Научная статья на тему 'Уточнение формул для анализа температуры проводов Вл в задачах расчета потерь электрической энергии'

Уточнение формул для анализа температуры проводов Вл в задачах расчета потерь электрической энергии Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
918
214
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕМПЕРАТУРА ПРОВОДА / АППРОКСИМАЦИЯ / КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ / МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Вырва Андрей Аркадьевич, Горюнов Владимир Николаевич, Гиршин Станислав Сергеевич, Бубенчиков Антон Анатольевич, Петров Александр Сергеевич

В статье произведен анализ аналитических выражений для расчета теплопередачи лучеиспусканием при записи уравнения теппового баланса провода. Рассмотрены способы аппроксимации зависимости температуры провода от величины протекающего по нему тока. Уточнены уравнения для расчета температуры провода с учетом климатических и режимных факторов. Произведено сравнение расчетных значений допустимых длительных токов для семейства неизолированных проводов различного сечения с величинами допустимого дпитепьного тока для этих проводов из ПУЭ

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Вырва Андрей Аркадьевич, Горюнов Владимир Николаевич, Гиршин Станислав Сергеевич, Бубенчиков Антон Анатольевич, Петров Александр Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Уточнение формул для анализа температуры проводов Вл в задачах расчета потерь электрической энергии»

УЯИШЛНе ТГЯИНХИОЛЛУе.

УДК 421.314.3 А. А. ВЫРВА

В. Н. ГОРЮНОВ С. С. ГИРШИН А. А. БУБЕНЧИКОВ А. С. ПЕТРОВ Е. В. ПЕТРОВА В. В. ТЕВС

Омский государственный технический университет

УТОЧНЕНИЕ ФОРМУЛ ДЛЯ АНАЛИЗА ТЕМПЕРАТУРЫ ПРОВОДОВ ВЛ В ЗАДАЧАХ РАСЧЕТА ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ__________________________________

В статье произведен анализ аналитических выражений для расчета теплопередачи лучеиспусканием при записи уравнения теплового баланса провода. Рассмотрены способы аппроксимации зависимости температуры провода от величины протекающего по нему тока. Уточнены уравнения для расчета температуры провода с учетом климатических и режимных факторов. Произведено сравнение расчетных значений допустимых длительных токов для семейства неизолированных проводов различного сечения с величинами допустимого длительного тока для этих проводов из ПУЭ

Ключевые слова: температура провода, аппроксимация, климатические условия, математическая модель.

Определение технологических потерь электрической энергии по электрическим сетям согласно [ 11 предусматривает при расчете активных сопротивлений учитывать температуру провода. Эта температура определяется режимными и климатическими факторами, в первую очередь, температурой окружающего воздуха /я, плотностью рабочего тока, силой и направлением ветра, интенсивностью солнечной радиации. В силу того, что результаты воздействия на температуру провода солнечной радиации, ветра и тока в практических расчетах определить затруднительно, зачастую рекомендуют температуру провода принимать равной температуре окружающего поздуха. Причем предлагаемые условия такого допущения, как правило, различны.

Так, в [ 1 ] условием перехода к температуре окружающего воздуха является режим, когда средняя загрузка линии электропередачи ниже экономической плотности тока. В рабо те [2] предлагается вести расчет потерь п линиях но температуре окружающего воздуха, если при средней скорости ветра, принятой авторами работы (3 м/с) максимальная загрузка линии не превышает 30 % от допустимой. Так как экономическая плотность тока составляет, как правило, 0,3 -0,5 от допустимой плотности тока, то оба условия в определенной с тепени согласуются.

На основе расчетов, проведенных в |3], делается вывод о возможности для провода АС-120/27 при скорости ветра 5 м/с для любой, рассматриваемой в работе, загрузки линии (максимальная исследованная в работе загрузка линии - порядка 60% от длительно

допустимого тока) при расче те потерь учитывать только температуру воздуха, а для провода АС-300/39 — лишь при загрузке, не превышающей 50 % от допустимой.

