5. Выбор площади сечения проводов линий и ориентировочной мощности компенсирующих устройств. Уточнение конфигурации сети
Выбор сечения проводов проектируемой сети производится с учетом: технико-экономических показателей, пропускной способности сечения провода по нагреву в послеаварийных режимах, механической прочности проводов воздушных линий, условий образования короны (отсутствие заметных потерь мощности на корону при хорошей погоде и относительно небольшие годовые потери энергии). В качестве экономического критерия принимается минимум приведенных затрат. По этому критерию вычислим экономическую плотность тока.
Для электрических сетей и линий электропередачи 110-500 кВ наиболее целесообразны сталеалюминевые провода марки АС (учитывается электропроводность провода, стоимость, способность противостоять различным условиям).
По рекомендации [2, с. 94-97] для электрических сетей и ЛЭП напряжением 110 и 220 кВ сечения проводов выбираем по экономической плотности тока.
,
(5.1)
где F
– сечение провода, мм
;
I – расчетный ток в линии, А;
Jэ – экономическая плотность тока, А/мм .
Ток в линии находится по результатам расчета в программе “Regus”. Полученное расчётное сечение округляем до ближайшего стандартного и по [3, с. 177-178, табл. П.1.1, П.1.2] выбираем сталеалюминевые провода.
Продолжительность использования максимума нагрузки участка сети находится по формуле:
(5.2)
ч.
где Pi – максимальные нагрузки потребителей, МВт;
Тмахi – число часов использования максимума, ч (в узлах – 2, 3, 4, 5 – 5600 ч., в узлах – 6 – 3500ч.).
Получили Тср = 5499,47 ч. Плотность тока, которая соответствует минимуму приведённых затрат в электропередачах, находится по таблице [3, с. 118, табл. 4.1]. Соответственно jэ = 1.1 А/мм . Полученное значение снижаем до jэ = 1 А/мм .
Экономическая плотность тока по ПУЭ
Проводники |
Экономическая
плотность тока, А/мм |
||
|
более 1000 до 3000 |
более 3000 до 5000 |
более 5000 |
Неизолированные провода и шины: |
|
|
|
Медные |
2,5 |
2,1 |
1,8 |
Алюминиевые |
1,3 |
1,1 |
1,0 |
Кабели с бумажной и провода с резиновой и поливинилхлоридной изоляцией с жилами: |
|
|
|
Медными |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
Алюминиевыми |
1,6 |
1,4 |
1,2 |
Кабели с резиновой и пластмассовой изоляцией с жилами: |
|
|
|
Медными |
3,5 |
3,1 |
2,7 |
Алюминиевыми |
1,9 |
1,7 |
1,6 |
,
при числе часов использования максимума
нагрузки в год
Подберем сечение провода для одной цепи линии 1 – 4 Схемы № 4.
мм2.
Принимаем стандартное сечение F = 120 мм2.Аналогичным образом выбираются сечения проводов для обеих схем. Полученные результаты сведем в таблицы 5.3 и 5.4.
Провода воздушных линий системообразующей сети выбираются по экономическим соображениям и проверяются по допустимому току нагрева в послеаварийных режимах, а также по условию короны. Эти критерии независимы друг от друга, и выбранное сечение провода должно удовлетворять каждому из них.
По программе Regus при отключении каждой из линий смотрим токи, протекающие в ветвях в послеаварийных режимах. По данным наиболее тяжелого для данной линии послеаварийного режима подбираем провода по допустимому току(таблицы 5.1, 5.2).
Выбираем также сечения по условиям возникновения короны согласно условия Uкр > Uном.
Расчет критического напряжения для провода АС 70/11:
Результаты расчета и выбора сечений проводов сведены в таблицу 5.3 и 5.4.
