практика. Расчет линии 750 кв трасса сооружаемой воздушной линии будет проложена по мест
 Скачать 0.56 Mb.
|
|
Расчет линии 750 кВ Трасса сооружаемой воздушной линии будет проложена по мест- ности, относящейся ко II гололёдному и III ветровому районам нечер- ноземной зоны Европейской части России, где относительная средне- годовая плотность воздуха δ=1,03. В соответствии с заданным вариан- том (табл. 1.1) требуется: Найти оптимальные расстояния между соседними проводами в расщепленной фазе при различном их числе. Определить значения длительно допустимого напряжения для вариантов конструктивного выполнения расщепленной фазы Проанализировать изменение погонных и волновых параметров линии с различным числом проводов при оптимальном расстоянии между ними. Таблица 1.1 Исходные данные для индивидуального расчета
Согласно заданным климатическим условиям в качестве основ- ной следует выбрать типовую промежуточную опору, изготовленную из стали, портальной конструкции на оттяжках (ПП 750-1, рис. 1.1). При расстоянии между горизонтально расположенными фазами      18 м среднее геометрическое междуфазное расстояние По условиям задачи (2 гололёдный район, 2000 мм2) могут быть применены «облегченные» сталеалюминиевые провода с отношени- ем площадей поперечных сечений алюминия и стали 7,7-8. Возмож- ные варианты по числу и маркам проводов представлены в табл. 1.2.  Рис.1.1. Типовая промежуточная опора ПП 750-1 Таблица 1.2 Возможные варианты по числу и маркам проводов
Оптимальное расстояние между соседними проводами по пери- метру правильного многоугольника («шаг» расщепления) выявляется путем сравнения амплитудных значений максимальной напряженно- сти электрического поля на поверхности проводов средней фазы при дискретном изменении величины «шага». Оптимальному расстоянию соответствует наименьшая максимальная напряженность      (1.1)где  =1+(n-1)r/R- коэффициент, учитывающий усиление напряжен- ности вследствие влияния зарядов соседних проводов расщепленной фазы; n-число проводов в фазе; r-радиус провода (по ГОСТ 839-80Е); R=a/2·sin(π/n)-радиус расщепления (а- «шаг» расщепления);  -геометрическая (рабочая) емкость проводов средней фазы;   , состав- ляющее 1,05 от номинального и рассматриваемое как среднее экс- плуатационное вдоль линии за год работы (действующее значение).Геометрическая емкость проводов средней фазы превышает ем- кость проводов крайних фаз в среднем на 5%        (1.2)Здесь эквивалентный радиус пучка проводов расщепленной фазы   (1.3) Варьируя «шаг» расщепления через 10 см в пределах 10-80 см рассчитаем . Ниже приводится расчёт для проводов 3·(АС 700/86) при а=40 см. Радиус расщепления фазы        Эквивалентный радиус пучка проводов Геометрическая емкость проводов средней фазы      Амплитудное фазное значение средней напряженности            Коэффициент усиления напряженностиАмплитудное фазное значение максимальной напряженности           Аналогично рассчитываются упомянутые величины для других расстояний между проводами марки АС 700/86. Результаты расчётов приведены в табл. 1.3 и показаны на рис.1.2. Рис.1.2. Зависимость макси- мальной напряженности электри- ческого поля для проводов сред- ней фазы от «шага» расщепленияи допустимые значения напря- женности по коронированию и радиопомехам Таблица 1.3   Результаты расчета параметров конструкции фазы 3×АС 700/86
   Анализ полученных результатов показывает, что изменение  и в зависимости от «шага» расщепления а имеет монотон- ный, но противоположный характер, в результате чего их произведе- ние  становится минимальным при а0pt=42 cм.Значения максимальной напряженности не могут быть произ- вольными. Они ограничиваются допустимыми значениями, исклю- чающими возникновение общего коронирования проводов и интен- сивных радиопомех. Начальная напряженность общего коронирова- ния провода с гладкой чистой поверхностью, кВ/см, рассчитывается по эмпирической формуле:    (1.4)        Для витого загрязненного провода наибольшая допустимая на- пряженность составляет Е’доп=0,9·0,82·38,2=28,2 кВ/см.     По условию ограничения радиопомех на основании проведенных измерений.  (1.5) Е’доп Таким образом, оказалось, что рассматриваемая конструкция фа- зы 3×АС 700/86 не может быть применена (табл. 1.3), так как во всем диапазоне изменения «шага» расщепления  превышает  (ус- ловие ограничения радиопомех выступает как определяющее).Подобным образом могут быть выявлены оптимальные значения  «шага» расщепления для остальных вариантов конструктивного вы- полнения фазы. Рассчитанные значения указаны в табл. 1.4 и представлены на рис. 1.3. Таблица 1.4Рассчитанные значения
