Overwegingen en beperkingen bij het ontwerpen van energietransmissiesystemen

De transmissie van elektrische energie van elektriciteitscentrales naar onderstationcentra groeit met toenemend vermogen vraag vandaag. Naarmate de transmissiesystemen zich in de loop van de decennia uitbreiden, lijkt de overcapaciteit die beschikbaar is op transmissielijnen te worden verbruikt door systeemgroei, of door transmissiegebruikers die meer economische plannen ontwikkelen om aan de systeemvraag te voldoen. De uitbreiding leidt tot meer consumptie wat meer bevordert richting de uitbreiding. Inzicht in de overwegingen en beperkingen bij het ontwerpen van transmissiesystemen zal ingenieurs inzicht geven in hoe dit de werking en betrouwbaarheid beïnvloedt.

---

Verzendbeperkingen

Uitbreidingsgroei leidt ertoe dat gebruikers steeds meer energie verbruiken op basis van hun vraag. Energietransmissiecongestie ontstaat wanneer de energietransmissie niet langer de verhoogde krachtstroom kan accommoderen. Redenen voor transmissiecongestie kunnen variëren, maar de algemene vraag naar stroom op een specifieke route is niet mogelijk zonder de betrouwbaarheid ervan in gevaar te brengen. Laten we gemeenschappelijke beperkingen en de bijbehorende gevolgen identificeren.

Thermische beperkingen

Transmissielijnen hebben hun eigen thermische limiet die kan leiden tot doorzakkende lijnen als deze wordt overschreden. Dit kan resulteren in een lijnfout, waarbij elektrische vonken worden ervaren naar de nabijgelegen vegetatie, structuren en natuurlijk de grond. Wanneer dit gebeurt, verwijderen beschermende transmissiecomponenten de defecte lijn om de eindapparatuur te beschermen tegen ernstige schade.

Wanneer de lijn wordt verwijderd voor reparatie, worden andere transmissielijnen zwaarder belast om het verlies te compenseren. Overbelasting kan het gevolg zijn, wat kan leiden tot thermische limieten die de operationele beperkingen overschrijden. Als deze situatie niet snel goed wordt ingeperkt, kunnen de andere lijnen die het verlies compenseren, exact hetzelfde scenario ervaren.

Begrijpend dat deze tijdelijke oplossing alleen voor noodsituaties is en dat energietransmissielijnen nog steeds de thermische limiet kunnen overschrijden. Om deze reden hebben energietransmissielijnen vaak een noodclassificatie. Deze classificatie geeft een specifieke hoeveelheid tijd die hogere belastingoverdrachten mogelijk maakt om de kans op het bereiken van de thermische limiet te minimaliseren.

Spanningsbeperkingen

Over het algemeen is de reactantie van de energietransmissielijn aan de ontvangende uiteinden veel minder dan de spanning die aan het begineinde wordt aangelegd. Grotere spanningsafwijkingen hoger of lager dan de nominale spanningswaarde kunnen schade aan de apparatuur veroorzaken voor de consument of de provider. Dat geeft reden voor het hebben van een bedrijfsspanningsbeperking om de werking te behouden die aan de vereisten voldoet. Deze beperking is veel belangrijker in gebieden waar energietransmissielijnen versnipperd en lang zijn.

Bedrijfsbeperkingen

Belastingen veranderen voortdurend, dit kunnen kleine of grote veranderingen zijn. Relatief kleine veranderingen in belasting treden over het algemeen op wanneer het mechanische vermogen aan de opwekkingszijde zich aanpast aan de elektrische vraag. Zolang de variatie klein is, kan de verbinding tussen systemen synchroon blijven. Het systeem zou stabiel blijven zolang de belastingen niet in omvang toenemen en oscilleren bij lage frequenties. Deze oscillaties kunnen leiden tot problematische spanningen en frequentieproblemen die kunnen leiden tot instabiliteit en mogelijk uitval.

Grote oscillaties treden op als gevolg van onderhoud, storingen of onderbrekingen in energietransmissielijnen. Grotere frequentiebereiken kunnen oncontroleerbare situaties veroorzaken die kunnen resulteren in niet-stationaire instabiliteit. Preventieve maatregelen zijn nodig om de mogelijke instabiliteit te minimaliseren.

Spanningsinstabiliteit treedt op wanneer systemen worden blootgesteld aan grotere reactieve vermogensstromen. Dit is een gevolg van het spanningsverschil van het begin tot het ontvangende uiteinde van de lijn. Dit resulteert in spanningsdalingen aan de ontvangende kant. Lagere spanningen verhogen de stroom en kunnen bijdragen aan verliezen. Spanningsinstorting is het eindgevolg. Mogelijke schade aan apparatuur en mogelijk uitval.

Het ontwerp van energietransmissielijnen definiëren

Er zijn een aantal overwegingen die een rol spelen bij het ontwerp van de transmissielijn. Energietransmissielijnen hebben specifieke parameters die ze definiëren. Deze parameters hebben gevolgen voor de milieueffecten. De basisparameters omvatten:

• Nominale spanning
• Lengte van lijn
• Hoogtebereik
• Ontwerpladingen

De nominale spanning is een benadering van wat de werkelijke lijnspanning zou zijn. De werkelijke spanning varieert op basis van weerstand, afstand, aangesloten apparatuur en de elektrische prestaties van de lijn. Hoogtebereik betekent ruwweg het verwachte weer en het aangetroffen terrein. Ontwerpbelasting is ook gebaseerd op de weersfactor. Bijvoorbeeld de ontwerpbelasting die wind en ijs uitoefenen op de energietransmissielijnen en torens. Dit heeft invloed op de afmetingen, lengtes, het torenontwerp en de mechanische sterkte van de geleider en winddemping.

