Определение активного и реактивного сопротивлений шинопровода
а) Активное сопротивление шинопровода
При определении активного сопротивления за основу принимается омическое сопротивление, которое вычисляют по формуле
где — удельное сопротивление проводника, , при температуре (обычно принимают равным 20°С); l — длина проводника, м; s — сечение проводника, ; — температурный коэффициент изменения сопротивления (для меди и алюминия ); — температура, при которой определяется сопротивление проводника, °С
Как изложено в разделе, активное сопротивление проводника увеличивается за счет поверхностного эффекта, эффекта близости и потерь на гистерезис и вихревые токи в металлических конструкциях или стальной арматуре железобетонных конструкций шинопроводов.
Увеличение сопротивления проводника за счет поверхностного эффекта и эффекта близости учитывается введением коэффициента дополнительных потерь из (10-4), а именно:
Увеличение активного сопротивления шинопровода за счет потерь в металлических конструкциях, заключающих в себе шинопровод, учитывается введением в расчеты коэффициента :
Полное активное сопротивление шинопровода, Ом, определяется выражением
или в удельных величинах (Ом/км)
б) Реактивное сопротивление шинопровода
Для шинопроводов большой протяженности (длина значительно превышает линейные размеры шинопровода в поперечном разрезе) индуктивность шинопровода, Гн/км, подсчитывают по формуле
где l — длина шинопровода, см; g — среднегеометрическое расстояние площади поперечного сечения пакета шин от самого себя, см.
Взаимную индуктивность, Гн/км, для этого же случая определяют по формуле
где — среднегеометрическое расстояние между двумя пакетами шинопровода, см.
Пакет шин, состоящий из нескольких полос, должен рассматриваться как один проводник, но с соответствующим для его исполнения среднегеометрическим расстоянием. Среднегеометрические расстояния площадей сечения друг от друга и самих от себя могут быть наедены из табл. 10-1.
Таблица 10-1 Формулы для определения среднегеометрического расстояния шин в зависимости от конструктивного исполнения шинопровода | ||
---|---|---|
Фигура и обозначение размеров на ней | Формула для определения среднегеометрического расстояния фигуры самой от себя | Параметры фигуры |
Площадь круга | ||
Площадь кольца | ||
Площадь прямоугольника | ||
Периметр прямоугольника | ||
Периметр квадрата | ||
Между площадями двух одинаковых прямоугольников |
Таблица определения функции f | |||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
b>c | Значения f в формуле In G=ln d+f | ||||||||||
b/d | c/b=0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
0,00 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0,05 | —0,0002 | —0,0002 | —0,0002 | —0,0002 | —0,0002 | —0,0002 | —0,0001 | —0,0001 | —0,0001 | —0,0001 | +0,000 |
0,10 | —0,0008 | —0,0008 | —0,0008 | —0,0008 | —0,0007 | —0,0006 | —0,0005 | —0,0004 | —0,0003 | —0,0002 | +0,000 |
0,15 | —0,0019 | —0,0019 | —0,0018 | —0,0017 | —0,0016 | —0,0014 | —0,0012 | —0,0010 | —0,0006 | —0,0003 | +0,000 |
0,20 | —0,0034 | —0,0033 | —0,0032 | —0,0030 | —0,0028 | —0,0025 | —0,0021 | —0,0017 | —0,0012 | —0,0006 | +0,000 |
0,25 | —0,0053 | —0,0052 | —0,0051 | —0,0048 | —0,0044 | —0,0039 | —0,0034 | —0,0027 | —0,0019 | —0,0010 | +0,0000 |
0,30 | —0,0076 | —0,0076 | —0,0073 | —0,0069 | —0,0064 | —0,0057 | —0,0048 | —0,0038 | —0,0027 | —0,0014 | +0,0001 |
0,35 | —0,0105 | —0,0104 | —0,0100 | —0,0095 | —0,0087 | —0,0078 | —0,0066 | —0,0052 | —0,0036 | —0,0018 | +0,0002 |
0,40 | —0,0138 | —0,0136 | —0,0132 | —0,0125 | —0,0115 | —0,0102 | —0,0086 | —0,0068 | —0,0047 | —0,0024 | +0,0002 |
0,45 | —0,0176 | —0,0174 | —0,0169 | —0,0159 | —0,0146 | —0,0130 | —0,0110 | —0,0086 | —0,0059 | —0,0029 | +0,0003 |
0,50 | —0,2020 | —0,0217 | —0,0210 | —0,0198 | —0,0182 | —0,0161 | —0,0136 | —0,0106 | —0,0073 | —0,0036 | +0,0005 |
