Транспозиция проводов для чего она нужна
Транспозиция проводов воздушной линии электропередачи с примерами решения задач кратко
Транспозиция в электротехнике — изменение взаимного расположения проводов отдельных фаз по длине воздушной линии электропередачи для уменьшения нежелательного влияния линий электропередачи друг на друга и на близлежащие линии связи.
транспозиция проводов – изменение пространственного положения проводов с целью обеспечения их равной длины и соответственно сцепления с электромагнитным полем. При выполнении намотки без транспозиции наблюдаются значительные потери энергии. В непрерывной обмотке все укладываемые провода изменяют местами при переходе из одной катушки на другую. Количество переходов в этом случае должно быть равным количеству параллельно укладываемых проводов. На производственных предприятиях при намотке непрерывных обмоток используют правило, в соответствии с которым началом и концом катушки принято считать виток, который состоит из нечетного числа параллельных проводов. Транспозиция проводов широко используется при намотке винтовых обмоток для силовых масляных трансформаторов ТМГ, ТМН, ТМ. Это позволяет существенно сократить потери в самом трансформаторе и снижает вероятность межвитковых замыканий.
Для того чтобы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи одинаковыми, на линии электропередачи применяют транспозицию проводов, т.е. взаимно меняют их расположение друг относительно друга, при этом каждый провод фазы проходит одну треть пути (рис. 3). Одно такое тройное перемещение называется циклом транспозиции.
Рис. 3. Схема полного цикла транспозиции участков воздушной линии электропередачи: 1, 2, 3 – фазные провода
Транспозицию фазных проводов воздушной линии электропередачи с неизолированными проводами применяют на напряжение 110 кВ и выше и при протяженности линии 100 км и больше. Один из вариантов монтажа проводов на транспозиционной опоре показан на рис. 4. Следует отметить, что транспозицию токопроводящих жил иногда применяют и в КЛ, кроме того современные технологии проектирования и сооружения ВЛ позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и компактные воздушные линии сверхвысокого напряжения).
Рис. 4. Транспозиционная опора
Рис. 5. Эскиз воздушной линии электропередачи
Расстояние между анкерными опорами называют анкерным пролетом воздушной линии электропередачи (рис. 6). Горизонтальное расстояние между точками крепления провода на соседних опорах называется длиной пролета L. Эскиз пролета ВЛ показан на рис. 7. Длину пролета выбирают в основном по экономическим соображениям, кроме переходных пролетов, учитывая, как высоту опор, так и провисание проводов и тросов, а также количество опор и изоляторов по всей длине ВЛ.
Рис. 6. Эскиз анкерного пролета ВЛ: 1 – поддерживающая гирлянда изоляторов; 2 – натяжная гирлянда; 3 – промежуточная опора; 4 – анкерная опора
Наименьшее расстояние по вертикали от земли до провода при его наибольшем провисании называют габаритом линии до земли – h. Габарит линии должен выдерживаться для всех номинальных напряжений с учетом опасности перекрытия воздушного промежутка между фазными проводами и наиболее высокой точкой местности. Также необходимо учитывать экологические аспекты воздействия высоких напряженностей электромагнитного поля на живые организмы и растения.
Наибольшее отклонение фазного провода f п или грозозащитного троса f т от горизонтали под действием равномерно распределенной нагрузки от собственной массы, массы гололеда и давления ветра называют стрелой провеса. Для предотвращения схлестывания проводов стрела провеса троса выполняется меньше стрелы провеса провода на 0,5 – 1,5 м.
Пример решения задачи
Участок воздушной линии электропередачи класса 110 кВ, длиной 120 километров.
Тип задачи:
Плоско-параллельная задача магнитного поля переменных токов.
Геометрия:
ABCЗемля2 м3.5 м2 м3 м14.5 м3 м
Провод неизолированный для воздушных линий электропередач марки АС
СтальАлюминий
Схема транспозиции. Длина линии l = 120 км.
ABCCABBCA40 км40 км40 км
Дано:
Номинальное напряжение линии (действующее) Uл = 110 кВ
Rнагр = 100 Ом, Lнагр = 0.23 Гн.
Задание:
Определить индуктивность фазы линии электропередачи.
