Resistance, Conductance at Equivalent Circuits ng Power Lines

Ang mga linya ng kuryente ay may aktibo at pasaklaw na resistensya at aktibo at capacitive conductance na pantay na ipinamahagi sa kanilang haba.

Sa mga praktikal na kalkulasyon ng elektrikal ng mga network ng paghahatid ng kuryente, kaugalian na palitan ang pare-parehong ipinamahagi na mga linya ng DC na may mga pare-pareho sa kumbinasyon: aktibong r at inductive x resistance at aktibong g at capacitive b conductivity. Ang katumbas na circuit ng isang U-shaped na linya na naaayon sa kondisyong ito ay ipinapakita sa Fig. 1, a.

Kapag kinakalkula ang mga lokal na network ng paghahatid ng kuryente na may boltahe na 35 kV at mas mababa sa conductivity g at b, maaari mong balewalain at gumamit ng isang mas simpleng katumbas na circuit na binubuo ng mga nakakonektang serye na aktibo at pasaklaw na mga resistensya (Larawan 1, b).

Ang linear resistance ay tinutukoy ng formula

kung saan ang l ay ang haba ng wire, m; s ay ang cross-section ng wire o cable core, mmg γ ay ang tiyak na disenyo ng conductivity ng materyal, m / ohm-mm2.

kanin. 1. Mga scheme ng pagpapalit ng linya: a — para sa mga rehiyonal na network ng paghahatid ng kuryente; b — para sa mga lokal na network ng paghahatid ng kuryente.

Ang average na kinakalkula na halaga ng tiyak na kondaktibiti sa temperatura na 20 ° C para sa single-core at multi-core na mga wire, na isinasaalang-alang ang kanilang aktwal na cross-section at ang pagtaas ng haba kapag nag-twist ng multi-core na mga wire, ay 53 m / ohm ∙ mm2 para sa tanso, 32 m / ohm ∙ mm2 para sa aluminyo.

Ang aktibong paglaban ng mga wire na bakal ay hindi pare-pareho. Habang tumataas ang kasalukuyang sa pamamagitan ng wire, tumataas ang epekto sa ibabaw at samakatuwid ay tumataas ang aktibong resistensya ng wire. Ang aktibong paglaban ng mga wire na bakal ay tinutukoy ng mga eksperimentong kurba o talahanayan, depende sa halaga ng kasalukuyang dumadaloy sa kanila.

Line inductive resistance. Kung ang isang three-phase na kasalukuyang linya ay ginawa gamit ang isang muling pagsasaayos (transposisyon) ng mga wire, pagkatapos ay sa dalas ng 50 Hz, ang phase inductive resistance ng 1 km ng haba ng linya ay maaaring matukoy ng formula

kung saan: ang asr ay ang geometric na mean na distansya sa pagitan ng mga axes ng mga wire

Ang a1, a2 at a3 ay ang mga distansya sa pagitan ng mga palakol ng mga konduktor ng iba't ibang mga yugto, d ay ang panlabas na diameter ng mga konduktor na kinuha ayon sa mga talahanayan ng GOST para sa mga konduktor; μ ay ang relatibong magnetic permeability ng metal conductor; para sa mga wire ng non-ferrous na metal μ = 1; x'0 — panlabas na inductive resistance ng linya dahil sa magnetic flux sa labas ng conductor; x «0 — panloob na inductive resistance ng linya dahil sa magnetic flux na nakasara sa loob ng conductor.

Pasaklaw na pagtutol sa bawat haba ng linya l km

Ang inductive resistance x0 ng mga overhead na linya na may mga conductor ng non-ferrous na metal ay nasa average na 0.33-0.42 ohms / km.

Ang mga linya na may boltahe na 330-500 kV upang mabawasan ang mga pagkalugi ng coronal (tingnan sa ibaba) ay ginaganap hindi sa isang core ng malaking diameter, ngunit may dalawa o tatlong steel-aluminum conductor bawat phase, na matatagpuan sa isang maikling distansya mula sa bawat isa. Sa kasong ito, ang inductive resistance ng linya ay makabuluhang nabawasan. Sa fig. Ang 2 ay nagpapakita ng katulad na pagpapatupad ng isang phase sa isang 500 kV na linya, kung saan ang tatlong conductor ay matatagpuan sa vertices ng isang equilateral triangle na may mga gilid na 40 cm. Ang mga phase conductor ay naayos na may ilang matibay na striae sa seksyon.

Ang paggamit ng maraming wire sa bawat phase ay katumbas ng pagtaas ng diameter ng wire, na humahantong sa pagbaba sa inductive resistance ng linya. Ang huli ay maaaring kalkulahin gamit ang pangalawang formula, na hinahati ang pangalawang termino sa kanang bahagi nito sa pamamagitan ng n at palitan sa halip na ang panlabas na diameter d ng wire, ang katumbas na diameter de na tinutukoy ng formula

kung saan n - ang bilang ng mga konduktor sa isang yugto ng linya; acp — geometric na mean na distansya sa pagitan ng mga conductor ng isang phase.

Sa dalawang wires bawat phase, ang inductive resistance ng linya ay bumababa ng mga 15-20%, at may tatlong wires - ng 25-30%.

Ang kabuuang cross-section ng mga phase conductor ay katumbas ng kinakailangang disenyo ng cross-section, ang huli ay nahahati pa rin sa dalawa o tatlong conductor, kaya naman ang mga naturang linya ay karaniwang tinatawag na split-conductor lines.

Ang mga wire na bakal ay may mas malaking halaga ng x0 dahil magnetic permeability maging higit sa isa at ang pangalawang termino ng pangalawang formula ay mapagpasyahan, iyon ay, ang panloob na inductive resistance x «0.

kanin. 2. 500 square meter single phase three split wire hanging garland.

