14.3 Вопросы для самоконтроля знаний

1. Какова идея использования «универсальных номограмм»?

2. Какие дополнительные технические условия необходимо учитывать при выборе сечений проводов?

3. В каком соотношении находятся допустимые токи и мощности воздушных и кабельных линий при одинаковых номинальных напряжениях и сечениях?

4. По каким показателям дифференцированы значения токов, отвечающих верхним границам соответствующих интервалов?

5. В каких режимах необходимо осуществлять проверку выбранных по условиям экономической целесообразности сечений проводов ВЛ по допустимому нагреву?

6. В чем смысл согласования выбора сечений проводников с характеристиками аппаратов защиты?

7. Как определить сечение провода по «универсальной номограмме»?

8. Как определяется расчетный ток?

9. При каких значениях напряжения допускается не учитывать потери на корону?

10. Что служит основой для определения сечения провода по «универсальной номограмме»?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №15.

ВЫБОР СЕЧЕНИЙ ПРОВОДНИКОВ В

РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЯХ 0,4 КВ С УЧЕТОМ ОБЕСПЧЕНИЯ ДОПУСТИМОЙ ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЯ

Цель занятия. Изучение методики выбора сечений проводников в распределительных сетях 0,4 кВ с учетом минимума приведенных затрат, определение наиболее экономически целесообразного сечения провода.

15.1 Краткие теоретические сведения

Расчет магистралей трехфазного тока при постоянном сечении проводов. При расчете электрических сетей главная задача заключается в определении сечения провода по заданной допустимой потере напряжения. В свою очередь, последнюю определяют, исходя из допустимых значений отклонений напряжения у потребителя.

При переменном трехфазном токе такой метод неприменим, так как кроме активного есть индуктивное сопротивление, зависимость которого от сечения значительно более сложна. Для определения сечения в этом случае профессором В.Н.Степановым /3/ предложен следующий способ. Допустимую потерю напряжения выражают как

, (15.1)

где и – составляющие потерь напряжения в активных и

реактивных сопротивлениях.

При одинаковом расстоянии между проводами реактивное индуктивное сопротивление воздушных проводов весьма незначительно уменьшается или увеличивается при изменении их сечения. Так, при увеличении сечения алюминиевого провода с 16 до 95 мм² активное сопротивление провода уменьшается в 5,9 раза, а индуктивное – только в 1,2 раза.

Это обстоятельство дает возможность перед началом расчета задаться индуктивным сопротивлением х₀ для воздушных линий с проводами из цветных металлов, приняв его равным 0,36…0,40 Ом/км для линий напряжением 0,38…20 кВ.

Тогда может быть найдена составляющая потери напряжения в реактивных сопротивлениях

, (15.2)

где – сумма реактивных составляющих токов,А;

- длина рассматриваемого участка, км;

- погонное реактивное сопротивление провода, Ом/км;

После этого определяют составляющую потери напряжения в активных сопротивлениях

. (15.3)

В свою очередь ,

где – сумма активных составляющих токов, А;

- активное сопротивление провода, Ом;

Имея в виду, что сопротивление провода зависит от сечения

, (15.4)

где - удельная проводимость, для алюминия =29,35 См/км.

Если нагрузка выражена активными мощностями, то

, (15.5)

Методика расчета.

1. задаются индуктивным сопротивлением х₀;

2. находят составляющую потери напряжения в реактивных сопротивлениях U_р;

3. зная допустимую потерю напряжения U_доп определяют составляющую потери напряжения в активных сопротивлениях U_а.;

4. по уравнениям (15.4) и (15.5) вычисляют сечение провода и округляют его до стандартного;

5. проверяют действительную потерю напряжения, взяв значение индуктивного сопротивления провода из таблиц. Если потеря напряжения больше допустимой, то сечение провода увеличивают.

Расчет сетей трехфазного тока по условию наименьшего расхода цветного металла. Электрические сети только в редких случаях выполняют проводами одного сечения по всей длине. Как правило, сечение неодинаково и уменьшается к концу линии. Очевидно, что при одной и той же допустимой потере напряжения можно иметь несколько вариантов сечений проводов. В одном из них будет расходоваться наименьшее количество металла. Чтобы найти такой вариант, можно рассчитать все возможные сочетания сечений проводов, а затем их сравнить. Однако это сложный и трудоемкий путь. Поэтому разработан способ расчета, который сразу дает наиболее выгодное сочетание сечений проводов участков линий. Его суть заключается в том, что удается найти такое распределение допустимой потери напряжения по участкам сети, при котором получается наименьший расход металла.

Пусть есть линия с тремя нагрузками (рис. 15.1, а). Требуется выбрать такие сечения проводов, чтобы потеря напряжения в них была равна допустимой U_доп или была немного меньше ее, а объем V металла проводов был бы минимальным.

Рисунок 15.1 Схемы к расчету сети на наименьший расход металла

Зададимся индуктивным сопротивлением х₀ и найдем составляющую потери напряжения в реактивных сопротивлениях U_р. Затем определим допустимое значение составляющей потери напряжения в активных сопротивлениях U_а. Тогда схема линии примет вид, изображенный на рисунке 15.1, б.

Выразим объем одного провода магистрали с тремя нагрузками при разных сечениях на участках следующим образом

, (15.6)

где – сечения участков;

- длины участков.

Сечение каждого участка в соответствии с формулой (6.2) можно записать так

.

В этой формуле неизвестны потери напряжения на отдельных участках, но сумма их должна равняться допустимой максимальной потере напряжения .

Для определения отдельных составляющих этой суммы напишем условие получения минимума объема провода. Объем определяется неизвестными потерями напряжения на первых двух участках U_а1=х и U_а2=у. Потерю напряжения на последнем участке выразим через эти неизвестные

.