По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.311

Оперативное моделирование температуры провода для максимального использования пропускной способности воздушных линий

Баламетов А. Б. академик, АЭН РФ, д-р техн. наук, профессор, руководитель научного направления «Установившиеся режимы электроэнергетических систем», Азербайджанский научно-исследовательский проектно-изыскательский институт энергетики, г. Баку, Айзербаджан
Халилов Э. Д. канд. техн. наук, доцент, ведущий научный сотрудник, Азербайджанский научно-исследовательский проектно-изыскательский институт энергетики, г. Баку, Айзербаджан
Байрамов М. П. ст. преподаватель, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, г. Баку, Айзербаджан
Агаханова К. А. докторант, Сумгаитский государственный университет, г. Сумгаит, Айзербаджан

Разработаны алгоритм и программа расчета удельного активного сопротивления проводов воздушных линий с учетом температуры воздуха, рабочего тока, скорости ветра и солнечной радиации. Проведена количественная оценка влияния тока нагрузки, температуры окружающей среды, солнечной радиации и скорости ветра на активное сопротивление проводов воздушных линий. Приведены результаты расчета для проводов АС. Установлено, что при расчете потерь электроэнергии для проводов без учета температурной зависимости сопротивления относительные погрешности могут достигать 26% и более, что недопустимо. Оперативное моделирование температуры провода позволяет максимальное использование пропускной способности воздушных линий.

Литература:

1. Бургсдорф В.В., Никитина Л.Г. Определение допустимых токов нагрузки воздушных линий электропередачи по току их проводов // Электричество. – 1989. – № 11.

2. Зарудский Г.К., Зиннер Л.Э., Сыромятников СЮ. Расчет температуры проводов воздушных линий электропередачи СВН на основе метода критериального планирования эксперимента // Вестник МЭИ. – 1997. – № 12.

3. Никифоров Е.П. Предельно допустимые токовые нагрузки на провода действующих ВЛ с учетом нагрева проводов солнечной радиацией // Электрические станции. – 2006. – № 7.

4. Воротницкий В.Э., Туркина О.В. Оценка погрешностей расчета переменных потерь электроэнергии в ВЛ из-за неучета метеоусловий // Электрические станции. – 2008. – № 10. – С. 42–49.

5. Левченко И.И. Нагрузочная способность воздушных линий электропередачи в экстремальных погодных условиях / И.И. Левченко, Е.И. Сацук // Электричество. – 2008. – № 4. – С. 2–8.

6. Фигурнов Е.П., Жарков Ю.И., Петрова Т.Е. Уточненная методика расчета нагрева проводов воздушных линий электропередачи // Электрические станции. – 2013. – № 9. – С. 54–59.

7. WG B2.43, Guide for Thermal Rating Calculations of Overhead Lines, Tech. Rep. 601, Cigre, International Council on Large Electric Systems, 2014.

8. Механошин Б.И., Шкапцов В.А., Васильев Ю.А. Повышение эффективности использования существующих ВЛ на основе анализа их технического состояния и данных мониторинга температуры проводов // Электро. – 2007. – № 6.

9. Герасименко А.А. Учет схемно-режимных и атмосферных факторов при расчете технологических потерь электроэнергии в распределительных сетях / А.А. Герасименко, И.В. Шульгин, Г.С. Тимофеев // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технология. – 2008. – № 6. – С. 19–21.

10. Разработка комплекса программ сравнения методов расчета потерь электрической энергии в воздушных линиях электроэнергетических систем с учетом режимных и климатических факторов / Е.В. Петрова [и др.] // Энергетика и энергосбережение: межвуз. темат. сб. науч. тр. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – С. 201–211.

11. Баламетов А.Б., Байрамов М.П. Моделирование температуры провода для расчета потерь электроэнергии воздушных линий // Проблемы энергетики. – 2013. – № 2. – С. 4–12.

12. Valentina Cecchi, Aaron St. Leger, Karen Miu, Chika O. Nwankpa. Incorporating Temperature Variations Into Transmission-Line Models // IEEE Transactions on Power Delivery. – Oct. 2011. – Vol. 26. – Issue: 4. – Рp. 2189–2196.

13. Yang Mo, Xiaofeng Zhou, Yanling Wang, Likai Liang. Study on Operating Status of Overhead Transmission Lines Based on Wind Speed Variation // Progress In Electromagnetics Research M. – 2017. – Vol. 60. – Р. 111–120.

14. Rahman M., Kiesau M., Cecchi V. Investigating the impacts of conductor temperature on power handling capabilities of transmission lines using a multi-segment line model. – SoutheastCon, 2017. – Р. 1–7.

15. Rahman M., Braun C., Cecchi V. Determination of Transmission Line Power Transfer Capabilities Using Temperature Dependent Continuation Power Flow, Accepted for 2018 // IEEE Power and Energy Society General Meeting, Portland, OR, 2018.

16. Баламетов А.Б., Халилов Э.Д., Байрамов М.П., Агаханова К.А. Программа моделирования температуры провода и потерь мощности на основе учета режимных и атмосферных факторов // Программные продукты и системы. – 2018. – № 2. – Т. 31. – С. 396–402.

Нагрузки растут довольно высокими темпами, а сетевое строительство пока явно отстает. Максимальное использование пропускной способности воздушных линий может быть достигнуто при наличии достоверной информации о состоянии линии, а также актуальных данных о температуре проводов и плотности протекающего тока.

Одним из направлений повышения точности расчета переменных потерь электроэнергии в воздушных линиях электропередачи является определение активных сопротивлений проводов с учетом протекающего по линиям рабочего тока, температуры окружающего воздуха, скорости ветра и теплоты солнечного излучения.

В соответствии с [1–6] при определении технологических потерь электрической энергии по электрическим сетям необходимо учитывать температуру провода, влияющую на величину активного сопротивления. Температура провода, в свою очередь, зависит от режимных и климатических факторов: плотности тока, температуры окружающего воздуха tв, силы и направления ветра, интенсивности солнечной радиации и др. [1–16].

Удельное активное сопротивление проводов воздушных линий:

где R20 – удельное активное сопротивление при температуре провода 20°С, Ом/км;

α = 0,004 – температурный коэффициент электрического сопротивления сталеалюминевых проводов, 1/град;

tпр – температура провода, °С.

Температура провода в формуле (1), как правило, неизвестна. Она зависит от большого числа факторов и, в первую очередь, от протекающего по проводу электрического тока, температуры окружающего воздуха и скорости ветра. В традиционных расчетах переменных потерь электроэнергии активные сопротивления принимаются по справочникам, в которых они приведены к температуре 20 °С. В лучшем случае активные сопротивления пересчитываются с учетом температуры воздуха tв.

Цель статьи – разработать алгоритм и оценить количественное влияние тока нагрузки, температуры провода, солнечной радиации на активное сопротивление проводов при скорости ветра 0,5÷10 м/с, а также определить диапазоны погрешностей расчета годовых переменных потерь электроэнергии.

Для Цитирования:
Баламетов А. Б., Халилов Э. Д., Байрамов М. П., Агаханова К. А., Оперативное моделирование температуры провода для максимального использования пропускной способности воздушных линий. КИП и автоматика: обслуживание и ремонт. 2022;4.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: