Характеристики и параметры элементов электрических систем. Сопротивления и проводимости линий электропередачи, страница 2

Индуктивное сопротивление любой линии определяется по формуле

                                                               ,                                                 (4.3)

где  - удельное индуктивное сопротивление, Ом/км.

Величина  одного провода (фазы) воздушной линии выражается следующей формулой

                                                                                 (4.4)

где  среднегеометрическое расстояние между фазными проводами; R-радиус провода; m- магнитная проницаемость материала провода; f - частота переменного тока.

Для воздушных линий с проводами из цветных металлов при частоте 50 Гц формула (4.4) принимает вид

                                                                                        (4.5)

Среднегеометрическое расстояние зависит от вида расположения проводов на опоре, номинального напряжения линии и в общем случае определяется следующим выражением

                                                         ,                                        (4.6)

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

При увеличении номинального напряжения воздушных линий расстояние между фазами значительно растет, что несколько повышает их индуктивные сопротивления.

В двухцепных линиях потокосцепление каждого фазного провода определяется магнитными потоками обеих цепей и поэтому индуктивное сопротивление зависит от взаимного расположения всех проводов.

Так, при переходе от варианта размещения фаз (рис.4.2,а) к варианту (рис.4.2,б) индуктивное сопротивление  для линии  снижается на 10%.

Линии электропередачи напряжением 330 кВ и выше выполняют с расщепленной фазой, когда каждая фаза состоит из нескольких проводов (рис.4.3). Это соответствует увеличению эквивалентного радиуса  провода, определяемого по формуле

                                                     ,                                                    (4.7)

где  - среднегеометрическое расстояние между проводами в расщепленной фазе; N - число проводов в расщепленной фазе.

Для таких линий формула (4.5) принимает следующий вид

                                             (4.8)

При этом индуктивное сопротивление  линии снижается. Индуктивное сопротивление уменьшается также в компактных линиях электропередачи, где из-за сближения фаз меньше  по сравнению с обычными традиционными линиями.

Для определения удельного индуктивного сопротивления любых воздушных линий обычно пользуются справочными таблицами, в которых величина  дается в зависимости от марки (сечения) провода и номинального напряжения линии или среднегеометрического расстояния  между фазами.

Индуктивное сопротивление кабельных линий из-за малых расстояний между фазными токонесущими жилами значительно меньше, чем в воздушных линиях. Некоторое влияние на индуктивное сопротивление кабелей оказывают их конструктивные особенности. Поэтому величину  кабелей указывают заводы-изготовители и ее значение приводят в справочных таблицах.

Активная проводимость  линии электропередачи обусловлена потерями активной мощности от тока утечки через изоляцию и на корону.

Потери активной мощности от тока утечки через изоляцию и вызванная им активная проводимость незначительна в кабельных линиях и совсем мала в воздушных линиях. Практически ее рекомендуют учитывать в кабелях напряжением 110 кВ и выше.

Потери на корону более значительны. Они связаны с ионизацией воздуха вокруг проводов воздушных линий. Ионизационные процессы у поверхности проводов при рабочем напряжении возникают при напряженности электрического поля, соответствующей условию самостоятельного разряда. Эта форма разряда получила название коронного по внешнему признаку - слабому фиолетовому свечению в темноте и характерному потрескиванию вблизи проводов. В идеальном случае корона на чистых проводах  воздушных линий с неповрежденной поверхностью отсутствует, когда максимальная напряженность электрического поля на поверхности провода при наибольшем рабочем напряжении не превосходит начальной напряженности коронного разряда. Однако неровности на поверхности провода, возникающие в связи с механическими повреждениями, загрязнениями и особенно осадками (дождь, роса, снег, изморозь, иней), приводят к значительному увеличению напряженности поля в этих местах, и в них возникает местная корона при меньшем напряжении, чем начальное напряжение самостоятельного разряда.

Действующее значение начальной напряженности короны можно определить по формуле

,     кВ/см,                                   (4.9)

где m₀ - коэффициент негладкости поверхности провода, m_н=0,82; - относительная плотность воздуха;  = 1,0 – 1,03; R - радиус провода.