Исследование четырехфазных линий электропередач

Выработка, передача и распределение электроэнергии базируются на трехфазной системе переменного тока. Известно, что трёхфазность удовлетворяет требованиям симметрич­ности и уравновешенности. В симметричной системе сумма фазных напряжений и токов в любой момент времени равна нулю, а суммарная мощность всех фаз является величиной неизменной.

Выполнение этого условия обязательно, поскольку в противном случае постоянный механический момент на валу генератора переменного тока не будет уравновешиваться электромагнитным моментом в каждый произвольный момент времени.

Ближайшая уравновешенная и симметричная система — это четырёхфазная с фазным сдвигом, равным 90 °. Это позволяет улучшить технико-экономические, экологические и надежностные показатели электропередач.

Основные отличительные особенности четырехфазных электропередач:

• наличие фазопреобразующих трансформаторов для преобразования трехфазной системы в четырехфазную и обратно;
• фазы четырехфазной линии располагаются на опорах так, что образуют две независимые симметричные двухфазные системы, в каждой из которых токи и напряжения находятся в проти- вофазе, что позволяет повысить натуральную мощность и снизить экологическое влияние;
• при возникновении однофазных КЗ на линии возможен переход на трехфазный режим работы с передачей не менее 75 % номинальной мощности.

Преобразование трехфазного переменного тока в четырехфазный и обратно является принципиально решенной проблемой, если иметь в виду схемы преобразования трехфазного переменного в двухфазный и обратно.

Возможны и другие варианты схем для преобразования трехфазного переменного тока в двухфазный со сдвигом векторов на 90 °.

Система четырехфазного переменного тока получается с помощью двух фазоповоротных трансформаторов. Первый преобразует трехфазную систему (а, в, с) в двухфазную (a, b) c фазовым сдвигом 90 °, а второй — в двухфазную систему (а, Р) с противоположным направлением составляющих, относительно первой двухфазной системы и образуется четырехфазная симметричная уравновешенная система переменного тока (a, b, a, Р).

При равенстве натуральных мощностей четырех и трехфазных линий волновое сопротивление четырехфазной линии в 4/3 раза больше и геометрический коэффициент для четырехфазной линии составляет 0,6-0,85 от трехфазной линии.

Таким образом, суммарное снижение максимальной напряженности электрического поля под четырехфазной линией по сравнению с трехфазной составляет 35-50 %.

При равных натуральной мощности и экологическом влиянии, стоимость четырехфазной линии меньше стоимости двухцепной линии или одноцепной трехфазной повышенной натуральной мощности. Но с другой стороны стоимость подстанций четырехфазных электропередач выше, чем для обычных линий, за счет фазопреобразующих трансформаторов. Поэтому экономическая эффективность четырехфазных линий начинает проявляться при критической длине линии, когда суммарные затраты сравниваемых вариантов оказываются одинаковыми.

Для исследования четырехфазных линий электропередач разрабатывается математическая модель и программное обеспечение для расчета нормальных и аварийных режимов четы- рехфазных линий.

Дата публикации: 11.12.2011

Похожие записи:

• Техноценозы в электротехнических системах
• Потенциал развития электроэнергетики и его освоение
• Методические и практические вопросы полуволновой технологии передачи электроэнергии
• Чем определяется мощность автомобильного аккумулятора и что такое 12 вольт
• Качественная кабельная продукция от лучших производителей России от компании «РОСКАБ»
• Как выбрать установить дизель-генератор в доме