पॉवर लाईन्सचे प्रतिरोध, आचरण आणि समतुल्य सर्किट्स

पॉवर लाइन्समध्ये सक्रिय आणि प्रेरक प्रतिरोधकता असते आणि सक्रिय आणि कॅपेसिटिव्ह चालकता त्यांच्या लांबीसह समान रीतीने वितरीत केली जाते.

पॉवर ट्रान्समिशन नेटवर्क्सच्या व्यावहारिक इलेक्ट्रिकल गणनेमध्ये, समान रीतीने वितरित केलेल्या डीसी लाईन्सच्या संयोजनात स्थिरांकांसह बदलण्याची प्रथा आहे: सक्रिय r आणि प्रेरक x प्रतिरोध आणि सक्रिय g आणि capacitive b चालकता. या स्थितीशी संबंधित U-आकाराच्या रेषेचे समतुल्य सर्किट अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. 1, अ.

35 kV च्या व्होल्टेजसह आणि चालकता g आणि b च्या खाली असलेल्या स्थानिक पॉवर ट्रान्समिशन नेटवर्कची गणना करताना, आपण दुर्लक्ष करू शकता आणि मालिका-कनेक्ट केलेले सक्रिय आणि प्रेरक प्रतिरोधक (Fig. 1, b) असलेले सोपे समतुल्य सर्किट वापरू शकता.

रेखीय प्रतिकार सूत्राद्वारे निर्धारित केला जातो

जेथे l वायरची लांबी आहे, m; s हा वायर किंवा केबल कोरचा क्रॉस-सेक्शन आहे, mmg γ ही सामग्रीची विशिष्ट रचना चालकता आहे, m / ohm-mm2.

तांदूळ. 1. लाईन रिप्लेसमेंट स्कीम: a — प्रादेशिक पॉवर ट्रान्समिशन नेटवर्कसाठी; b — स्थानिक पॉवर ट्रान्समिशन नेटवर्कसाठी.

सिंगल-कोर आणि मल्टी-कोर वायर्ससाठी 20 डिग्री सेल्सिअस तापमानात विशिष्ट चालकतेचे सरासरी गणना केलेले मूल्य, त्यांचे वास्तविक क्रॉस-सेक्शन आणि मल्टी-कोर वायर्स वळवताना लांबीमध्ये झालेली वाढ लक्षात घेऊन, 53 मीटर / ओहम आहे. तांब्यासाठी ∙ mm2, अॅल्युमिनियमसाठी 32 m/ohm ∙ mm2.

स्टील वायर्सचा सक्रिय प्रतिकार स्थिर नाही. वायरमधून प्रवाह वाढल्याने, पृष्ठभागाचा प्रभाव वाढतो आणि त्यामुळे वायरचा सक्रिय प्रतिकार वाढतो. स्टील वायर्सचा सक्रिय प्रतिकार प्रायोगिक वक्र किंवा टेबलांद्वारे निर्धारित केला जातो, त्यांच्यामधून वाहणार्या विद्युत् प्रवाहाच्या मूल्यावर अवलंबून असतो.

ओळ प्रेरक प्रतिकार. जर थ्री-फेज करंट लाइन तारांच्या पुनर्रचना (स्थानांतरण) सह बनविली गेली असेल, तर 50 हर्ट्झच्या वारंवारतेवर, रेषेच्या लांबीच्या 1 किमीचा फेज प्रेरक प्रतिरोध सूत्राद्वारे निर्धारित केला जाऊ शकतो.

कुठे: asr हे तारांच्या अक्षांमधील भौमितीय सरासरी अंतर आहे

a1, a2 आणि a3 हे वेगवेगळ्या टप्प्यांच्या कंडक्टरच्या अक्षांमधील अंतर आहेत, d हा कंडक्टरसाठी GOST सारण्यांनुसार घेतलेल्या कंडक्टरचा बाह्य व्यास आहे; μ ही मेटल कंडक्टरची सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता आहे; नॉन-फेरस धातूंच्या तारांसाठी μ = 1; x'0 — कंडक्टरच्या बाहेरील चुंबकीय प्रवाहामुळे रेषेचा बाह्य आगमनात्मक प्रतिकार; x «0 — कंडक्टरच्या आत बंद असलेल्या चुंबकीय प्रवाहामुळे रेषेचा अंतर्गत प्रेरक प्रतिकार.

प्रेरक प्रतिकार प्रति रेषा लांबी l किमी

नॉन-फेरस धातूंच्या कंडक्टरसह ओव्हरहेड लाईन्सचा प्रेरक प्रतिरोध x0 सरासरी 0.33-0.42 ohms / किमी आहे.

