l'aluminium technique, en fonction de sa marque, on peut prendre = 29,5-31,5 Ohm mm / km, pour le cuivre = 18,0-19,0 Ohm mm 2 / km.
La résistance active ne reste pas constante. Cela dépend de la température du fil, qui est déterminée par la température de l'air ambiant (milieu), la vitesse du vent et le courant traversant le fil.
La résistance ohmique peut être interprétée de manière simplifiée comme un obstacle au mouvement dirigé des charges des nœuds du réseau cristallin du matériau conducteur, qui effectuent un mouvement vibratoire proche de l'état d'équilibre. L'intensité des oscillations et, par conséquent, la résistance ohmique augmentent avec l'augmentation de la température du conducteur.
Dépendance de la résistance active à la température du fil test défini comme
où est la valeur standard de la résistance R 0, est calculée par la formule (4.2) , à la température du conducteur t =20 ° C; a - coefficient de température de la résistance électrique, Ohm / grad (pour les fils de cuivre, d'aluminium et d'acier-aluminium α = 0,00403, pour l'acier α = 0,00405).
La difficulté à déterminer la résistance active des lignes selon (4.3) est que la température du fil, en fonction de la charge de courant et de l'intensité du refroidissement, peut dépasser de manière significative la température ambiante. La nécessité d'un tel raffinement peut apparaître dans le calcul des régimes électriques saisonniers.
En séparant la phase de l'OL sur nfils identiques dans l'expression (4.2) il est nécessaire de prendre en compte la section totale des conducteurs de phase:
4.2. Résistance inductive
En raison du champ magnétique qui se forme autour et à l'intérieur du conducteur lorsqu'il circule dans celui-ci courant alternatif. Dans la self-induction EMF induite par le conducteur, dirigée selon le principe de Lenz opposé à la source EMF
La contre-action, qui est exercée par l'EMF d'auto-induction, change la source EMF, et détermine la résistance inductive du conducteur. Plus le changement de la liaison de flux est important, déterminé par la fréquence du courant = 2nf (le taux de changement de courant di/dt), et la valeur de l'inductance de phase L, en fonction de la structure de phase (branchement), et de la ligne de puissance triphasée dans son ensemble, plus la résistance inductive de l'élément X = L. C'est-à-dire que pour une même ligne (ou simplement une bobine électrique) avec une fréquence croissante du courant d'alimentation f, la résistance inductive augmente. Naturellement, pour une fréquence nulle = 2nf = 0, par exemple, dans les réseaux à courant continu, il n'y a pas de résistance inductive de la ligne d'alimentation.
La disposition mutuelle des conducteurs de phase (veines) affecte également la résistance inductive des phases des lignes de transmission polyphasiques. En plus de la CEM de l'auto-induction, à chaque phase, une CEM opposée d'induction mutuelle est induite. Par conséquent, quand un agencement symétrique des phases, par exemple au niveau des sommets d'un triangle équilatéral, la résultante opposées de la FEM dans toutes les phases de la même, et donc proportionnellement la même phase de la résistance inductive. Avec une disposition horizontale des conducteurs de phase, la mise en phase des phases n'est pas la même, de sorte que les impédances inductives des fils de phase diffèrent les unes des autres. Pour réaliser la symétrie (uniformité) des paramètres de phase sur des supports spéciaux, une transposition (réarrangement) des fils de phase est effectuée.
La résistance inductive, référée à 1 km de la ligne, est déterminée par la formule empirique Om / km,
Si nous prenons le courant de la fréquence 50 Hz, lorsque ladite fréquence = 2FN = 314 rad / s pour les fils métalliques non ferreux (| m = 1) obtenir ohm / km,
Toutefois, pour les lignes de transmission aériennes du tensions nominales les relations entre les paramètres R 0<
(4.23)
où a est la distance entre les fils dans la phase, égale à 40-60 cm.
L’analyse de la dépendance (4.23) montre que l’équivalent montre que le rayon équivalent de la phase varie de 9,3 cm (à n= 2) à 65 cm (avec n= 10) et ne dépend pas fortement de la section transversale du fil. Le principal facteur déterminant le changement est le nombre de fils dans la phase. Puisque le rayon équivalent de la phase divisée est beaucoup plus grand que le rayon réel du fil de la phase non coupée,
la résistance d'une telle ligne aérienne, déterminée à partir d'une formule transformée de la forme (4.24), ohm / km, diminue:
(4.24)
Réduction X 0, réalisé principalement en réduisant la résistance externe X « 0, est relativement faible, par exemple, lorsque la ligne aérienne séparation de phase 500 kV sur trois fils -. Pour 0,29-0,30 Ohm / km soit environ .. troisième, respectivement, avec une diminution de la résistance
Le débit (limite idéale) de la ligne augmente:
(4.25)
Naturellement, avec une augmentation du rayon de phase équivalent, l'intensité du champ électrique autour de la phase diminue et, par conséquent, la perte de puissance pour le couronnement. Néanmoins, les valeurs totales de ces pertes pour HVL de haute et ultra-haute tension (220 kV et plus) sont des valeurs significatives, nécessaires à l’analyse du régime des lignes de ces classes de contraintes ( fig. 4,5).
