Выбор сечения проводов линии по допустимой потере напряжения

По допустимой потере напряжения сечение выбирается при напряжении линии до 1000 В при часов.

1. Выбор сечения проводов при одной нагрузке.

Потеря напряжения в рассмотренном случае .

Реактивное сопротивление мало зависит от сечения линии данного напряжения. Поэтому при проектировании исходят из его среднего значения, которое берется из справочной литературы.

Например, линии с напряжением до1 кВ:

для воздушной линии

для кабельной линии

Линии с напряжением 6 - 10 к В:

для воздушной линии

для кабельной линии

Порядок выбора сечения при этом следующий:

1. определяется допустимая потеря напряжения () в вольтах, которая обычно задается в % от номинального напряжения;

2. определяется потеря напряжения от реактивной нагрузки

3. определяется допустимая потеря напряжения от активной нагрузки

4. определяется сечение линии.

С этой целью допустимую потерю напряжения от активной нагрузки выразим через сечение

.

В результате сечение провода линии равно

,

где -удельная проводимость материала провода.

2. Выбор сечения проводов при нескольких нагрузках

2.1 Сечение постоянно по длине линии

Расчет сечения можно вести двумя способами в зависимости от того по какой формуле определяется потеря напряжения через нагрузку участков линии или через нагрузку потребителей.

I способ II способ

. .

Дальнейший порядок выбора сечений такой же, как и при одной нагрузке.

1. . 1..

2. . 2. .

3. . 3. .

4. . 4. .

2.2 Сечение различно по длине линии

Если потери электроэнергии малы то сечение определяют по минимальному расходу цветного металла при неизменных потерях энергии.

При больших потерях электроэнергии сечение определяют по наименьшим потерям энергии при неизменном расходе цветного металла на сооружение линии.

См. учебник.

Графики нагрузок

Одной из наиболее существенных характеристик нагрузки является величина потребляемой активной и реактивной мощности. Эти мощности зависят от числа и режима работы отдельных приемников энергии. В течение суток мощность, потребляемая данным предприятием, может изменяться в широких пределах, увеличиваясь в вечерние часы, в ночные часы и при двухсменной работе, уменьшаясь во время обеденных перерывов, в светлые часы суток. Поэтому характеристика потребителей будет полной тогда, когда известна вся совокупность возможных значений мощности, необходимой данному потребителю энергии.

Изменение величины нагрузки потребителей удобно представлять графиком нагрузки. График нагрузки – это зависимость от времени активной, реактивной и полной мощности или соответствующего ей тока.

Графики строят для определенного периода (суточные или годовые) и для определенного места в системе (на шинах потребителей, на шинах электростанций и подстанций, или для системы в целом). Графики нагрузки при проектировании позволяют выбирать, а при эксплуатации вводить и выводить генераторы и трансформаторы в соответствии с изменением нагрузки.

Графики нагрузки представляют собой ломанные, ступенчатые или сплошные кривые.

Ясно, что летние и зимние графики существенно различны. Разные предприятия имеют разные графики нагрузки. Графики различны, однако имеются некоторые количественные показатели, которые являются общими для всех графиков. Это наибольшее () и наименьшее () значение нагрузки; среднее значение нагрузки (); коэффициент заполнения графика нагрузки %.

В качестве примера рассмотрим зимний суточный график нагрузки энергосистемы и графики нагрузок электростанций, участвующих в ее покрытии (см. рисунок).

Базовой частью является часть графика от 0 до; от до – полу базовая часть; от до – пиковая часть.

Нагрузку базовой части покрывает часть мощности ГЭС. Эта мощность определяется условиями судоходства и водоснабжения в данном районе.

Выше зона покрытия АЭС.

Режим работы АЭС с постоянной нагрузкой не только выгоден из-за малой доли топливной составляющей в издержках производства, но и технически оправдан по соображению безопасности реакторной части.

ТЭЦ позволяют только в ограниченных пределах (15-20%) изменять мощность за счет разного соотношения по выработке тепловой и электрической энергии.

