|
|
Большая Советская Энциклопедия (цитаты)
|
|
|
|
|
Потери на корону | Потери на корону (далее П), потери электроэнергии при ее передаче вследствие возникновения коронного разряда (короны). Отличительной особенностью коронного разряда, определяющей его количественные закономерности, является характерная форма взаимодействия ионов, создаваемых в процессе разряда, и электрического поля у коронирующего электрода, например провода линии электропередачи (ЛЭП). Знак заряда ионов, движущихся из зоны ионизации во внешнюю зону, совпадает со знаком заряда на коронирующем проводе, что обычно ведет к ослаблению поля у провода до некоторой, практически постоянной величины - критической напряженности (Ekp) - и к соответствующему усилению поля в остальной части пространства (внешней зоне). Эта особенность механизма образования короны обусловливает существенную зависимость от напряжения на проводе как тока коронного разряда, так и П. на к.
Пока нет короны, напряженность электрического поля у поверхности провода Епр прямо пропорциональна напряжению на проводе и обратно пропорциональна его радиусу r. Если постепенно повышать , то соответственно будет возрастать и Епр, пока не достигнет критического значения kp, при котором Епр = Екр - напряженности возникновения короны. При дальнейшем повышении напряжения Епр более не возрастает. Увеличивается интенсивность короны, т. е. возрастает поток ионов от провода и переносимый ими электрический заряд r, приходящийся на единицу объема внешней зоны. Заряд r возрастает ровно настолько, чтобы ограничить поле у провода практически до Екр, но соответственно возросшему напряжению он усиливает поле во внешней зоне Ев. з. за пределами зоны ионизации. В возросшем поле Ев. з. увеличивается скорость движения ионов u, которая пропорциональна Ев. з.. В результате с увеличением возрастают и объемный заряд ионов и скорость движения этого заряда. Это равнозначно сильному увеличению плотности тока короны jk = ru. Соответственно возрастает и полный ток короны k, текущий от провода в окружающий его воздух (связь k с jk зависит от конфигурации и габаритов электродов). Т. к. произведение тока короны на напряжение равно мощности, теряемой на корону, то сильная зависимость k от определяет еще более сильную зависимость от потерь мощности и энергии. Потери мощности Р при коронировании проводов приблизительно пропорциональны произведению ×(-kp), а потери энергии равны Р×Т, где Т - время коронирования.
По физической природе П. на к. - главным образом тепловые, они обусловлены передачей кинетической энергии, запасаемой ионами в электрическом поле, нейтральным молекулам газа в результате их столкновений и повышением скорости молекул и температуры газа. Незначительная часть потерь (доли или единицы %) составляют потери на ионизацию газа, реакции в зоне короны (образование озона и окислов в воздухе) и высокочастотное излучение в диапазоне 104-107 гц (т. н. радиопомехи от короны).
П. на к. зависят от структуры электрического поля и объемного заряда ионов. При переменном напряжении корона "горит" лишь часть периода, до тех пор пока не будет достигнут максимум напряжения. При последующем снижении напряжения оставшийся объемный заряд ионов, пропорциональный максимуму напряжения, "гасит" корону, снижая напряженность поля на проводе ниже Ekp. Однако и при кратковременном горении короны потери энергии значительны из-за биполярности структуры заряда ионов в поле. В период горения короны создается такой заряд - например положит, ионов r+, который не только поддерживает поле у провода равным Ekp, но еще и компенсирует влияние заряда ионов r- (усиливающее поле), оставшихся от предыдущего полупериода. По этой причине П. на к. на ЛЭП переменного тока при прочих равных условиях выше, чем на линиях постоянного тока с непрерывно "горящей" короной. Это одно из преимуществ электропередач постоянного тока.
Как отмечено выше, П. на к. на ЛЭП возрастают с повышением напряжения. Единственный путь ограничения потерь при заданном напряжении линии - это повышение kp, что достигается увеличением диаметра проводов и (в меньшей степени) увеличением расстояния между проводами. На ЛЭП сверхвысокого напряжения (500 кв и выше) применяют т. н. расщепленные провода, т. е. пучок из нескольких проводов небольшого диаметра (2-3 см), разнесенных друг от друга на 40-50 см и удерживаемых изоляционными распорками. Такой пучок проводов по величине kp эквивалентен одному проводу весьма большого диаметра. На линиях 500 кв применяют 3 провода в пучке, при 750 кв - 4 провода, для линии 1150 кв потребуется, вероятно, уже 6-8 проводов, а общий диаметр пучка достигнет 1-1,5 м. Однако и расщепление проводов лишь ограничивает П. на к., но полностью их не устраняет. Практически потери отсутствуют лишь в хорошую погоду, когда на проводах нет осадков. Капли дождя, снег, иней и т.п., оседая на проводах, создают на них "острые" выступы и тем самым как бы уменьшают диаметр провода, что приводит к снижению kp на 30-50%, и провода начинают коронировать. На рис. показана диаграмма удельных потерь мощности, измеренных при различной погоде на действующей ЛЭП 750 кв. Максимальные потери (до 1200 квт/км) наблюдались при изморози. Среднегодовые потери (при среднегодовом времени работы линии под напряжением 7000-8000 ч) на ЛЭП 500 кв составляют около 12 квт/км, на ЛЭП 750 кв - 37 квт/км; можно ожидать, что при 1150 кв они достигнут 80 квт/км. При большой протяженности ЛЭП высокого напряжения (500-1000 км) П. на к. оказываются значительными. Устранение потерь при любой погоде приводит к чрезмерному росту стоимости как проводов, так и линии в целом. Поэтому выбор конструкции и параметров линии определяется на основе технико-экономического сопоставления затрат на сооружение линии и стоимости потерь энергии. При расчетах П. на к. kp для хорошей погоды обычно выбирается на 10-20% более высокое, чем рабочее напряжение линии.
Лит.: Попков В. И., Электропередачи сверхвысокого напряжения, в кн.: Наука и человечество, (т. 6), М., 1967.
В. И. Попков.
|
Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска
|
|
 |
 |
 |
|
|
|
Новости 21.11.2024 12:13:03
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