La division de la phase en plusieurs fils augmente la capacité de la ligne aérienne et, par conséquent, la conductivité capacitive:
(4.26)
Par exemple, en divisant la phase d'un OHLL de 220 kV en deux fils, la conductivité augmente de 2,7 10 -6 à 3,5 10 -6 S / km. Ensuite, la capacité de charge de 220 kV OHL de longueur moyenne, par exemple 200 km, est
qui est en rapport avec la puissance transmise par la ligne aérienne de cette classe de tension, en particulier avec la puissance de ligne naturelle
(4.27)
4.6. Schémas de remplacement des lignes électriques
Ce qui précède est une description des éléments individuels des circuits de remplacement du circuit. Conformément à leur manifestation physique dans la simulation de réseaux électriques, les circuits des lignes aériennes, des lignes de câbles et des barres omnibus fig. 4,5, fig. 4.6, fig. 4.7. Voici quelques explications générales pour ces schémas.
Lors du calcul symétriques modes établis ES circuit équivalent constitue une seule phase, à savoir longitudinal ses paramètres, l'impédance Z = R + représentent JX et de calcul pour un conducteur de phase (noyau), et dans la phase de séparation, - .., prenant en compte le nombre de fils en phase et équivalent au rayon de la phase de construction de la ligne aérienne.
La conductivité capacitive Vc, prend en compte la conductivité (capacité) entre les phases, entre les phases et la terre et reflète la génération de la puissance de charge de l'ensemble de la conception de ligne triphasée:
Conductivité active de la ligne G,représenté comme un shunt entre la phase (résidentielle) et le point zéro du potentiel du circuit (masse), comprend les pertes totales de puissance active par couronne (ou isolément) de trois phases:
Conductances transversales (shunts) Y = G + jX dans les schémas de substitution, il est possible de ne pas représenter, mais de remplacer les pouvoirs de ces shunts ( fig. 4.5, b; Fig. 4.6, b ). Par exemple, au lieu de la conductivité active, les pertes de puissance actives dans la ligne aérienne sont affichées:
(4.29)
ou en isolation КЛ:
Au lieu de la conductivité capacitive, indiquez la génération de la puissance de charge
(4.30a)
Le compte-rendu spécifié des branches transversales des lignes de transmission par charges simplifie l'estimation des modes électriques effectués manuellement. De tels schémas de remplacement de lignes sont appelés design ( fig. 4.5, b; fig. 4.6, b).
Dans une ligne électrique d'une tension pouvant atteindre 220 kV dans certaines conditions, il est possible d'ignorer certains paramètres si leur influence sur le fonctionnement du réseau est négligeable. À cet égard, les schémas de remplacement de ligne indiqués dans fig. 4.1, dans certains cas, peut être simplifié.
Dans la ligne aérienne avec une tension maximale de 220 kV, des pertes de puissance par couronne et dans le CL jusqu'à 35 kV, les pertes diélectriques sont négligeables. Par conséquent, dans les calculs des régimes électriques, ils négligent et prennent donc la conductivité active égale à zéro ( fig. 4.6). la comptabilité de conductance est nécessaire pour la tension au-dessus de 220 kV et 110 kV CL et calculs ci-dessus nécessitent le calcul des pertes de puissance, et pour 330 kV et des tensions plus élevées aussi lors du calcul des modes électriques ( fig. 4,5).
La nécessité de prendre en compte la capacité et la capacité de charge de la ligne dépend de la capacité de charge et de charge. Dans les réseaux locaux de petite longueur à des tensions nominales allant jusqu'à 35 kV courants de charge et le pouvoir est beaucoup moins que la charge. Par conséquent, la conductivité de capacité n'est prise en compte dans KL qu'à des tensions de 20 et 35 kV, et dans VL, elle peut être négligée.
Dans les réseaux de district (110 kV et plus) avec des longueurs significatives (40 à 50 km et plus), les capacités de charge peuvent être proportionnelles aux capacités de charge et sont soumises à une comptabilité obligatoire, soit directement ( fig. 4.6, b) ou par l'introduction de conductivités capacitives ( fig. 4.6, un).
Les câbles aériens avec de petites sections transversales (16 à 35 mm 2) est dominée par les résistances, et pour les grandes sections (240 mm 2 dans les réseaux de district 220 kV et plus) les propriétés du réseau sont déterminées par leurs inductances. Les impédances active et inductive des fils conducteurs moyens (50-185 mm 2) sont proches les uns des autres. Dans un câble de tension inférieure à 10 kV de petites sections (50 mm 2 ou moins), la résistance active est déterminante et, dans ce cas, les impédances inductives peuvent ne pas être prises en compte ( fig. 4.7, b).
La nécessité de prendre en compte les résistances inductives dépend également de la fraction de la composante réactive du courant dans la charge électrique totale. Lors de l'analyse des modes électriques avec des facteurs de faible puissance (cos<0,8) индуктивные сопротивления КЛ необходимо учитывать. В противном случае возможны ошибки, приводящие к уменьшению действительной величины потери напряжения.
Les schémas de substitution pour les lignes de transmission à courant continu peuvent être considérés comme un cas particulier des circuits de substitution de ligne de transmission à courant alternatif pour X = 0 et b = 0.