Energetik texnologiyalar E

Induktivlikni aniqlash:
Teng yarimo’tkazgichlar bilan «n» buralgan simmetrik ko’p simli elektruzatish liniyasining bir kilometrlik kesmasi induktivligi quyidagi taqribiy tenglama asosida hisoblab chiqiladi:

Bunda:
dgmi – o’tkazgichlar o’rtasidagi masofalarning o’rtacha geometrik miqdori.

Buning uchun quyidagi tenglama qo’llaniladi:

(d_{12 va h.k.} = kabel o’tkazgichlarining bir-biri o’rtasidagi masofa.

n: sub-o’tkazgichlar soni, r_B = bir necha o’tkazgichlar liniyasi uchun ekvivalent radius:

, bunda r: kabel simining radiusi va
a = ko’p simli liniyaning sub-o’tkazgichlari o’rtasidagi masofa hamda
: erkin bo’shliq o’tkazuvchanligi = 1,257 ∙ 10-6 Vs / Am.
Sig’imlarni aniqlash:
Erga ulanish simli uch fazali yakka kabel liniyasining bir kilometrlik kesmasi uchun C_L va C_E sig’imlarini quyidagi taqribiy tenglamadan foydalanib hisoblab chiqish mumkin:

(satrning o’rtacha geometrik balandligi) va
ℎ₀ = yerga ulanish simining o’rtacha balandligi,
(erga ulanish simidan boshqa o’tkazgichlargacha o’rtacha geometrik masofa),
r₀ = yerga ulanish simining radiusi va
r_B = induktivlik hisob-kitobidagi kabi ekvivalent radius,
= erkin bo’shliqning o’tkazuvchanlik qobiliyati = 8,86 • 10^-12 As / Vm.
Murakkab hisoblashlardan saqlanish maqsadida, odatda, ma’lumotnoma jadvallaridan foydalaniladi, ularda ma’lumotlar, odatda, eng ko’p qurilgan havoda tortilgan elektruzatish liniyalari va kabellar uchun liniyaning bir kilometri uchun keltiriladi. Quyi voltli tizim bundan mustasno bo’lib, foydalanish sabablariga ko’ra, liniyalarning simmetrik ishlashi, ya’ni barcha uchta fazaga yuklama bir xil tarzda qo’llanilishi maqsadga muvofiqdir. Shunday qilib, uchta kuchlanish va tok teng bo’lib, me’yoriy ishlash sharoitida bir-biridan 120 ° ga siljitilgan. Shu sababli, kelgusi tadqiqotlarimizda faqat bitta fazani ko’rib chiqishimiz va quyidagi bir fazali almashish sxemasi bilan ishlashimiz yetarli bo’ladi:

1.3-rasm: Uch fazali elektruzatish liniyasining bir fazali almashish sxemasi.
To’rt qutbli nazariyada ushbu tizim uning shakli tufayli simmetrik tt-elementi deb ataladi. Qayd etish kerakki, o’ziga xos faza kuchlanishlarini ham har doim bir fazali ifodalanishda, ya’ni bitta faza va yer o’rtasida yuzaga keladigan kuchlanish shaklida kutish kerak.
Bir fazali ifodalanish uchun hisoblab chiqilgan quvvatlarning barcha miqdorlari ularni uch fazali tizimga o’tkazishda uch baravar ko’paytirilishi kerak. Liniyalarning qarshiligi, ko’ndalang o’tkazuvchanligi va induktivligi uch fazali tokning ekvivalent sxemasidagi kabi R, G va L miqdorlari bilan belgilanadi. Bu yerda C_B ishchi sig’imi o’tkazgichlar o’rtasida hamda o’tkazgichlar va yer o’rtasidagi sig’imlarni qo’shish uchun ekvivalent miqdor sifatida joriy qilinadi (1.2-rasmga qarang).
Ishchi sig’im yuqorida qayd etilgan ikkita sig’im kabi samaraga ega bo’lishi, ya’ni u xuddi shunday reaktiv quvvatni sarflashi kerak. Uch fazali almashish sxemasidagi C_E va C_L sig’imlar hamda teng quvvat talablari hisobga olingan holda, har ikki ifodalanishda quyidagi tenglama qo’llaniladi:

