5.1. Определение сечения по условию постоянства плотности тока

Для определения сечения на отдельных участках линии по допустимой потере напряжения при условии постоянства плотности тока на всех участках для схемы рисунка 5.1 напишем выражение допустимой активной потери напряжения для всей линии:

(5.7)

Задавшись на всех участках согласно условию постоянной плотности тока получим:

(5.8)

откуда или для линии с любым числом нагрузок

. (5.9)

Определив j_пост, находят сечение проводов для каждого участка из соотношения после чего делается проверка на допустимую потерю напряжения для фактических значений r₀ и x₀ и допустимый по нагреву ток нагрузки.

Метод расчета сети, рекомендуемой ПУЭ, по экономической плотности тока учитывает главнейшие факторы, влияющие на экономичность сооружения, и поэтому является основным. Однако сечение проводов, выбранное по этому методу, может не обеспечить допустимой потери напряжения, поэтому предварительно следует определить плотность тока I_пост , обеспечивающую заданную потерю напряжения. Если полученное значение I_пост будет меньше экономической плотности тока I_э, то принимается I_пост , если I_пост > I_э , то принимается экономическая плотность тока.

Для более точной оценки экономичности запроектированной сети, а также для сетей сложной конфигурации должны быть выполнены технико-экономические подсчеты с определением капитальных затрат, потерь электрической мощности и энергии и эксплуатационных расходов для нескольких возможных вариантов.

Сказанное иллюстрируется приведенными ниже примерами.

Пример

а) Определить сечения сталеаллюминиевых проводов воздуш­ной линии передачи трехфазного тока напряжением 35 кВ, питающих два промышленных предприятия по схеме, изображенной на рисунке 5.1

Рис. 5.1 - Схема к примеру

На схеме даны нагрузки (в МВт и MB Ар), а расстояния (в км).

Коэффициент мощности потребителей . Расстояние между осями горизонтально расположенных проводок линии 3,0 м. Допустимая потеря напряжения 8%. (ΔU_{доп задан})

Для выбора наивыгоднейшего решения произвести технико-экономический расчет, принять стоимость установленного 1 КВт на электростанции 2000 руб/КВт, стоимость 1 КВт^.ч электроэнергии 2 руб/КВт^.ч, отчислении на амортизацию и ремонт линии 7,0 %.

Решение:

Допустимая потеря напряжения ΔU_доп = U ΔU_{доп задан}

т .е

Приняв среднее значение реактивного сопротивления линии х₀ = 0,4 Ом/км, находим (см. формулу 5.3):

Допустимая потеря напряжения от активных нагрузок (5.4)

Определяем плотность j_пост, при которой будет обеспечиваться указанная потеря напряжения:

Токи на участках:

Сечения проводов:

- принимаем АС-185; r₀=0,16 Ом/км;

- принимаем АС-70; r₀=0,43 Ом/км;

Определяем сечение магистрали по заданной допустимой величине потери напряжения:

- выбираем АС-150; r₀=0,20 Ом/км;

Определяем сечения проводов ответвлений. Действительная потеря напряжения на участке А1:

Допустимая потеря напряжения для ответвления 12

Ответвление 12

принимаем АС-120/27; r₀=0,25 Ом/км;

Для окончательного выбора варианта производим технико-экономический подсчет для обоих вариантов.

Таблица 5.1

Наименование технико-экономических показателей	Вариант 1 (по постоянству плотности тока)	Вариант 2 (по заданной допустимой величине потери напряжения)
Потери мощности, кВт
Стоимость потерь электрической энергии (при ч), тыс. руб.
Стоимость линий, тыс. руб.
Стоимость добавочной мощности на электростанции для покрытия потерь, тыс. руб.
Полная величина капитальных затрат, тыс. руб.
Отчисление на амортизацию и ремонт (7%), тыс. руб.
Полная стоимость ежегодных эксплуатационных расходов, тыс. руб.

По капитальным затратам второй вариант выходит немного затратнее. Но так как потери во первом варианте больше, то и эксплуатационные расходы для него превышают эксплуатационное расходы второго варианта на сопоставимую сумму с разницей в капзатратах, поэтому окончательно должно быть принято сечение АС-150 на первом участке и AC-120 на втором.