Преобладающее количество электроэнергии потребители получают от электрических систем. Важнейшим структурным элементом электрических систем служит электропередача.
Помимо объединения отдельных энергосистем электропередачи позволяют также использовать удаленные энергоресурсы, рационально организовать потоки топлива в стране. При оценке эффективности электропередач следует учитывать также их межсистемные функции, по которым они не имеют конкурентов.
При выборе методов расчета электрических режимов электропередач необходимо учитывать их особенности. Особенности электропередач в отличие от местных электрических сетей заключаются, кроме отмеченного выше, в их большей протяженности, в применении более высоких напряжений, в наличии повысительных и понизительных трансформаторов и устройств, регулирующих напряжения и реактивные мощности. Отличительные особенности работы электропередачи ставят повышенные требования к их надежности, бесперебойности и экономичности их работы.
Проектирование электропередачи начинается с предварительного выбора основных характеристик (напряжения, числа цепей, сечения) и оборудования электропередачи. При этом намечается несколько вариантов. Окончательно выбор лучшего варианта производится на основе технико‑экономических сравнений. Основными технико‑экономическими показателями при этом служат капитальные затраты, годовые эксплуатационные расходы и приведенные затраты (см. главу 9).
Предварительный выбор основных характеристик электропередачи ведется в следующем порядке:
1). Выбор числа цепей и напряжения линии. Выбор более одной цепи может быть продиктован условиями: надежности питания; потерь энергии в линии; потерь напряжения и регулирования напряжения; устойчивости.
Напряжение линии передачи можно наметить на основе ориентировочных данных, полученных из имеющегося опыта проектирования и эксплуатации электрических систем. К таким данным относятся кривые “Энергосетьпроекта” [24] для выбора напряжения.
2). Выбор материала и сечения провода.
При выборе материала и конструкции провода учитывается его электропроводность, механическая прочность, конъюнктура металлоснабжения, назначение линии, напряжение линии.
Технико‑экономическое сравнение показывает выгодность применения сталеалюминиевых проводов перед медными, особенно для крупных сечений.
Выбранные по экономическим соображениям провода проверяются на корону. По условиям короны сечение проводов может быть повышено.
3). Выбор расстояния между проводами.
Расстояние между проводами фаз выбирается по условиям координации изоляции линии и условиям работы проводов в пролете.
4). Выбор числа и мощности трансформаторов.
Номинальная мощность трансформатора определяется из соотношения:
где n – число трансформаторов, определенное применительно к выбранной схеме
соединений.
5). Выбор схемы соединений электропередачи.
Имеются два основных вида схем соединений электропередачи: блоковая (рис. 7.1,а) и связанная (рис. 7.1,б). Достоинством связанной схемы являются гибкость и надежность в эксплуатации, а недостатком – трудность обеспечения динамической устойчивости передачи.
Достоинством блоковой схемы является облегчение условий динамической устойчивости, а недостатком – потеря одного блока при коротком замыкании в зоне блока (подробнее см. параграф 7.8).
6). Определение параметров линии и трансформаторов.
7). Расчет характерных режимов электропередачи: максимального, минимального и послеаварийного.
Здесь определяются напряжения и мощности в начале или конце электропередачи для максимального, минимального и послеаварийного режимов. При этом мощность потребителя, т.е. мощность в конце электропередачи обычно известна, и напряжением в начале или в конце электропередачи задаются.
В этом расчете необходимо выбрать ответвления трансформаторов.
8). Выбор средств регулирования напряжения.
Если напряжения в начале и в конце выходят из допустимых пределов, то необходимо выбрать средства регулирования напряжения, обеспечивающее необходимые напряжения.
В общем случае линия передачи характеризуется равномерно распределенными параметрами r0 и L0, g0 и С0, которые представляют собой, соответственно, активное сопротивление, индуктивность, активную проводимость и емкость линии, отнесенные к единице длины.
Процессы, протекающие в линии передачи, определяются дифференциальными уравнениями в частных производных:
(7.1)
где u и i – напряжение и ток в какой‑либо точке линии, отстоящей от начала на расстоянии l.
При синусоидальном приложенном напряжении уравнения (7.1) в результате решения дают для установившегося режима:
(7.2)
или, если отсчет расстояний вести от конца линии,
(7.3)
где индекс 1 соответствует началу линии, индекс 2 – концу;
g ‑ коэффициент распространения волны (величина обратная скорости волны);
Zв – волновое сопротивление линии.
Волновое сопротивление линии и коэффициент распространения волны определяются выражениями:
и
где z0 = r0 + jx0; у0
= g0 + jb0;
x0 – индуктивное сопротивление единицы длины линии;
b0 – емкостная проводимость единицы длины линии;
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.