Несмотря на некоторую противоречивость результатов указанных исследований, они обосновывают то, что /н является одним из основных факторов, воздействующих на температуру проводов, а также то, что для определенных типов проводов при определенной загрузке линии и определенной скорости ветра можно достаточно т очно рассчитывать потери электрической энергии, принимая температуру провода равной *я. Однако возможность такою допущения в каждом конкретном случае необходимо строго доказывать. Доказательство будет легко реализовываться при наличии общей теории расчета потерь, учитывающей нагрев проводов протекающим током и солнечной радиацией, а также влияние скорости ветра и температуры окружающей среды.

Различные аспекты такого подхода рассмотрены в работах |2— 14). При этом уравнение математической модели могут решаться итерационным методом [7. 11|. либо это решение базируется на аппроксимации температуры провода в зависимости оттока [3], либо используются другие приближенные уравнения [4, 7]. Цель настоящей статьи — проанализировать формулу для расчета теплопередачи лучеиспусканием при записи уравнения теплового баланса провода, способы аппроксимации зависимости температуры провода от протекающего тока.

Тиковые нагрузки провода при заданной температуре провода н температуре воздуха при и=0,5 м/с, 1^= О, рассчитанные по формуле (6)

<ч,л. -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 /5.84 - - - - - - - -

-35 135,02 - - - - - - - -

-30 173.54 80.40 - - - - - - -

—25 203.60 135,57 - - - - - - -

-20 228.66 172,51 85.05 - - - - - -

-15 250,29 201,60 136.53 - - - - - -

-10 269.39 225.98 171.94 89.79 - - - - -

-5 286.50 247,10 200,09 137,89 - - - - -

0 302,03 265.81 223.80 171.82 94,62 - - - -

5 316.24 282.62 244,43 199,04 139,60 - - - -

10 329.33 297.91 262,75 222,10 172,10 99.54 - - -

15 341,47 311.91 279,26 242.24 198,43 141.65 27,51 - -

20 352,79 324,87 294.31 260.18 220,85 172.78 104,54 - -

25 363,38 336.89 308.13 276,39 240,50 198,22 144,02 46.80 -

30 373.33 348.11 320,92 391,20 258,07 220.02 173,82 109.63 -

35 382.71 358,64 322.82 304.83 273.98 239.20 198,41 146.68 60.54

40 391.59 368.54 343.95 317,46 288,55 256.40 219.59 175.21 114,80

45 400.00 377,89 354.40 329,23 301.98 272,01 238,31 198,97 149,62

.*50 408.00 386,74 364,24 340.26 314.46 286.31 255.14 219,55 176,94

55 415.62 395.15 373.55 350,63 326,11 299.58 270.46 237,81 199.88

60 422.89 403.15 382.38 360,42 337.03 311,90 284,55 254,27 219.87

65 429.85 410,78 390.77 369.69 347.32 323.42 297,59 269,31 237.68

70 436.53 418.08 398,77 378.48 357.05 334,24 309,75 283,16 253,79

75 442.93 425.06 406.41 386.86 366.26 344,44 321,14 296,01 268,54

ВО 449.09 431,77 413.72 394.85 375,03 354,10 331,85 308,01 282.15

В основу исследований положим уравнение теплового баланса провода для установившегося теплового режима 13. 4,6,7]

0.951^(1+а(*в -20))/2 = 0А +0,. (1)

где I - рабочий ток, А; Ол и — мощность тепло передачи от поверхности провода лучеиспусканием и конвекцией соответственно. Вт/м; — погонное

активное сопротивление при температуре провода 20 вС; а = 0,004 - температурный коэффициент электрического сопротивления сталеалюминиевых проводов, I /град; 1пр — температура провода, *С.

Мощность тепловою потока излучения провода может определяться согласно уравнениям [3,6, 7],

О47.,=сС0(273+^)45. (2)

О^г =£С,,[|273 + |„„)4-(273+1,)*]-?, (31

где с — степень черноты поверхности провода, для окисленного алюминия, равная 0,13 отн. ед. (12); С0 — коэффициент излучения абсолютно черного тела, равный 5,67-10'я Вт/(м2,К4) [12); 5— площадь излучающей поверхности проволок провода, м2.

