AGNIESZKA DZIENDZIEL-WIELOTOROWE, WIELONAPIĘCIOWE ELEKTROENERGETYCZNE LINIE NAPOWIETRZNE WYSOKICH I NAJWYŻSZYCH NAPIĘĆ.pdf

(6456 KB) Pobierz
POLITECHNIKA ŚLĄSKA
WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY
Katedra Elektroenergetyki i Sterowania Układów
mgr inż. Agnieszka Dziendziel
WIELOTOROWE, WIELONAPIĘCIOWE
ELEKTROENERGETYCZNE LINIE NAPOWIETRZNE
WYSOKICH I NAJWYŻSZYCH NAPIĘĆ
MULTI-CIRCUIT, MULTI-VOLTAGE HVAC TRANSMISSION
OVERHEAD LINES
PRACA DOKTORSKA
Promotor: dr hab. inż. Henryk Kocot, prof. PŚ
Gliwice, marzec 2022 r.
Pragnę wyrazić wdzięczność Panu
Dr hab. inż. Henrykowi Kocotowi, Prof. PŚ
za życzliwą pomoc oraz wsparcie podczas
realizacji niniejszej pracy doktorskiej
Spis treści
Wykaz najważniejszych oznaczeń .......................................................................................... 5
1 WPROWADZENIE ............................................................................................................ 6
2 CHARAKTERYSTYKA WWLN.................................................................................... 14
3 MODELE WWLN I ICH PARAMETRY ...................................................................... 22
3.1 Parametry wzdłużne ...................................................................................................... 23
3.1.1 Model impedancyjny i admitancyjny dla wielkości fazowych ............................ 27
3.1.2 Model impedancyjny i admitancyjny dla składowych symetrycznych ................ 32
3.1.3 Przypadek szczególny – symetryczna WWLN .................................................... 33
3.2 Parametry poprzeczne ................................................................................................... 38
3.2.1 Model parametrów poprzecznych dla wielkości fazowych.................................. 39
3.2.2 Model parametrów poprzecznych dla składowych symetrycznych ..................... 41
3.2.3 Konduktancja poprzeczna WWLN....................................................................... 42
3.2.4 Przypadek szczególny – symetryczna WWLN .................................................... 43
3.3 Rozkład pola elektromagnetycznego w otoczeniu WWLN .......................................... 45
3.3.1 Rozkład natężenia pola elektrycznego ................................................................. 46
3.3.2 Rozkład natężenia pola magnetycznego ............................................................... 50
4 PRACA WWLN JAKO ELEMENTU SYSTEMU PRZESYŁOWEGO .................... 52
4.1 Analiza rozkładu natężenia pola elektromagnetycznego w otoczeniu WWLN ............ 53
4.1.1 Rozkłady natężenia pola elektrycznego i magnetycznego w funkcji odległości
od osi słupa ........................................................................................................... 55
4.1.2 Maksymalne wartości natężenia pola elektrycznego w funkcji zastosowanego
układu faz WWLN ............................................................................................... 58
4.1.3 Maksymalne wartości natężenia pola elektrycznego w funkcji kątów fazowych
napięć zasilających ............................................................................................... 61
4.2 Analiza niesymetrii pojemnościowej WWLN .............................................................. 61
4.2.1 Wpływ geometrii zawieszenia przewodów .......................................................... 63
4.2.2 Wpływ układu przewodów fazowych WWLN .................................................... 66
4.2.3 Wpływ kątów fazowych napięć zasilających ....................................................... 68
4.3 Analiza niesymetrii impedancyjnej WWLN ................................................................. 69
4.3.1 Wskaźniki asymetrii w funkcji długości linii ....................................................... 72
4.3.2 Wskaźniki asymetrii w funkcji układu przewodów fazowych WWLN ............... 76
4.3.3 Wskaźniki asymetrii w funkcji kątów fazowych napięć zasilających.................. 80
4.4 Analiza zwarciowa ........................................................................................................ 81