Решение:
Согласно ПУЭ, на ВЛ 110-500 кВ длиной более 100 км для ограничения несимметрии токов и напряжений должен выполняться один полный цикл транспозиции. Шаг транспозиции по условию влияний на линии связи не нормируется. При этом транспозиция должна осуществляться так, чтобы суммарные длины участков ВЛ с различным чередованием фаз были примерно равны.
Длина нашей линии составляет 120 км, и на протяжении всего участка электропередачи происходит полный цикл транспозиции проводов линии. Расстояние между точками транспозиции (транспозиционными опорами) составляет 40 км.
Для учета различного расположения отрезков линии они все были добавлены в модель. Участки были изолированы по магнитному полю, и не создавали помех друг другу, но были связаны в цепи. Таким образом в единой задаче удалось учесть различное распределение проводников.
Полное сопротивление линии складывается из сопротивлений отдельных участков и может быть найдено как падение напряжения на отдельный участках, деленное на ток:
Zл = (U1 + U2 + U3) / I.
Сопротивление линии может быть представлено, как сумма активного сопротивления (R) и индуктивного сопротивления (Xл):
Zл = Rл + j·Xл.
Результаты расчета:
Таблица измеренных токов и напряжений для фазы А
Индуктивность фазы: Lф = LA = LB = LC = 0.156 Гн (на 120 км).
На этом все! Теперь вы знаете все про транспозиция проводов, Помните, что это теперь будет проще использовать на практике. Надеюсь, что теперь ты понял что такое транспозиция проводов и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то нестесняся пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Теоретические основы электротехники
Транспозиция (в электротехнике)
Лит.: Мельников Н. А., Электрические сети и системы, М., 1975.
Смотреть что такое «Транспозиция (в электротехнике)» в других словарях:
Транспозиция — (транспонирование, транспонировка; от лат. trānspositiō «перекладывание») многозначный термин. Транспозиция в комбинаторике перестановка, которая меняет местами только два элемента. Транспозиция в генетике перемещение… … Википедия
транспозиция (проводов) ЛЭП — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN transmission line transposition … Справочник технического переводчика
транспозиция (фазных) проводов — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN conductor transposition … Справочник технического переводчика
транспозиция в пролёте — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN span transpositionspan type transposition … Справочник технического переводчика
транспозиция проводов ВЛ — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN open wire transposition … Справочник технического переводчика
транспозиция фаз — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN phase transposition … Справочник технического переводчика
Транспозиция — I Транспозиция (от позднелат. transpositio перестановка) (транспонировка) в музыке, перенос всех звуков музыкального произведения на определённый интервал вверх или вниз. Т. на любой интервал, кроме октавы, меняет тональность. Цель Т.… … Большая советская энциклопедия
обратная транспозиция витков (обмотки) — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN inverted turn transposition … Справочник технического переводчика
скрещивание проводов — транспозиция — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия Синонимы транспозиция EN cross connection … Справочник технического переводчика
Транспозиция проводов воздушной линии электропередачи
Изобретение относится к области железных дорог, электрифицированных на переменном токе, и направлено на обеспечение нормального функционирования высоковольтных линий с изолированной нейтралью в условиях интенсивного воздействия электромагнитного поля контактной сети железной дороги. Устройство транспозиционной геометрии проводов воздушной высоковольтной линии содержит: опоры линии, кронштейны для крепления в ряд двух изоляторов по углам основания условного пространственного равностороннего треугольника, стороны которого увеличены в минимально допустимый размер сближения. Для симметрирования погонных электрических параметров линии применена шестишаговая транспозиция проводов — фаз в цикле с поворотом проводов — фаз на 60° на каждой опоре и вращением проводов по всей длине линии. Геометрическое расположение проводов на опорах по углам условного пространственного равностороннего треугольника выполнено с помощью чередующихся по высоте и разных по длине кронштейнов с подвесными изоляторами, на которых крепятся провода — фазы. Технический результат заключается в снижении электромагнитного воздействия контактной сети железной дороги на функционирование высоковольтных линий с изолированной нейтралью. 2 ил.