Таблица 5.1
Результаты расчётов послеаварийных режимов для схемы №2
Номер ветви сети |
Ток, кА, при отключении ветви сети |
Наиб. знач. тока Iнб,кА |
||||||||
1-2 |
1-3 |
1-5 (1цепь) |
2-7 |
3-4 |
3-5 |
5-6 |
4-7 |
Норм. Режим |
||
1-2 |
- |
0.088 |
0.094 |
0.197 |
0.241 |
0.129 |
0.113 |
0.447 |
0.113 |
0,447 |
1-3 |
0.118 |
- |
0.172 |
0.161 |
0.162 |
0.109 |
0.121 |
0.285 |
0.121 |
0,285 |
1-5 |
0.405 |
0.506 |
0.360 |
0.389 |
0.472 |
0.463 |
0.423 |
0.608 |
0.423 |
0,608 |
2-7 |
0.193 |
0.233 |
0.239 |
- |
0.378 |
0.271 |
0.256 |
0.580 |
0.256 |
0,580 |
3-4 |
0.210 |
0.145 |
0.138 |
0.395 |
- |
0.107 |
0.123 |
0.247 |
0.123 |
0,395 |
3-5 |
0.102 |
0.063 |
0.122 |
0.197 |
0.008 |
- |
0.057 |
0.138 |
0.057 |
0,197 |
5-6 |
0.051 |
0.052 |
0.053 |
0.051 |
0.051 |
0.051 |
0.051 |
0.052 |
0.051 |
0,53 |
4-7 |
0.403 |
0.367 |
0.355 |
0.573 |
0.221 |
0.315 |
0.330 |
- |
0.330 |
0,403 |
Таблица 5.2
Результаты расчётов послеаварийных режимов для схемы №4
Номер ветви сети |
Ток, кА, при отключении ветви сети |
Наиб. знач. тока Iнб,кА |
|||||||||
1-2 |
1-3 |
1-5 (1цепь) |
2-7 |
3-4 |
3-5 |
5-6 |
4-7 |
Норм. режим |
|||
1-2 |
- |
0.080 |
0.071 |
0.197 |
0.171 |
0.078 |
0.094 |
0.447 |
0.094 |
0,447 |
|
1-4 |
0.081 |
- |
0.093 |
0.156 |
0.094 |
0.095 |
0.070 |
0.239 |
0.070 |
0,239 |
|
1-5 |
0.456 |
0.496 |
0.425 |
0.432 |
0.655 |
0.410 |
0.471 |
0.657 |
0.471 |
0,657 |
|
2-7 |
0.193 |
0.225 |
0.216 |
- |
0.311 |
0.223 |
0.238 |
0.580 |
0.238 |
0,580 |
|
3-4 |
0.200 |
0.155 |
0.239 |
0.281 |
- |
0.232 |
0.174 |
0.002 |
0.174 |
0,281 |
|
3-5 |
0.078 |
0.092 |
0.028 |
0.149 |
0.235 |
- |
0.069 |
0.237 |
0.069 |
0,237 |
|
3-6 |
0.052 |
0.053 |
0.054 |
0.052 |
0.055 |
0.054 |
0.052 |
0.055 |
0.052 |
0,55 |
|
4-7 |
0.405 |
0.378 |
0.384 |
0.573 |
0.265 |
0.381 |
0.349 |
- |
0.349 |
0,405 |
|
Таблица 5.3
Расчётные значения для выбора сечений проводов для схемы №2
Номер линии |
Расчётный ток, А |
Наибольший аварийный ток, А |
Расчётное сечение провода, мм2 |
Принятые сечение и марка провода |
||
По экономическим условиям |
по условиям короны |
по допустимой мощности нагрева |
||||
1-2 |
113 |
447 |
АС 120/19 |
АС 70/11 |
АС 150/24 |
АС 150/24 |
1-3 |
121 |
285 |
АС 120/24 |
АС 70/11 |
АС 95/16 |
АС 120/24 |
1-5 |
423 |
608 |
2*АС 240/32 |
2*AС 70/11 |
2*АС 95/16 |
2*АС 240/32 |
2-7 |
256 |
580 |
АС 240/32 |
AС 70/11 |
АС 240/32 |
АС 240/32 |
3-4 |
123 |
395 |
АС 120/19 |
АС 70/11 |
АС 185/29 |
АС 185/29 |
3-5 |
57 |
197 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
5-6 |
51 |
53 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
4-7 |
330 |