कोरोनल तोटा कमी करण्यासाठी 330-500 केव्हीच्या व्होल्टेज असलेल्या रेषा (खाली पहा) मोठ्या व्यासाच्या एका कोरसह नाही, तर एकमेकांपासून थोड्या अंतरावर असलेल्या प्रत्येक टप्प्यात दोन किंवा तीन स्टील-अॅल्युमिनियम कंडक्टरसह केल्या जातात. या प्रकरणात, रेषेचा प्रेरक प्रतिकार लक्षणीयरीत्या कमी होतो. अंजीर मध्ये. 2 500 kV रेषेवर फेजची समान अंमलबजावणी दर्शविते, जेथे 40 सें.मी.च्या बाजू असलेल्या समभुज त्रिकोणाच्या शिरोबिंदूवर तीन कंडक्टर स्थित आहेत. फेज कंडक्टर विभागात अनेक कठोर स्ट्राइसह निश्चित केले आहेत.

प्रति फेज अनेक वायर वापरणे वायरचा व्यास वाढविण्यासारखे आहे, ज्यामुळे रेषेचा प्रेरक प्रतिकार कमी होतो. दुसऱ्या सूत्राचा वापर करून नंतरची गणना केली जाऊ शकते, त्याच्या उजव्या बाजूच्या दुसऱ्या पदाला n ने विभाजित करून आणि वायरच्या बाह्य व्यास d च्या ऐवजी, सूत्राद्वारे निर्धारित समतुल्य व्यास डी.

जेथे n — रेषेच्या एका टप्प्यातील कंडक्टरची संख्या; acp — एका टप्प्यातील कंडक्टरमधील भौमितीय सरासरी अंतर.

प्रति फेज दोन वायर्ससह, रेषेचा प्रेरक प्रतिकार सुमारे 15-20% कमी होतो आणि तीन तारांसह - 25-30% कमी होतो.

फेज कंडक्टरचे एकूण क्रॉस-सेक्शन आवश्यक डिझाइनच्या क्रॉस-सेक्शनच्या बरोबरीचे आहे, नंतरचे तरीही दोन किंवा तीन कंडक्टरमध्ये विभागलेले आहे, म्हणूनच अशा रेषांना पारंपारिकपणे स्प्लिट-कंडक्टर लाइन म्हणतात.

स्टीलच्या तारांचे x0 मूल्य जास्त असते कारण चुंबकीय पारगम्यता एकापेक्षा जास्त होतात आणि दुसऱ्या सूत्राची दुसरी संज्ञा निर्णायक असते, म्हणजेच अंतर्गत प्रेरक प्रतिरोध x «0.

तांदूळ. 2. 500 चौरस मीटर सिंगल फेज थ्री स्प्लिट वायर हँगिंग हार.

वायरमधून वाहणाऱ्या विद्युत् प्रवाहाच्या मूल्यावर स्टीलच्या चुंबकीय पारगम्यतेच्या अवलंबनामुळे, स्टीलच्या तारांवरून x «0 निश्चित करणे खूप कठीण आहे. म्हणून, व्यावहारिक गणनेमध्ये, स्टील वायरचे x» 0 प्रायोगिकरित्या प्राप्त केलेल्या वक्र किंवा तक्त्यांवरून निर्धारित केले जाते.

तीन-कोर केबल्सचे प्रेरक प्रतिरोध खालील सरासरी मूल्यांच्या आधारे घेतले जाऊ शकतात:

• तीन-वायर केबल्ससाठी 35 kV — 0.12 ohms / किमी

• तीन-वायर केबल्ससाठी 3-10 kv-0.07-0.03 ohms / किमी

• 1 kV-0.06-0.07 ohms / किमी पर्यंत तीन-वायर केबल्ससाठी

सक्रिय वहन रेषा त्याच्या डायलेक्ट्रिक्समधील सक्रिय शक्तीच्या नुकसानाद्वारे परिभाषित केली जाते.

सर्व व्होल्टेजच्या ओव्हरहेड लाईन्समध्ये, अत्यंत प्रदूषित हवा असलेल्या भागातही इन्सुलेटरद्वारे होणारे नुकसान कमी असते, त्यामुळे ते विचारात घेतले जात नाही.

110 kV आणि त्याहून अधिक व्होल्टेज असलेल्या ओव्हरहेड लाईन्समध्ये, वायरच्या सभोवतालच्या हवेच्या तीव्र आयनीकरणामुळे आणि वायलेट चमक आणि वैशिष्ट्यपूर्ण क्रॅकलमुळे, काही विशिष्ट परिस्थितीत, वायरवर कोरोना दिसून येतो. ओल्या हवामानात वायरचा मुकुट विशेषतः तीव्र असतो. कोरोनाला होणारी वीज हानी कमी करण्याचा सर्वात मूलगामी उपाय म्हणजे कंडक्टरचा व्यास वाढवणे, कारण जसजसे नंतरचे वाढते तसतसे विद्युत क्षेत्राची ताकद वाढते आणि त्यामुळे कंडक्टरजवळील हवेचे आयनीकरण कमी होते.

