ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ АКТИВНОГО И ИНДУКТИВНОГО СОПРОТИВЛЕНИЙ
Значение , характеризующее соотношение активного и индуктивного сопротивлений линии, меняется в весьма широких пределах в зависимости от типа линии (воздушная или кабельная), ее номинального напряжения и диапазона используемых сечений проводов и жил кабелей. Систематизация и обобщение данных о величине «v» позволяют составить табл. 2.1.
Таблица 2.1
Соотношения активного и индуктивного сопротивлений линий электропередачи
Uном, кВ | 6 - 10 | 330 - 1150 | ||||
Воздушная линия F, мм2 | I категория 35 - 120 | II категория | III категория | |||
50 - 185 | 70 - 240 | 240 - 500 | 2x240-10x400 | |||
v, о.е. | 2,2 – 0,7 | 1,4 – 0,4 | 1,0 – 0,3 | 0,3 – 0,15 | 0,18 – 0,03 | |
Кабельная линия с медными жилами F, мм2 | 10 - 240 | 120 - 300 | 150 - 800 | 150 - 800 | ||
v, о.е | 16,7 – 1,1 | 1,3 – 0,6 | 0,6 – 0,16 | 0,8 – 0,2 | ||
Кабельная линия с алюминиевыми жилами F, мм2 | 100 - 240 | 120 - 300 | 270 - 800 | 270 - 800 | ||
v, о.е | 28,2 – 1,8 | 2,2 – 1,4 | 0,8 – 0,4 | 0,8 – 0,4 | ||
Анализ данных табл. 2.1 позволяет установить закономерности изменения величины v и по отношению к значению v = 1 (r0 = x0) выделить три категории линий:
1) линии с v ³ 1, к которым прежде всего относятся кабельные линии 6 – 10 кВ, а также 35 кВ с алюминиевыми жилами и, кроме того, частично ВЛ 6 – 35 кВ и КЛ 35 кВ с медными жилами (при небольших сечениях);
2) линии с v » 1, к которым относятся ВЛ 6 – 35 кВ и КЛ 35 кВ с медными жилами (при больших сечениях) и частично ВЛ 110 кВ;
3) линии с v £ 1, к которым относятся все воздушные и кабельные линии с Uном ³ 110 кВ, за исключением отнесенных ко второй категории ВЛ 110 кВ.
Начнем рассмотрение со второй категории линий, которые характеризуются равенством активного и индуктивного сопротивлений линии. При этом аргумент полного сопротивления линии близок к 450. Как изменится при этом векторная диаграмма напряжения (рис. 2.6,а), соответствующая режиму максимальной нагрузки линии?
Чтобы ответить на этот вопрос, вновь вернемся к выражению (2.14а) для вектора падения напряжения и сгруппируем в нем попарно составляющие, определяемые активной и реактивной составляющими тока I1,2, т.е.
. (2.17)
Первые два слагаемые являются катетами треугольника, гипотенузой которого является вектор , т.е. этот треугольник определяется протеканием в продольной ветви схемы замещения активной мощности Р1,2, причем при рассматриваемом соотношении rл и xл вектор расположен под углом » 450 к действительной оси комплексной плоскости.
Рис. 2.9. Векторные диаграммы токов и напряжений линии при rл = xл (а) и при rл = 0,5хл (б)
Построим этот треугольник на векторной диаграмме (рис. 2.9,а), пометив его символом «Р».
Последние два слагаемых в (2.17) являются катетами треугольника с гипотенузой и определяются протеканием через сопротивления линии реактивной мощности Q1,2. При примерном равенстве rл » xл вектор направлен под углом «- 450» к действительной оси комплексной плоскости. Изобразим этот треугольник на рис. 2.9,а и отметим его символом «Q». Очевидно, что размеры треугольников определяются соотношением Р1,2 и Q1,2, причем в соответствии с рис. 2.6,а имеем I1,2,r < I1,2,a.
В результате построения этих треугольников получаем вектор , который в рассматриваемом случае имеет относительно малую поперечную составляющую. Это, в свою очередь, приводит к тому, что фазовый сдвиг между и (< d1,2) также невелик. При этом, если пренебречь поперечной составляющей вектора падения напряжения, то
(2.18а)
и аналогично для линейных напряжений
. (2.18б)
Разность модулей векторов напряжений по концам линии, как мы уже отмечали ранее, называется потерей напряжения.Именно величина потери напряжения от шин источника питания до шин узла нагрузки в ряде случаев служит критерием допустимости рассматриваемого режима с позиции обеспечения качества электроэнергии, получаемой потребителем, и поэтому является важным качественным показателем работы сети. В рассматриваемом случае потеря напряжения
, (2.19)
т.е. примерно равна продольной составляющей вектора падения напряжения.
Нетрудно убедиться, что сказанное ранее тем более справедливо для линий первой категории, где rл ³ xл. Отсюда следует важное практическое обобщение: расчет напряжений в узлах электрических сетей с Uном £ 110 кВ допустимо выполнять без учета поперечной составляющей вектора падения напряжения, т.е. считая узловые напряжения вещественными числами и принимая потерю напряжения на каждом участке сети равной продольной составляющей вектора падения напряжения. Расчет установившегося режима сети при этом существенно упрощается, а возникающая погрешность, как правило, лежит в пределах точности задания исходных данных.
Иная ситуация имеет место при рассмотрении линий третьей категории, для которых справедливо соотношение rл < xл . Соответствующая этому случаю векторная диаграмма приведена на рис. 2.9б. Из анализа диаграммы следует, что при rл < xл поперечная составляющая вектора падения напряжения и угол сдвига напряжений по концам линии или угол между и (< d1,2) значительны, причем они тем больше, чем больше различие между rл и xл. Отсюда вывод: расчет напряжений в узлах электрических сетей с Uном ³ 220 кВ в общем случае недопустимо выполнять без учета поперечной составляющей вектора падения напряжения.
При этом напряжение каждого узла характеризуется модулем и фазой, отсчитываемой от вектора напряжения узла, принятого за базовый.
Дата добавления: 2017-06-13; просмотров: 1621;