Воздушная линия электропередачи
Воздушная линия электропередачи (ВЛ) – устройство, предназначенное для передачи или распределения электрической энергии по проводам с защитной изолирующей оболочкой (ВЛЗ) или неизолированным проводам (ВЛ), находящимся на открытом воздухе и прикрепленным с помощью траверс (кронштейнов), изоляторов и линейной арматуры к опорам или другим инженерным сооружениям (мостам, путепроводам). Главными элементами ВЛ являются:
За начало и за конец воздушной линии принимают линейные порталы распределительных устройств. По конструктивному устройству ВЛ делятся на одноцепные и многоцепные, как правило 2-цепные.
Обычно ВЛ состоит из трех фаз, поэтому опоры одноцепных ВЛ напряжением выше 1 кВ рассчитаны на подвеску трёх фазных проводов (одной цепи) (рис. 1), на опорах двухцепных ВЛ подвешивают шесть проводов (две параллельно идущие цепи). При необходимости над фазными проводами подвешивается один или два грозозащитных троса. На опорах ВЛ распределительной сети напряжением до 1 кВ подвешивается от 5 до 12 проводов для электроснабжения различных потребителей по одной ВЛ (наружное и внутреннее освещение, электросиловое хозяйство, бытовые нагрузки). ВЛ напряжением до 1 кВ с глухозаземлённой нейтралью помимо фазных снабжена нулевым проводом.
Рис. 1. Фрагменты ВЛ 220 кВ: а – одноцепной; б – двухцепной
Провода воздушных линий электропередачи в основном изготавливаются из алюминия и его сплавов, в некоторых случаях из меди и ее сплавов, выполняются из холоднотянутой проволоки, обладающей достаточной механической прочностью. Однако наибольшее распространение получили многопроволочные провода из двух металлов с хорошими механическими характеристиками и относительно невысокой стоимостью. К проводам такого типа относятся сталеалюминиевые провода с отношением площадей поперечного сечения алюминиевой и стальной части от 4,0 до 8,0. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов показаны на рис. 2, а конструктивные параметры ВЛ стандартного ряда напряжений приведены в табл. 1.
Рис. 2. Примеры расположения фазных проводов и грозозащитных тросов на опорах: а – треугольное; б – горизонтальное; в – шестиугольное «бочкой»; г – обратной «елкой»
Таблица 1. Конструктивные параметры воздушных линий
Для всех приведенных вариантов расположения фазных проводов на опорах характерно несимметричное расположение проводов по отношению друг к другу. Соответственно это ведет к неодинаковому реактивному сопротивлению и проводимости разных фаз, обусловленных взаимной индуктивностью между проводами линии и как следствие к несимметрии фазных напряжений и падению напряжения.
Для того чтобы сделать емкость и индуктивность всех трех фаз цепи одинаковыми, на линии электропередачи применяют транспозицию проводов, т.е. взаимно меняют их расположение друг относительно друга, при этом каждый провод фазы проходит одну треть пути (рис. 3). Одно такое тройное перемещение называется циклом транспозиции.
Рис. 3. Схема полного цикла транспозиции участков воздушной линии электропередачи: 1, 2, 3 – фазные провода
Транспозицию фазных проводов воздушной линии электропередачи с неизолированными проводами применяют на напряжение 110 кВ и выше и при протяженности линии 100 км и больше. Один из вариантов монтажа проводов на транспозиционной опоре показан на рис. 4. Следует отметить, что транспозицию токопроводящих жил иногда применяют и в КЛ, кроме того современные технологии проектирования и сооружения ВЛ позволяют технически реализовать управление параметрами линии (управляемые самокомпенсирующиеся линии и компактные воздушные линии сверхвысокого напряжения).
Рис. 4. Транспозиционная опора
Провода и защитные тросы ВЛ в определенных местах должны быть жестко закреплены на натяжных изоляторах анкерных опор (концевые опоры 1 и 7, устанавливаемые в начале и конце ВЛ, как это показано на рис. 5 и натянуты до заданного тяжения. Между анкерными опорами устанавливают промежуточные опоры, необходимые для поддержания проводов и тросов, при помощи поддерживающих гирлянд изоляторов с поддерживающими зажимами, на заданной высоте (опоры 2, 3, 6), устанавливаемые на прямом участке ВЛ; угловые (опоры 4 и 5), устанавливаемые на поворотах трассы ВЛ; переходные (опоры 2 и 3), устанавливаемые в пролете пересечения воздушной линией какого-либо естественного препятствия или инженерного сооружения, например, железной дороги или шоссе.