110 केव्ही लाईन्ससाठी, कोरोना परिस्थितीत कंडक्टरचा व्यास किमान 10-11 मिमी (कंडक्टर AC-50 आणि M-70), 154 केव्ही लाइनसाठी - किमान 14 मिमी (कंडक्टर AC-95), आणि 220 kV लाईनसाठी — 22 mm पेक्षा कमी नाही (कंडक्टर AC -240).

निर्दिष्ट आणि मोठ्या कंडक्टर व्यासाच्या 110-220 केव्ही ओव्हरहेड लाईन्सच्या कंडक्टरमध्ये कोरोनासाठी सक्रिय पॉवर लॉस क्षुल्लक आहेत (रेखा लांबीच्या प्रति 1 किमी दहा किलोवॅट्स), म्हणून ते गणनामध्ये विचारात घेतले जात नाहीत.

330 आणि 500 ​​केव्ही ओळींमध्ये, प्रति फेज दोन किंवा तीन कंडक्टर वापरले जातात, जे आधी सांगितल्याप्रमाणे, कंडक्टरच्या व्यासाच्या वाढीच्या समतुल्य आहे, परिणामी कंडक्टरच्या जवळ असलेल्या विद्युत क्षेत्राची ताकद लक्षणीय आहे. कमी झाले आणि कंडक्टर किंचित गंजले आहेत.

35 केव्ही आणि त्यापेक्षा कमी केबल लाईन्समध्ये, डायलेक्ट्रिक्समधील वीज हानी कमी असते आणि ती देखील विचारात घेतली जात नाही. 110 केव्ही आणि त्याहून अधिक व्होल्टेज असलेल्या केबल लाइनमध्ये, डायलेक्ट्रिक नुकसान प्रति 1 किमी लांबीच्या अनेक किलोवॅट्स इतके होते.

कंडक्टर आणि कंडक्टर आणि ग्राउंडमधील कॅपेसिटन्समुळे रेषेचे कॅपेसिटिव्ह वहन.

व्यावहारिक गणनेसाठी पुरेशा अचूकतेसह, तीन-फेज ओव्हरहेड लाइनचे कॅपेसिटिव्ह कंडक्टन्स सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाऊ शकते.

जेथे C0 ही लाइनची कार्य क्षमता आहे; ω — पर्यायी प्रवाहाची कोनीय वारंवारता; acp आणि d — वर पहा.

या प्रकरणात, मातीची चालकता आणि जमिनीवर वर्तमान परत येण्याची खोली विचारात घेतली जात नाही आणि असे गृहीत धरले जाते की कंडक्टर रेषेच्या बाजूने पुनर्रचना केले जातात.

केबल्ससाठी, कार्य क्षमता फॅक्टरी डेटानुसार निर्धारित केली जाते.

रेखीय चालकता l किमी

रेषेतील कॅपेसिटन्सच्या उपस्थितीमुळे कॅपेसिटिव प्रवाह वाहतात. कॅपेसिटिव्ह प्रवाह संबंधित फेज व्होल्टेजच्या 90° पुढे असतात.

स्थिर कॅपेसिटिव्ह प्रवाह असलेल्या वास्तविक रेषांमध्ये लांबीच्या बाजूने समान रीतीने वितरीत केले जाते, कॅपेसिटिव्ह प्रवाह रेषेच्या लांबीसह एकसमान नसतात कारण संपूर्ण रेषेवरील व्होल्टेज परिमाणात स्थिर नसते.

डीसी व्होल्टेज स्वीकारणाऱ्या रेषेच्या सुरुवातीला कॅपेसिटिव्ह करंट

जेथे Uph हा लाइन फेज व्होल्टेज आहे.

कॅपेसिटिव्ह लाइन पॉवर (लाइनद्वारे व्युत्पन्न केलेली शक्ती)

जेथे U हा फेज-टू-फेज व्होल्टेज आहे, चौ.

तिसर्‍या सूत्रावरून असे दिसून येते की रेषेची कॅपेसिटिव्ह चालकता कंडक्टरमधील अंतर आणि कंडक्टरच्या व्यासावर थोडे अवलंबून असते. लाइनद्वारे व्युत्पन्न होणारी शक्ती ही लाइन व्होल्टेजवर जास्त अवलंबून असते. ओव्हरहेड लाईन्ससाठी 35 kV आणि खाली ते खूपच लहान आहे. 100 किमी लांबीच्या 110 kV लाईनसाठी, Qc≈3 Mvar. 100 किमी लांबीच्या 220 kV लाईनसाठी, Qc≈13 Mvar. तुटलेल्या तारांमुळे लाइनची क्षमता वाढते.

केबल नेटवर्कचे कॅपेसिटिव्ह प्रवाह केवळ 20 kV आणि त्याहून अधिक व्होल्टेजवर विचारात घेतले जातात.