Considérations et contraintes relatives à la conception du système de transport d'énergie

Le transport d'énergie électrique des centrales électriques aux centres de sous-station augmente avec l'augmentation de la puissance demande aujourd'hui. À mesure que les réseaux de transport se développent au fil des décennies, la capacité excédentaire disponible sur les lignes de transport semble être consommée par la croissance du système ou par les utilisateurs du transport qui élaborent des plans plus économiques pour répondre à la demande du système. L'expansion conduit à plus de consommation qui favorise davantage l'expansion. Comprendre les considérations et les contraintes impliquées dans la conception des systèmes de transmission donnera aux ingénieurs un aperçu de la façon dont cela affecte les opérations et la fiabilité.

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Contraintes de transmission

La croissance de l'expansion conduit les utilisateurs à consommer de plus en plus d'énergie en fonction de leur demande. La congestion de la transmission d'énergie se produit lorsque la transmission d'énergie ne peut plus supporter le flux de puissance accru. Les raisons de la congestion du transport peuvent varier, mais les problèmes communs de demande de flux d'énergie sur un itinéraire spécifique ne sont pas possibles sans risquer sa fiabilité. Permet d'identifier les contraintes communes et les conséquences qui leur sont associées.

Contraintes thermiques

Les lignes de transmission ont leur propre limite thermique qui peut entraîner un affaissement des lignes si elle est dépassée. Cela peut entraîner un défaut de ligne, où des arcs électriques se produisent dans la végétation, les structures et bien sûr le sol à proximité. Lorsque cela se produit, les composants de protection de la transmission suppriment la ligne défectueuse afin de préserver l'équipement terminal des dommages graves.

Lorsque la ligne est retirée pour réparation, d'autres lignes de transmission subissent des charges accrues pour compenser la perte. Une surcharge peut en résulter, ce qui peut conduire à des limites thermiques dépassant ses contraintes opérationnelles. Si cette situation n'est pas correctement contenue rapidement, les autres lignes compensant la perte peuvent connaître exactement le même scénario.

Comprenant que cette solution temporaire est uniquement destinée aux situations d'urgence et que les lignes de transport d'énergie peuvent toujours dépasser sa limite thermique. Pour cette raison, les lignes de transport d'énergie ont souvent une cote d'urgence. Cette cote donne une durée spécifique qui permet des transferts de charge plus élevés afin de minimiser les risques d'atteindre la limite thermique.

Contraintes de tension

Généralement, la réactance de la ligne de transmission d'énergie aux extrémités de réception est bien inférieure à la tension appliquée à l'extrémité de départ. Des écarts de tension supérieurs ou inférieurs à la valeur de tension nominale peuvent endommager l'équipement du consommateur ou du fournisseur. Ce qui justifie d'avoir une contrainte de tension de fonctionnement pour maintenir un fonctionnement conforme aux exigences. Cette contrainte est beaucoup plus importante dans les zones où les lignes de transport d'énergie sont dispersées et longues.

Contraintes de fonctionnement

Les charges changent constamment, il peut s'agir de petits ou de grands changements. Des changements de charge relativement faibles se produisent généralement lorsque la puissance mécanique du côté de la production s'adapte à la demande électrique. Tant que la variation est faible, la connexion entre les systèmes peut rester synchronisée. Le système resterait stable tant que les charges ne gagneraient pas en amplitude et oscilleraient à basse fréquence. Ces oscillations peuvent entraîner des problèmes de tension et de fréquence pouvant entraîner une instabilité et éventuellement des pannes.

De grandes oscillations se produisent en raison de l'entretien, de défauts ou de perturbations dans les lignes de transmission d'énergie. Des plages de fréquences plus larges peuvent provoquer des situations incontrôlables pouvant entraîner une instabilité en régime permanent. Des mesures préventives sont nécessaires pour minimiser l'instabilité potentielle.

L'instabilité de tension se produit lorsque les systèmes sont exposés à des flux de puissance réactive plus importants. Ceci est le résultat de la différence de tension entre le début et la réception de la ligne. Cela entraîne des chutes de tension à l'extrémité de réception. Des tensions plus basses augmentent le courant et peuvent contribuer aux pertes. L'effondrement de la tension est la conséquence finale. Potentiel causant des dommages à l'équipement et éventuellement des pannes.

Définition de la conception d'une ligne de transport d'énergie

Il existe un certain nombre de considérations qui entrent en ligne de compte dans la conception de la ligne de transmission. Les lignes de transport d'énergie ont des paramètres spécifiques qui les définissent. Ces paramètres ont des implications sur les effets environnementaux. Les paramètres de base incluent :

• Tension nominale
• Longueur de ligne
• Plage d'altitude
• Charges de conception

La tension nominale est une approximation de ce que serait la tension de ligne réelle. La tension réelle varie en fonction de la résistance, de la distance, de l'équipement de connexion et des performances électriques de la ligne. La plage d'altitudes signifie approximativement la météo et le terrain attendus rencontrés. La charge de conception est également basée sur le facteur météorologique. Par exemple, la charge de conception que le vent et la glace mettent sur les lignes de transport d'énergie et les tours. Cela affecte les dimensions, les longueurs, la conception de la tour, la résistance mécanique du conducteur et l'amortissement du vent.