0,55 | —0,0269 | —0,0266 | —0,0257 | —0,0243 | —0,0222 | —0,0197 | —0,0164 | —0,0128 | —0,0087 | —0,0042 | +0,0007 |
0,60 | —0,0325 | —0,0321 | —0,0310 | —0,0292 | —0,0267 | —0,0235 | —0,0196 | —0,0152 | —0,0103 | —0,0048 | +0,0010 |
0,65 | —0,0388 | —0,0383 | —0,0369 | —0,0347 | —0,0316 | —0,0277 | —0,0231 | —0,0178 | —0,0120 | —0,0055 | +0,0014 |
0,70 | —0,0458 | —0,0452 | —0,0435 | —0,0408 | —0,0370 | —0,0324 | —0,0269 | —0,0207 | —0,0137 | —0,0062 | +0,0019 |
0,75 | —0,0536 | —0,0529 | —0,0509 | —0,0476 | —0,0431 | —0,0375 | —0,0310 | —0,0237 | —0,0156 | —0,0070 | +0,0023 |
0,80 | —0,0625 | —0,0616 | —0,0591 | —0,0551 | —0,0497 | —0,0431 | —0,0354 | —0,0269 | —0,0176 | —0,0075 | +0,0031 |
0,85 | —0,0725 | —0,0714 | —0,0683 | —0,0634 | —0,0569 | —0,0491 | —0,0401 | —0,0302 | —0,0195 | —0,0081 | +0,0037 |
0,90 | —0,0839 | —0,0825 | —0,0786 | —0,0726 | —0,0648 | —0,0555 | —0,0451 | —0,0337 | —0,0216 | —0,0087 | +0,0046 |
0,95 | —0,0973 | —0,0954 | —0,0903 | —0,0828 | —0,0734 | —0,0625 | —0,0504 | —0,0374 | —0,0236 | —0,0092 | +0,0056 |
1,00 | —0,1137 | —0,1106 | —0,1037 | —0,0942 | —0,0828 | —0,0700 | —0,0561 | —0,0413 | —0,0258 | —0,0098 | +0,0065 |
b | |||||||||||
c/d | b/c=0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
0,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
0,1 | 0,0008 | 0,0008 | 0,0008 | 0,0008 | 0,0007 | 0,0006 | 0,0005 | 0,0004 | 0,0003 | 0,0002 | 0,0000 |
0,2 | 0,0033 | 0,0033 | 0,0032 | 0,0030 | 0,0028 | 0,0025 | 0,0021 | 0,0017 | 0,0012 | 0,0007 | 0,0000 |
0,3 | 0,0074 | 0,0073 | 0,0071 | 0,0067 | 0,0062 | 0,0056 | 0,0048 | 0,0038 | 0,0027 | 0,0015 | 0,0001 |
0,4 | 0,0129 | 0,0128 | 0,0124 | 0,0118 | 0,0109 | 0,0098 | 0,0084 | 0,0068 | 0,0050 | 0,0027 | 0,0003 |
0,5 | 0,0199 | 0,0197 | 0,0191 | 0,0182 | 0,0169 | 0,0152 | 0,0131 | 0,0106 | 0,0077 | 0,0043 | 0,0005 |
0,6 | 0,0281 | 0,0278 | 0,0271 | 0,0258 | 0,0240 | 0,0216 | 0,0185 | 0,0152 | 0,0111 | 0,0064 | 0,0011 |
0,7 | 0,0374 | 0,0371 | 0,0361 | 0,0344 | 0,0320 | 0,0290 | 0,0251 | 0,0206 | 0,0155 | 0,0090 | 0,0019 |
0,8 | 0,0477 | 0,0473 | 0,0461 | 0,0440 | 0,0411 | 0,0373 | 0,0321 | 0,0268 | 0,0200 | 0,0129 | 0,0031 |
0,9 | 0,0589 | 0,0584 | 0,0569 | 0,0544 | 0,0506 | 0,0464 | 0,0404 | 0,0338 | 0,0254 | 0,0158 | 0,0046 |
1,0 | 0,0708 | 0,0702 | 0,0655 | 0,0655 | 0,0614 | 0,0560 | 0,0492 | 0,0406 | 0,0313 | 0,0199 | 0,0065 |
0,9 | 0,0847 | 0,0841 | 0,0821 | 0,0787 | 0,0738 | 0,0675 | 0,0596 | 0,0501 | 0,0382 | 0,0250 | — |
0,8 | 0,1031 | 0,1023 | 0,0999 | 0,0959 | 0,0903 | 0,0829 | 0,0745 | 0,0622 | 0,0485 | — | — |
0,7 | 0,1277 | 0,1268 | 0,1240 | 0,1191 | 0,1125 | 0,1037 | 0,0925 | 0,0788 | — | — | — |
0,6 | 0,1618 | 0,1607 | 0,1573 | 0,1507 | 0,1436 | 0,1329 | 0,1194 | — | — | — | — |
0,5 | 0,2107 | 0,2094 | 0,2053 | 0,1984 | 0,1886 | 0,1754 | — | — | — | — | — |
0,4 | 0,2843 | 0,2826 | 0,2776 | 0,2691 | — | — | — | — | — | — | — |
0,3 | 0,4024 | 0,4003 | 0,3942 | 0,3831 | — | — | — | — | — | — | — |
0,2 | 0,0132 | 0,6105 | 0,6021 | — | — | — | — | — | — | — | — |
0,1 | 1,0787 | 1,1075 | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
d/с | b/c=0 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1,0 |
При расположении осей шин по равностороннему треугольнику, т. е. для случая, когда
реактивное сопротивление шинопровода будет равно:
Из формул (10-8) и (10-9) при f = 50 Гц, l — 1 км находим:
где d — расстояние между осями фаз, см.
При расположении осей шин в одной плоскости (вертикально или горизонтально) и расстояниях между осями фаз 1—2 и 2—3 равных d, а между осями фаз 1—3 2d
При расположении осей фаз шинопровода в одной плоскости из-за неодинаковости взаимоиндукции между различными парами фаз происходит перенос мощности с одной фазы на другую. Для устранения асимметрии нагрузок при несимметричных шинопроводах применяют транспозицию их фаз. Если же есть необходимость вообще избавиться от проявления эффекта переноса мощности, то прибегают к симметричным токопроводам.