5. Время использования максимума нагрузки и время потерь.

В действительности ток в проводе непрерывно меняется как в течение суток, так и в течение года в зависимости от изме­нения режима работы потребителей. Поэтому потери энергии нельзя определять умножением потерь мощности при максималь­ной нагрузке на число часов работы линии, так как это приведет к увеличенным во много раз результатам. Для расчета потерь энергии в реальной линии с переменной нагрузкой строят график изменения этой нагрузки по продолжительности в течение опре­деленного периода, лучше всего года. Его строят на основании суточных и годовых графиков нагрузки. Графики нагрузок позволяют рассчитать параметры связанные с передачей мощности и энергии.

Пусть есть график какой-то нагрузки по продолжительности (рис. 5.3). Площадь, ограниченная графиком и осями координат, равна и пропорциональна энергии, передаваемой за год по линии:

Построим прямоугольник с высотой, равной максимальной нагрузке , и площадью, равной площади, ограниченной гра­фиком и осями координат. Основание этого прямоугольника на­зывают временем использования максимума и обозначают бук­вой Т. Это то время, которое необходимо, чтобы вся годовая энергия была передана по линии при неизменном токе, равном максимальному.

откуда время использования максимума нагрузки:

Как видно, найти значение T если известны графики нагрузки потребителей, а следовательно, и энергия, потребляемая ими за год, нетрудно.

Потери мощности и энергии в линии пропорциональны квадра­ту проходящего по ней тока. Поэтому построим график продол­жительности квадрата тока в линии (рис. 5.4). Площадь, ограни­ченная этим графиком и осями координат, пропорциональна годо­вым потерям энергии в трехфазной линии: .

Как и в предыдущем случае, по­строим прямоугольник с высотой, рав­ной квадрату максимального тока , и площадью, равной площади, ограниченной графиком и осями координат. Основание этого прямо­угольника называется временем максимальных потерь, или временем потерь, и обозначается буквой . Время потерь — это то условное время, за которое максимальный ток нагрузки , протекая по линии, создал бы потери энергии, равные дей­ствительным потерям за год. Потери энергии: ,

откуда время потерь

Время потерь находят из графика нагрузки (рис. 5.4). Если графика нагрузки нет, время потерь определяют в зависимости от времени использования максимума по заранее построенным кривым.

6. Определение площади сечения проводов по экономической плотности.

Согласно ПУЭ этот метод рекомендуется применять для расчета проводов линий напряжением 35 кВ, находящихся в сельской местности и питающих подстанции 35/10 кВ, на которых установлены трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой. При этом используют формулу:

,

где F_эк - экономически целесообразная площадь сечения провода, мм2;

I_макс - максимальный расчетный ток на участке, А;

j_эк - экономическая плотность тока, А/мм2.

Максимальный ток на участке линии определяется по формуле:

,

где Iмакс - максимальная мощность на участке, кВт;

Uн - номинальное напряжение, кВ;

соs - коэффициент мощности.

Экономическая плотность тока зависит от материала провода, конструктивного исполнения линии, приведенных затрат на ее сооружение и продолжительности использования максимума нагрузки Тмакс.

Если линия состоит из нескольких участков, то используют провода с различным сечением на отдельных участках, либо с одинаковым сечением по всей длине линии. В первом случае сечение проводов на каждом участке определяется по формуле:

,

где - расчетный ток i-го участка;

- длина 1-го участка;

n - число участков.

Тогда экономическое сечение:

,

Если провода линии имеют одно сечение от начала до конца с равномерно распределенной нагрузкой по длине линии (рис.1), то согласно ПУЭ экономическая плотность тока на головном участке линии должна быть увеличена в раз. Данное число определяется по формуле: Рис.1

, тогда .

После этого принимают ближайшие стандартные площади сечений и проверяют их на допустимую потерю напряжения.