Parameters torenontwerp

Zendmasten zijn ontworpen om geleiders gescheiden te houden van de lokale omgeving en van elkaar. Hoe hoger de energietransmissiespanningen, hoe groter de scheidingsafstand moet zijn. Wanneer een boog van de transmissielijn naar de grond kan springen, veroorzaakt dit een fout-naar-aarde-scenario. Dit is wanneer er een overdracht van elektriciteit naar de omgeving is. Dit kan ook tussen de geleiders gebeuren. Dit wordt een fase-naar-fase fout genoemd.

De eerste ontwerpoverweging is de afstand tussen de geleiders, de toren en andere potentiële boogstructuren. Dit geeft een algemeen beeld van de fysieke afmetingen van de toren. Dit omvat de torenhoogte, geleiderafstand en isolatorlengte voor montage.

De volgende ontwerpoverweging is de structurele sterkte van het torenframe om aan de eerste ontwerpvereisten te voldoen. Hierbij wordt rekening gehouden met het onderdeel, het weer en mogelijke stootbelastingen.

De uiteindelijke ontwerpoverweging is om de noodzakelijke fundering te voorzien om de toren en de vooraf bepaalde ontwerpbelastingen te ondersteunen.

Opruimingsontwerpparameters

De basisfunctie van de toren is om geleiders te isoleren van de omringende, andere geleiders en potentiële boogstructuren. Vrije ruimten op basis van fase-naar-toren, fase-naar-fase en fase-naar-aarde. Fase-naar-toren spelingen worden meestal gehandhaafd door isolatorstrings die rekening moeten houden met mogelijke geleiderbewegingen. De fase-tot-grondspeling is gebaseerd op de hoogte van de toren, om de lijntemperatuur en de kans op lijnverzakking te minimaliseren en om de vegetatie en mogelijke boogstructuren te beheersen. Fase-naar-fase scheiding wordt geregeld door torengeometrie en lijnbeweging beperken.

Ontwerpen voor bliksembeveiliging

Hoe hoger de toren, hoe groter de kans op een mogelijke blikseminslag. Blikseminslagen kunnen aanzienlijke schade aanrichten aan energietransmissie en consumentenapparatuur. Om schade door blikseminslag te minimaliseren, wordt een extra set kabels van de top van de toren naar de grond geleid zodat de bliksem kan volgen. Deze worden gewoonlijk afgeschermde draden genoemd en helpen ervoor te zorgen dat apparatuurstoringen worden voorkomen.

Ontwerpen voor onderdrukking van geleiderbeweging

Verweringseffecten die geleiderbewegingen veroorzaken, kunnen mogelijk schade aan apparatuur voor energietransmissie veroorzaken. Het meest voorkomende type energietransmissiedemper is de Stockbridge-demper. Deze worden onder de geleiders geïnstalleerd, aansluitend vanaf het bevestigingspunt op de geleiders tot aan de toren. Adequate voorspelling van weersinvloeden kan helpen bij het bepalen van het demperontwerp dat nodig is voor de zendmast. Deze voorkomen dat de trillingseffecten van weersinvloeden schade kunnen veroorzaken aan nutsvoorzieningen.

E3.Kabel voor fysieke ontwerplay-out

E3.Cable zorgt voor een veelzijdige mix van elektrische en mechanische CAD gecombineerd tot een geavanceerd platform. Dit biedt tools en functies die het ontwerpen van energietransmissielijnen, onderstationverbindingen en transmissietorens eenvoudig en eenvoudig maken. Biedt u de benodigde functies om te voorkomen dat ontwerpen botsen met behoud van geometrische vereisten voor mechanische constructies.

Maakt het mogelijk om onderling verbonden systeempanelen en transmissielijnen te maken met eenvoudige slepen-en-neerzetten snap-in-functies. Maak een eenvoudig foutloos ontwerp op basis van invoerparameters op basis van de vraag van de gebruiker. Biedt een aantal van de volgende.

• Creëert fysieke weergave van paneelcontrollers
• Ontwerpregelcontrole
• Clash-detectie
• Preventie van plaatsingsfouten

E3.3D-routeringsbrug

E3.3D-routeringsbrug biedt een gemakkelijke overgang tussen de meest gebruikte MCAD-software op de markt naar de routering en configuratie van energietransmissielijnen. Breng eenvoudig MCAD-bestanden over naar de E3.3D-routeringsbrug om de lengte en diameter van de energietransmissielijn voor ontwerpparameters te bepalen. Dit biedt een tussenstap tussen het samenvoegen van de mechanische en elektrotechnische aspecten in één gebruiksvriendelijke software. E3.3D-routeringsbrug geeft een duidelijker beeld van onderlinge verbindingen tussen geleiders, energietransmissielijnen en isolatoren en de noodzakelijke vrije ruimte om operationele technische parameters te bereiken. Het biedt de volgende functies:

• Overdraagbare componentinformatie naar MCAD
• Controleer op Component Clash in MCAD
• Rekening houden met doorzakken of buigen van de transmissie
• Bereken de lengte van energietransmissielijnen en -segmenten in MCAD

---

De juiste ontwerptools

Het begrijpen van de ontwerpbeperkingen en overweging is slechts de eerste stap naar het ontwerpen van de beste apparatuur voor energietransmissie. Het hebben van de beste tools die beschikbaar zijn om de beste kwaliteit en betrouwbaarheid te produceren, zal ingenieurs veel voordelen bieden. Zet de volgende stap in voorbereiding ontwerp engineering.

Geef commentaar op de huidige ontwerpprocessen die worden gebruikt voor uw transmissiesystemen en hoe deze beter kunnen.

---