Степень черноты поверхности провода (постоянная лучеиспускания или коэффициент лучеиспус-

кания) определяется материалом и состоянием поверхности провода. Согласно [3, 6, 7, 12- 14], этот коэффициент может изменяться в диапазоне 0,11 —

0.8 отн. ед., соответственно, малые значения относятся к чистому алюминию, а наибольшие значения -к окисленному и загрязненному алюминию. В практике создания алгоритмов расчета температуры проводов достаточно часто принимают е = 0,6 [6 — 8,11] или е = 0.13(3.12).

Возможность применения формул (2) или (3) достаточно подробно обсуждена в [4], где приводится теоретическое обоснование того или иного подхода. В настоящей статье при проведении численного эксперимента по нахождению сопротивлений и потерь будут использоваться оба выражения. Мощность теплового потока, обусловленного теплоотдачей конвекцией, удовлетворяет уравнению [ 12]

<4'

гдефк — коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/ (м2-*С); Г - температура нагрева солнечной радиацией, °С.

Для нахождения коэффициента теплоотдачи используется различные; выражения, определяющие точность нахождения (4). В работах [3, 12) значение коэффициента определяется по формуле

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИК М* 1 (»7) 2010 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА ЭНЕРГЕТИКА

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ 1ЕСТНИК N* 1 (•?) 2010

Токовые нагрузки провода при заданной температуре провода и температуре воздуха при и=0.5м/с, 1^= 0, рассчитанные по формуле (7)

/1, -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40

-40 0 - - - - - - -

-35 112.394 - - - - - - - -

-30 157.050 0 - - - - - -

— 25 190.111 109.005 - - - - - -

-20 217.039 153.673 0 - - - - - -

-IS 239.984 186.141 107.621 - - - - -

-to 260.070 212.635 150.571 0 - - - - -

-5 277.971 235.252 182.489 105.52 - - - -

0 294.135 255.083 208.580 147.715 0 - - - -

5 308.870 272.788 230.890 179.124 103.586 - - -

10 322.427 288.800 250.483 204.840 145.082 0 - - -

15 331.965 303.425 268.002 226.863 176.019 101.802 - -

20 346.627 316889 283.869 246.233 201.386 142.652 0 - -

25 357.527 329.364 298.383 263.577 223.141 173.151 100.154 - -

30 367.754 340.984 311.763 279.307 242.302 198.194 140.406 0 -

35 377.385 351.859 324.177 293.715 259.482 219.699 170.499 98.631 -

40 386.483 362.076 335.755 307.015 275.084 238.665 195.24 138.33 0

45 395.102 371.709 346.604 319.370 289.392 255.691 216.514 168.046 97.224

50 403.289 380.821 356.809 330.907 302.615 271,172 235.297 192.508 136.409

55 411.084 3B9.463 366.443 341.730 314.913 285.386 252.18 213.565 165.777

60 418.521 397.68 375.564 351.923 326.411 298.537 267.548 232.179 189.978

65 425.632 405.513 384.226 361355 337.209 310.782 281.674 248.928 210.835

70 432.443 412.994 392.471 370.685 347.389 322.242 294.758 264.191 229.293

75 438.980 420.155 400.338 379.Э64 357.019 333.016 306.952 278.235 245.917

80 445.264 427.021 407.859 387.634 366.157 343.184 318.377 291.256 261.082

ф. =0,1305

0.71173

15)

где ку — коэффициент, учитывающий влияние угла направления ветра к оси воздушной линии, равный 0,5; и — скорость ветра, м/с; а — коэффициент темпе* ратуропроводимости воздуха, равный 18,810-6м2/с; \ - теплопроводность воздуха, рапная0,0244 Вт/(м*С).

На основе уравнений (1) — (5) можно получить:

; |еС„(273^№)‘&Ч-ф.|«№-1„„)-1.]5 (6)

V 0,95+ -20))

/еСрЦ&ЗН.,)4 -(273 + /.)4)$4 фЛ(^~Л0,)-^]5 (7)

\ 0,95^11 к*(Г,-20))

Воспользуемся выражением (6) и (7) для нахождения температуры провода АС-120/27.

Условия расчета:

Температура солнечной радиации *,„„ = 0 *С, скорость ветра v=0,5 м/с; диапазон темпера тур воздуха отминус40*Сдо плюс 40 ’С; удельное сопротивление провода = 0,243 Ом/км; диаметр провода с/ = 15,4 мм диапазон температур воздуха от минус 40 ’С до плюс 80 *С.