Конденсационные электростанции (КЭС), мощности которых достигли 500-1200 МВт и доля их в энергосистеме достигла до 50% и больше. Высокие параметры теплоносителя делают невозможным ежесуточный останов таких агрегатов и позволяют лишь частичную разгрузку их в ночной период.

Регулировочный диапазон ГЭС равен практически 100%, т. к. весь цикл пуска агрегата с включением под нагрузку длится 80-100 секунд, а из режима синхронного компенсатора 50-70 секунд.

При недостатке маневренных мощностей, в некоторых энергосистемах построены гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Из-за двойного преобразования энергии КПД их равен75%, но они позволяют существенно облегчить введение режима. Дополнительный эффект от них, за счет повышения минимальной нагрузки при их заряде.

В некоторых энергосистемах установлены газотурбинные электростанции (ГТЭС) для работы только на время прохождения пиковых нагрузок, несмотря на их недостатки из-за высокого расхода топлива и шума. В специальную камеру сгорания нагнетается под большим давлением воздух и через форсунку впрыскивается топливо (газ или жидкое топливо). При этом повышается давление и газовая смесь подается на лопатки турбины.

Очертание суточного графика зависит от следующих факторов

1. Характера потребителей:

- коммунальные нагрузки (освещение жилых помещений, общественных зданий);

- мелко бытовые нагрузки, уличное освещение, водопровод, канализация, электрифицированный городской транспорт;

- промышленные нагрузки, зависящие от вида промышленности, сменности работы, единичной мощности оборудования и т.д.;

- железнодорожные нагрузки;

- сельскохозяйственные нагрузки.

2. Рассматриваются рабочие сутки или воскресные.

3. Времени года (разная продолжительность светлого времени, изменение числа рабочих из-за отпусков, изменение вентиляции, отопления и т.д.).

Зависимость графика нагрузки от времени года не позволяет характеризовать потребление мощности одним суточным графиком. Для получения более полного представления о потреблении мощности пользуются суточными графиками для трех характерных периодов работы потребителя (зимнего, летнего и весеннего).

Для большинства районов России зимний график характеризуется значением наибольшей мощности, а летний минимальным значением наименьшей мощности.

Зная суточные графики для каждого из этих периодов и зная продолжительность их, строятся годовые графики нагрузки. Обычно для зимнего периода принимают 91 сутки, летнего 91 сутки и весеннее – осеннего 183 сутки.

Графики строят на основании расчетов, что трудоемко, или сравнением с измерениями нагрузки аналогичных потребителей действующих установок.

Анализ суточных графиков ряда однородных потребителей показывает, что характер изменения их нагрузки в течение суток почти одинаков, а следовательно, для них можно построить типовые графики, в которых изменение нагрузки по времени выражено в процентах максимальной ее величины, принятой за 100%.

Графики нагрузки однотипных потребителей различной мощности, построенные на основании типовых графиков, отличается только числовыми значениями величин нагрузок.

Представляют интерес два вида годовых графиков нагрузок:

- годовой график максимальных нагрузок;

- годовой график нагрузки по продолжительности.

Годовой график максимальных нагрузок. В этом графике по оси абсцисс отложены дни или месяцы в календарном порядке, а по оси ординат отложены максимальные значения нагрузки за данные дни или месяцы. Для такого графика характерен спад максимальной нагрузки в летние месяцы и возрастание к концу года. Последнее объясняется подсоединение новых потребителей. Примерный вид этого графика показан на рисунке.

Годовой график максимальных нагрузок дает возможность правильно организовать ремонт оборудования.

Годовой график нагрузки по продолжительности. В этом графике по оси абсцисс отложено время в часах для всего года (8760 ч), а по оси ординат нагрузки в порядке их убывания. Этот график показывает изменение часовых нагрузок при расположении их в порядке убывания, начиная с максимальной нагрузки, и суммарную продолжительность каждой из нагрузок в течение года.

Метод построения этого графика и примерный вид его показан соответственно на рисунках а и б.

а) б)

Годовой график нагрузки по продолжительности позволяет определить потребление электроэнергии за год и ряд других величин, необходимых для расчета электрических сетей.