7. Выбор сечений проводников по допускаемой потере напряжения
Задача. Выбрать сечения проводов ВЛ в сети напряжением 10 кВ по допускаемой потере напряжения (рис.8).
Рис.8. Схема электрической сети
Исходные данные
1. Расчетные мощности нагрузок ТП-1, ТП-2.
2. Расстояния участков ВЛ 10 кВ.
3. Район по гололеду.
4. Допускаемая потеря напряжения в линиях 10 кВ до шин ТП.
Краткие теоретические сведения
Подбор сечений проводников выполняется по соотношениям, основанным на свойстве ЛЭП иметь индуктивное сопротивление, мало отличающееся от своего среднего значения для данного класса ЛЭП (см. табл. 10)
(22)
Исходя из этого свойства, вычисляется приближенная величина потерь напряжения на индуктивных сопротивлениях участков ЛЭП и находится допустимая величина потерь напряжения на активных сопротивлениях
(23)
Одним из критериев выбора сечений проводников в распределительных электрических сетях является минимум объема цветного металла, расходуемого на проводники ЛЭП (минимум капитальных вложений)
(24)
где Vi – объем цветного металла на i-м участке; n – число линий.
При этом должны выполняться следующие ограничения:
(25)
где
–
суммарные потери напряжения от пункта
питания до наиболее удаленного
потребителя;
(26)
где Imax j – ток на j – м участке ЛЭП в режиме максимальных нгрузок; Iдоп j –предельный ток по условию нагрева проводника для сечения, принятого на j -м участке ЛЭП.
(27)
Критерий C1 с учетом ограничения на потерю напряжения дает соотношение для вычисления оптимальных сечений:
а) для одного из участков ЛЭП, например n - го,
(28)
б) для других участков сечения вычисляются по формулам:
(29)
где – удельное сопротивление провода Омּмм2/км.
Полученные сечения округляются до стандартных значений с учетом остальных ограничений.
При введении дополнительного ограничения - равенства сечений на всех участках ЛЭП
(30)
формула для вычисления сечения выглядит следующим образом:
(31)
Для ЛЭП, питающую только одну нагрузку
. (32)
Вторым критерием, по которому выбирают проводники ЛЭП, является минимум общих потерь мощности в сети с такими же ограничениями, что и для первого критерия.
(33)
Этот критерий, также с учетом ограничения по допускаемой потере напряжения, приводит к соотношению для любого участка ЛЭП:
(34)
где
(35)
Полученные сечения округляются до стандартных значений с учетом имеющихся ограничений.
Указания к решению задачи
1. Для ВЛ 10 кВ следует выбрать сталеалюминиевые провода (марки АС). Средние значения индуктивных сопротивлений даны в табл. 10. Удельное активное сопротивление сталеалюминиевых проводов принять: = 29,5 Ом мм2/км.
2. Дополнительный критерий для выбора сечений проводов участков ВЛ 10 кВ – минимум расхода цветного металла или минимум потерь мощности (по указанию преподавателя).
3. Вначале необходимо выбрать одну магистраль, например линии Л-3 и Л-1, и для ее участков по заданному критерию выбирать сечения F3 и F1. Расчетные мощности участков линии получаются путем расчета приближенного потокораспределения в сети. Выбранные сечения проверяются по допустимому току нагрева (табл. П.17) и механической прочности проводов ВЛ.
4. Определить действительную величину потери напряжения в магистрали и сопоставить ее с допускаемой. Расчетные данные проводов ВЛ 10 кВ см. в табл. П.1. При необходимости увеличить сечения проводов.
Примечание. Для ВЛ свыше 1 кВ без пересечений со сталеалюминиевыми проводами в районе по гололеду до II включительно минимально допустимым сечением является АС-35/6,2
5. После этого определяется располагаемая потеря напряжения в линии Л-2 и по ней выбирается сечение F2. Для него также выполняются все необходимые проверки.
Таблица 10
Значения среднего индуктивного сопротивления линии
Линии |
x 0.ср, Ом/км |
1. До 1 кВ с СИП 2. Кабельные линии до 1 кВ |
0,09 0,05 |
3. То же 6 - 10 кВ |
0,08 |
4. Изолированные провода на роликах до 1 кВ |
0,20 |
5. То же на изоляторах |
0,25 |
6. Воздушные линии до 1 кВ |
0,30 |
7. То же 6 - 10 кВ 8. То же 35 кВ |
0,35 0,4 |