Предположение t = 0 *С, принятое в [3J и используемое в настоящей статье, является допущением, которое в данном случае может быть обосновано следующими соображениями. Представляется, что на результаты исследований, связанные с целью настоящей статьи, учет или пренебрежение tmв значительной степени но влияет. Тем не менее оценка влияния солнечной радиации представляет интерес. Поданным [8], радиация обеспечивает повышение температуры незагруженных током проводов на 10- 12 ’С, а в случае протекания тока плотностью порядка j= = 2 А/мм2 действие радиации уменьшается и увеличение температуры провода не превышает 3-5 'С. Вместе с тем в [ 111 на основе расчета активного сопротивления провода АС-50/8 для плотности тока j — 2 А/мм2 итерационным методом с допустимой погрешностью 2 % определено, что под действием радиации активное сопротивление провода АС-50/8 увеличивается на 5 %, что эквивалентно увеличению температуры провода на 12,5 *С. Ввиду такой противоречивости в первом приближении, можно предположить, что учет влияния солнечной радиации увеличивает темпера туру провода на 5 - 10 "С. При необходимости проверки предположений можно использовать методики достаточно строгого учета солнечной радиации, описанные в [7, 8, 10, 12|.

В табл. 1 и 2 представлены результаты расчета тока по уравнению (6) и (7) соответственно для провода АС-120/27.

Зависимость температуры провода АС-120/27 от тока и температуры воздуха, при токе, рассчитанном по формуле |А), для и=0,5 м/с

Температура воздуха. °С Зависимость /(/,о./.|

аппроксимация по формуле ^-Qf+bJ+C аппроксимация но формуле /iv-a/+i>/+c

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

40 l,v -9.39l0”,/,-0.197 -28.93 1,350 10 "*/‘+3,24210**7’ —41,1

-30 = 9,15 Ю*^/7 —0,177 -20,68 fn. - 1.307 10-"/‘ + 3,526 lO"*/*-31,763

-20 t„, =8.91 ITV-0,15-/ - 12.40 1,267 I0”*74 3.79010”*73—22,415

10 —8.69 10-‘/J-0,l3 / -4.11 /^ - 1,229 10**7'+ 4,034 10 *7' 13,072

0 =8.47 lO-^-0,127 +4,19 - 1.193 10~*7*+4,262' 10”*7* — 3,746

10 -8.25 Ю”*/3-0,10/ + 12,51 /v - 1,158 10 */*+4,473 10 */45,553

20 t4, “8.0510"*/’ 0,09 / +20,83 /,„ - 1.126 10”"7* + 4.671 10 *7*+ 14,815

30 -7.84 I0”‘7a-0.0771/ +29,14 - 1.094 10”* /'+4,88510 *7 4 24,033

40 -7.64 I0-*/3—0,0651/ + 37,45 /v - 1,06510**7*+5,02610 */433,2

Таблица 4

Зависимость температуры провода оттока и температуры воздуха, при токе, рассчитанном по формуле (7). для и=0,5 м/с

Температура воздуха, “(! Зависимость tw= /(/.o,fJ

аппроксимация по формуле /,„-<11/,+Ь|/+с1 аппроксимация по формуле /ля342!Z'+bj/’+c,

