идз 2

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический Университет»

13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

РАСЧЁТ ПОТЕРЬ В ПРОВОДАХ ЛЭП

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2

по дисциплине:

Электротехническое материаловедение

Исполнитель:
студент группы	5А38				06.03.2025
Руководитель:
преподаватель

Томск – 2025

Задание: рассчитать потери в проводах ЛЭП (стале – алюминиевые провода); определить, эффективна ли линия, если нет (потери мощности больше 10% от передаваемой мощности) предложить пути снижения потерь в линии (не меняя материалы проводников, мощность, напряжение, температуру).

Задано: провод из стале-алюминиевых проволок (стальной сердечник – чистое железо, сверху алюминиевый повив – алюминий марки А5); марка провода; количество и диаметр проволок для стали и алюминия; рабочее напряжение; передаваемая мощность; температура зимой и летом; длина линии (Al и Fe проволок).

Таблица 1. Исходные данные

Провод	Fe n x d, мм	Al n x d, мм	UР, кВ	PУСТ, кВ	t1	t2	l, км
АСК(300)	7 х 3,2	28 х 3,66	110	2640	– 20	+ 40	25

Провод АСК (300) расшифровывается как:

• А - Алюминиевый провод

• С - Стальной сердечник (армированный)

• К - Круглый

Основное применение провода АСК(300) – это воздушные линии электропередач (ВЛ) с напряжением 0,4 кВ и выше. Благодаря высокой механической прочности, обусловленной стальным сердечником, провод АСК-300 может выдерживать значительные нагрузки (вес провода, обледенение, ветровые нагрузки) при больших пролетах между опорами.

Рис. 1 – Основные физические свойства чистых элементарным металлов

Рис. 2 –Электрические свойства алюминия

Основные расчётные формулы

1. Потери мощности :

где – падение напряжения в линии [В], – ток в линии [A].

2. Ток в линии I:

где – передаваемая установившаяся мощность [Вт], – рабочее напряжение [B].

3. Падение напряжения в линии

где – полное активное сопротивление для стале-алюминиевого провода [Ом].

4. Полное активное сопротивление для стале-алюминиевого провода (как параллельное соединение сопротивление Al и Fe проволок):

где – активное сопротивление для алюминиевой и железной проволок соответственно [Ом].

5. Активное сопротивление для алюминиевой проволоки (для железной проволоки аналогично):

где – удельное объёмное сопротивление при заданной температуре [Ом м], – длина [м], – площадь поперечного сечения проволоки [м²].

6. Удельное объёмное сопротивление при заданной температуре :

где – удельное объёмное сопротивление при для алюминия марки А5(для Fe – чистое железо) [Ом м], – температурный коэффициент удельного сопротивления для алюминия (взять марку А5) [К^-1], T – текущая температура [ ].

7. Площадь поперечного сечения проволоки :

где – количество алюминиевых проволок, – диаметр алюминиевых проволок [м]. Аналогичная формула для чистого железа Fe.

Решение:

Расчёт площади поперечного сечения двух проволок:

Далее подсчитаем удельное объемное сопротивление при заданной температуре для алюминиевой и железной проволоки соответственно:

,

,

,

,

Активное сопротивление для алюминиевой и железной проволоки:

Полное активное сопротивление для стале-алюминиевого провода (как параллельное соединение сопротивление Al и Fe проволок):

Ток в линии:

Падение напряжение в линии при двух :

Потери мощности ∆P при разных :

Эффективность линии:

Потеря мощности не превышает 10% из этого можно сделать вывод – линия эффективна.

Вывод: в ходе индивидуального домашнего задания была рассчитана потеря мощности для стале-алюминиевого провода при двух различных температурах. С помощью расчётов, выяснили, что использование провода АСК (300) в данной линии эффективно, потому что потери мощности составляют менее от передаваемой в линии. Так же был выявлен рост удельного объёмного сопротивления с ростом температуры, он связан с тем, что при повышении температуры возрастает амплитуда тепловых гармонических колебаний узлов кристаллической решетки. Эти колебания создают больше препятствий для движения электронов, что приводит к увеличению сопротивления.