谈谈电力网电晕损耗计算
电晕损失计算涉及的因素很多,与地理环境、气候条件、导线结构及实际运行情况有关,目前尚没有精确的计算模型。经过比较,在此介绍一种收集参数相对少的计算方法,本方法的核心是通过已有的实测曲线(见图-1~图-4)进行估算。
根据我国大部分地区的气象条件,可把天气条件划分为以下四类:
(1)冰雪天—包括雾淞、雨淞、湿雪、干雪天气;
(2)雨天—包括毛毛雨和各种雨强的天气;
(3)雾天—包括各种大小雾天、下霜天和结露天;
(4)好天—除了以上三种天气以外,都属于好天。
各地区可进行典型条件的电晕损失试验,以取得符合实际的电晕损失曲线。
电力部电力科学研究院及高压研究所,根据导线放电的物理特点,以及在海子头、清河两个实验站实测的数据,绘制了各种天气情况下的电晕损耗功率△PC的计算曲线(见图-1),其关系式为:
N为每根导线的分裂根数;
δ为空气的相对密度;
Em为导线表面的最大电场强度,k V/cm。
图-1 电晕损耗计算曲线(好天气)
应用计算机编制软件时,可将曲线数字化处理后存人计算机。
在某种天气条件下,架空线路每千米的电晕损耗计算步骤如下。
(1)计算A相线路每公里的电晕损耗。首先求出空气的相对密度δ及导线表面的最大电场强度Em:
T为平均气温,℃
对于单根导线的输电线路:
C为各组导线的工作电容,pF/m;
λ为计算分裂导线表面最大电场强度的系数。
当分裂导线成正多边形排列时:
若计算线路各相导线的工作电容Ca、Cb、Cc,则先求得三相换位架空输电线路的平均电容Cav(PF/m)为
req为每根导线的等效半径,cm;
对导线水平排列的三相线路,考虑大地和架空线路的影响以后,在三相对称运行时,边相导线工作电容Ca≈ Cav,Ca≈ Cc,中相导线工作电容Cb≈1.1Cav,当三相导线成对称三角形排列时,每相导线工作电容可近似认为相等,等于Cav,然后求出δr和Em/δ的值。
最后,查曲线或采用数学方法从存人计算机的数字化曲线中求得相应A相每千米的电晕损耗值△PC/nC-PC/n。
(2)同理可得B相距C相线路每根导线每千米的电晕损耗△PCBi/n和△PCCi/n。
(3)计算一条线路每千米的电晕损耗电能△Aci:
△PCAi/n +△PCBi/n +△PCCi/n为某种天气下A、B、 C相每千米每根导线的损耗功率。
将△PC和△AC分别乘以线路的长度就得出了每条线路线损计算时段内的平均损耗功率和损失电能。
进一步计算可将导线电晕损耗功率化为节点功率参与潮流计算,统计时再分类列表。
图-2 电晕损耗计算曲线(雨天)
图-3 电晕损耗计算曲线(雾天)
图-4 电晕损耗计算曲线(雪天》
根据我国大部分地区的气象条件,可把天气条件划分为以下四类:
(1)冰雪天—包括雾淞、雨淞、湿雪、干雪天气;
(2)雨天—包括毛毛雨和各种雨强的天气;
(3)雾天—包括各种大小雾天、下霜天和结露天;
(4)好天—除了以上三种天气以外,都属于好天。
各地区可进行典型条件的电晕损失试验,以取得符合实际的电晕损失曲线。
电力部电力科学研究院及高压研究所,根据导线放电的物理特点,以及在海子头、清河两个实验站实测的数据,绘制了各种天气情况下的电晕损耗功率△PC的计算曲线(见图-1),其关系式为:
△PC/n~(Em/δ,δ×r)
式中:r为每根导线计算半径,cm;N为每根导线的分裂根数;
δ为空气的相对密度;
Em为导线表面的最大电场强度,k V/cm。
图-1 电晕损耗计算曲线(好天气)
在某种天气条件下,架空线路每千米的电晕损耗计算步骤如下。
(1)计算A相线路每公里的电晕损耗。首先求出空气的相对密度δ及导线表面的最大电场强度Em:
δ=51.47P/(273+t)
式中:P为大气压,Pa;T为平均气温,℃
对于单根导线的输电线路:
Em=0 .0147CU/r
对于分裂导线的输电线路,有
Em =λ×0.0147 CU/ r
上两式中:U为线路的实际运行电压,kV;C为各组导线的工作电容,pF/m;
λ为计算分裂导线表面最大电场强度的系数。
当分裂导线成正多边形排列时:
λ=1+2 r(n-1)sin(л/ n)/α
式中:α为分裂导线间的几何均距,CM。若计算线路各相导线的工作电容Ca、Cb、Cc,则先求得三相换位架空输电线路的平均电容Cav(PF/m)为
Cav=(24.1/lg(Dm/req)
req =(ran-1)1/n
式中:Dm为三相导线的几何均距,cm;req =(ran-1)1/n
req为每根导线的等效半径,cm;
对导线水平排列的三相线路,考虑大地和架空线路的影响以后,在三相对称运行时,边相导线工作电容Ca≈ Cav,Ca≈ Cc,中相导线工作电容Cb≈1.1Cav,当三相导线成对称三角形排列时,每相导线工作电容可近似认为相等,等于Cav,然后求出δr和Em/δ的值。
最后,查曲线或采用数学方法从存人计算机的数字化曲线中求得相应A相每千米的电晕损耗值△PC/nC-PC/n。
(2)同理可得B相距C相线路每根导线每千米的电晕损耗△PCBi/n和△PCCi/n。
(3)计算一条线路每千米的电晕损耗电能△Aci:
△Aci =n(△PCAi/n +△PCBi/n +△PCCi/n)Ti
所以在计算线损时段T内,三相导线每千米的平均电晕损耗功率△PC(KWh/Km)以及电晕损耗电能△AC(KWh/Km)分别为:
式中:k为计算日引没内不同气象条件的天气数(k≤4);
Ti为某种天气的持续小时数,可根据当地气象台站的气象记录取用;△PCAi/n +△PCBi/n +△PCCi/n为某种天气下A、B、 C相每千米每根导线的损耗功率。
将△PC和△AC分别乘以线路的长度就得出了每条线路线损计算时段内的平均损耗功率和损失电能。
进一步计算可将导线电晕损耗功率化为节点功率参与潮流计算,统计时再分类列表。
图-2 电晕损耗计算曲线(雨天)
图-3 电晕损耗计算曲线(雾天)
图-4 电晕损耗计算曲线(雪天》
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