-40 - 8,259 10"7г-0.1197 -35.505 /„,. = 1.322 10 • /43.355 10'/1-39,185

30 -7.975 «О-*-/* 0.100 / 26,55 = 1,277 10 -7* + 3,645 Ю”*/2-29.424

-20 ^ =7,708 10-* Г -0.083 / - 17.419 t„ - 1.234 10 "Г+ 3,913 Ю”'/’- 19,603

-10 1,., = 7,457 10 */7-0.068/ -8,131 - 1,194 10”"/*+ 4.162 10 "7*- 9,735

0 =7.221 10~*7*—0.0547 + 1.3 =1,155 10 "74 4,394 10”440.169

10 =7,000 10-'71-0.043 / + 10.858 -1,118 Ю '’7* +4,61010-*7J+ 10.103

20 1„ =6,793 10‘Ч2-0.032/ +20,526 1,р = 1,083 10 '"/' + 4.81010 *74 20.058

30 1„ =6,600 10-,71-0,024 / +30.291 - 1,049 10-•‘74 4,997 10''74 30.03

40 =6,422 10*'/’—0,016 / +40,138 1,01710 ’74 5,171 10-' /4 40,013

о 80 100 340 320 400 480

I, А

Рис. 1. Исходная и аппроксимированные зависимости температуры оттока

Анализ табл. 1 и 2 показывает, что значении токов для одних и тех же значений температур отличаются значительно. Более того, некоторые значения токов в табл. 1 соответствуют случаю, когда меньше. чем /и, чему достаточно сложно найти физическое толкование. По этим соображениям применение выражения (7) представляется предпочтительным.

Из уравнений (6) и (7) следует, что 1Щ) является функцией от тока провода. Для аппроксимации данной зависимости в [3| используется формула

<„р, =а,/2+Ь,/+с|( (8)

гдеа^Ь,, с, - коэффициенты аппроксимации.

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ МСТНИК № 1 (в?) 2010 ЭЛЕКТРОТЕХНИКА. ЭНЕРГЕТИКА

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК Н» 1 «И 2010

Допустимый длительный ток (вне помещений) 1дтПГ7 115. Ю| д\я неизолированных проводов по ГОСТ 839-80

Марка провода Диаметр провода 11, мм Электрическое сопротивление 1 км провода постоянному току при температуре 20 “С, Ом/км 1;т> ПГ Г Л

АС-25/4,2 6,9 1.1521 142

АС-50/8 9.6 0.5951 210

ЛС 70/11 11.4 0.4218 265

АС 120/27 15.4 0.2531 375

АС 240/32 21.6 0. И 82 605

АС 300/39 24 0.0958 710

АС 500/64 30.6 0.0588 945

Таблица б

Расчетные значения допустимого длительного тока и погрешности расчета для К.=0,5

Марка провода /г„. при и=0.6 м/с Погрешности по формуле (10)

с=0.13 Е =0.6 € =0.13 Е =0.6

ур-е (6) ур-е (7) ур-е (6) УР-е 17) УР-е (6| УР-е 17) УР-е(б) УР-е (7)

ЛС 25/4.2 108.05 103.51 133.27 115,47 23,91 27,10 6,15 18.68

АС 50/8 170.43 162.67 213.17 183.07 18.85 22.54 -1.51 12.82

АС 70/11 216.13 205.87 272.37 232.82 18.44 22.31 -2,78 12.14

ЛС 120/27 313,03 297.05 399.79 338.89 16.52 20.79 6,61 9.63

АС 240/32 521,65 492,80 676.66 568.13 13,78 18,55 -11.85 6,10

ЛС 300/39 603.46 569.24 786.65 658,48 15.00 19.82 -10.80 7,26

АС 500/64 840,15 795.37 1115,78 927,47 10.46 15.83 - 18.07 1.86

Таблица 7

Расчетные значения допустимого дчительного тока и погрешности расчета для К,=0.75

Марка провода Сибири и=0,бм/с Погрешности но формуле |10)

с *0,13 £=0,6 е —0.13 е=0,6

УР-е (6| ур-е |7) УР-е (6) ур-с (7) ур-о(6) ур-с (7) ур-е (6) ур-е (7)

АС-25/4.2 122,66 118,69 145.37 129.25 13.62 16.42 -2,38 8,98

АС-50/8 193,17 186,37 231,76 204,42 8.01 11.25 -10,36 2,66

АС 70/И 244,77 235,76 295,61 259.62 7.63 11,03 -11,55 2,03

ЛС 120/27 353.95 339.90 432.58 377,02 5.61 9.36 -15.36 0.54

АС 240/32 588.74 563.33 729,64 630.29 2.69 6.89 -20.60 -4,18

АС 300/39 680.66 650.52 847.32 729,89 4.13 8.38 -19.34 -2,80

АС 500/64 953.01 908,22 1198.84 1025.89 0.85 3.89 -26.86 -8,56

Ток входит п уравнения теплового баланса во второй степени. Поэтому в качестве переменной при аппроксимации целесообразно использовать не сам ток, а его вторую степень.