403 |
2*АС 185/29 |
2*АС 70/11 |
АС 150/24 |
2*АС 185/29 |
Таблица 5.4
Расчётные значения для выбора сечений проводов для схемы №4
Номер линии |
Расчётный ток, А |
Наибольший аварийный ток, А |
Расчётное сечение провода, мм2 |
принятое сечение и марка провода |
||
По экономическим условиям |
по условиям короны |
по допустимой мощности нагрева |
||||
1-2 |
94 |
447 |
АС 120/19 |
АС 70/11 |
АС 150/24 |
АС 150/24 |
1-4 |
70 |
239 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
1-5 |
471 |
657 |
2xАС 240/32 |
2xАС 70/11 |
2*АС 95/16 |
2xАС 240/32 |
2-7 |
238 |
580 |
АС 240/32 |
АС 70/11 |
АС 240/32 |
АС 240/32 |
3-4 |
174 |
281 |
АС 185/29 |
АС 70/11 |
АС 95/16 |
АС 185/29 |
3-5 |
69 |
237 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
3-6 |
52 |
55 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
АС 70/11 |
4-7 |
349 |
405 |
2xАС 185/29 |
2xАС 70/11 |
АС 120/19 |
2xАС 185/29 |
Таблица 5.6 Допустимый длительный ток для неизолированных проводов по ПУЭ
|
|
Ток, А, для проводов марок |
||||||||||
Номи нальное сечение, |
Сечение (алюми- ний/ |
АС, АСКС, АСК, АСКП |
М |
А и АКП |
М |
А и АКП |
||||||
мм |
сталь), мм |
вне помещений |
внутри помещений |
вне помещений |
внутри помещений |
|||||||
10 |
10/1,8 |
84 |
53 |
95 |
- |
60 |
- |
|||||
16 |
16/2,7 |
111 |
79 |
133 |
105 |
102 |
75 |
|||||
25 |
25/4,2 |
142 |
109 |
183 |
136 |
137 |
106 |
|||||
35 |
35/6,2 |
175 |
135 |
223 |
170 |
173 |
130 |
|||||
50 |
50/8 |
210 |
165 |
275 |
215 |
219 |
165 |
|||||
70 |
70/11 |
265 |
210 |
337 |
265 |
268 |
210 |
|||||
95 |
95/16 |
330 |
260 |
422 |
320 |
341 |
255 |
|||||
|
120/19
|
390 |
313 |
485 |
375 |
395 |
300 |
|||||
120 |
120/27 |
375 |
- |
|
|
|
|
|||||
|
150/19 |
450 |
365 |
570 |
440 |
465 |
355 |
|||||
150 |
150/24 |
450 |
365 |
|
|
|
|
|||||
|
150/34 |
450 |
- |
|
|
|
|
|||||
|
185/24 |
520 |
430 |
650 |
500 |
540 |
410 |
|||||
185 |
185/29 |
510 |
425 |
|
|
|
|
|||||
|
185/43 |
515 |
- |
|
|
|
|
|||||
|
240/32 |
605 |
505 |
760 |
590 |
685 |
490 |
|||||
240 |
240/39 |
610 |
505 |
|
|
|
|
|||||
|
240/56 |
610 |
- |
|
|
|
|
|||||
|
300/39 |
710 |
600 |
880 |
680 |
740 |
570 |
|||||
300 |
300/48 |
690 |
585 |
|
|
|
|
|||||
|
300/66 |
680 |
-
|
|
|
|
|
|||||
330 |
330/27 |
730 |
- |
- |
- |
-
|
-
|
|||||
|
400/22 |
830 |
713 |
1050 |
815 |
895 |
690 |
|||||
400 |
400/51 |
825 |
705 |
|
|
|
|
|||||
|
400/64 |
860 |
-
|
|
|
|
|
|||||
|
500/27 |
960 |
830 |
- |
980 |
- |
820 |
|||||
500 |
500/64 |
945 |
815 |
|
|
|
|
|||||
600 |
600/72 |
1050 |
920 |
- |
1100 |
-
|
955 |
|||||
700 |
700/86 |
1180 |
1040 |
- |
- |
- |
- |
|||||