Моделирование протяженных линий

treugoma.ru › Передача и распределение электрической энергии › 

Моделирование протяженных линий

Рассмотренное ранее моделирование линий электропередачи схемой замещения с сосредоточенными параметрами, допустимое для воздушных линий длиной 300 – 350 км и кабельных линий 50-60 км, вносит в расчетные параметры более протяженных (длительных) линий ощут

Рассмотренное ранее моделирование линий электропередачи схемой замещения с сосредоточенными параметрами, допустимое для воздушных линий длиной 300 – 350 км и кабельных линий 50-60 км, вносит в расчетные параметры более протяженных (длительных) линий ощутимые погрешности, возрастающие с ростом длины ЛЭП.

Однородная ЛЭП представляет собой электрическую цепь с равномерно распределенными параметрами: с сопротивлением и проводимостью , неизменными по длине цепи (рисунок 1 а). Такое представление линий справедливо при условии полной электростатической и электромагнитной симметрии фаз, что в реальных условиях обеспечивается их транспозицией. Ток и напряжение в линии непрерывно изменяются по ее длине: ток из-за наличия поперечной проводимости Y0 а напряжение – за счет падения напряжения сопротивлении Z0 . Изменение напряжения и тока при волновом характере передачи энергии по линии наиболее точно описываются уравнениями длинной линии, которые при конечной длине дают соотношения между фазными напряжениями U, Uи токами I1 и I2 в начале и конце линии:

, (1, а)

, (1,б)

где L – длина линии электропередачи.

Волновые параметры реальной линии – волновое сопротивление ZB и коэффициент распространения волны - определяется через ее удельные (погонные, отнесенные к 1 км) параметры:

,

, (2)

где - коэффициент затухания, - коэффициент изменения фазы, - фазовый угол.

Модуль волнового сопротивлений ZВ и коэффициент изменения фазы с достаточной точностью могут быть определены по формулам

(3)

справедливым для идеализированных линий (линий без потерь активной мощности), когда R0 =0 и g=0.

Для высоковольтных линий трехфазного переменного тока с нерасщепленными фазами волновое сопротивление изменяется в узких пределах, составляя для воздушных линий 375 – 400 Ом, а для кабельных 35 – 40 Ом.

Каждая фаза линии может рассматриваться как четырехполюсник, и связь между фазными напряжениями и токами в начале и конце линии выражается общими уравнениями пассивного четырехполюсника:

(4,а)

(4,б)

в которых А,В,С,D обобщенные константы четырехполюсника.

Сравнивая между собой соответствующие уравнения (1) и (4), получаем:

,

(5)

где комплексные коэффициенты А, В, С, D выражены через параметры реальных линий.

В расчетах линия может быть представлена как четырехполюсником, так и П-образной схемой замещения.

Выразим константы четырехполюсного замещения через параметры П-образной схемы замещения с сопротивлением звена Z=R+jX и проводимостью по концам схемы замещения Y/2.

Для схемы (рисунок 1, в) связь между напряжением в начале и в конце схемы описывает закон Ома:

(6)

- ток проводимости конце схемы замещения.

Сопоставив уравнения (4) и (6), получим

и (7)

В соответствии с первым законом Кирхгофа определим ток в начале линии:

(8)

При подстановке (7) в (8) получим

(9)

Если сравнить выражения (4,б) и (9), то

и (10)

Установим связь между параметрами линии и ее схемой замещения. Приравняв правые части выражений (5) и (7), получим

(11)

или с учетом (5),

, ,

,

или

(12)

Таким образом, линию любой длинны с равномерно распределенными параметрами можно заменить схемой замещения с сосредоточенными параметрами Z и Y. Параметры П-образной симметричной схемы замещения ЛЭП (рисунок 1,в) могут быть определены с различной степенью точности в зависимости от требований к учету распределенности параметров по длине. Наиболее точно они определяются через волновые параметры реальной линии ZВ и , вычисленные по формулам (11) и (12).

На практике более наглядно и удобно определять параметры П-образной схемы замещения линии через удельные (погонные) сопротивления , Ом/км, и проводимости , См/км. При этом равномерную распределенность параметров линии по длине учитывают приближенно, с помощью поправочных коэффициентов, по формулам

; , (13)

где поправочные коэффициенты с учетом (11) и (12) определяются в виде

,

.

Учитывая значения и , окончательно находим:

, (14)

Для определения основных характеристик (токов, напряжения, предельной передаваемой мощности) некомпенсированная воздушная линия протяженностью до 500-600 км может быть представлена П-образной схемой замещения по всей линии в целом (рисунок 1,в). В этом случае распределенность параметров вдоль линии может быть учтена поправочными коэффициентами (14), вычисленными по приближенным формулам при g=0:

,

, (15)

.

Параметры схемы замещения в этом случае определяются следующим образом:

; ;(16)

Заметное уточнение параметров (более 1%) посредством поправочных коэффициентов проявляется для ВЛ длинной более 300 км и для кабельных линий, превышающих 50 км.

Приближенно распределенность параметров вдоль линии можно также учесть, представляя протяженную ЛЭП цепочной схемой замещения с сосредоточенными паромерами (рисунок 2).

Всю ЛЭП разбивают на участки длинной 250-300 км и моделируют рядом включенных П-образных схем замещения. Расчет режима линии по цепочной схеме замещения ведут последовательно от одного участка к другому. При этом потери на коронирование учитываются по участкам и представляются в виде нагрузок между участками (рисунок 2,б). Этот прием позволяет определить соотношение между напряжениями и токами не только по концам, но и находить их значения в промежуточных точках длинной линии.

Линии электропередачи с номинальными напряжениями 330, 500, 7500 кВ разделяются посредством переключательных пунктов на участки в 250-350км, что локализует и уменьшает влияние поврежденных участков на изменение параметров режима и устойчивость работы сети (рисунок 2,а). Такое построение линии, а также включение промежуточных подстанций разбивает электропередачу на участки, и ее удобно моделировать цепочной схемой замещения.

Протяженные линии в режиме минимальных нагрузок имеют избыток реактивной мощности, генерируемой линией. Для компенсации этой мощности и предотвращения опасного для износа изоляции сети превышения напряжения на приемном конце и вдоль линии устанавливают шунтирующие реакторы, располагая их на переключательных подстанциях.

Избыток емкостной генерации ЛЭП может компенсироваться потреблением реактивной мощности нагрузкой подстанции. Включение реактора на шинах ВН станции обеспечивает возбуждение генераторов, необходимое для их устойчивой работы.



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/modelirovanie-protajennyh-linii/]Моделирование протяженных линий[/url]
html ссылка:
<a target="_blank" title="Моделирование протяженных линий" href="http://treugoma.ru/electric-energy/modelirovanie-protajennyh-linii/">Моделирование протяженных линий</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