Навигация

 

 Меню раздела

Краткая характеристика развития электрических сетей и систем
Цели и задачи проектирования
Исходные положения проектирования электрических сетей и систем
Краткая характеристика задачи проектирования
Определение потребления электроэнергии
Прогнозирование режимов электропотребления
Средневзвешенный за сутки коэффициент мощности
Выбор источников энергии
Планирование баланса реактивных мощностей в электрической системе
Вопросы организации управления электрическими системами
Построение схем электрических сетей
Краткие сведения о конструктивном исполнении электрической сети
Выбор номинального напряжения электрической сети
Схемы понижающих подстанций
Выбор числа и мощности трансформаторов на подстанции
Указания по выбору вариантов электроснабжения
Баланс реактивной мощности
Общие замечания о технико-экономическом анализе
Капиталовложения и их оценка
Определение потерь мощности и энергии
Годовые эксплуатационные расходы
Приведенные затраты
Учет надежности при проектировании электрических систем и сетей
Показатели надежности и их нормирование
Выбор рационального резерва мощности в электрической системе
Определение ущерба от перерывов электроснабжения
Технико-экономический расчет
Выбор конструкции и сечения проводов электрической сети
Определение капитальных затрат на сооружение сети
Определение годовых эксплуатационных расходов электрической сети
Определение приведенных затрат электрической сети
Краткие сведения о составлении смет
Технико-экономические показатели рекомендуемого варианта
Схема замещения и параметры сети
Приведение нагрузок к высшему напряжению и составление расчетной схемы
Определение потоков мощности в сети
Расчет напряжений
Выбор ответвлений трансформаторов
Регулирование напряжения при помощи трансформаторов с РПН
Регулирование напряжения с помощью автотрансформаторов
Регулирование напряжения при помощи перераспределения потоков
Определение мощности компенсирующих устройств
Выбор ответвлений трансформаторов
Выбор дополнительных средств регулирования напряжения
Оформление результатов электрических расчетов
Расчет потокораспределения мощностей и напряжения
Уравнения узловых напряжений
Обращенная форма уравнений узловых напряжений
Определение коэффициентов уравнений узловых напряжений
Решение уравнений узловых напряжений методом итерации
Метод коэффициентов распределения
Расчет методом контурных уравнений
Расчет методом преобразования сети
Метод обобщенных контурных уравнений
Общая характеристика матричных методов расчета
Выполнение расчетов электрических режимов на ЭВМ
Проектирование средств повышения экономичности
Основные мероприятия по увеличению пропускной способности
Естественное и экономичное распределение мощностей в замкнутых сетях
Выбор параметров трансформаторов с продольно-поперечным регулированием
Применение продольной компенсации в замкнутых сетях
Общий подход к компенсации реактивной мощности в электрической системе
Компенсация реактивных нагрузок в распределительных сетях
Компенсация реактивных нагрузок в питающих сложно замкнутых электрических сетях
Учет особенностей протяженных электропередач при проэктировании
Оптимальное соотношение капиталовложений
Учет емкостных токов линий электропередачи
Выбор основных параметров линии электропередачи
Проектирование механической части воздушных линий
Изыскания трасс воздушных линий
Выбор материала и типа опор
Определение удельных нагрузок
Определение критических пролетов
Систематический расчет проводов и тросов
Выбор и расчет грозозащитного троса
Расчет проводов и тросов в аварийных режимах
Расстановка опор по профилю трассы
Расчет переходов через инженерные сооружения
Расчет монтажных стрел провеса
Защита проводов и тросов от вибрации
Элементы проектирования криогенных систем электропередач
Задачи проектирования
Конструктивное исполнение криогенных линий электропередачи
Определение технико-экономических характеристик криогенных линий
Собственный расход мощности и энергии в криогенных линиях
Расчет и оптимизация конструктивных параметров криогенных линий
Обеспечение надежности работы криогенных линий
Пропускная способность криогенных электропередач
Электрические схемы криогенных электропередач
Определение параметров рефрижераторных станций криогенных линий
Технико-экономические показатели криогенных линий электропередачи
Определение условий совместной экономичной работы
Потери энергии в проводниках при глубоком охлаждении


Пропускная способность криогенных электропередач

Пропускная способность определяется следующими факторами: 1) пределом передаваемой мощности по условию электрической устойчивости; 2) допустимой напряженностью электромагнитного поля в сверхпроводнике, равной в пределе критической напряженности поля (устойчивость по состоянию сверхпроводимости); 3) рабочей температурой проводников фаз криогенного кабеля (тепловая устойчивость).
Между всеми факторами существует тесная связь, особенно между вторым и третьим.
Дадим подробнее оценку пропускной способности электропередач, в которых используются криогенные кабели пофазно-ко-аксиальной конструкции.
По условию электрической устойчивости предел линии, где UK—напряжение между проводниками коаксиала; п — количество коаксиальных фаз; 2В — волновое сопротивление линии; а — коэффициент изменения фазы волны; I — длина волны.
Имея в виду, что для кабеля с коаксиальными фазами натуральная мощность, где |io, во — магнитная и электрическая проницаемости вакуума; §§рЩ г(Т) —магнитная и электрическая проницаемости изоляции, зависящие от температуры; d\, d2 — диаметры внутреннего и внешнего проводников коаксиаланового сопротивления и натуральной мощности {РНат) от расчетной мощности (Р) сверхпроводящего коаксиальног® кабеля, в котором электроизолядией служит тефлон. Коэффициент изменения фазы волны для такого кабеля при любых расчетных мощностях а=0,0845 град/км. Из этих зависимостей видно, что волновое сопротивление сильно меняется при изменении расчетной мощности кабеля, и, следовательно, будет изменяться предел передаваемой мощности. Расчетная мощность, по которой выбираются конструктивные размеры сверхпроводящего кабеля, почти в два раза больше натуральной мощности.
Определим теперь предел передаваемой мощности по условию устойчивости состояния сверхпроводимости.
Критический ток сверхпроводника при работе в поле
где d — диаметр внутреннего проводника коаксиала.
Критическая мощность, при которой разрушается состояние сверхпроводимости,
Учтем влияние тепловой устойчивости в виде
tfK = tf0[l-(-?-) ], где Т — рабочая температура проводника. Тогда
Любая электропередача должна работать с некоторым запасом по сравнению с пределом передаваемой мощности. Если передаваемую мощность обозначить через Р, то
где и kK — коэффициенты запаса электрической устойчивости и устойчивости состояния сверхпроводимости.
Условие наиболее полного использования материала сверхпроводника имеет вид.
В связи с тем что криогенные линии обладают большой емкостью, их зарядная мощность велика. Поэтому целесообразно исследовать величину критической длины линии, т. е. такой длины, при которой зарядная мощность настолько велика, что невозможно передавать рабочую мощность.
Для режима холостого хода при /2=О из уравнений следует:
Критический ток сверхпроводника
Приравняв /i и /к, найдем критическую длину линии 1К, при которой зарядный ток линии будет равен критическому току сверхпроводящего кабеля и выведет его в начале линии из сверхпроводящего состояния:
Расчеты показывают, что критическая длина сверхпроводящих кабелей составляет сотни и тысячи километров.