Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи

Потери мощности в линии определяются величиной нагрузки, подключенной к линии, и параметрами линии: длиной, активным и реактивным сопротивлением, а также емкостной проводимостью линии, зависящей от геометрических параметров ЛЭП. Нагрузка, создаваемая электроприемником или группой приемников, складывается из активной Рн и реактивной Qн составляющих. Ток в линии, создаваемый трехфазной нагрузкой, А

Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи - student2.ru (4.21)

где Uл = Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи - student2.ru - номинальное напряжение сети, кВ, равное линейному напряжению, индекс «л» принято опускать;

Uф – фазное напряжение

По закону Джоуля-Ленца количество теплоты, выделяющееся в проводнике в единицу времени при прохождении по нему тока, пропорционально сопротивлению этого проводника и квадрату тока, т.е. на нагрев проводника расходуется энергия, теряемая в проводнике на преодоление его сопротивления. Потери энергии в единицу времени – это потери мощности. Таким образом, теряемая в проводнике мощность пропорциональна его сопротивлению и квадрату величины тока, проходящего по нему. Соответственно, потери мощности в одной фазе линии ΔS(1)л, кВт, определяются квадратом тока нагрузки и сопротивлением линии Zл

ΔS(1)л = I2Zл (4.22)

Подставив значение тока из (4.21) и выразив Zл через активную и реактивную составляющие сопротивления, получим полные потери мощности в трехфазной сети, кВ·А

Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи - student2.ru (4.23)

Сопротивление линии

Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи - student2.ru ,

где RЛ – активное сопротивление, XЛ – реактивное сопротивление линии, Ом.

RЛ = r0l, ХЛ = х0·l (4.24)

r0,. х0· удельные активное и реактивное соответственно сопротивления линии, Ом/км,

l – длина линии, км.

Потери мощности на активном сопротивлении определяют активные потери, на реактивном – реактивные потери в линии:

Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи - student2.ru , кВт, (4.25)

Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи - student2.ru , кВАр (4.26)

Из полученных выражений следует, что потери мощности в линиях обратно пропорциональны квадрату напряжения, т.е при передаче одинаковой мощности чем выше напряжение сети, тем ниже в ней потери. Этот момент всегда следует учитывать при проектировании электрических сетей и выборе уровня напряжения. В то же время в существующей сети с оборудованием определенного класса напряжения повысить напряжение нельзя выше нормируемых ПУЭ и стандартами [19] допустимых отклонений, т.к. это может привести к пробою изоляции, повреждению оборудования и нарушению нормального режима электроснабжения. Потери мощности на корону, обусловленные наличием емкостной проводимости ВЛ, в сетях напряжением 35-110-150кВ могут не учитываться, если сечение провода не меньше минимально допустимого для этих сетей по условиям короны: для ВЛ 110кВ – это 70мм2, минимальный диаметр провода 11,3мм, для ВЛ 150кВ – 120мм2, минимальный диаметр – 15,2мм.

При расчетах сетей электроснабжения промышленных предприятий схемы замещения ВЛ и КЛ 10 – 150 кВ принимаются упрощенными (рис.Х.Х).

ХЛ
ХЛ
RЛ
RЛ
RЛ
a)
б)
в)
Рисунок 4.3 – Схемы замещения линий электропередачи: а) – напряжением до 1 кВ и КЛ до 10 кВ; б) – ВЛ 35-110 кВ; в) - ВЛ 220кВ и выше.
Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи - student2.ru Определение потерь мощности в воздушных и кабельных линиях электропередачи - student2.ru

При расчете потерь мощности в КЛ напряжением 10кВ и ниже учитываются только активные сопротивления (рис. 4.3.-а), т.к. реактивное из-за близости проводов фаз очень мало. Для протяженных шинопроводов реактивное сопротивление следует учитывать (рис. 4.3-б) [11]. Величины r0, х0, приводятся в справочных данных (табл.А.8 приложения А, [6], [7], [10] и др.).

Наши рекомендации