ИДЗ / ИДЗ_2_Васильев_Л_5А47_ИШЭ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Подразделение: Инженерная школа энергетики (ИШЭ)

Направление: 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

Отделение: Электроэнергетики и электротехники (ОЭЭ)

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ № 2

Расчет потерь в проводах ЛЭП

по дисциплине:

«Электротехническое материаловедение»

Вариант 4

Исполнитель:
студент группы	5А47		Васильев Леонид Максимович				07.04.2026
Руководитель:
Доцент ОЭЭ ИШЭ			Сапугольцева Ольга Владимировна
	к.т.н.

Томск - 2026 г

Задание №2. Расчет потерь в проводах ЛЭП

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).

Таблица 1 Исходные данные

Вариант	Провод	Fe nxd, (мм)	Al nxd, (мм)	Uр, (кВ)	Руст, (кВт)	T1 oC	T2 oC	l, км
4	АС(300)	7*3.2	28*3.66	110	3420	-5	+50	24

Провод марки АС 300 - это неизолированный сталеалюминевый провод, сердечник которого выполнен из стальных проволок, а остальная часть - из алюминиевых проволок. В изготовлении используются нержавеющая сталь и алюминий. Основным и единственным предназначением провода АС 300 является подвес на линиях высокого напряжения.

Расшифровка марки провода АС 300:

• А - токопроводящая жила из алюминия;

• С - сердечник из стали;

• 300 - сечение алюминиевой части провода, мм2;

Рис. 1 Внешний вид провода марки АС 300

Рассчитаем площадь поперечного сечения проволоки для стальных и алюминиевых проволок.

Площадь поперечного сечения проволоки :

где – количество алюминиевых проволок, – диаметр алюминиевых проволок (м).

Площадь поперечного сечения проволоки :

где – количество алюминиевых проволок, – диаметр алюминиевых проволок (м).

Определим удельное объемное сопротивление для двух проволок при двух различных температурах.

Удельное объемное сопротивление при заданной температуре :

,

где ρ₀ – удельное объемное сопротивление при = 20°C (Ом·м), – температурный коэффициент удельного сопротивления (К⁻¹) (в градусы Цельсия не переводить), – текущая температура (°С).

Определим из рисунка 2 постоянные коэффициенты для стали:

Рис. 2 Основные физические свойства элементарных металлов

Из рисунка определяем:

Для алюминия марки А5 (дана по условию) также определяем постоянные коэффициенты ρ₀ и по рисунку 3.

Рис. 3 Электрические свойства алюминия

Из рисунка определяем:

Удельное объемное сопротивление для алюминия (при двух различных температурах):

Удельное объемное сопротивление для стали (при двух различных температурах):

Расчет активного сопротивления для проволок:

где – удельное объемное сопротивление при заданной температуре (Ом·м),

– длина (м),

– площадь поперечного сечения проволоки (м²).

Активное сопротивление для алюминия (при двух различных температурах):

Активное сопротивление для стали (при двух различных температурах):

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

Падение напряжения в линии :

,

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

Сначала найдем ток I:

Потери мощности

Проверка условия (потери мощности больше 10% от передаваемой мощности):

P_уст=3420 кВт=3420000 Вт

Так как потери мощности в процентах меньше 10%, то можно сделать вывод, что линия эффективна

Вывод

В ходе проделанной работе были рассчитаны потери мощности для сталеалюминевого провода воздушной линии электропередачи при 𝑇1 = −5°С и 𝑇2 = 50°С. Было выяснено, что линия эффективна при использовании кабеля АС 300, так как в этом случае потери мощности составляют менее 10% от передаваемой мощности. Также, на основании полученных данных можно сделать вывод, что рост ρ металлов при повышении температуры обусловлен тем, что с ростом температуры возрастает амплитуда ангармонических тепловых колебаний узлов кристаллической решетки.