ЛЭП со стальными проводами

treugoma.ru › Передача и распределение электрической энергии › 

ЛЭП со стальными проводами

Основное достоинство стальных проводов – их высокие механические свойства. В частности, временное сопротивление на разрыв стальных проводов достигает 600-700 МПа (60-70кг/мм2) и более. Поэтому стальные провода применяют при выполнении больших переходов через естественные препятствия (широкие реки, горные ущелья и т.п.).

Однако сталь обладает значительно более высоким электрическим сопротивлением (удельное сопротивление достигает величины 130 Оммм2/км) по сравнению с медью и алюминием, которое зависит от сорта стали, способа изготовления провода и величины тока, протекающего по проводу. Поэтому передача больших мощностей на значительные расстояния затруднена вследствие больших потерь напряжения и электроэнергии.

При передаче по распределительным сетям 6,10 кВ небольших мощностей (до нескольких сотен кВт), в слабо загруженных сетях до 1000 В монтируются ВЛ со стальными проводами. Кроме того, провода из стали (тросы) используют как элементы повторного заземления низковольтных сетей и устройств грозозащиты высоковольтных ВЛ.

Стальные провода изготавливают из оцинкованных проволок. Без оцинковки срок службы стальных проводов мал, провода ржавеют и становятся непригодными для работы на воздушных линиях электропередачи.

Сталь – это ферромангитный материал, и поэтому стальные провода обладают большой внутренней индуктивностью. Активные сопротивления стальных проводов, так же как и реактивные, зависят от величины протекающего в них тока. При токах, близких к нулю, когда магнитный поток в проводе очень мал, активное сопротивление и омическое сопротивление проводов практически одинаковы. Разница между этими сопротивлениями тем больше, чем больше магнитная проницаемость стали и диаметр провода. Стальные провода на линиях переменного тока подвергаются постоянному перемагничиванию, что связанно с затратами энергии, возрастающими с увеличением тока. Кроме этого, растут потери на вихревые токи и резко проявляется поверхностный эффект. Названные потери активной мощности учитывают соответствующими составляющими активного сопротивления стальных проводов:

R0=R/0 + R//0,

где R/0 – сопротивление постоянному току (омическое),

R//0=R0пов.эф.+R0 гист.+ R0вихр.=Rдоп.

Сталь обладает большей магнитной проницаемостью (μ>1),чем цветные металлы (медь и алюминий). Активное сопротивление переменному току ЛЭП со стальными проводами выше активного сопротивления ЛЭП того же сечения из меди и алюминия. Величина дополнительных потерь зависит от магнитного потока Ф в сечении провода, а магнитный поток определяется магнитной проницаемостью материала провода μ и напряженностью магнитного поля Н:

Ф=ВА=μНF,

где В - магнитная индукция, F – площадь поперечного сечения провода.

Напряженность магнитного поля пропорциональны току в проводе (Н~I), а магнитная индукция определяется как током, так и степенью насыщения стали. Поэтому при малых значениях тока магнитный поток, а значит, и дополнительной сопротивление провода растут пропорционально его значению. При некоторой величине тока магнитная индукция становится практически постоянной величиной (насыщение стали) и сопротивление стабилизируется. При дальнейшем увеличении протекающего тока сопротивление начинает уменьшаться вследствие уменьшения магнитной проницаемости стали. Кривые изменения активного сопротивления стальных однопроволочных и многопроволочных проводов от тока нагрузки представлены на рисунке №1 (кривая 1).

Активное сопротивление стальных проводов зависит от многих факторов (химического состава стали, токовой нагрузки и др.), является очень сложной функцией и его трудно выразить математической формулой. Для определения активных сопротивлений стальных проводов используют табличные данные, составленные на основании измерений для разных марок и сечений проводов в зависимости от величины тока.

Индуктивное сопротивление стального провода также определяется двумя составляющими: внешним индуктивным сопротивлением Х/0 и внутренним индуктивным сопротивлением Х//0 ,Ом/км:

Х0/0 //0

Внешнее индуктивное сопротивление, Ом/км, обусловлено внешним магнитным потоком, зависит от геометрических размеров линии и рассчитывается по формуле

(1)

Внутреннее индуктивное сопротивление обусловлено магнитным потоком, замыкающимся внутри провода, и определятся магнитной проницаемостью, которая, в свою очередь, зависит не только от конструкции и химического состава стали провода, но и от тока, протекающего в проводе:

Х//0=2πf0,05μ10-3=0,016μ

Для определения внутреннего индуктивного сопротивления пользуются экспериментальными данными, внешнее индуктивное сопротивление определяется по формуле №1.

Внутренне сопротивление стальных проводов по своей величине значительно превышает внешнее индуктивное сопротивление и значительно больше, чем у проводов из цветных металлов. У линии передачи с передачи с проводами из цветного метала индуктивное сопротивление в основном обусловлено внешним магнитным потоком. Например, у трехфазной линии с проводами А50 при среднегеометрическом расстоянии между ними Dср=1,5 м доля внутреннего индуктивного сопротивления Х/0 в полном Х0 составляет всего 4,1%. Для ВЛ со стальными проводами ПМС 50 при токе 25А она составляет всего 58%, т.е. в 14 раз больше.

Активные и реактивные сопротивления однопроволочного провода быстро растут с увеличением его диаметра. Поэтому в электрических сетях однопроволочные провода применяют с диаметром не более 5 мм. Провода с сечением 25мм2 и выше выполняют многопроволочными.

Многопроволочные провода имеют значительно лучшие электрические характеристики, чем однопроволочные, и почти не зависящие от сечения провода. В многопроволочных проводах, благодаря воздушным промежуткам между отдельными проволоками, из которых свит провод, сопротивление магнитному потоку резко возрастает. Магнитный поток внутри провода уменьшается – уменьшаются активное и реактивное сопротивление провода. В целом удельные активное и реактивное сопротивление стальных проводов в несколько раз превышают аналогичные величины проводов из цветного металла. Это означает, что в таких ЛЭП с увеличением тока нагрузки увеличивается сопротивление стального провода, значительно выше потери напряжения и, соответственно, снижается пропускная способность электропередачи. Вследствие этих причин применение стальных проводов ограниченно.



Опубликовать


Если вам понравилась эта статья, разместите ссылку у себя на сайте или форуме. Для этого скопируйте текст, расположенный ниже:

Ссылка на статью для форума (bbcodes):
[url=http://treugoma.ru/electric-energy/lep-so-stalnimi-provodami/]ЛЭП со стальными проводами[/url]
html ссылка:
<a target="_blank" title="ЛЭП со стальными проводами" href="http://treugoma.ru/electric-energy/lep-so-stalnimi-provodami/">ЛЭП со стальными проводами</a>


Поиск по сайту

© 2010 - 2017 treugoma.ru


Warning: include_once(/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/cnstats/cnt.php) [function.include-once]: failed to open stream: Нет такого файла или каталога in /home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/index.php(67) : eval()'d code on line 168

Warning: include_once() [function.include]: Failed opening '/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/cnstats/cnt.php' for inclusion (include_path='/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/require/lib/') in /home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/index.php(67) : eval()'d code on line 168