Метод оцінки втрат потужності у кабелях низької напруги промислових електричних мереж

2021;
: сс. 17 - 26
1
Національний університет «Львівська політехніка»

Гармоніки струму в кабельних лініях промислових електричних мереж супроводжуються несприятливими явищами, які спричиняють додаткові втрати активної потужності у жилах кабелю. Це призводить до підвищення температури ізоляції кабелю та зменшення терміну її служби. Часто у цих електричних мережах можна спостерігати пошкодження кабельних ліній, спричинені невдалим урахуванням впливу гармонік. Тому коректне врахування втрат активної потужності в кабелях зі спотвореними струмами дає змогу здійснювати правильний вибір їх перерізів і уникати можливих проблем в експлуатації систем електропостачання. Висвітлено загальну картину проблеми і на прикладі кабельної лінії низької напруги, що живить нелінійне змінне навантаження, показано використання методу оцінювання додаткових втрат потужності, спричинених гармоніками струму.

  1. O'Connell K., Barrett M., Blackledge J. & Sung A. Cable Heating Effects due to Harmonic Distortion in Electrical Installations, Proceedings of The World Congress on Engineering, 2012, pp. 934-938. DOI:10.21427/D79C0S.
  2. Patil K. and Gandhare W. Effects of harmonics in distribution systems on temperature rise and life of XLPE power cables, Power and Energy Systems (ICPS), 2011 International Conference, 2011, pp. 1-6.
    https://doi.org/10.1109/ICPES.2011.6156680
  3. Tofoli F., Sanhueza S. And de Oliveira A. On the study of losses in cables and transformers in nonsinusoidal conditions. IEEE Trans. on Power Delivery, vol. 21, 2006, pp. 971-978.
    https://doi.org/10.1109/TPWRD.2006.870986
  4. Ducluzaux A., Cahier technique no. 83 - Extra losses caused in high current conductors by skin and proximity effects, Schneider Electric, Grenoble 2002, p. 7.
  5. IEC Standard 60287-1-1 - Electric Cables - Calculation of the Current Rating, edition 1.2, 2001-11.
  6. Desmet J., Vanalme G., Belmans R. and Van Dommelen D.. Simulation of Losses in LV Cables Due to Nonlinear Loads, Proceedings of IEEE Power Electronics Specialists Conference,(PESC 2008), 15-19 June 2008, pp. 785-790.
    https://doi.org/10.1109/PESC.2008.4592025
  7. Demoulias C. N., Labridis D. P., Dokopoulos P. S. and Gouramanis K. Ampacity of Low-Voltage Power Cables Under Nonsinusoidal Currents, IEEE Trans. on Power Delivery, 22, 2007, pp. 584-594.
    https://doi.org/10.1109/TPWRD.2006.881445
  8. Topolski Ł., Warecki J., Hanzelka Z. Methods for determining power losses in cable lines with non-linear load. Przegląd Elektrotechniczny , 2018, nr 9, pp. 85-90.
    https://doi.org/10.15199/48.2018.09.21
  9. Milardovich N., Prevosto L. and Lara M. A. Calculation of harmonic losses and ampacity in low-voltage power cables when used for feeding large LED lighting loads Advanced electromagnetics, Vol. 3, no. 1, 2014, pp. 50- 56.
    https://doi.org/10.7716/aem.v3i1.258
  10. Topolski Ł., Warecki J., Hanzelka Z. Calculating power losses in LV cables loaded with nonsinusoidal currents. Proc. of 2018 Int. Conf. "Computational Problems of Electrical Engineering" CPEE 2018, Banská Štiavnica, September 2018, pp. 9-12.
    https://doi.org/10.1109/CPEE.2018.8506716