3.2. Параметры и схемы замещения воздушных

и кабельных линий электропередач

Воздушные и кабельные линии электропередач (ЛЭП) обладают равномерно распределенными по длине параметрами: активным R₀ и индуктивным Х₀ сопротивлениями на 1 км длины, активной g₀ и емкостной b₀ проводимостями. Величины R₀, X₀, g₀ и b₀ называются соответственно погонными сопротивлениями и проводимостями. При длине ВЛ   150200 км и КЛ   3050 км в практических расчетах величины могут быть представлены сосредоточенными сопротивлениями R и X и проводимостями G, B.

Для длинных линий отдельные участки представляются в виде П-образных схем, схема замещения которых имеет П-образный вид (рис.3.5).

Активное сопротивление проводов и кабелей при частоте 50 Гц равно омическому сопротивлению. Явление поверхностного эффекта не учитывается. Активное сопротивление 1 км линии при t = 20 С определяется по формуле:

R₀ = 1000/(S), (3.1)

где  – удельная проводимость, м/(Оммм²), S – площадь поперечного сечения, мм².

Для меди  = 53 м/(Оммм²), для алюминия  = 32 м/(Оммм²). Тогда для медных проводов R₀ = 18,7 Ом/км, для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов R₀ = 32,25 Ом/км.

Индуктивное сопротивление 1 км воздушных и кабельных ЛЭП соответственно:

; (3.2)

, (3.3)

где d_п – диаметр провода, приведенный к поверхностному распределению тока, d_п = d;  – коэффициент, равный 0,75 для медных проводов и 0,95 для алюминиевых проводов; – среднее расстояние между центрами жил кабеля.

Для линий с расщепленными проводами при двух проводах в фазе ; трех проводах в фазе , где  – расстояние между проводами в фазе.

Для воздушных линий X₀ изменяется от 0,33 до 0,43 Ом/км. При двух проводах в фазе Х₀ снижается на 15-20 %, трех проводах в фазе – на 25-30 %. Индуктивное сопротивление трехжильных кабелей значительно меньше и при U_н = 35 кВ составляет 0,12 Ом/км; при 3-10 кВ – 0,07-0,08 Ом/км; до 1 кВ – 0,06-0,07 Ом/км.

Активная проводимость ВЛ определяется потерями активной мощности на корону и в диэлектриках:

, G = g₀ . (3.4)

Значения р_к могут варьироваться от нескольких единиц до нескольких десятков киловатт на километр. С ростом напряжения на 5 % по отношению к номинальному потери на корону увеличиваются на 35 %, а при понижении на 5 % уменьшаются на 20-25 %.

Для кабельных ЛЭП потери на корону отсутствуют, а потери активной мощности в диэлектриках не учитываются. Поэтому для них g₀ = 0.

Емкостная проводимость ВЛ обусловлена проводимостью между проводами и землей и определяется взаимным расположением фазных проводов, высотой подвеса над землей, наличием заземляющих тросов и второй параллельной воздушной линии:

; (3.5)

; (3.6)

B = b₀ . (3.7)

Зарядный ток

I₀ = U_Фb₀  = U_ФB. (3.8)

Зарядная мощность

Q_c = 3I₀U_Ф = U²B. (3.9)