Зависимость температуры от квадрата тока »<• является линейной. Из уравнений тепловой) баланса видно, что при достаточно большом токе (в несколько раз превышающем допустимый) эта функция имеет разрыв, при приближении к которому температура стремится к бесконечности. Следовательно, производные высших порядков отличны от нуля и лоточки разрыва являются возрастающими функциями.

Аппроксимация зависимостей, имеющих разрывы, строго говоря, не может быть осуществлена с помощью многочленов. Однако в рассматриваемом случае «рабочий участок» зависимости (до токов, незначительно превышающих допустимый), лежит достаточно далеко от точки разрыва, и значения производных быстро убывают с увеличением их порядка. Поэтому при подборе аппроксимирующей функции имеет смысл исходить из того, чтобы учитывалось лишь минимальное число производных. При этом фу! скцня должна быть нелинейной. Указанным условиям удовлетворяет парабола (9) которая учитывает первую и вторую производные температуры по квадрату тока.

1,^-щ1л + ь/ис,, (в)

где а2, Ь2, с2 — коэффициенты аппроксимации.

На основе уравнений (8) и (9). а также данныхтабл.

1 и 2 получим формулы для расчета /пр, приведенные в табл. Зи 4.

Графики функций =о,/а + Ь,/+с, и 1„р2=а2/4 +

11>{12 +с2 приведены на рис. 1. Из рис. 1 слс-дует, что при заданной температуре воздуха функция по формуле (9) более адекватно описывает зависимос ть температуры провода оттока в проводнике, особенно явно это прослеживается в диапазоне малых токов.

Представляет интерес сравнение величин длительно допустимых токов, представленных в ПУЭ [15], с вычисленными значениями токов с использованием формул (6) и (7) для проводов различных диаметров (табл. 5).

Условия расчета:

Куу = 0.5; Кл = 0,75; и = 0.6 м/с; 1^ = 70 *С; 1Я = 25 *С; е, = 0,13:8, = 0,6.

Значение Ку- 0.5 рекомендуется применять при угле атаки ветра, равном нулю [12]. Согласно [8], теплоотдача конвекцией при поперечном направлении ветра по сравнению с продольным увеличивается в 2 раза, что равносильно увеличению в 2 раза то есгь до Кг= 1. В вычислительном эксперименте, ввиду случайности направления ветра на практике, будет, в первом приближении, использоваться Ку = 0,5, и среднее значение этого коэффициента между 0,5 и 1, то есть К„= 0,75.

В табл. 6 и 7 представлены результаты расчета длительно допустимых токов / по уравнениям (6) и (7) и погрешности их определения по формуле

8^ = 1оап.пуЭ-1 допроси ,.|00%, (10)

^доп. ПУЭ

где /||СМ) пг> — значение длительно допус тимого тока из ПУЭ.

Анализ показывает, что наиболее близки значения к достигается в двух вариантах:

1. е, = 0,13; Кл=0,75; используется уравнение (6);

2. с.^ —0,60; К^- 0,75; используется уравнение (7).

Однако в виду того, что для проводов, находящихся в эксплуатации, рекомендуется значение е = 0,6 (8], более оправданным в практике инженерных расчетов представляется применение второго варианта. Разброс /ут^ от пуу определяемое по уравнению (10),

находится в пределах (табл. 7) от минус 8,56 % (для АС-500/64) до 8,98 % (для ЛС-25/4,2). 11едостатком в этом случае является то, что для большинства ттрово-Д°в * превосходят ^ то есть расчет дает не-

сколько завышенное значение тока при температуре провода 70 “С. Для максимального отрицательного превышения 8,56 % расчетное значение ^ = = 1025,89 А на 81 Л больше тока / | Г/УЭ, которое составляет 945 Л для АС-500/64. Это означает, что истинная температура (с позиции ПУЭ) будет превышать расчетную на 7°С, то есть вмес те 70 *С провод фактически будет иметь температуру 77 °С. Такая температура не является критической для сталеалюминиевых проводов, при их эксплуатации значение максимально допустимой температуры может составлять 100 вС 116) и даже 120 °С [8]. Ограничение на температуру может накладывать температура контактов. которая из-за опасности окисления при длительной работе не должна превышать 70 "С. Однако, в то время как температура сталеалюминиевых проводов достигает 130 *С, соединители (соединительные

зажимы) за счет лучших условий охлаждения нагреваются до температуры, не превышающей 60 "С [8].