Dahil sa pag-asa ng magnetic permeability ng bakal sa halaga ng kasalukuyang dumadaloy sa wire, medyo mahirap matukoy ang x «0 mula sa mga wire na bakal. Samakatuwid, sa mga praktikal na kalkulasyon, ang x» 0 ng mga wire na bakal ay tinutukoy mula sa mga kurba o mga talahanayan na nakuha sa eksperimentong paraan.

Ang mga inductive resistance ng tatlong-core na mga cable ay maaaring kunin batay sa mga sumusunod na average na halaga:

• para sa tatlong-kawad na mga cable 35 kV — 0.12 ohms / km

• para sa mga kable na may tatlong kawad na 3-10 kv-0.07-0.03 ohms / km

• para sa mga three-wire cable hanggang 1 kV-0.06-0.07 ohms / km

Ang isang aktibong linya ng pagpapadaloy ay tinutukoy ng pagkawala ng aktibong kapangyarihan sa mga dielectric nito.

Sa mga overhead na linya ng lahat ng mga boltahe, ang mga pagkalugi sa pamamagitan ng mga insulator ay maliit kahit na sa mga lugar na may mataas na polluted na hangin, kaya hindi sila isinasaalang-alang.

Sa mga overhead na linya na may boltahe na 110 kV at sa itaas, sa ilalim ng ilang mga kundisyon, lumilitaw ang corona sa mga wire, dahil sa matinding ionization ng hangin na nakapalibot sa wire at sinamahan ng isang violet glow at isang katangian na kaluskos. Ang korona ng kawad ay lalong matindi sa basang panahon. Ang pinaka-radikal na paraan ng pagbabawas ng mga pagkalugi ng kuryente sa korona ay ang pagtaas ng diameter ng konduktor, dahil habang ang huli ay tumataas, ang lakas ng electric field at, samakatuwid, ang ionization ng hangin na malapit sa konduktor ay bumababa.

Para sa mga linya ng 110 kV, ang diameter ng konduktor mula sa mga kondisyon ng korona ay dapat na hindi bababa sa 10-11 mm (konduktor AC-50 at M-70), para sa mga linya ng 154 kV - hindi bababa sa 14 mm (conductor AC-95), at para sa 220 kV line — hindi bababa sa 22 mm (conductor AC -240).

Ang mga aktibong pagkawala ng kuryente para sa corona sa mga conductor ng 110-220 kV na mga linya ng overhead ng tinukoy at malaking diameter ng konduktor ay hindi gaanong mahalaga (sampu-sampung kilowatts bawat 1 km ng haba ng linya), samakatuwid hindi sila isinasaalang-alang sa mga kalkulasyon.

Sa 330 at 500 kV na mga linya, dalawa o tatlong konduktor bawat yugto ang ginagamit, na, tulad ng nabanggit kanina, ay katumbas ng pagtaas ng diameter ng konduktor, bilang isang resulta kung saan ang lakas ng electric field na malapit sa mga konduktor ay makabuluhang nabawasan, at bahagyang naagnas ang mga konduktor.

Sa mga linya ng cable na 35 kV at sa ibaba, ang mga pagkawala ng kuryente sa mga dielectric ay maliit at hindi rin isinasaalang-alang. Sa mga linya ng cable na may boltahe na 110 kV at higit pa, ang mga pagkalugi ng dielectric ay umaabot sa ilang kilowatts bawat 1 km ng haba.

Capacitive conduction ng linya dahil sa capacitance sa pagitan ng conductors at sa pagitan ng conductors at ground.

Sa sapat na katumpakan para sa mga praktikal na kalkulasyon, ang capacitive conductance ng isang three-phase overhead line ay maaaring matukoy ng formula

kung saan ang C0 ay ang kapasidad ng pagtatrabaho ng linya; ω - angular frequency ng alternating current; acp at d - tingnan sa itaas.

Sa kasong ito, ang kondaktibiti ng lupa at ang lalim ng kasalukuyang pagbabalik sa lupa ay hindi isinasaalang-alang, at ipinapalagay na ang mga konduktor ay muling inayos sa linya.

Para sa mga cable, ang kapasidad ng pagtatrabaho ay tinutukoy ayon sa data ng pabrika.

Linear conductivity l km

Ang pagkakaroon ng capacitance sa linya ay nagiging sanhi ng pag-agos ng capacitive currents. Ang mga capacitive current ay 90° nangunguna sa kaukulang mga boltahe ng phase.

Sa totoong mga linya na may pare-parehong capacitive currents na pantay na ipinamamahagi sa haba, ang capacitive currents ay hindi pare-pareho sa haba ng linya dahil ang boltahe sa linya ay hindi pare-pareho sa magnitude.

Capacitive current sa simula ng linya na tumatanggap ng DC boltahe

kung saan ang Uph ay ang line phase boltahe.

Capacitive line power (power na nabuo ng linya)

kung saan ang U ay ang phase-to-phase na boltahe, sq.

Mula sa ikatlong formula sumusunod na ang capacitive conductivity ng linya ay nakasalalay nang kaunti sa distansya sa pagitan ng mga konduktor at ang diameter ng mga konduktor. Ang kapangyarihan na nabuo ng linya ay lubos na nakadepende sa boltahe ng linya. Para sa mga overhead na linya 35 kV at sa ibaba ito ay napakaliit. Para sa isang 110 kV na linya na may haba na 100 km, Qc≈3 Mvar. Para sa isang 220 kV na linya na may haba na 100 km, Qc≈13 Mvar. Ang pagkakaroon ng mga split wire ay nagpapataas ng kapasidad ng linya.

Ang mga capacitive current ng mga cable network ay isinasaalang-alang lamang sa mga boltahe na 20 kV at sa itaas.