Колодец транспозиции
Коробки транспозиции КТ-ОПН располагаются по трассе кабельной линии в специальных местах, защищённых от проникновения случайных лиц и называемых колодцами транспозиции. Как оказалось, конструкция колодца транспозиции очень сильно влияет на качество монтажа размещаемых в нём коробок транспозиции, а также на удобство последующей эксплуатации всей кабельной линии. Для того чтобы монтаж и эксплуатация транспозиции экранов были наиболее удачны, рекомендуется придерживаться нескольких простых, но важных правил.
1. Колодец транспозиции должен быть такого размера, чтобы был обеспечен удобный подход к коробке. Колодец не должен быть маленьким и мелким, так как в нём нельзя будет развернуться, он будет легко затопляться водой, а зимой насквозь промерзать. Лучше всего использовать железобетонные колодцы типа ККС-5, так как они просторны и позволяют разместить сразу две коробки (в случае двухцепной кабельной линии), достаточно прочны, массивны (не будут выдавлены грунтом).
2. Коробка должна размещаться в верхней части колодца, чтобы попадающие в колодец грунтовые и дождевые воды редко достигали коробки, и чтобы зимой она не вмерзала в лёд.
3. Коробка должна размещаться так, чтобы проходные изоляторы смотрели вниз, в пол колодца, ведь именно в нижней части колодца в него при помощи ППС заводятся шесть экранов кабельной линии, отходящих от транспозиционных муфт.
5. Монтаж и испытания кабельной линии не требуют вскрытия коробок КТ-ОПН. Открывать/закрывать крышку коробки может потребоваться лишь в случае поиска повреждений изоляции кабеля или его оболочки. На рис. 4 схематично отражены первые три из пяти названных выше простых правил обустройства колодца транспозиции.
Рис. 4. Монтаж коробки в колодце транспозиции двухцепной кабельной линии
Кабельная линия электропередачи
Кабельная линия электропередачи (КЛ) состоит из одного или нескольких кабелей и кабельной арматуры для соединения кабелей и для присоединения кабелей к электрическим аппаратам или шинам распределительных устройств.
В отличие от ВЛ кабели прокладываются не только на открытом воздухе, но и внутри помещений (рис. 8), в земле и воде. Поэтому КЛ подвержены воздействию влаги, химической агрессивности воды и почвы, механическим повреждениям при проведении земляных работ и смещении грунта во время ливневых дождей и паводков. Конструкция кабеля и сооружений для прокладки кабеля должна предусматривать защиту от указанных воздействий.
Рис. 8. Прокладка силовых кабелей в помещении и на улице
По значению номинального напряжения кабели делятся на три группы: кабели низкого напряжения (до 1 кВ), кабели среднего напряжения (6…35 кВ), кабели высокого напряжения (110 кВ и выше). По роду тока различают кабели переменного и постоянного тока.
Силовые кабели выполняются одножильными, двухжильными, трехжильными, четырехжильными и пятижильными. Одножильными выполняются кабели высокого напряжения; двухжильными – кабели постоянного тока; трехжильными – кабели среднего напряжения.
23.Расчет режима лэп при заданном токе нагрузки и напряжении в конце линии.
Будем считать, что режим конца линии задан фазным напряжением U
Необходимо определить 1) напряжение в начале линии – U
1,2) ток в продольной части –
I
12, 3) потери мощности —
S
12 4) ток в начале линии –
I
1.
Расчет состоит в определении неизвестных токов и напряжений, последовательно от конца линии к началу.
Емкостный ток в конце линии 1-2, по закону Ома:
Ток в продольной части линии 1-2, по первому закону Кирхгофа:I
Напряжение в начале линии по закону Ома:U
Емкостный ток в начале линии:
Ток в начале линии по первому закону Кирхгофа:
Потери мощности в линии (в трех фазах):S
Новости
© 2021 Все права защищены. Политика конфиденциальности Информация, размещенная на сайте не является офертой.
