Выбор сечения проводов лэп

Сооружение электропередачи ведется на Северо-Западе (Калининград). Климатические данные района сооружения представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1. Справочные данные по температурам, ветровым и гололедным районам ([1], таблица П1).

Температура, °C			Ветровой район	Гололедный район
Среднеянварская	Среднегодовая	Среднеиюльская
-3,4	6,8	17,4	II	II

Определяется загрузка каждого из участков.

На данном этапе можно использовать усредненные значения волновых сопротивлений линий разных классов напряжения:

750 кВ – 270 Ом;

500 кВ – 290 Ом;

330 кВ – 310 Ом.

Коэффициент изменения фазы принимается равным .

Рассмотрим вариант 1.

Первый участок: ВЛ 500 кВ – промежуточная ПС.

Волновая длина линии:

Значение базисной мощности:

Передаваемая активная мощность на одну цепь в долях от базисной:

Второй участок: ВЛ 500 кВ промежуточная ПС – приёмная система.

Волновая длина линии:

Значение базисной мощности:

Передаваемая активная мощность на одну цепь в долях от базисной:

Рассмотрим вариант 2.

Первый участок: ВЛ 750 кВ – промежуточная ПС.

Передаваемая активная мощность на одну цепь в долях от базисной:

Второй участок: ВЛ 500 кВ промежуточная ПС – приёмная система.

Значение базисной мощности:

Передаваемая активная мощность на одну цепь в долях от базисной:

Полученные результаты сводим в таблицу 1.2.

Таблица 1.2. Загрузка участков электропередачи различных вариантов.

		1 участок	2 участок
Вариант		, о.е.	,о.е.
1	1
	2		1,377
	3	1,083
2	1
	2	0,672	1,377

Количество и сечение проводов в фазе линии определяются фазным током линии и конструкцией фазы. Для освоенных классов напряжения задача сводится лишь к выбору сечения сталеалюминиевых проводов.

Сечение провода в фазе определяется по формуле:

Где нормированное значение плотности тока для ВЛ, табл.3.12 [1].

Необходимо учитывать при этом существующие ограничения минимальных сечений проводов по условиям короны для различных номинальных напряжений.

Под расчетным током линии понимается ток, соответствующий режиму наибольших нагрузок на пятом году ее эксплуатации, умноженный на два поправочных коэффициента, один из которых учитывает изменение токовой нагрузки по годам эксплуатации линии , другой – совпадение максимумов нагрузки приемной системы и линии – :

Для первого участка (станция – промежуточная подстанция) принимаем ток по годам эксплуатации неизменным, тогда .

Мощность передаваемая в систему:

Эта мощность меняется по годам эксплуатации по следующему закону:

где – год эксплуатации, .

_{Согласно [3] коэффициент, учитывающий изменение токовой нагрузки по годам эксплуатации:}

Ток пятого года эксплуатации вычисляется как ток конца участка линии, если наибольшая передаваемая мощность превышает натуральную, а также в тех случаях, когда эта мощность меньше натуральной, но при условии, что (базисная мощность – натуральная, – волновая длина участка в радианах). В других случаях этот ток находят как среднеквадратичный [3].

Величина реактивной мощности в конце каждой линии определяется по уравнениям круговых диаграмм.

Также следует учитывать, что для ВЛ с расщепленными фазами экономически целесообразно применение сталеалюминиевых проводов облегченной конструкции с отношением стандартных сечений алюминия и стали 8/1, за исключением районов с сильными гололедными нагрузками ( .

Вариант 1.

Первый участок: ВЛ 500 кВ– промежуточная ПС.

Наибольшая передаваемая мощность больше натуральной, следовательно, ток пятого года эксплуатации вычисляем как ток конца участка линии.

Реактивная мощность в конце линии:

Полная мощность в конце участка:

Ток в конце участка:

Расчетный ток линии:

Расчетное значение сечения одного провода в фазе, соответствующее нормированной плотности тока при :

После учета существующих ограничений (в том числе п.2.5.80 ПУЭ) минимальных сечений проводов по условиям короны и радиопомех выбираем провод марки 3×(АС 500/64).

