2.5. Расчет электрических сетей

2.5.1. Выбор сечений проводников по экономическим требованиям.

1. Выбор сечений проводников по экономической плотности тока. Основное условие выбора сечения проводов электрической сети – достижение оптимальному соот­ношению между капитальными затратами на сооружение линий сети и расходами, связанными с потерями энергии, уменьшаю­щимися при увеличении сечения проводов.

В соответствии с ПУЭ это достигается расчетом экономиче­ского сечения провода:

, (2.1)

где – расчетный ток в режиме наибольших нагрузок, про­ходящий по линии; – экономическая плотность тока для за­данных условий работы линии (определяется по таблице 2.2), должна соответствовать наименьшей рас­четной стоимости передачи электроэнергии.

Сечение, получаемое по формуле (2.1) округляется до бли-

­жайшего стандартного сечения.

Т аблица 2.2.

Изолированные провода:

Значения экономических плотностей тока, приведенные в таблице 2.2, предназначены для линий напряжением  220 кВ.

Недостатки этого метода выбора сечений проводов:

1) Стандартная шкала сечений проводов прерывиста (напри­мер – 120, 150, 185, 240 и т. д. мм²), округление расчетного сечения до ближайшего стан­дартного является довольно сложной задачей.

2) Не учитывются особенностей районов, типов опор, особенностей режима работы сетей.

2. Метод экономических интервалов нагрузки. Этот метод устраняет недостатки вышеприведенного метода выбора сечений проводов и состоит в расчете приведенных

затрат ЛЭП заданного ти­па, напряжения и сечения проводов на единицу ее длины. Эти затраты представлены в виде зависимости , представленной на рисунке 2.12.

Участок 0-а: при условии, что   , видно, что выгоднее использовать проводники малого сечения.

Рисунок 2.12.

Участок а-б: выгоднее перейти на проводники среднего сечения, т.к. это снизит затраты.

Участок б- и более: выгоднее перейти на проводники большого сечения, что также снижает приведенные затраты.

Точки «а» и «б» пересечения парабол определяют границы и интервалы мощности (граничной нагрузки), при превышении которой экономически целесообразно переходить на большее сечение, так как это соответствует наименьшим значениям приведенных за­трат.

3. Метод перебора стандартных сечений проводов. В практике проектирования и сооружения ЛЭП используется вполне определенный диапазон сечений проводов для различных напряжений. Эти сечения сталеалюминиевых проводов для ВЛ 35-750 кВ (полная номенклатура сече­ний) приведены в таблице 2.3.

На практике предлагается применять сокращенную номенклатуру сечений. Унификация номенклатуры сечений прово­дов позволяет:

• индустриализовать строительство ВЛ;

• полностью типизировать проектирование и сооружение ВЛ на базе ограниченного количества марок проводов, конструкций опор и фундаментов, изоляторов и арматуры;

• создавать маневренность в запасах проводов;

• сократить количество инструментов и приспособлений

при сооружении ВЛ;

Т аблица 2.3.

• упростить эксплуатацию.

Тогда задача выбора сечений существенно упроща­ется и сводится к следующему: для каждого стандартного сечения вычисляются

– приведенные затраты З_i;

– по­сле чего определяются минимальные приведенные затраты

; (2.2)

– и соответствующее им экономическое сечение провода.

2.5.2. Выбор сечений проводников по техническим ограничениям.

1. Выбор сечений проводников по нагреву – определение допустимого тока, проходящего через проводник для заданного перепада температур (для предупреждения опасного перегрева проводов и кабелей).

При этом следует выбирать такое наименьшее сечение провода или жилы кабеля, для которого допустимый ток не меньше наибольшего рабочего тока (получасового максимума тока), т. е. должно выполняться условие:

. (2.3)

Допустимые токи для всех стандартных значений прово-

дов определены из условия, что температура провода не должна превышать 70°С (для кабелей 65°С).

Значения допустимых токов приводятся в справочной литературе для расчетной температуры воздуха (+25°С при открытой прокладке провода, +15°С при прокладке в земле и воде). Если фактическая температура отличается от рас­четной, то на допустимый ток вводится поправочный коэффици­ент k_п:

. (2.4)

Выбор и проверка проводников по нагреву обязательна для:

– замкнутых сетей (т.к. у них в послеаварийных и ремонтных режимах токи больше, чем в нормальных режимах);

– изолированных проводов, прокладываемых внутри по­мещений (для сохранности изоляции);

– кабелей всех напряжений и способов прокладки.

С учетом повторно-кратковременных режимов работы, в которых работает большинство электроприемников, оценивать выбор сечения проводников по условию нагрева удобно по формуле:

, (2.5)

где – поправочный температурный коэффициент; – коэффициент, учитывающий число кабелей, уложенных в одной траншее; – коэффициент перегрузки кабеля; ПВ – продолжительность включения.