Liniyaning o’rta qismida qo’shimcha tugundan saqlanish maqsadida ishchi sig’im va bir fazali almashish sxemasidagi tt- ekvivalent ko’ndalang o’tkazuvchanligi liniya boshi va oxiri o’rtasida teng ikkiga bo’linadi (To’rt qutbli nazariyada so’nggi sxema uning shakli tufayli T-elementi deb ataladi).
Yuqorida qayd etilganidek, qarshilik, ko’ndalang o’tkazuvchanliklar, induktivlik va sig’imlar amalda liniyaning butun uzunligi bo’ylab uzunlik birligiga miqdor shaklida taqsimlangan. (Uzunlik birligiga miqdorlar ko’pincha tire bilan o’zgaruvchan miqdorlar shaklida ko’rsatiladi: masalan, R'= 0,1 Ω/km). Shunday qilib, aniq modelni yaratish uchun farqli (ayirma) uzunlik dl bilan cheksiz elementlar sonidan I uzunlik liniyasini ifodalash kerak. Ushbu konsepsiyadan elektruzatish liniyasi tenglamalari chiqarilib, ular katta masofalarda elektr liniyalarini aniq hisoblash uchun talab qilinadi. Bu ma’noda liniya parametrlarining murakkab ifodalanishini chuqurroq o’rganish maqsadga muvofiq bo’ladi.
O’zgaruvchan va uch fazali tok texnologiyalaridagi murakkab belgilardan foydalanish, masalan, bir vaqtda kuchlanishlar va toklar miqdorini va fazasini aks ettirish imkonini beradi. Agar boshqacha ko’rsatilmagan bo’lsa, ushbu miqdorlar samarali hisoblanadi. ± 90 ° faza siljishlarni ayniqsa majmui operator yordamida aks ettirish oson: j = √-1
Majmui qarshiliklar impedanslar deb ataladi. Ular o’zgaruvchan tok qarshiligining ham faol tarkibi (qarshilik), ham reaktiv tarkibi (reaktiv qarshilik) to’g’risidagi axborotni taqdim qiladi. Ifodalashning ikkita bir xilda yaxshi matematik shakllari, aynan esa dekartova shakli (faol va reaktiv tarkibiy qismlarni ifodalash uchun) va qutbiy shakli (miqdor va fazalarni ifodalash uchun) mavjud.
Quyida murakkab belgilar har doim tagiga chizilgan holda ifodalanadi; ularning gauss son nuqtai nazaridan grafik ifodalanishi vektorlar yordamida amalga oshiriladi. Murakkab hisob-kitoblar haqida biron-bir batafsil bilimlarsiz vektor diagrammalaridan foydalanib, o’zgaruvchan tok tarmog’idagi yoki uch fazali zanjir tarmog’idagi tok va kuchlanishni aniq ifodalash va talqin qilish mumkin (tegishli izohlar alohida tajribalarni o’tkazish tartibotlarida keltirilgan).
Liniyali tenglamalarda o’ziga xos to’lqinli impedans Z_W sifatida tavsiflanadigan koeffisiyent paydo bo’ladi. Z_W – quyidagi tenglama bo’yicha hisoblab chiqiladigan majmui sondan iborat:

Bunda, = foydalaniladigan kuchlanishning burchak chastotasi.
Uzatish liniyasi tenglamalarida qo’llaniladigan boshqa murakkab omil tarqalishning o’zgarmas miqdori deb ataladi: u.
Buning uchun quyidagi formula qo’llaniladi:

Shunday qilib, liniyali tenglamalar, odatda, quyidagi shaklda ifodalanadi:

va

(1-indeks satr boshiga tegishli; 2-indeks satr oxiriga tegishli).

Agar tegishli (majmui) kuchlanish va tok miqdorlari liniyaning bir uchida ma’lum bo’lsa, liniyaning ikkinchi uchidagi nisbati yuqorida keltirilgan tenglamalardan foydalanilgan holda hisoblab chiqilishi mumkin.