Значение слова «Транспозиция (в электротехнике)»
Транспозиция в электротехнике, изменение взаимного расположения проводов отдельных фаз по длине воздушной линии электропередачи
(ЛЭП) для уменьшения нежелательного влияния ЛЭП друг на друга и на близлежащие линии связи. При Т. вся ЛЭП условно разделяется на участки, число которых кратно числу фаз. При переходе с одного участка на другой фазы меняются местами так, что каждая из них попеременно занимает положение остальных. Длина участка определяется условиями надёжной работы ЛЭП, стоимостью её сооружения и требованиями симметрии её токов и напряжений, возрастающей в результате выравнивания значений индуктивности и ёмкости фаз ЛЭП при Т. Выполняют Т. на ЛЭП длиной свыше 100 км и напряжением от 110 кв и выше. Полный цикл Т. фаз осуществляется на длине не свыше 300 км.
Лит.: Мельников Н. А., Электрические сети и системы, М., 1975.
Большая Советская Энциклопедия М.: «Советская энциклопедия», 1969-1978
25.Расчет режима лэп при заданной мощности нагрузки и напряжении в конце линии.
Задано напряжение в конце линии U
Необходимо определить напряжение U
1, мощности в конце и в начале продольной части линии
S
к 12, S н 12, потери мощности
S
12, мощность в начале линии
S
1. Для проверки ограничений по нагреву иногда определяют ток в линии
I
12.
Расчет аналогичен расчету при заданном токе нагрузке (I2), и состоит в последовательном определении от конца линии к началу неизвестных мощностей и напряжений при использовании I закона Кирхгофа и закона Ома. Будем использовать мощности трех фаз и линейные напряжения.
Зарядная (емкостная) мощность трех фаз в конце линии:
Мощность в конце продольной части линии по I закону Кирхгофа:
Потери мощности в линии:S
Ток в начале и в конце продольной ветви линии одинаков.
Мощность в начале продольной ветви линии больше, чем мощность в конце, на величину потерь мощности в линии, т.е. S
Линейное напряжение в начале линии по закону Ома равно:
Емкостная мощность в начале линии: —jQ
Мощность в начале линии:
Под влиянием зарядной мощности Q
с реактивная мощность нагрузки
Q
2 в конце, схема замещения уменьшается. Аналогичное явление имеет место и в начале схемы замещения, где реактивная мощность
Q
с уменьшает реактивную мощность в начале линии.
Это свидетельствует о том, что зарядная мощность сокращает реактивную мощность, поступающую от станции в линию для питания нагрузки. Поэтому зарядная мощность условно может рассматриваться как “генератор” реактивной мощности.
В линии электрической сети имеют место как потери, так и генерация реактивной мощности.
От соотношения потерь и генерации реактивной мощности зависит различие между реактивными мощностями в начале и конце линии.
Транспозиция проводов для чего она нужна
 |  | ||||||||||||||
| | | |||||||||||||
| | ||||||||||||||
 | В настоящее время при строительстве кабельных сетей 6–500 кВ активно используют однофазные кабели с изоляцией из сшитого полиэтилена. Наличие медных экранов в конструкции однофазных кабелей приводит к необходимости анализа токов и напряжений в этих экранах. Сегодня наши петербургские авторы рассматривают область возможного применения транспозиции кабелей, а также ее связь с уже широко известной транспозицией экранов. КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ 6–500 кВ | ||||||||||||||
 |  |
| Михаил Дмитриев, начальник отдела НТИ ЗАО «Завод энергозащитных устройств» | Маргарита Кияткина, аспирант СПбГПУ |
| г. Санкт-Петербург | |
Простое двустороннее заземление экранов (рис. 1а) приводит к появлению в нормальном режиме паразитных токов IЭ промышленной частоты, вызывающих потери мощности PЭ в экранах, снижающих пропускную способность кабеля и увеличивающих ежегодные потери активной мощности в кабельной сети. Одностороннее заземление экранов (рис. 2а) или транспозиция экранов (рис. 3) позволяют исключить паразитные токи в экранах, но дают напряжение UА на экранах относительно земли.
