3.3 Вибір і перевірка перетинів ліній

Вибір перетинів проводів повітряних ліній електропередачі, що здійснюється по економічній щільності струму j_е (щільність струму, при якій передача навантаження по лінії здійснюється при найменших витратах). Для цього визначимо повну потужність і струм, що протікають по кожній лінії в нормальному режимі роботи електричної мережі.

Повна|цілковита| потужність і струм|тік| в лінії А1 складають

Для інших ліній електричної мережі|сіті|:

S₁₂ = 17,7 МВА, I₁₂ = 93 А;

S₃₂ = 4,7 МВА, I₃₂ = 25 А;

S_В3 = 38,2 МВА, I_В3 = 200 А.

Відповідно до табл. 3.2 при Т_max > 5000г економічна щільність струму неізольованих алюмінієвих проводів буде дорівнювати j_е = 1.0 А/мм². Економічні перетини кожної лінії складають:

F_A1 = I_A1/j_э = 210/1 = 210 мм²;

F₁₂ = 93 мм²;

F₃₂ = 25 мм²;

F_В3 = 200 мм².

Отримані перетини округляємо до найближчих стандартних перетинів, мм²: 10, 15, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400, 500, 600, 700. Маркування проводів є буквено-цифровим і складається з умовного позначення матеріалу проводу (А – алюміній, З – сталь, АС – сталь-алюміній) і величини стандартного перетину в мм².

Таблиця 3.2 – Вибір економічної щільності струму|току|

Провідники	Економічна щільність струму, А/мм2 при Tmax, ч
	1000.3000	3000.5000	більше 5000
Неізольовані алюмінієві провода і шини	1,3	1,1	1,0
Кабелі з|із| паперовою ізоляцією з|із| жилами: мідними алюмінієвими
	1,0	2,5	2,0
	1,6	1,4	1,2
Кабелі з|із| гумовою і пластмасовою ізоляцією з|із| жилами: мідними алюмінієвими
	3,5	3,1	2,7
	1,9	1,7	1,6

Приймаємо для ліній сталь-алюмінієвий| провід наступних|слідуючих| марок (Додаток|застосування| Ж.1):

- для ліній A1| і В3 – АС185;

- для лінії 12 – АС95;

- для лінії 32 – АС25.

Виконаємо перевірку обраних перетинів по технічних обмеженнях.

3.3.1 Перевірка по механічній міцності. Провід повітряних ліній електропередачі піддається зовнішнім механічним діям. Це, головним чином, вітрові навантаження та навантаження через ожеледь. З метою забезпечення надійної роботи проводів повітряних ліній в умовах зовнішніх механічних дій встановлюються мінімальні допустимі перетини проводів по механічній міцності, приведені в табл. 3.3.

Таблиця 3.3 – Мінімально допустимі перетини проводів, мм²

Район по ожеледі	алюміній	сталь-алюміній	сталь
до II	70	35	35
III – IV	95	50	35
V і більш	-	70	35

Умові механічної міцності задовольняють всі вибрані перетини, оскільки мінімальний по механічній міцності перетин сталь-алюмінієвих проводів складає 35 мм² (див. табл. 3.3).

3.3.2 Перевірка за умовами корони. Явище загальної корони виникає при високій напруженості електричного поля на поверхні проводу і супроводжується характерним потріскуванням і видимим свіченням. Процеси іонізації повітря навколо проводу, що коронує, приводять до втрат активної потужності. Зменшення напруженості на поверхні проводу досягається збільшенням радіусу (перетину) проводу. Мінімальні перетини проводів за умовами обмеження втрат на корону приведені в табл. 3.4.

Таблиця 3.4 – Перетини проводів за умовами втрат на корону

Uном, кВ	110	150	220	330	500	750	750
Кількість проводів у фазі	1	1	1	2	3	4	5
Перетин, мм2	70	120	240	240	300	400	240

Для повітряних ліній напругою 110 кВ мінімальний перетин за умовами втрат на корону складає 70 мм². Отже, для лінії 32 слід прийняти дріт марки АС70.

3.3.3 Перевірка по допустимому нагріву. Всі провідники повинні задовольняти вимогам допустимого нагріву в тривалих режимах роботи. Під цими режимами розуміються, як правило, після-аварійні і ремонтні режими роботи електричної мережі. Допустимий нагрів провідника характеризується тривало допустимою температурою І_д. Здійснювати температурний контроль провідника в процесі експлуатації важко, простіше контролювати струм, що викликає нагрівання провідника. Тому в довідкових даних приводяться значення допустимого тривалого струму для провідників з різного матеріалу, різних перетинів і конструкцій. Як приклад, в табл. 3.5 приведені допустимі тривалі струми для сталь-алюмінієвих проводів.

Таблиця 3.5 – Перетини проводів за умовами нагріву

Перетин, мм2	10	16	25	35	50	70	95	120
Струм, А	84	111	142	175	210	265	330	390
Перетин, мм2	150	185	240	300	400	500	600	700
Струм, А	450	510	610	690	825	945	1050	1180

Згідно табл. 3.5 допустимих тривалих струмів|токи| для вибраних перетинів мають наступні|слідуючі| значення:

- I_д =265 А (АС70);

- I_д = 330 А (АС95);

- I_д = 510А (АС185).

Для перевірки вибраних перетинів по допустимому нагріву (допустимому тривалому струму|току|) розглянемо|розглядуватимемо| два розрахункові режими:

- аварійне або планове відключення головної ділянки А1;

- аварійне або планове відключення головної ділянки В3.

При відключенні ділянки А1 повні|цілковиті| потужності і струми|токи|, що протікають по лініях, які залишилися в роботі, складають

;

При відключенні ділянки В3 повні|цілковиті| потужності і струми|токи|, що протікають по лініях, що залишилися в роботі, складають

Всі обрані перетини задовольняють умові допустимого нагріву тривалим струмом|током|. Параметри повітряних ліній електропередачі з|із| проводами вибраних перетинів занесені в табл. 3.6.

Параметри r₀, х₀, і b₀ приймаються відповідно до довідкових даних (Додаток Ж.1). Параметри R, X і B розраховуються по виразах (3.1), (3.2) і (3.3) відповідно. Зарядна потужність ліній Q_c розраховується за виразом (3.4).

Таблиця 3.6 – Розрахункові параметри повітря ЛЕП

Лінія	Провід	r0, Ом/км	х0, Ом/км	b010-6, См/км	L, км	R, Ом	Х, Ом	В10-6, См	Qс, Мвар
А1	АС185	0,16	0,41	2,75	50	8	20,5	138	1,67
12	АС95	0,31	0,43	2,61	60	18,6	17,2	157	1,9
23	АС70	0,43	0,44	2,55	40	17,2	17,6	102	1,23
В3	АС185	0,16	0,41	2,75	75	12	30,8	206	2,49

Подовжній активний опір лінії електропередачі складає

де r₀ – погонний активний опір, Ом/км;

L – довжина лінії, км.

Індуктивний опір лінії електропередачі складає

де x₀ – погонний індуктивний опір, Ом/км.

Провідність всієї лінії

де b₀ – погонна провідність лінії, См/км.

Величина зарядної потужності лінії