Из рис. 1.3 видно, что с увеличением числа проводов минимальные значения напряженности  снижаются, экстремальные точки все за- метнее смещаются в сторону меньших значений «шага» расщепления, а сами зависимости становятся более выраженными, менее пологими. Ко-ординаты точек минимума графических зависимостей, найденные мето- дом квадратичной аппроксимации, приведены в табл. 1.5.  Рис.1.3. Изменение минимальных значений максимальной напряженности электрического поля в зависимости от «шага» расщепления при различном числе проводов Таблица 1.5 Координаты точек минимума графических зависимостей, найденные методом квадратичной аппроксимации
  Следует заметить, что ограничение по уровню радиопомех не препятствует применению конструкций фаз с числом проводов n≥4 при условии выбора «шага» расщепления близкого к оптимальному.Вместе с тем, приходится учитывать возможность повышения на- пряжения на средней части протяженной линии по сравнению с его значениями на концах линии в режимах работы с относительно не- большими передаваемыми мощностями. Режимно-техническим огра- ничением на распределение напряжения по длине ВЛ для нормальных режимов работы является длительно допустимое напряжение, соот- ветствующее отсутствию общего коронирования и недопустимых ра- диопомех. Относительные значения этого напряжения в долях от но- минального напряжения ВЛ рассчитываются следующим образом    (1.6) где под Едоп понимается меньшее из значений Е’доп и . Для опти-мальных расстояний между проводами значения допустимых напряжен- ностей и длительно допустимого напряжения приведены в табл. 1.6. Таблица 1.6 Значения допустимых напряжения и напряженностей
В отличие от конструкции фазы 3х(АС 700/86) для всех других конструкций выполняется соотношение Е’доп < Е’’доп и, следователь- но, длительно допустимые напряжения определяются по условию ис- ключения общего коронирования проводов. Расчёт погонных и вол- новых параметров выполняется для оптимальных расстояний между проводами. В качестве примера рассматривается конструкция 6×АС 330/43. Погонное индуктивное сопротивление проводов фазы:         (1.7)          Погонная емкостная проводимость проводов фазы  (1.8) Волновое сопротивление идеализированной линии, не имеющей потерь активной мощности,    Натуральная мощность линии (номинальное значение)       (1.9) (1.10)   Аналогичным образом выполняются расчеты для остальных ва- риантов, их результаты даны в табл. 1.7. Изменение погонных и вол- новых параметров показано на рис. 1.4. Рис.1.4. Зависимость погонных и волновых параметров воздушной линии 750 кВ от числа проводов в расщепленной фазе Таблица 1.7 Расчёт параметров линии для для различных конструкций фазы.
  С увеличением числа проводов уменьшается, а  -возрастает, в результате чего волновое сопротивление снижается и увеличивается натуральная мощность, однако эти изменения ослабевают при пере- ходе от меньшего к большему числу проводов. Так прирост со-ставляет 4,8% при переходе от 4 к 5 проводам, 2,5%-от 5 к 6 проводам и 2,2%-от 6 к 7 проводам, если принять за 100% натуральную мощ- ность при n=5. Увеличение числа проводов влечет за собой возрастание горизон- тальных ветровых и вертикальных гололёдных нагрузок на пучок , что в свою очередь вызывает утяжеление опор и их фундаментов и, как ре- зультат,-удорожание сооружения линии; усложняется крепежная арма- тура и монтаж проводов. Поэтому незначительное увеличение нату- ральной мощности себя не оправдывает. Очевидно, что из рассмотрен- ных конструкций фаз наиболее рациональной будет 5х(АС 400/51).  Ввиду пологости зависимостей =f(a) в области оптимальных значений «шага» расщепления в практике проектирования ВЛ обычно применяется некоторое увелечение расстояния между проводами посравнению с оптимальным. Так для линий напряжением 750 кВ n=5 принимается а=40 см независимо от выбираемой марки проводов. При этом для конструкции 5х(АС 400/51) имеем: R=34,0 см, rэк=24,7  см,  =21,7 кВ/см, ky=1,16, =25,2 кВ/см,  =1,22, Х0=0,287Ом/км, bo=3,86·10-6 См/км, zв=273 Ом , Рнат=2060 МВт. В итоге получилось, что при увеличенном «шаге» расщепления натуральная мощность повысилась до значения, соответствующего n=6 при оптимальном шаге расщепления. |