4.4.1 Prądy zwarcia w funkcji długości WWLN ........................................................... 86
4.4.2 Prądy zwarcia w funkcji układu przewodów fazowych WWLN ......................... 90
5 MOŻLIWOŚCI SYMETRYZACJI ................................................................................ 93
5.1 Wybór kompromisowego układu przewodów fazowych wynikającego
z przeprowadzonych analiz niesymetrii ....................................................................... 93
5.2 Symetryzacja WWLN ................................................................................................... 96
5.2.1 Wpływ zastosowania przeplotów przewodów fazowych w torze prądowym III
przy stałej długości linii ....................................................................................... 98
5.2.2 Wpływ zastosowania przeplotów przewodów fazowych toru prądowego III na
możliwość zwiększenia długości linii ................................................................ 101
6 PRACA WWLN W SYSTEMIE PRZESYŁOWYM .................................................. 105
6.1 WWLN jako fragmenty tradycyjnych ciągów liniowych ........................................... 105
6.2 WWLN z odejściami w postaci tradycyjnych linii napowietrznych........................... 107
6.3 Praca WWLN w rzeczywistym otoczeniu sieciowym ................................................ 109
7 PODSUMOWANIE I WNIOSKI .................................................................................. 116
BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................. 122
ZAŁĄCZNIKI ...................................................................................................................... 130
8.1 Uproszczenia modelu matematycznego ...................................................................... 130
8.1.1 Uwzględnienie występowania przewodów wiązkowych ................................... 130
8.1.2 Uwzględnienie oddziaływania przewodów odgromowych ................................ 134
8.1.3 Uwzględnienie zróżnicowania poziomów napięć znamionowych torów
prądowych WWLN ............................................................................................ 139
8.1.4 Przypadek szczególny – linia symetryczna ........................................................ 141
8.2 Geometria analizowanych WWLN ............................................................................. 145
8.2.1 Parametry geometryczne i materiałowe przyjęte do analiz WWLN .................. 145
8.2.2 Uwzględnienie zwisów i długości łańcuchów izolatorów.................................. 148
8.2.3 Przyjęte oznaczenia układów przewodów fazowych WWLN ........................... 151
8.2.4 Przyjęte oznaczenia przeplotów ......................................................................... 152
Wykaz najważniejszych oznaczeń
WWLN – wielotorowa, wielonapięciowa linia napowietrzna
WN – wysokie napięcie (110 kV)
NN – najwyższe napięcie (220 kV, 400 kV)
KSE – krajowy system elektroenergetyczny
n
g
m
Z
Y
Z
Y
C
B
x
e
– liczba torów prądowych rozważanej WWLN
– liczba przewodów odgromowych rozważanej WWLN
– liczba przewodów w wiązce stanowiącej przewód fazowy rozważanej WWLN
– macierz impedancyjna
– macierz admitancyjna
– element macierzy impedancyjnej
– element macierzy admitancyjnej
– macierz pojemności
– macierz susceptancji
–
x
skorygowane o oddziaływanie przewodów odgromowych
i, j
– dwa wybrane tory prądowe WWLN
x
pu
–
x
w jednostkach względnych
E
max
– maksymalne natężenie pola elektrycznego wyznaczone na wysokości 2 m nad
powierzchnią ziemi w miejscu największego zwisu przewodów fazowych linii napowietrznej
U
0
– napięcie kolejności zerowej
U
1
– napięcie kolejności zgodnej
U
2
– napięcie kolejności przeciwnej
0
– wskaźnik niezrównoważenia
2
– wskaźnik niesymetrii
I
zw %
– procentowy błąd względny wyznaczania prądu zwarcia przy zastosowaniu modelu
uproszczonego (symetrycznego)
I
gał%
– procentowy błąd względny wyznaczania udziału prądu zwarcia od strony gałęzi
badanego toru prądowego III przy zastosowaniu modelu uproszczonego (symetrycznego)
PRACA DOKTORSKA - POLITECHNIKA ŚLĄSKA 2022
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin