Расчет потерь на местную корону

Основные данные для расчета потерь на местную корону находятся экспериментальным путем на опытных пролетах ВЛ, снабженных измерительной аппаратурой для измерения потерь. На основании многолетних исследований предложено несколько вариантов методов расчета потерь на корону. Ниже излагается методика, предложенная канд. техн. наук Н. П. Емельяновым (ВНИИЭ). Теоретический анализ показывает, что потери Р для одиночных проводов выражаются функциональной зависимостью

, (2.2)

где r₀— радиус провода,

Е – напряженность на поверхности провода;

Е_H— начальная напряженность короны.

Обработка опытных данных, полученных на опытных пролетах ВНИИЭ и НИИПТ на проводах разных сечений, позволила найти форму функции F,а именно: была найдена приближенная зависимость

, (2.3)

где а, b, с — эмпирические коэффициенты.

Для расщепленных проводов расчет усложняется вследствие несимметрии поля около проводов в пучке. Напряженность поля по периметру провода изменяется согласно формуле

(2.4)

где Е_СР — средняя напряженность поля на поверхности провода;

; (2.5)

β находится по следующей формуле:

(2.6)

где n – число проводов в фазе,

а величины r₀ и а показаны на рис. 2.3.

Рис. 2.3 – Расположение расщепленных проводов в пучке.

Можно предположить, что на отрезке dl = rdθ поверхности провода корона развивается так же, как на одиночном проводе с той же напряженностью поля Е_θ. Если принять указанное предположение, то потери dP_θ на участке dl будут определяться по формуле

, (2.7)

откуда

(2.8)

Для упрощения расчетов функия аппроксимируется прямой , где α и β находятся из условия наименьшего квадратичного отклонения кривых. Следовательно,

(2.9)

Если теперь подставить в (2.9) функцию и учесть первые два члена разложения в ряд подынтегрального выражения, то получим

(2.10)

Для эквивалентного одиночного провода при аналогичных операциях, выраженных (2.8), (2.9), имеем:

(2.11)

Приравнивая (2.10) и (2.11), получаем:

(2.12)

откуда находим значение Е_э. Так как , то можно положить и окончательно находим:

(2.13)

где

Значение коэффициента а по опытным данным в среднем определено равным 8,7.

Из изложенного следует, что формула потерь на корону на проводе расщепленной фазы совпадает с формулой потерь на одиночном проводе при подстановке вместо Е величины E_Э определенной по формуле (2.13). Следовательно, для всех п проводов расщепленной фазы формула (2.3) приобретает вид:

(2.14)

На практике предпочитают вести расчет не по формулам, а по опытным кривым. В данной методике эти опытные кривые выражаются функциональными зависимостями:

(2.15)

Потери на корону зависят от погоды. Учитываются следующие основные виды погоды: 1) хорошая погода (без осадков); 2) дождь (включая мокрый снег); 3) снег; 4) изморозь. Функции F_х.п F_Д, F_С, Г_из для указанных видов погоды построены на рис. 2.4. Кривые на рис. 2.4 построены как средние по опытным точкам (на рисунке не показаны) для проводов разных сечений и число проводов в пучке п равно 1, 2, 3, 4. Для плохой погоды (дождь, снег, изморозь) разброс опытных точек относительно кривых незначителен. Это показывает, что выбранные критериальные координаты, в частности величина E_Э. хорошо отображают физические процессы, определяющие потери на местную корону. Для хорошей погоды, при которой потери вообще малы. наблюдается существенный разброс опытных точек, в связи с чем оказалось необходимым построить кривые для n равного 1, 2, 3, 4.

Отметим, что при определении потерь в условиях хорошей погоды начальная напряженность Е_H определяется по формуле (2.1) для действительной плотности воздуха δ в данном районе. В условиях плохой погоды Е_H также вычисляется по формуле (2.1), но в этой формуле полагается δ = 1, поскольку коронные потери при этих видах погоды мало зависят от давления и температуры воздуха.

Так как потери на корону зависят не только от вида погоды, но и от интенсивности осадков, то кривые на рис. 2.4 дают усредненные значения потерь при погоде данного вида. На коронные потери, в частности при изморози, оказывает влияние также токовая нагрузка линии, подсушивающая провода, однако количественные сведения об этом влиянии недостаточны. Поэтому влияния токовой нагрузки кривые на рис. 2.4 не учитывают.

Рис. 2.4. Функции потерь мощности на корону для разных групп погоды.

F_х.п – хорошая погода без осадков, длячисла проводов n=1, 2, 3, 4 в фазе; F_c – снег; F_Д – дождь и мокрый снег; F_из – изморозь — независимо от числа проводов в фазе.

Дальнейший расчет основывается па продолжительности в году различных групп погоды. Обозначим эти продолжительности через Т_х.п, Т_Д, Т_С, Т_из хорошей погоды, дождя и мокрого снега, снега и изморози соответственно. В среднем при типовом проектировании в районах с умереным климатом можно принять продолжительность хорошей погоды Т_х.п = 7 235 ч, дождя и мокрого снега Т_Д=500 ч, снега Т_С = 800 ч, изморози Т_из = 225 ч.

Среднегодовые потери мощности на корону трехфазной линии определяются суммированием потерь при разных погодах по формуле

(2.16)

В этой формуле E_1Э, E_2Э, E_3Э – эквивалентные напряженности электрического поля на поверхности проводов фаз 1, 2, 3. Функции F_x.п, F_Д, F_C, F_из находятся по кривым на рис. 2.4 в зависимости от значений