Выбранные сечения подлежат проверке на допустимость токовой нагрузки по нагреву в послеаварийных режимах при отключениях одной из цепей трехцепной линий на участках электропередачи. Здесь также следует учитывать отличие температуры воздуха заданного района от 25 .

Для провода марки АС 500/64:

Т.к. проверка производится в режиме наибольших нагрузок, то есть при среднегодовой температуре, которая для Калининграда равна: , и следовательно, отличается от расчетной, необходимо рассчитать поправочный коэффициент на температуру воздуха.

Поправочный коэффициент на температуру воздуха:

Ток послеаварийного режима первого участка:

Следовательно, проверка по условию длительно-допустимого нагрева выполняется, и сечение менять не надо.

Второй участок: ВЛ 500 кВ промежуточная ПС – приёмная система.

Значение наибольшей передаваемой мощности на втором участке достигается в осенний период года (сентябрь). Также, учитывая, что мощность, потребляемая подстанцией, изменяется по годам эксплуатации необходимо рассчитать коэффициент , учитывающий изменение токовой нагрузки.

Рассмотрим первый год эксплуатации сооружаемой электропередачи.

Мощность, потребляемая подстанцией:

Наибольшая мощность, передаваемая по второму участку:

Наибольшая передаваемая мощность больше натуральной, следовательно, ток первого года эксплуатации вычисляем как ток конца участка линии.

Реактивная мощность в конце линии:

Полная мощность в конце участка:

Ток в конце участка:

Расчет наибольшего тока остальных годов эксплуатации ведется аналогично. Результаты расчета представлены в таблице 2.2.

Расчетный ток линии:

Расчетное значение сечения одного провода в фазе, соответствующее нормированной плотности тока при :

После учета существующих ограничений минимальных сечений проводов по условиям короны и радиопомех выбираем провод марки 3×(АС 500/64).

Выбранные сечения подлежат проверке на допустимость токовой нагрузки по нагреву в послеаварийных режимах при отключениях одной из цепей двухцепных линий на участках электропередачи. Здесь также следует учитывать отличие температуры воздуха заданного района от 25 .

Для провода марки АС 500/64:

Т.к. проверка производится в режиме наибольших нагрузок, то есть при среднегодовой температуре, которая для Калининграда равна: , и следовательно, отличается от расчетной, необходимо рассчитать поправочный коэффициент на температуру воздуха.

Поправочный коэффициент на температуру воздуха:

Ток послеаварийного режима первого участка:

Следовательно, проверка по условию длительно-допустимого нагрева выполняется, и сечение менять нет необходимости.

Таблица 2.2.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	253,84	324,28	371,49	403,15	424,36	438,58	448,12	454,51	458,79	461,66	463,59	464,88	465,74	466,32
	2546,17	2475,72	2428,51	2396,86	2375,64	2361,42	2351,88	2345,49	2341,21	2338,34	2336,41	2335,12	2334,26	233,68
	1,477	1,436	1,406	1,39	1,378	1,37	1,364	1,36	1,358	1,356	1,355	1,354	1,354	1,354
	-0,148	-0,133	-0,123	-0,116	-0,112	-0,109	0,107	-0,106	-0,105	-0,104	-0,104	-0,104	-0,104	-0,104
	-127,33	-114,28	-105,77	-100,16	-96,45	-93,99	-92,34	-91,25	-90,51	-90,02	-89,69	-89,47	-89,32	-89,23
	1279,43	1243,13	1218,85	1202,61	1191,73	1184,44	1179,56	1176,29	1174,10	1172,63	1171,65	1170,99	1170,54	1170,25
	1477,36	1435,44	1407,41	1388,65	1376,09	1367,68	1362,04	1358,26	1355,73	1354,04	1352,14	1352,14	1351,63	1351,28
	1,074	1,043	1,023	1,009	1,000	0,994	0,990	0,987	0,985	0,984	0,983	0,983	0,982	0,982
	0,909	0,826	0,751	0,683	0,621	0,564	0,513	0,467	0,424	0,386	0,35	0,319	0,29	0,263
	1,048	0,899	0,786	0,696	0,621	0,557	0,503	0,455	0,412	0,374	0,338	0,308	0,280	0,254

Вариант 2.

