CC BY
5УДК 620.9 Ведерников А.С., Шевченко А.А.
Ведерников А.С.
канд. техн. наук, заведующий кафедры электрические станции Самарский государственный технический университет (г. Самара, Россия)
Шевченко А.А.
аспирант кафедры электрические станции Самарский государственный технический университет (г. Самара, Россия)
АКТУАЛЬНОСТЬ МЕТОДА ФАЗНЫХ КООРДИНАТ
ДЛЯ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ ЛЭП СЛОЖНОЙ КОНСТРУКЦИИ С УЧЕТОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОВОДНИКОВ
Аннотация: в статье рассматривается вопрос применения метода фазных координат (МФК) для определения токов и напряжений двухцепной линии электропередач (ЛЭП) напряжением 110 кВ. Основная цель статьи заключается в определении актуальности применения МФК при определении параметров режимов ЛЭП сложной конструкции. Авторами статьи была определена ВЛ110 кВ расположенная в г.о. Самара, с которой были взяты реальные показатели токов и напряжений в произвольный момент времени. Данные показатели авторы сравнили с расчетными значениями, полученными по методу фазных координат, на основании чего был сделан вывод о его актуальности при нахождении параметров режимов ЛЭП с учетом электромагнитного взаимодействия проводников.
Ключевые слова: метод фазных координат, двухцепная ЛЭП, электромагнитное взаимодействие, токи наброса, наведенное напряжение.
С целью определения параметров режимов линий электропередач сложной конструкции, в которых преобладает воздействие электромагнитных полей на проводники фаз, вызывающие их несимметричный режим работы,
учеными разработан метод фазных координат. Метод фазных координат основывается на геометрическом расположении проводников фаз в пространстве [1].
Для проведения расчетов методом фазных координат необходимо определить начальные параметры:
1. Ток в начале линии (нагрузка, выдаваемая из питающей подстанции):
1.1. На I цепь нагрузка 4,5 А.
1.2. На II цепь нагрузка 50 А.
2. Линейное напряжение, выдаваемое в линию с питающей ПС по обеим цепям равно 66 кВ.
3. Длина ЛЭП по обеим цепям равна 7,32 км.
4. Марка проводов: АС-185/29, г=9.4 мм.
5. Видоисполнение опор с геометрическими характеристиками (рисунок
1).
Рис. 1. Добыча угля и курс евро в России за период 1999-2013 гг.
Результаты расчета с фактическими данными параметров нормального режима для представленной выше ЛЭП сведены в таблицах 1 и 2. Также в таблице представлены значения погрешностей расчетных данных от фактических.
Таблица 1. Значения напряжений нормального режима, рассчитанные методом
фазных координат в сравнении с фактическими параметрами ВЛ 110 кВ.
Фаза Расчетное напряжение, к В Фактическое напряжение, кВ % погр.
I цепь А 65,86 63,98 2,9
В 65,93 64,55 2,1
С 66,2 67,47 1,9
II цепь А 65,8 64,72 1,7
В 65,88 66,71 1,2
С 66,13 67,13 1,5
Грозотрос 0,18 ??? -
Таблица 2. Значения токов нормального режима, рассчитанные методом фазных
координат в сравнении с фактическими параметрами ВЛ 110 кВ.
Фаза Расчетный ток, А Фактический ток, А % погр.
л А 4,92 5,32 8,1
я щ я В 4,71 4,96 5,3
NN С 4,27 3,88 9,2
Л Я V я А 50,2 52,7 4,9
В 50,1 50,2 0,2
1-4 1-4 С 49,7 47,4 4,7
Грозотрос 0,46 ??? -
Исходя из таблиц 1 и 2 можно сделать вывод, что метод фазных координат полностью подходит для расчета параметров нормального режима ЛЭП сложной конструкции. Данный метод учитывает электромагнитное взаимодействие проводников, при этом неравномерное распределение токов и напряжений по фазам цепей. Получившаяся погрешность при расчетах полностью удовлетворяет авторов статьи, так как погрешность трансформаторов тока, к
которым подключены регистраторы событий составляет 10 %, а трансформаторов напряжения - 3%.
В дальнейшей работе авторы статьи планируют использовать МФК для определения параметров установившегося аварийного режима ЛЭП сложной конструкции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Ведерников А.С., Ведерникова Е.С., Шишков Е.М. Метод фазных координат в расчётах установившихся режимов двухцепных ЛЭП. // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Тез. докл. 17-ой междунар. науч. - техн. конф. студентов и аспирантов. М.: Изд. дом МЭИ, 2011. Т. 3. - С. 312 - 314.
2. Гольдштейн В.Г., Шишков Е.М. Ведерников А.С., Методика расчёта установившихся режимов много-цепных воздушных линий электропередачи. //Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. - Новосибирск, 2012. - №1. - С. 400-403
3. Шевченко А.А., Ведерников А.А. Определение параметров установившихся аварийных режимов многоцепных ЛЭП с учетом электромагнитного влияния проводников. // Энергетика будущего - цифровая трансформация. Сборник трудов всероссийской научно-практической конференции. 14 - 15 декабря. - Липецк : Изд-во Липецкого государственного технического университета, 2023. - С. 135-138
4. Шевченко А.А., Савельев А.А., Шипилов А.С., Ведерников А.С. Учет межфазного электромагнитного взаимодействия проводников при расчете установившихся аварийных режимов многоцепных ЛЭП. // Повышение эффективности производства и использования энергии в условиях Сибири. Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Иркутск: изд-во ИрНИТУ, 2021, Т.1. - С. 64 - 67.
5. Berman A., Xu W. Analysis of faulted power systems by phase coordinates //Power Delivery, IE Transactions on. - 1998. - ^ 13. - №. 2. - Q 587-595.
6. Laughton M. A. Analisys of unbalanced polyphase networks by the method of phase coordinates. Part 1. System representation in phase frame of reference // Proc. IE-E-E, 1968. - v. 115. - № 8. - PP. 1163-1172.
Vedernikov A.S., Shevchenko A.A.
Vedernikov A.S.
Samara State Technical University (Samara, Russia)
Shevchenko A.A.
Samara State Technical University (Samara, Russia)
RELEVANCE OF PHASE COORDINATE METHOD FOR CALCULATING PARAMETERS OF MODES OF POWER LINES OF COMPLEX STRUCTURE TAKEN INTO ACCOUNT OF ELECTROMAGNETIC INTERACTION OF CONDUCTORS
Abstract: the article discusses the issue of using the phase coordinate method (PC) to determine the currents and voltages of a double-circuit power line (PTL) with a voltage of 110 kV. The main purpose of the article is to determine the relevance of using MFC in determining the parameters of power transmission line modes of complex design. The authors of the article identified a 110 kV overhead line located in the city. Samara, from which real current and voltage indicators were taken at an arbitrary point in time. The authors compared these indicators with the calculated values obtained using the phase coordinate method, on the basis of which a conclusion was made about its relevance in finding the parameters of power transmission line modes, taking into account the electromagnetic interaction of conductors.
Keywords: phase coordinate method, double-circuit power line, electromagnetic interaction, surge currents, induced voltage.
