Схемы замещения элементов систем передачи электрической энергии (глава 4)

§1 Общие сведения
Электрические сети переменного тока:
трехфазные;
симметричные, т.е. при необходимости - транспонированные; при симметричных и синусоидальных токах и напряжениях;
длиной до 400 км и напряжением до 500 кВ включительно.
Сосредоточенные параметры СЗ ЛЭП определяются ее длиной и удельными значениями сопротивлений и проводимостей.
Параметры СЗ зависят от:
номинального напряжения;
конструктивного выполнения ( воздушные или кабельные линии);
числа цепей;
взаимного расположения фаз и цепей;
материала токоведущих элементов и изоляции.

В СЗ различают продольные и поперечные ветви:
продольные – по которым проходит ток нагрузки и величиной которого определяются потери мощности в этих ветвях.
поперечные – включены на фазное напряжение и соединены с нейтралью схемы. Потери мощности в этих ветвях определяются приложенным напряжением.
§2 Схемы замещения воздушных линий
Воздушные линии электропередачи напряжением 110 - 500кВ, дли­ной до 300- 400 км обычно представляются П-образной схемой замещения

Параметры П-образной схемы замещения:
- активное сопротивление линии:
где - температурный коэффициент
сопротивления материала провода.

2. - индуктивное сопротивление линии:
где - среднегеометрическое расстояние между фазами;
- диаметр провода;
- магнитная проницаемость материала провода:
- индуктивное сопротивление обусловленное внешним потоком образованным вокруг провода;
- индуктивное сопротивление обусловленное потоком внутри провода.

Для проводов из цветных металлов
Для стальных проводов
3. - активная проводимость:
4. - ёмкостная проводимость:

В практических расчётах рабочую ёмкость трёхфазной ВЛ с одним проводом в фазе на единицу длины (Ф/км) определяют по формуле

§3 Параметры схемы замещения воздушной линии с расщепленными фазами
При провод каждой фазы расщепляется на несколько проводов, что соответствует увеличению эквивалентного диаметра провода. Тогда:

§4 Схемы замещения кабельных линий
Кабельные линии электропередачи представляют такой же П-образной схемой замещения, что и воздушные линии.
Удельные активные и реактивные сопротивления , определены в справочной литературе или находят по тем же формулам, что и для воздушных линий.
Очевидно, что уменьшается, а растет при сближении фазных проводов.

Емкостный ток и зарядная мощность в кабельных линиях больше, чем в воздушных.
Величины удельной активной проводимости для кабельных линий обусловлены процессами, происходящими в изоляции.
Удельные параметры схемы замещения кабеля , также ,
приведенные в справочных таблицах, ориентировочны, более точно их можно определить по заводским характеристикам кабеля.

Обобщающие пояснения и основные выводы к схемам замещения:
1. При расчете линий протяженностью менее 400км и рабочим напряжении 500кВ и ниже применяют упрощенную П-образную схему замещения с сосредоточенными параметрами.
2. При расчёте симметричных установившихся режимов ЭС схему замещения составляют для одной фазы.
3. Емкостная проводимость учитывает проводимости (емкости) между фазами, между фазами и землёй и отражает генерацию зарядной мощности всей трёхфазной конструкции линии.
4. Активная проводимость линии, изображаемая в виде поперечной связи между фазой (жилой) и точкой нулевого потенциала схемы (землёй), включает суммарные потери активной мощности на корону (или в изоляции) трёх фаз.
§5 Области применения различных схем замещения линий

5. Поперечные проводимости в схемах замещения можно не изображать, а заменять соответствующими мощностями, табл.2. Например, активную проводимость заменить потерями активной мощности в ВЛ или в изоляции КЛ. Емкостную проводимость - зарядной мощностью.
6. Применение в ВЛ с расщепленной фазы уменьшает индуктивное сопротивление, потери на «корону» и увеличивает зарядную мощность линии.
7. В ВЛ напряжением до 220 кВ включительно, табл.2, а в КЛ до 35кВ включительно, табл.1, при определённых условиях можно не учитывать те или иные параметры, если их влияние на работу сети несущественно.
8. В проводах ВЛ при малых сечениях (16–35 мм2) преобладают активные сопротивления, а при больших сечениях (180мм2 и более в питающих сетях напряжением 220 кВ и выше) свойства сетей определяются их индуктивностями Активные и индуктивные сопротивления проводов средних сечений (50 – 185 мм2) близки друг к другу. В КЛ напряжением до 10 кВ небольших сечений (50 мм2 и менее) определяющим является активное сопротивление.

Таблица 1

§6 Особенности схем замещения силовых трансформаторов электроэнергетических систем

Параметры Г-образной СЗ могут быть определены результатами опытов холостого хода и короткого замыкания или по паспортным данным трансформатора, к которым относятся:
- номинальная мощность, МВА;
- номинальные напряжения обмоток высшего и низшего напряжений, кВ;
- активные потери ХХ, кВт;
- ток ХХ, ;
- потери короткого замыкания, кВт;
% - напряжение короткого замыкания, .