Параметры связей

В качестве связей, то есть элементов схемы, которые соединяют два узла схемы, могут выступать линии электропередач, трансформаторы и выключатели. Рассмотрим, как определяют их параметры.

Линии электропередач

Как правило, при расчетах установившихся режимов на ПК линия электропередачи представляется П-образной схемой замещения (рисунок 1).

Линия электропередачи характеризуется продольным сопротивлением  и поперечной проводимостью

 Активная проводимость

Активная проводимость воздушных линий  практически всецело определяется потерями на корону, в связи с чем, она в сильной степени зависит не только от конструкции линии, но также от рабочего напряжения и от погодных условий. В воздушных линиях (ВЛ) напряжением до 220 кВ потерями мощности на корону обычно пренебрегают, и величину  принимают равной нулю. Для ВЛ напряжением 220 кВ и выше значения потерь на корону P_к для данного типа погоды, включают в нагрузки, либо можно рассчитать активные проводимости  в схеме замещения:

где: P_ok — удельные потери на корону, взятые из справочника для данного типа линии и для данного типа погоды, кВт/км;

l — длина линии, км;

U_ном — номинальное напряжение, кВ.

Для кабельных линий активная проводимость определяет потери в изоляции кабеля. Они характеризуются тангенсом угла диэлектрических потерь, определяемым по данным завода изготовителя: 

В кабельных линиях напряжением до 110 кВ этими потерями обычно пренебрегают и  принимают равной нулю.

Значения , ,  определяются длиной линии между соседними узлами расчетной схемы и значениями удельных параметров: Величины r₀, x₀, b₀ даются в справочной литературе, а также они могут быть рассчитаны по нижеследующим формулам, с учетом конструктивных особенностей линий электропередач.

Активное сопротивление

Для алюминиевого и сталеалюминиевого проводов удельное сопротивление при температуре +20 ⁰С может быть приближенно определено из выражения:

, Ом/км,

где: F- расчетное сечение провода, мм².

В случае, когда фаза состоит из n проводов (составляющих), полученную из вышеописанной формулы величину надо разделить на n.

При расчетах, связанных с определением потерь электроэнергии в ВЛ, необходимо учитывать зависимость активного сопротивления линии от температуры провода: где:

 – средняя температура за базовый период, ⁰С;

– удельное активное сопротивление при температуре +20 ⁰С.

Индуктивное сопротивление

Удельное индуктивное сопротивление провода ВЛ зависит не только от размеров самого провода, но и от расстояния между фазами, а для линий сверхвысоких напряжений, фаза которых может состоять из нескольких проводов, также и от числа составляющих в фазе, и от расстояния между ними.

 где: r – радиус единичного провода, м;

— среднегеометрическое расстояние между фазами, м.

Если фаза ВЛ состоит из n проводов, то в вышеуказанное  выражение вместо величины r следует подставить величину:

 где: r – радиус единичного провода, м,

a – среднегеометрическое расстояние между проводами одной фазы, м.

Для кабельных линий индуктивное сопротивление меньше, чем для воздушных, так как среднегеометрическое расстояние между фазами значительно меньше. Поэтому при расчетах режимов для кабельных сетей 10 кВ и ниже можно учитывать только активное сопротивление.

Емкостная проводимость

Удельная проводимость  связана с удельной емкостью ВЛ соотношением: где:

– угловая частота.

В свою очередь, емкость ВЛ зависит от диаметра проводов, их взаимного расположения и расстояния между ними.

Если не учитывать влияние соседних цепей ВЛ и грозозащитных тросов (что вносит погрешность, не превышающую 5 %), то удельная емкостная проводимость ВЛ при одном проводе в фазе определяется как

При n составляющих в фазе в вышеприведенной формуле вместо r следует подставить величину r_э определенную по формуле:

Для воздушных линий напряжением ниже 110 кВ емкостную проводимость можно не учитывать.

Емкостная проводимость кабельных линий зависит от конструкции кабеля, и указывается заводом изготовителем, но для ориентировочных расчетов она может быть оценена по той же формуле. Емкостная проводимость в кабельных линиях больше, чем в воздушных, так как расстояния между проводами значительно меньше.