Для максимального положительного превышения 8,98 % (для АС-25/4.2). что соответствует разности по токам между /оопрв„ и пуу расчетное значение дли тельно допустимого тока получается несколько завышенным. Завышение понимается в том смысле, что для АС-25/4.2 ток /„а.1ро1.д= 129.25А, который по расче ту определяет температуру провода в 70 °С, на самом деле (с позиции ПУЭ) соответствует температуре несколько меньше, чем 70 “С. Данное несоответствие тем не менее имеет и позитивную сторону, так какдаетопределенный запас по нагрузочной способности.

Выводы

1. Сравнение результатов расчета с использованием формул (6) и (7) показало, что, во-первых, некоторые значения температуры провода в табл. 1 по формуле (6) меньше, чем 1в, чему достаточно сложно найти обоснование, во-вторых, сравнение потерь электрической энергии, определенных на основе (6) и (7), показывают, что для провода АС-120/27 они о тличаются в пределах 2 %.

2. Аппроксимации температуры провода (8) и (9) при анализе по терь электрической энергии дают результаты, максимально отличающиеся на 0,6 %. Таким образом, в рамках проведенного вычислительного эксперимента ист значительных преимуществ использования формулы (8) или (9), однако из соображения более высокой точности расчета в диапазоне малых токов предпочтение целесообразно отдать уравнению (9).

3. Уточнены уравнения математической модели для расчета температуры провода с учетом климатических и режимных факторов. Достоверность предложенных рекомендаций обусловлена сравнением расчетных значений допустимых длительных токов для семейства неизолированных проводов различного сечения с величинами допустимого длительного тока для этих проводов из ПУЭ.

Библиографический список

1. Инструкция по организации в Министерство энергетики РФ работы по расчету и обоснованию иорматинов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям. Утв. Приказом Минэнерго РФ № 326 от 30.12.2008.

2. Поспелов, Г. Е. Влияние темпера туры проводов на потери электроэнергии в активных сопротивлениях проводов воздушных линий электропередачи / Г. П. Поспелов, В В. Ерешевич // Электричество. — 1973. — № 10. — С. 81 —83.

3. Воротницкий. В. Э. Оценка погрешностей расчета потерь электроэнергии в ВЛ из-за неучёта метеоусловий / В. Э. Воротницкий. О. В. Туркина // Электрические станции. - 2008. — № 10. - С. 42-49.

4. Никифоров, П. П. Нагрузочная способность и мониторинг воздушных линий электропередачи 8 экстремальных погодных условиях / Е. П. Никифоров // Электричество. — 2009. - К»6. — С. 63 - 66.

5. Потери электроэнергии в электрических сетях, зависящие от погодных условий / Ю. С. Железко |и др.] // Электрические станции. - 2004. - № 11. - С. 42-48.

6. Левченко, И. И. Нагрузочная способность и мониторинг воздушных линий электропередачи в экстремальных погодных условиях /И. И. Левченко, И. И. Сацук// Электричество. — 2008. — №4. - С. 2-8.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. За руде кий. Г. К. Уточнение выражений для расчета температуры проводов воздушных линий электропередачи сверх-

ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ЫСТНИК N* 1 (*Г> 2010

высокого напряжения / Г. К. Зарудский. С. Ю. Сыромятников // ВсспшкМЭИ. Электроэнергетика. — 2008. — №2. — С. 37 —42.

8. Бургсдорф, R. В. Определение допустимых токов нагрузки воздушных линий электроииредачи но нагреву их проводов / В.

B. Бургсдорф// Электричество. — I989. — Nell. — С. I -8.

9. Хлебников, В. К. Влияние климатических условий на потери мощности и электроэнергии в кабельных линиях электропередачи / В. К. Хлебников // Известия вузов. Электромеханика — 2009. — №2. — С. 69 — 73.