До сих пор в [1, 2] понятие «транспозиция» вводилось только для экранов кабелей. Однако после серии расчетов токов и напряжений в экранах стало ясно, что иногда целесообразно делать транспозицию самих однофазных кабелей (рис. 1б; рис. 2б), необходимость которой находит различное объяснение в зависимости от числа цепей кабельной передачи.
| Рис. 1. Двустороннее заземление экранов: а) без транспозиции кабелей; б) с транспозицией кабелей. | Рис. 2. Одностороннее заземление экранов: а) без транспозиции кабелей; б) с транспозицией кабелей. | Рис. 3. Транспозиция экранов кабелей без транспозиции кабелей |
 |  |  |
Методика расчета
Токи и напряжения в экранах трехфазных групп однофазных кабелей зависят от схемы соединения их экранов (рис. 1–3), а также от расстояния между фазами и их взаимного расположения (рис. 4–5). Ранее в [1, 2] расчеты токов и напряжений в экранах проводились с использованием среднегеометрического расстояния 
между осями кабелей А, В, С, так как это позволяло получить сравнительно простые аналитические выражения для токов и напряжений. Прокладка в ряд давала s = 1,26 · sAB, а в треугольник s = sAB, где sAB – расстояние между осями соседних фаз.
Рис. 4. Двухцепная кабельная линия с фазами, проложенными в ряд (расстояние в свету между фазными кабелями одной цепи принято равным 0,1 м)
Рис. 5. Двухцепная кабельная линия с фазами, проложенными треугольником
Очевидно, что в случае расположения однофазных кабелей А, В, С в ряд использование среднегеометрического расстояния между фазами приводит к потере специфических особенностей, присущих крайним и средней фазам.
Уравнения системы (1), приведенной в [1] для одноцепной кабельной линии (КЛ), несложно скорректировать с учетом уникальности взаимных сопротивлений 
для каждой пары однофазных кабелей (ранее 
):
где 
– собственное сопротивление экрана;
– взаимное сопротивление между жилой и экраном одного и того же кабеля;
– взаимные сопротивления жил и экранов кабелей фаз А, В, С, которые в общем случае различны.
Для расчета напряжений в экранах при их транспозиции (схема рис. 3) систему (1) следует записать три раза – по числу участков трассы кабеля между узлами транспозиции.
Для расчета токов и напряжений в экранах при транспозиции самих кабелей (схемы рис. 1б и рис. 2б) система уравнений (1) заметно упрощается, поскольку взаимные сопротивления оказываются равны друг другу .
В случае многоцепных кабельных линий число уравнений в системе (1) возрастает соразмерно числу цепей.
Результаты расчетов
Проведем расчеты токов и напряжений экранов в нормальном симметричном установившемся режиме работы для одноцепной и двухцепной кабельных линий. Предположим, что линии выполнены кабелями 500/95 мм 2 напряжением 110 кВ с медной жилой и медным экраном.
Рассмотрим два способа расположения кабелей:
Для двухцепных линий расстояние в свету между цепями обозначено Δs12 и в расчетах варьируется от 0,2 до 0,6 м.
Результаты расчетов для схем соединения экранов рис. 1–3 и взаимного расположения кабелей рис. 4–5 приведены в табл. 1–3. У двухцепных линий схемы соединения экранов принимались одинаковыми для работающей и отключенной цепей, хотя на практике это не обязательно будет так.
Токи (потери) в экранах прямо пропорциональны токам (потерям) в жилах, и для удобства в табл.1 они даны в соответствующих относительных единицах, но при известных токах (потерях) в жилах могут быть пересчитаны в А (Вт).
Напряжения в экранах прямо пропорциональны токам в жилах и длине кабеля – в табл. 2–3 для удобства они даны в расчете на ток жилы 1000 А и длину кабеля 1000 м, но при известных токах и длине могут быть пересчитаны.
Одноцепная кабельная линия
Рассмотрим выделенные жирным шрифтом в табл. 1–3 цифры, относящиеся к случаю «работающая цепь» при отсутствии второй цепи (когда не задано Δs12).
Согласно табл. 1а для одноцепной КЛ при заземлении экранов с двух сторон:
Выводы, которые можно сделать по потерям из табл. 1б, аналогичны выводам по токам из табл. 1а. Дополнительно следует отметить лишь то, что при прокладке в ряд потери в экранах, зависящие от квадрата тока, отличаются между фазами А, В, С сильнее, чем отличались токи из табл. 1а: при прокладке в ряд потери в экранах средней фазы В почти в 1,845 / 0,908 ≈ 2 раза меньше, чем в самой нагруженной из крайних фаз С.
