ВКР: Изолированные провода

Содержание

Введение……………………………………………..…………………………….4

1. Основные задачи учета температуры в самонесущих изолированных проводах при расчете потерь электрической энергии………………….……….6

1.1. Применение самонесущих изолированных проводов в современных

электроэнергетических системах ………………………………………………….6

1.2 Учет температуры при расчете потерь в проводах воздушных линий электропередачи……………………………………………….…………………15

1.3 Методы расчета потерь энергии в воздушных линиях электропередачи….18

1.4 Обзор методов расчета тепловых полей……………………...……………..23

2. Математическое моделирование потерь мощности в самонесущих изолированных проводах………………………………………………………..28

2.1 Анализ тепловых режимов самонесущих изолированных проводов Стационарные тепловые режимы………………………………………………28

2.2 Математическая модель расчета потерь мощности в одиночном изолированном проводе………………………………..………………………..31

2.3 Расчёт температуры в изоляции провода с учетом диэлектрических потерь………………………………………………………………….………..……38

2.4 Математическая модель расчета потерь мощности в изолированных проводах с учетом температуры…………………………………………...…………………..40

2.5 Вывод уравнений коэффициентов теплоотдачи конвекцией и теплопередачи излучением для расчетов потерь электрической энергии в самонесущих изолированных проводах………………………………….…….44

2.6 Математическая модель расчета потерь мощности в четырехпроводной системе самонесущих изолированных проводах с учетом внутреннего теплообмена между фазами и климатических факторов…………………...….51

3 Реализация расчетов температуры и потерь электрической энергии в самонесущих изолированных проводах воздушных линий электроэнергетических систем с учетом тепловых процессов………………..61

3.1 Пример определения температуры и потерь электрической энергии в токоведущей жиле самонесущего изолированного провода……………….….61

3.2 Сравнение потерь электрической энергии в четырехпроводной системе СИП, нагруженной по номинальному току, при симметричной и несимметричной нагрузке без учета теплообмена между фазами……….……64

3.3 Расчет потерь активной мощности в четырехпроводной системе самонесущих изолированных проводов с учетом междуфазного теплообмена…………………………………………………………………..….67

3.4 Определение тепловых межфазных сопротивлений………………………67

3.5 Расчет потерь в самонесущих изолированных проводах при известных параметрах математической модели……………………………………...…….78

3.6 Расчет потерь активной мощности в четырехпроводной системе самонесущих изолированных проводов в условиях естественной конвекции………………………………………………………………………...83

3.7 Количественная оценка необходимости расчета потерь активной мощности в самонесущих изолированных проводах с учетом теплообмена между фазами…………………………………………………………………………….84

Заключение……………………………………………………………………….89

Список литературы………………………………………………………………91

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В свете быстрого увеличения электрических нагрузок, для более точного определения пропускной способности ЛЭП, сейчас активно применяются методы расчета динамической пропускной способности. Это обусловлено тем, что традиционные подходы требуют значительных капиталовложений и времени. Эти методы подразумевают использование значительных вычислительных ресурсов, но позволяют учитывать при анализе режимов линий обширный набор метеорологических данных, включая температуру окружающего воздуха, скорость ветра, интенсивность солнечного света и атмосферное давление.

Большая часть потерь энергии в электросетях обусловлена нагрузочными потерями, возникающими в проводах ВЛ. Применение новых типов проводов, таких как самонесущие изолированные провода (СИП), способствует уменьшению потерь напряжения в сети, снижению операционных издержек, а также обладает рядом иных преимуществ. Одним из способов повышения точности соответствующих расчетов является учет температурного режима проводов.

Для мониторинга режима линии требуется располагать данными о фактической температуре токопроводящей жилы. В случае воздушных линий, оборудованных традиционными неизолированными сталеалюминевыми проводами, расчет температуры жилы достаточно эффективно реализуется либо с использованием тепловизионного оборудования, либо посредством специализированных математических моделей. Определение температуры жилы для защищенных проводов может быть осуществлено через математическое моделирование, основанное на измерении температуры на поверхности изоляции, подразумевая, что она однородна по всей площади. Тем не менее, для проводов, имеющих слой изоляции, теплопроводность которого ниже, чем у алюминия, любые вариации в условиях теплоотдачи вызывают неоднородность температуры на поверхности. В этой ситуации тепловизионный метод внесет существенную погрешность при определении температуры поверхности проводника, а, соответственно, и температуры жилы.

Известно, что увеличение скорости потока жидкости или газа вокруг тела приводит к росту интенсивности конвекции на его поверхности. Ветровое обтекание проводов почти всегда выходит за рамки ламинарного режима, порождая сложную картину распределения скоростей вокруг провода. На поверхности провода формируются зоны срыва потока и мощных завихрений, что обуславливает неравномерность в конвекции и температуры по всей площади провода.

Цель работы – Анализ потерь электрической энергии в самонесущих изолированных проводах и высокотемпературных проводах. Расчет температуры и потерь электрической энергии в самонесущих изолированных проводах и высокотемпературных проводах.

Объект исследования – Самонесущие изолированные провода воздушных линий электропередачи, высрокотемпературные провода воздушных линий электропередачи.

Предмет исследования – методы расчета температуры и потерь электрической энергии в самонесущих изолированных проводах воздушных линиях и высокотемпературных проводов электроэнергетических систем с учетом климатических факторов.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы из 35 названий, содержит 93 стр. основного текста, 15 рисунок, 31 таблицу.