10- Никифоров, Е. П. Учет мощности нагрева солнечной радиацией проиодоа ВЛ электропередачи / Е, П. Никифоров // Электрические станции. — 2008. — №2. — С. 49 —51.

11. Герасименко. А. А. Учет схемно-режимных и атмосферных факторов при расчете технологических потерь электро-знергии в распределительных сетях / Л. Л. Герасимеико, И. В. Шульгин, Г. С- Тимофеев// Журнал Сибирскою федерального университета. Серия: техника и технология. — 2008. — NoG, —

C. 19-21.

12. Никифоров. Е П. Предельно допустимые токовые нагрузки на провода действующих ВЛ с учетом нагрева проводов солнечной радиацией / Е. П. Никифоров // Электрические станции. - 2006. - № 7. - С. 56 - 59.

13. CJGRE. Thermal stale ol overhead line conductors. — Electra. — 1988. - №121.

14. C1CRE. The thermal behavior of overhead conduclors. -Electra. - 1992. - №144.

15. Правила устройства электроустановок 7-й вып. — Новосибирск : Снб. унив. изд-во. 2007. - 854 с.

16. Методика расчета предельных токовых нагрузок по условиям нагрева проислои для действующих линий электропередачи. -М.: Союзтехэнерго. — 1987. — 36 с.

Книжная полка

ВЫРВЛЛндрей Аркадьевич, кандидат технических паук, управляющий директор ООО «ЮНГ-Энерго-нефть».

ГОРЮНОВ Владимир Николаевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Электроснабжение промышленных предприятий» Омского государственного технического университета (ОмГТУ).

ГИРШИН Станислав Сергеевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ. БУБЕНЧИКОВ Антон Анатольевич, ассистент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ.

ПЕТРОВ Александр Сергеевич, ассистент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ.

ПЕТРОВА Елена Владимировна, инженер кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ.

ТЕВС Василий Викторович, ассистент кафедры «Электроснабжение промышленных предприятий» ОмГТУ.

Адрес для переписки: 644050, г. Омск, пр. Мира. 11.

Статья поступила в редакцию 28.12.2009 г.

@ А- А. Выроа, В. II. Горюнов, С. С. Гиршин, Л. Л. Бубенчиков, А. С. Петров, Е. В. Петрова, В. В. Теве

Эрнст, А. Д. Самозапуск синхронных электродвигателей [Текст] : учеб. пособие / Л. Д. Эрнег ; ОмГТУ. — Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. — 75 с.: рис., табл. — Библиогр.: с. 73.

В настоящем пособии собраны и структурированы данные, необходимые для расчета самозапуска синхронных электродвигателей, разработана методика, даны указания к выполнению самостоятельной работы. Изложены основные положения расчетов самозапуска синхронных электродвигателей узлов нагрузки п системах электроснабжения. Рассмотрены этапы расчетов в плане самос тоя тельной работы студентов при изучении дисциплин: «Устойчивость узлов нагрузки электроэнергетических систем», «Особые режимы и устойчивость электроэнергетических систем». Приведен сборник заданий, даны основные теоретические положения и примеры выполнения расчета самозапуска.

Ополева, Г. Н. Схемы и подстанции электроснабжения [Текст]: справочник : учеб. пособие для вузов по направлению нодгот. 650900 (140200) «Электроэнергетика» и специальностям 100100 (140204) «Электрические станции», 100200 (140205) «Электроэнергетические системы и сети» и 100400 (140211) «Электроснабжение» / Г. Н. Ополева. — М.: ФОРУМ-ИНФРА-М, 2009. — 479 с.: рис., табл. — (Высшее образование). — Библиогр.: с. 473-475. — ISBN 978-5-8199-0254-7. — ЮВК 978-5-16-002581-0.

Рассматриваются вопросы построения схем электроснабжения, проектирования распределительных и трансформаторных подстанций, передачи электрической энергии. Справочник содержит нормативно-технические материалы, необходимые для проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий и городов. Приведет»! описания и технические данные комплектных трансформаторных подстанций напряжением 10(6)-220 кВ, низковольтных комплектных распределительных устройств напряжением 10(6)-220 кВ, низковольтных комплектных устройств распределения, самонесущих изолированных проводов, кабелей с С ПЭ-изоляцией.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.