Расчет режимов плавки гололеда на ВЛ 35 кВ

ток оборудование трансформатор замыкание

Расчеты параметров плавки гололеда на проводах ВЛ 35 кВ выполнялись исходя из основного условия эффективности плавки:

 

Iодн <Iпл <Iмд ,

 

где Iпл - расчетное значение тока плавки гололеда;

Iмд - значение максимального длительно допустимого тока провода или грозотроса;

Iодн - значение одночасового тока плавки (плавка гололеда в течение времени t>60мин считается не эффективной)

Для проведения расчетов были приняты следующие условия:

- диапазон скоростей ветра при гололеде v, м/с                   36÷40;

-  диапазон температур воздуха Jв, °С                                0÷-15;

-  диапазон углов атаки ветра y, °                                         0÷90;

-  толщина стенки гололедной муфты b, см                               3;

-  плотность гололеда, r, г/см3                                                   0,9.

-  Расчетный диаметр провода, см                                              1,35

Параметры линий приведены соответственно в табл. 3.1.

 

Табл. 3.1

ЛЭП	Наименование ВЛ	Uвл, кВ	Длина ВЛ, км	Марка троса	Расчетные сопротивления			Диаметр провода , мм
					R0, Ом/км		Х0, Ом/км
Л3,Л4	Т- Кл-Кж	35	19,2	АС-95	0,306	0,421		1,35
Л5	Т- ПТ	35	6,004	АС-95	0,306	0,421		1,35

 

Максимально допустимый ток по условию сохранения механической прочности провода  нагревает провод в установившемся режиме на участках без гололеда до температуры . Предельно допустимая температура провода по условию сохранения его прочности  (ГОСТ 839-80).

 

,

 

где:

 - сопротивление 1 м провода по ГОСТ 839-80 при , Ом/м;

,95 - коэффициент учитывает разброс в сторону меньших значений фактического сопротивления проволок по сравнению со значениями по ГОСТ 839-80;

 - степень черноты тела, для окисленного алюминия ;  - коэффициент излучения абсолютно черного тела;

 - температурный коэффициент сопротивления алюминиевых проволок;

 - площадь поверхности излучения 1 м провода, ;

 - скорость ветра в двухминутном интервале осреднения, м/с;

 - диаметр провода, см;

 - температура воздуха, .

Из приведенного ниже уравнения определим максимально допустимый ток  провода АС 95/16

 

.

 

Таблица 3.2 Зависимость максимально допустимого тока Iмд, от скорости ветра V

Скорость ветра V,м/с	При =0 °С	При =-5 °С	При =-12 °С
36	1344	1379	1427
37	1353	1388	1437
38	1361	1397	1446
39	1370	1406	1455
40	1378	1415	1464

 

 

Таблица 3.3. Зависимость максимально допустимого тока Iмд, от температуры воздуха

Температура воздуха , °С	При V=36 м/с	При V=38 м/с	При V=40 м/с
0	1344	1361	1378
-1	1351	1369	1386
-2	1358	1376	1393
-3	1365	1383	1,4
-4	1372	1390	1408
-5	1379	1397	1415
-7	1393	1412	1429
-9	1407	1426	1443
-12	1427	1446	1464
-15	1448	1467	1485

 

 

Рис. 3.2 Зависимость максимально допустимого тока Iмд от температуры воздуха, °С

 

Определим ток 40-минутной плавки ( ) на проводе АС 95/16 цилиндрического гололеда.

где

 - коэффициент теплопроводности льда, ,

- площадь поверхности 1 м гололедной муфты, ;

 

 

- масса цилиндрической гололедной муфты толщиной , г/м;

 

 

.

 

 

Из приведенных уравнений определены зависимость максимального допустимого тока Iмд от скорости ветра V и температуры воздуха . Полученные результаты приведены в таблице 3.4 и 3.5.

 

Таблица 3.4 Зависимость тока сорокаминутной плавки I40 от скорости ветра V

Скорость ветра V,м/с	При =0 °С	При =-5 °С	При =-12 °С
36	565,5	784	1013
37	565,3	786	1017
38	565	788	1022
39	564,7	790	1026
40	564,5	792,5	1030

 

Таблица 3.5 Зависимость тока сорокаминутной плавки I40от температуры воздуха

Температура воздуха	При V=36 м/с	При V=38 м/с	При V=40 м/с
0	565,5	565	564,5
-1	615,4	616	616,8
-2	661,5	663,3	665
-3	704,6	707	710
-4	745,3	748,8	752,2
-5	783,8	788	792,2
-7	855,6	861,2	866,6
-9	921,9	928,7	935,2
-12	1013	1022	1030
-15	1097	1107	1116

Требования к схемам плавки гололеда

 

Максимально допустимая температура провода  по условию сохранения механической прочности принимается в соответствии с нормами  - для алюминиевых и медных проводов;

 - для сталеалюминиевых проводов ( создает некоторый запас);

 - для стальных проводов марки ПС и стальных тросов.

Допустимая температура провода  по условию сохранения габаритов ВЛ определяется исходя из стрелы провеса при минимально допустимых габаритах ВЛ, уменьшенных на 1 м по сравнению с установленными ПУЭ-7 [5] для линий разных классов напряжения.

Расчетные значения токов  и  необходимо вычислять при наихудших реально возможных на трассе ВЛ условиях охлаждения проводов: при максимальной температуре воздуха и минимальной скорости ветра.

Как показал опыт эксплуатации, плавка гололеда эффективна, если её длительность не превышает 40-60 мин      

Приближение тока плавки к максимально допустимому значению позволяет сократить время плавки и расход электроэнергии. Если > возможно осуществление плавки гололеда в повторно-кратковременном режиме.

Перспективным для повышения эффективности плавки гололеда является применение управляемых источников питания: трансформаторов плавки гололеда с широким диапазоном регулирования под нагрузкой или управляемых силовых выпрямителей.