Як працюють транспозиційні вежі на лініях електропередач?

Існують такі речі, як вежі транспозиції в лініях електропередачі розподілу енергії. Ідея полягає в тому, що, наприклад, у вас є три провідники, що працюють паралельно на однаковій висоті, а лівий крайній з них - фаза А, а після транспозиції середній - фаза А, а лівий крайній - зараз фаза С і фаза В, яка спочатку була серединою провідник тепер найправіший. Вікіпедія каже, що це потрібно тому, що

Транспонування необхідне, оскільки є ємність між провідниками, а також між провідниками і землею. Зазвичай це не симетрично по фазах. За допомогою транспозиції загальна ємність для всієї лінії приблизно збалансована.

Я не розумію. Це три дроти паралельно перед переміщенням і три дроти паралельно після переміщення, а відстані між проводами однакові до і після переміщення (а відстань між проводами та землею навряд чи можна контролювати, оскільки поверхня заземлення нерівна і змінюється з часом).

Як переміщення трьох паралельних проводів у три паралельних дроти допомагає збалансувати ємність лінії?

Редагувати: Похований у коментарях одну відповідь - це посилання на малюнок, що підкреслює розташування фаз на транспозиційній башті у статті, пов’язаній вище із Вікіпедією. Картина заслуговує на те, що вона тут показана ...

На малюнку зображено три загальних розташування проводів. Я додав символи конденсатора "дріт-провід", зауважте, що у вас є також ємність "провід-земля" для кожного проводу. Значення конденсатора зменшуються зі збільшенням відстані між проводами.

Зображення - це власна робота, CC BY-SA 3.0

Випадок 1: Три дроти в одному рівні (рівні відстані до землі, але різні відстані між дротом і дротом):

Ємність від середнього проводу до двох проводів з боків більша, ніж ємність між двома проводами на зовнішній стороні системи.

Загалом, ви хочете мати приблизно рівну ємність від кожного дроту до двох інших проводів. Таким чином, переміщуючи дроти, ви створюєте, в середньому, рівну відстань (і ємність) між усіма проводами по відношенню один до одного.

Випадок 2: Три дроти, розташовані у вигляді трикутника (рівні відстані між дротом та дротом, але різні відстані до землі):

По всій довжині системи значення відстаней і ємності трьох проводів один щодо одного рівні, але ємність провод-земля більша для проводів (-ів) ближче до землі.

Замінивши три дроти за допомогою транспозиції, кожен провід проходить рівне усереднене відстань до землі. Таким чином, величини ємності провід-земля відповідають трифазній системі.

Випадок 3, Провід ні на відстані одна до одної, ні на землю

Тепер у вас є дві причини переміщення вздовж загального пробігу лінії.

Це те саме поняття, що і за дротами крученої пари. Два дроти, що проходять паралельно, будуть по-різному поєднуватися з навколишнім середовищем, оскільки вони знаходяться з різних сторін. Скручуючи їх, ви визначаєте, що зовнішня муфта буде приблизно однаковою від кожного дроту до навколишнього середовища.

Це трохи складніше, коли у вас є три дроти, тому що ви також хочете врівноважити з'єднання між проводами. Періодично закручуючи три дроти, кожен з проводів обробляється однаково щодо з'єднання із землею, іншими проводами та будь-чим іншим навколо. Радіація в космос також є проблемою з великими лініями електропередач. Знову ж, ви хочете, щоб всі ефекти були рівними між трьома провідниками.

Лінії електропередач не здаються скрученими на перший погляд, оскільки крок скручування становить милі. Ви хочете, щоб крок повороту був невеликою часткою довжини хвилі, а в лінії повинно бути досить крут, щоб все вийшло навіть добре. При 60 Гц кілька миль - це все-таки "коротка" відстань.

З електричних енергетичних систем BM Weedy 3e (моє значення):

Несиметричний інтервал між провідниками призводить до різної індуктивності для кожної фази, що спричиняє незбалансоване падіння напруги, навіть коли струми навантаження врівноважені. Залишкова або результуюча напруга або струм викликає небажані напруги в сусідніх лініях зв'язку. Це можна подолати шляхом обміну положеннями провідника - це регулярні проміжки по маршруту, практика відома як транспозиція .

Я бачив конструкції ліній електропередачі, які вимагали нерівномірного проміжку провідників (тобто на + 1200 мм, + 375 мм і -1200 мм вздовж поперечного плеча дерев'яного стовпа у формі Т.

Припустимо, у вас є три дроти в горизонтальній площині:. . .

Середній провід примикає до двох інших проводів. Таким чином, це буде впливати інакше, ніж дроти на торці. Отже, ви хочете, щоб кожен провід знаходився посередині на деякій відстані, щоб ефекти врівноважувалися.

Також звичайно мати три дроти вертикально:

.
.
.

У цьому випадку один з проводів буде ближче до заземлення, ніж два інших, крім того, що один з проводів знаходиться між двома проводами, а інші два - ні.