I qtisodiy sabablarga ko’ra, elektr energiyasini uzatish texnologiyalarida uzatish liniyalari har doim om isroflari induktiv va sig’imli yo’qotishlarga nisbatan kichik bo’ladigan tarzda loyihalashtiriladi.
Tegishli ravishda, quyidagi to’g’ri:
Bunday tavsiflarga ega liniyalar kam tonnajli liniyalar sifatida tavsiflanadi. Agar R va G to’liq e’tiborsiz qoldirilsa, yo’qotishsiz liniyalar xususida so’z yuritiladi.
Bunday holatlarda, o’ziga xos to’lqinli impedans va doimiy tarqalishlar haqiqiy miqdorlargacha soddalashtiriladi:

Shunday qilib, liniyali tenglamalar quyidagi soddalashtirilgan shaklni qabul qiladi:

va

To’g’ri, yo’qotishlarsiz liniyalarni amaliyotda amalga oshirish mumkin emas, shunga qaramay, yuqorida bajarilgan soddalashtirishlar kuchlanish darajalari qanchalik yuqori bo’lsa, shunchalik ko’proq qo’llanilishi mumkin, buni hisobga olish kerak.
Stasionar unumdorlik – barqaror holatdagi unumdorlikni tadqiq qilish uchun – bir yoki zarur hollarda, undan ko’proq tt-elementlardan foydalanilgan holda modellash yetarli bo’ladi; bunday holatda, uzunlik birligiga miqdor sxemaning tarkibiy qismlariga qo’shiladi. Ushbu soddalashtirish amaliyotda ishlatiladigan liniyalar uzunligi uchun yetarlicha aniqdir.
Miqdoriy baholash uchun foydalanilmaydigan asosiy tushunchalar bo’yicha yuqori va o’ta yuqori darajali kuchlanishlarni uzatish liniyalari faqat induktivlik va sig’im orqali modellanishi mumkin.

1.4-rasm: Yo’qotishlarsiz uch fazali uzatish liniyasining bir fazali ekvivalent sxemasi.
Ushbu ekvivalent prinsipial sxema ishlaydigan liniyalarning ayrim asosiy tavsiflarini aks ettirish uchun yetarli. Hech bo’lmaganda, ekvivalent qarshilik qo’shimcha nuqtai nazarlar (masalan, samaradorlikni aniqlash) uchun e’tiborga olinishi kerak.
Bu yerda topilgan tajribada ushbu quyi yo’qotishlarga ega uzatish liniyasi turi modellanadi. Ushbu modellash asosi hisoblangan haqiqiy liniya 360 km uzunlikka va quyidagi ma’lumotlarga ega:
Yuqori voltli liniyalar 380 kV (1-tizim) elektruzatish liniyasi to’sinli tirgagida, kesimi 4 x 240/40 mm2 AI / St
Elektr ma’lumotlar (uzunlik birligiga miqdor):

20 °C haroratda Om qarshiligi	R’	= 0.036	Ω/km
Liniya induktivligi	L’	= 0.805	mH/km
Sig’imli o’tkazgich – o’tkazgich	Cl’	= 2.78	nF/km
Sig’imli o’tkazgich – yer	Ce’	= 5.556	nF/km
Ishchi sig’im	Cb’	= 13.889	nF/km
O’ziga xos (xarakteristik) impedans	Zw	= 240	Ω
Harorat chegarasi	Sth	= 1700	MVA
Teskari liniyaning Om qarshiligi:	Re’	= 0.031	Ω/km
Teskari liniyaning induktivligi:	Le’	= 0.694	mH/km

Solishtirish uchun yuqori voltli liniyalar 110 kV va kabel 110 kV. yuqori voltli liniyalar 110 kV, kesim 240/40 mm2 Al / St uchun ma’lumotlar keltirilgan.
Elektr ma’lumotlar (uzunlik birligiga miqdor):

20 °C haroratda Om qarshiligi	R’	= 0.126	Ω/km
Liniya induktivligi	L’	= 1.25	mH/km
Ishchi sig’im	Cb’	= 9.34	nF/km
O’ziga xos (xarakteristik) impedans	Zw	= 366	Ω
Harorat chegarasi	Sth	= 135	MVA

Tashqi gaz bosimi kabeli 110 kV, ko’ndalang kesim.

Elektr ma’lumotlar (uzunlik birligiga miqdor):

20 °C haroratda Om qarshiligi	R’	= 0.099	Ω/km
Liniya induktivligi	L’	= 0.38	mH/km
Ishchi sig’im	Cb’	= 240	nF/km
O’ziga xos (xarakteristik) impedans	Zw	= 40	Ω
Harorat chegarasi	Sth	= 62	MVA