Paramètres de conception de la tour

Les tours de transmission sont conçues pour séparer les conducteurs de l'environnement local et les uns des autres. Plus les tensions de transmission d'énergie sont élevées, plus la distance de séparation doit être grande. Lorsqu'un arc peut sauter de la ligne de transmission à la terre, un scénario de défaut à la terre se produit. C'est à ce moment qu'il y a un transfert d'électricité vers l'environnement. Cela peut également se produire entre les conducteurs. Il s'agit d'un défaut entre phases.

La première considération de conception est la distance entre les conducteurs, la tour et d'autres structures d'arc potentielles. Cela donne une idée générale des dimensions physiques de la tour. Cela inclut la hauteur de la tour, l'espacement des conducteurs et la longueur de l'isolateur pour le montage.

La prochaine considération de conception est la résistance structurelle du cadre de la tour pour maintenir les premières exigences de conception. Cela prend en compte le composant, les conditions météorologiques et les charges d'impact possibles.

La dernière considération de conception est de fournir les fondations nécessaires pour supporter la tour et les charges de conception prédéterminées.

Paramètres de conception de jeu

La fonction de base de la tour est d'isoler les conducteurs de l'environnement, des autres conducteurs et des structures d'arc potentielles. Dégagements basés sur phase à tour, phase à phase et phase à terre. Les dégagements phase-tour sont généralement maintenus par des chaînes d'isolateurs qui doivent tenir compte des mouvements possibles des conducteurs. La garde au sol est basée sur la hauteur de la tour, afin de minimiser la température de la ligne et le potentiel d'affaissement de la ligne, et de contrôler la végétation et les structures d'arc potentielles. La séparation phase à phase est contrôlée par la géométrie de la tour et la limitation du mouvement de la ligne.

Concevoir pour la protection contre la foudre

Plus la tour est haute, plus le risque d'éclair potentiel est élevé. Les coups de foudre peuvent causer des dommages considérables aux équipements de transport d'énergie et aux consommateurs. Pour minimiser les dommages causés par la foudre, un ensemble supplémentaire de câbles est acheminé du haut de la tour jusqu'au sol pour que la foudre suive. Ceux-ci sont communément appelés fils de blindage et aident à garantir que la défaillance de l'équipement est évitée.

Conception pour la suppression du mouvement des conducteurs

Les effets des intempéries produisant le mouvement du conducteur peuvent potentiellement endommager l'équipement de transmission d'énergie. Le type le plus courant d'amortisseur de transmission d'énergie est l'amortisseur Stockbridge. Ceux-ci sont installés sous les conducteurs, adjacents du point de fixation sur les conducteurs à la tour. Une prévision adéquate des effets des intempéries peut aider à déterminer la conception de l'amortisseur requise pour la tour de transmission. Ceux-ci empêchent les effets vibratoires des intempéries d'endommager potentiellement l'équipement des services publics.

E3.Cable pour la mise en page de la conception physique

E3.Cable permet un mélange polyvalent de CAO électrique et mécanique combiné dans une plate-forme sophistiquée. Cela fournira des outils et des fonctionnalités qui faciliteront et simplifieront la conception de lignes de transmission d'énergie, d'interconnexions de sous-stations et de tours de transmission. Vous fournit les fonctionnalités nécessaires pour empêcher les conceptions d'entrer en conflit tout en maintenant les exigences géométriques des structures mécaniques.

Permet la création de panneaux de système d'interconnexion et de lignes de transmission avec des fonctions d'encliquetage faciles par glisser-déposer. Créez une conception simple et sans erreur basée sur des paramètres d'entrée basés sur la demande de l'utilisateur. Fournit certains des éléments suivants.

• Crée une représentation physique des contrôleurs de panneau
• Vérification des règles de conception
• Détection des conflits
• Prévention des erreurs de placement

Pont de routage E3.3D

Le pont de routage E3.3D permet une transition facile entre les logiciels MCAD les plus utilisés sur le marché vers le routage et la configuration des lignes de transport d'énergie. Transférez facilement des fichiers MCAD dans le pont de routage E3.3D pour déterminer la longueur et le diamètre de la ligne de transmission d'énergie pour les paramètres de conception. Cela fournit une étape intermédiaire entre la fusion des aspects d'ingénierie mécanique et électrique dans un logiciel facile à utiliser. Le pont de routage E3.3D fournit une image plus claire des interconnexions entre les conducteurs, les lignes de transmission d'énergie et les isolateurs et le dégagement nécessaire pour atteindre les paramètres d'ingénierie opérationnelle. Il fournit les fonctionnalités suivantes :

• Informations sur les composants transférables vers MCAD
• Vérifier les conflits de composants dans MCAD
• Comptabilisation de l'affaissement ou des coudes de transmission
• Calculer la longueur des lignes et des segments de transport d'énergie dans MCAD

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Les bons outils de conception

Comprendre les contraintes et la considération de conception n'est que la première étape vers la conception du meilleur équipement de transmission d'énergie. Disposer des meilleurs outils disponibles pour produire la meilleure qualité et fiabilité servira aux ingénieurs à bien des égards. Passez à l'étape suivante dans l'ingénierie de conception de préparation.

Commentez les processus de conception actuels utilisés pour vos systèmes de transmission et comment ils pourraient être améliorés.

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