Первый участок: ВЛ 750 кВ АЭС – промежуточная ПС.

Наибольшая передаваемая мощность меньше натуральной, но соотношение

следовательно, ток пятого года эксплуатации вычисляем как ток конца участка линии.

Реактивная мощность в конце линии:

Полная мощность в конце участка:

Ток в конце участка:

Расчетный ток линии:

Расчетное значение сечения одного провода в фазе, соответствующее нормированной плотности тока при :

После учета существующих ограничений (в том числе п.2.5.80 ПУЭ) минимальных сечений проводов по условиям короны и радиопомех выбираем провод марки 4×(АС 500/64).

Выбранные сечения подлежат проверке на допустимость токовой нагрузки по нагреву в послеаварийных режимах при отключениях одной из цепей двухцепных линий на участках электропередачи. Здесь также следует учитывать отличие температуры воздуха заданного района от 25 .

Для провода марки АС 500/64:

Т.к. проверка производится в режиме наибольших нагрузок, то есть при среднегодовой температуре, которая для Калининграда равна: , и следовательно, отличается от расчетной, необходимо рассчитать поправочный коэффициент на температуру воздуха.

Поправочный коэффициент на температуру воздуха:

Ток послеаварийного режима первого участка:

Следовательно, проверка по условию длительно-допустимого нагрева выполняется, и сечение менять нет необходимости.

Второй участок: ВЛ 500 кВ промежуточная ПС – приёмная система.

Выбор проводов аналогичен выбору проводов на втором участке варианта 1.

Таблица 2.2.

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
	253,84	324,28	371,49	403,15	424,36	438,58	448,12	454,51	458,79	461,66	463,59	464,88	465,74	466,32
	2546,17	2475,72	2428,51	2396,86	2375,64	2361,42	2351,88	2345,49	2341,21	2338,34	2336,41	2335,12	2334,26	233,68
	1,477	1,436	1,406	1,39	1,378	1,37	1,364	1,36	1,358	1,356	1,355	1,354	1,354	1,354
	-0,148	-0,133	-0,123	-0,116	-0,112	-0,109	0,107	-0,106	-0,105	-0,104	-0,104	-0,104	-0,104	-0,104
	-127,33	-114,28	-105,77	-100,16	-96,45	-93,99	-92,34	-91,25	-90,51	-90,02	-89,69	-89,47	-89,32	-89,23
	1279,43	1243,13	1218,85	1202,61	1191,73	1184,44	1179,56	1176,29	1174,10	1172,63	1171,65	1170,99	1170,54	1170,25
	1477,36	1435,44	1407,41	1388,65	1376,09	1367,68	1362,04	1358,26	1355,73	1354,04	1352,14	1352,14	1351,63	1351,28
	1,074	1,043	1,023	1,009	1,000	0,994	0,990	0,987	0,985	0,984	0,983	0,983	0,982	0,982
	0,909	0,826	0,751	0,683	0,621	0,564	0,513	0,467	0,424	0,386	0,35	0,319	0,29	0,263
	1,048	0,899	0,786	0,696	0,621	0,557	0,503	0,455	0,412	0,374	0,338	0,308	0,280	0,254

Погонное значение активного сопротивления провода необходимо привести к среднеянварской и среднеиюльской температурам:

Расчетные данные линий для обоих вариантов электропередачи представлены в таблице 2.3.

Таблица 1.3. Расчетные данные линий.

Варианты	№ уч.	Марка провода
Вариант 1	1	3АС 500/64	500	3	0,0197	0,0179	0,0195	0,304	3,645
	2	3АС 500/64	500	2	0,0197	0,0179	0,0195	0,304	3,645
Вариант 2	1	4АС 500/64	750	2	0,0148	0,0134	0,0146	0,303	3,9
	2	3АС 500/64	500	2	0,0197	0,0179	0,0195	0,304	3,645