Само по себе соотношение потерь РЭ / РЖ = 0,908÷1,845 является согласно [2] достаточно большим и свидетельствует о недопустимости простого двустороннего заземления экранов. Если по каким-то причинам все же принято именно двустороннее заземление экранов и при этом фазы проложены в ряд (а не треугольником), то согласно табл. 1а транспозиция кабелей будет полезна. Она выравнивает потери в экранах до некоторого среднего значения (здесь – до 1,343), позволив уйти от повышенных потерь (здесь – 1,845) в одной из крайних фаз, и, как следствие, снизит ежегодные потери в кабельной линии, а также теоретически продлит срок службы ее изоляции.
Согласно табл. 2 для одноцепной КЛ при заземлении экранов с одной из сторон:
Транспозиция экранов и одновременно транспозиция самих кабелей – это сложное решение, затрудняющее обслуживание КЛ, идентификацию фаз и экранов. Поэтому в табл. 3 не рассмотрена транспозиция кабелей. Напряжения на экранах в узлах транспозиции возрастают при увеличении расстояния между фазами (прокладка в ряд вместо сомкнутого треугольника), что пояснено в [2], являются различными по фазам, однако остаются неопасными для оболочки кабеля.
Как видно из табл. 1–3, для одноцепных КЛ транспозиция фазных кабелей имеет смысл лишь при расположении кабелей в ряд, причем только в случае простого заземления их экранов с двух сторон, где за счет транспозиции кабелей достигается снижение тепловыделения в самой нагретой (крайней) фазе.
Двухцепная кабельная линия
В двухцепных (многоцепных) КЛ при определении токов и напряжений в экранах следует учитывать взаимное влияние цепей друг на друга, которое зависит от Δs12 между цепями.
Рассмотрим такой режим двухцепной кабельной линии, когда одна из цепей находится под током и напряжением, а другая отключена от сети и на ней персонал выполняет работы (монтаж, испытания, диагностика, поиск повреждений, ремонт).
Важность задачи в том, что в двухцепных (многоцепных) КЛ токи и напряжения наводятся не только в экранах работающей цепи, но и в экранах отключенной цепи. Иными словами, для обслуживающего персонала существует риск поражения током. Именно для его минимизации и требуется транспозиция кабелей внутри каждой из цепей. Поясним это.
Согласно табл. 1–3 для двухцепной КЛ в экранах отключенной цепи наводятся токи и напряжения. Наиболее заметны они в случае расположения кабелей в ряд, но легко могут быть минимизированы транспозицией кабелей внутри каждой из цепей.
Напряжение (табл. 2) фактически позволяет оценить степень опасности при работе на отключенной цепи многоцепных кабельных линий, так как представляет собой ЭДС, наводимую от работающей цепи на отключенную. Например, даже если экраны кабеля были заземлены с двух сторон (табл. 1), но по трассе кабеля идут ремонтные работы (установка соединительной муфты, предполагающая разрезание экрана), то напряжение в месте разрыва экрана видно из табл. 2.
Таблица 1а. Токи в экранах IЭ / IЖ при их двустороннем заземлении (рис. 1)
Таблица 1б. Потери в экранах РЭ / РЖ при их двустороннем заземлении (рис. 1)
Таблица 2. Напряжение на экранах UЭ (на 1000 м / 1000 А) при их одностороннем заземлении (рис. 2)
Таблица 3. Напряжение UЭ (на 1000 м / 1000 А) в первом узле транспозиции экранов (рис. 3)
Из данных табл. 2 ясно, что для многоцепных КЛ:
Расчеты из табл. 3 показывают, что при наличии транспозиции экранов нет особых проблем с безопасностью работ на отключенной цепи многоцепных линий.
Заключение
Помимо транспозиции экранов в сетях, построенных с помощью однофазных кабелей, имеет смысл обсудить целесообразность транспозиции самих кабелей.
Транспозиция экранов кабелей – это способ радикальной борьбы с токами в экранах той цепи, для которой эта транспозиция сделана [1, 2].
Транспозиция фазных кабелей – это способ снижения:
Необходимость в транспозиции фазных кабелей может быть подтверждена расчетами, аналогичными табл. 1–3, и зависит от взаимного расположения кабелей и схемы заземления их экранов, числа цепей и расстояния между ними, от длины кабеля и токов нагрузки.
Литература
 |
© ЗАО «Новости Электротехники»
Использование материалов сайта возможно только с письменного разрешения редакции
При цитировании материалов гиперссылка на сайт с указанием автора обязательна