3. Розрахунки сталевих проводів
Сталь характеризується значно меншою електричною провідністю в порівнянні з алюмінієм і тим більше з міддю. У середньому провідність сталі коливається від 6 до 9 106 Ом/м, алюмінію - 32 • 106 і міді - 53 • 106 Ом/м. У сільських мережах при малій щільності навантаження проводи з кольорових металів не завжди повністю завантажені, тому в ряді випадків в існуючих мережах застосовують сталеві проводи. Крім того, сталь має високу механічну міцність. Завдяки цьому можна подовжити прольоти між опорами, а отже, зменшити їх кількість на лінії.
Сталеві проведення на відміну від проводів з кольорових металів мають значний внутрішній індуктивний опір. Внаслідок цього розрахунки сталевих проводів сильно ускладнюється. Однак розроблені досить зручні методи їх розрахунків, які наведені далі.
Розрахунки по таблицях. Для сталевих проводів різних перетинів дослідним шляхом знайдені значення активного і внутрішнього індуктивного опорів залежно від сили протікаючого по проводах струму.
Зовнішні індуктивні опори сталевих проводів практично такі ж, як і в проводів з кольорових металів тих же перетинів.
Розглянемо порядок розрахунків сталевих проводів.
Розрахунки по кривим Головсільелектро. Для полегшення розрахунків були розроблені й використовують розрахункові криві. На рис. 9.5 наведений зразок серії таких кривих для мережі з номінальною напругою 10 кВ, коефіцієнтом потужності навантаження 0,8 і сталевими багатодротовими проводами. По осі абсцис відкладене навантаження на ділянці мережі в амперах, кіловатах або кіло- вольт-амперах, по осі ординат - втрата напруги на 1 км лінії у відсотках від номінальної напруги.
Для розрахунків мереж напругою 380 В, 6, 10, 20 і 35 кВ потрібно
Рис. 9.5. Криві Главсельэлектро для розрахунків сталевих багатодротових проводів
мати повний набір таких кривих для різних коефіцієнтів потужності навантаження й конструкцій проводів (одно і багатодротових). Усього потрібно більш 30 серій кривих.
Розглянемо порядок розрахунків сталевих проводів.
Розподіляють на ділянках мережі припустиму втрату напруги.
Знаходять необхідний перетин проводів для кожної ділянки мережі по даній втраті напруги, знаючи лінійний струм або потужність на ділянці.
Розрахунки по кривим Головсільелектро значно простіші, чим по таблицях, і дають однозначний розв'язок. Їх недолік полягає в необхідності наявності великої кількості серій кривих.
Розрахунки методом проф. В. Н. Степанова. Побудова діаграми втрат напруги запропонована проф. В. Н. Степановым із застосуванням кривих у логарифмічній системі координат для сталевих однодротових (рис. 9.6, а) і багатодротових (рис. 9.6, б) проводів. По осі абсцис відкладені точки, що проходять по проводу, а по осі ординат - втрати лінійних напруг у вольтах на кілометр, обчислені по формулі
де cosφ = 0,7...0,9.
З діаграми видно, що зміна cosφ порівняно мало
Рис. 9.6. Залежності втрати напруги від сили струму для сталевих проводів:
а - однодротових; б-б- багатодротових
впливає на втрату напруги. Тому при розрахунках відзначають на заштрихованій смузі крапку, розташовану між крайніми кривими для cos φ = 0,9 (верхня крива) і для cos φ = 0,7 (нижня крива), пропорційно значенню заданого cos порівн. По цих кривих можна швидко знайти перетини проводів по заданих втратах напруги.
Розглянемо порядок розрахунків сталевих проводів.
Розподіляють припустиму втрату напруги по ділянках мережі по формулах, потім визначають її значення на 1 км довжини кожної ділянки.
Знаходять перетини сталевих проводів (рис. 9.6), відповідні до знайдених втрат напруги на 1 км довжини ділянок і струмам, які протікають по ділянках мережі.
У порівнянні з іншими методами розрахунків цей метод простий, зручний для користування, і для розрахунків потрібні тільки дві нескладні серії кривих. Його можна рекомендувати як основний розрахунковий метод.