МОДЕЛИРОВАНИЕ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ С КОМПОЗИТНЫМИ ОПОРАМИ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ НАПРЯЖЕНИЕМ 10-330 кВ
| Rok vydání: | 2021 |
|---|---|
| Předmět: |
электрическая сеть
напряжение схема розташування проводів capacitance схема расположения проводов втрата електричної енергії limit state предельное состояние composite support електрична мережа charge loss of electric energy electric network композитна опора заряд граничний стан воздушная линия электропередачи емкость wire layout потеря электрической энергии overhead transmission line ємність повітряна лінія електропередачі voltage напруга композитная опора |
| Zdroj: | Bulletin of the National Technical University "KhPI". Series: Energy: Reliability and Energy Efficiency; No. 2 (3) (2021); 66-74 Вестник Национального технического университета «ХПИ». Серия: Энергетика: надежность и энергоэффективность; № 2 (3) (2021); 66-74 Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Енергетика: надійність та енергоефективність; № 2 (3) (2021); 66-74 |
| ISSN: | 2224-0349 |
| Popis: | The analysis of the technical condition of the equipment of electric networks of the UES of Ukraine, modern challenges of development of the energy sector and the available technologies of electric energy transmission was performed. Based on this, the feasibility of using composite material supports in the development, reconstruction or design of new overhead transmission lines for electric networks of different voltage classes was justified. Features of operation of composite material supports in the electric networks of many countries around the world were investigated, on the basis of which the prospects of using such supports for overhead transmission lines in Ukraine in conditions of the liberalised electricity market introduced, as well as the requirements for indicators of electric networks with the investigated composite material supports were formulated. The mechanical calculation of the supports, which was carried out by the limit state method, was carried out to investigate the effect of the design and type of composite material of the supports on the performance of the electricity networks. Mathematical models of overhead transmission lines with composite supports for 10-330 kV electric networks were developed using the obtained results. These models take into account technical characteristics of elements of overhead transmission lines and operating conditions of electric networks, and also allow to make forecasting of quantitative indicators of further operation of investigated electric networks. The proposed mathematical models are used to develop an algorithm for calculating electricity losses in overhead transmission lines that takes into account the specific parameters of the overhead transmission line depending on the type of supports used. Calculation of electricity losses in 330, 110 and 35 kV electric networks made by overhead transmission lines using reinforced concrete, metal and composite supports has been carried out. Analysis of the obtained results showed that the use of composite material supports can reduce transmission losses by overhead transmission lines, reduce the guard zone for the overhead transmission lines under research as well as reduce maintenance costs and increase the efficiency of electric networks. На основе выполненного анализа технического состояния оборудования электрических сетей ОЭС Украины, современных вызовов развития энергетической отрасли и имеющихся технологий передачи электрической энергии обоснована целесообразность использования опор из композитных материалов при развитии, реконструкции или проектировании новых воздушных линий электропередачи для электрических сетей разного класса напряжения. Исследованы особенности эксплуатации опор из композитных материалов в электрических сетях многих стран мира, на основе чего сформулированы перспективы использования таких опор для воздушных линий электропередачи в Украине в условиях введенного либерализованного рынка электрической энергии, а также требования к показателям работы электрических сетей с исследуемыми опорами из композитных материалов. Для исследования влияния конструкции и типа композитного материала опор на показатели режимов работы электрических сетей был выполнен механический расчет опор, который производился методом предельных состояний. С использованием полученных результатов разработаны математические модели воздушных линий электропередачи с композитными опорами для электрических сетей напряжением 10-330 кВ, которые учитывают технические характеристики элементов воздушных линий электропередачи и условия работы электрических сетей, а также позволяют выполнить прогнозирование количественных показателей дальнейшей эксплуатации исследуемых электрических сетей. Предлагаемые математические модели использованы для разработки алгоритма расчета потерь электрической энергии в воздушных линиях электропередачи, позволяющего учесть специфику параметров воздушной линии электропередачи в зависимости от типа используемых опор. Осуществлен расчет величины потерь электрической энергии в электрических сетях 330, 110 и 35 кВ, выполненных воздушными линиями электропередачи с использованием железобетонных, металлических и композитных опор. Анализ полученных результатов показал, что использование опор из композитных материалов позволяет снизить потери при передаче электрической энергии воздушными линиями электропередачи, уменьшить охранную зону для исследуемых воздушных линий электропередачи, а также снизить затраты на обслуживание и повысить эффективность работы электрических сетей. На основі виконаного аналізу технічного стану обладнання електричних мереж ОЕС України, сучасних викликів щодо розвитку енергетичної галузі та наявних технологій передачі електричної енергії обґрунтувана доцільність використання опор з композитних матеріалів при розвитку, реконструкції або проектуванні нових повітряних ліній електропередачі для електричних мереж різного класу напруги. Досліджено особливості експлуатації опор із композитних матеріалів в електричних мережах багатьох країн світу, на основі чого сформульоівані перспективи використання таких опор для повітряних ліній електропередачі в Україні в умовах запровадженого лібералізованого ринку електричної енергії, а також вимоги щодо показників роботи електричних мереж із досліджуваними опорами із композитних матеріалів. Для дослідження впливу конструкції та типу композитного матеріалу опор на показники режимів роботи електричних мереж був виконаний механічний розрахунок опор, який проводився методом граничних станів. З використанням одержаних результатів розроблені математичні моделі повітряних ліній електропередачі з композитними опорами для електричних мереж напругою 10-330 кВ, які враховують технічні характеристики елементів повітряних ліній електропередачі та умови роботи електричних мереж, а також дозволяють виконати прогнозування кількісних показників подальшої експлуатації досліджуваних електричних мереж. Запропоновані математичні моделі використані для розробки алгоритму розрахунку втрат електричної енергії в повітряних лініях електропередачі, який дозволяє врахувати специфіку параметрів повітряної лінії електропередачі в залежності від типу опор, що використовуються. Здійснено розрахунок величини втрат електричної енергії в електричних мережах 330, 110 та 35 кВ, які виконані повітряними лініями електропередачі з використанням залізобетонних, металевих та композитних опор. Аналіз отриманих результатів показав, що використання опор з композитних матеріалів дає можливість знизити втрати при передачі електричної енергії повітряними лініями електропередачі, зменшити охоронну зону для досліджуваних повітряних ліній електропередачі, а аткож знизити витрати на обслуговування і підвищити ефективність роботи електричних мереж. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|