- •Введение
- •140106 – Энергообеспечение предприятий,
- •Глава 1. Электрические нагрузки сельскохозяйственных потребителей
- •Общие положения. Особенности сельскохозяйственного электроснабжения
- •1.2. Графики нагрузок потребителей
- •1.3. Методы определения расчетных нагрузок
- •1.4. Расчетная нагрузка на вводах потребителей
- •1.5. Расчетная нагрузка на участках сети и шинах тп
- •Глава 2. Устройство наружных и внутренних электрических сетей
- •2.1. Общая характеристика электрических сетей
- •2.2. Классификация электрических сетей
- •2.3. Воздушные линии электропередачи
- •2.4. Кабельные линии электропередачи
- •2.5. Расчет электрических сетей
- •2. Выбор сечений проводников по условию короны.
- •Глава 3. Регулирование напряжения
- •3.1. Регулирование напряжения генераторов сельских электростанций
- •3.2. Сетевое регулирование напряжения
- •3.3. Регулирование напряжения с помощью статических конденсаторов
- •3.4. Регулирование напряжения с помощью синхронных компенсаторов
- •Глава 4. Короткие замыкания
- •4.1. Общие сведения о коротких замыканиях
- •4.2. Расчет токов короткого замыкания
- •Глава 5. Перенапряжения и защита от них
- •Глава 6. Сельские электростанции и трансформаторные подстанции
- •6.1. Сельские электростанции
- •6.2. Сельские трансформаторные подстанции
- •6.3. Связь между электростанциями, энергосистемой и потребителями
- •Глава 7. Электроборудование
- •7.1. Основное электрооборудование
- •7.2. Вспомогательное электрооборудование
- •Глава 8. Релейная защита и автоматизация систем электроснабжения
- •8.1. Характеристика, назначение и требования к релейной защите
- •8.2. Классификация и принципы выполнения реле
- •8.3. Устройство и работа реле
- •8.4. Максимальная токовая защита и токовая отсечка
- •8.5. Автоматическое повторное включение (апв)
- •8.6. Автоматическое включение резерва
- •Глава 9. Надежность электроснабжения
- •9.1. Категории потребителей по надежности электроснабжения
- •9.2. Повышение надежности электроснабжения
- •9.3. Потери электроэнергии, энергосбережение и рациональное использование электроэнергии
- •Глава 10. Качество электрической энергии
- •10.1. Влияние напряжения на работу элементов электрической сети
- •10.2. Показатели качества напряжения
- •Глава 11. Технико-экономические показатели установок сельского электроснабжения
- •11.1. Себестоимость передачи электроэнергии
- •11.2. Технико-экономический расчет
- •Список используемой литературы
2. Выбор сечений проводников по условию короны.
Условие короны выражается формулой:
, (2.6)
где Емакс – наибольшая напряженность электрического поля у поверхности любого провода при среднем эксплуатационном напряжении; Е0 – напряженность электрического поля, соответствующая появлению общей короны.
Значения Емакс и Ео зависят от диаметра провода, для ВЛ
110-220 кВ:
. (2.7)
Поскольку диаметры и сечения проводов связаны между собой, выбор (проверка) проводов по условию короны может быть осуществлен по соотношению:
. (2.8)
3. Выбор сечений проводников по допустимым потерям напряжения – объясняется необходимостью обеспечения требуемых отклонений напряжений на зажимах электроприемников.
Выбираются такие сечения проводников, при которых фактические наибольшие потери напряжения в них не больше допустимых
. (2.9)
Здесь под наибольшей понимается потеря напряжения от источника питания (шин низшего напряжения подстанции) до наиболее удаленного узла сети.
1) Для сетей напряжением 0,38-10 кВ наибольшую потерю напряжения можно определить по формуле:
, (2.10)
где и – соответственно активная и реактивная составляющие потери напряжения; п – число последователь-ных участков сети.
Здесь , следовательно, , и значит . Поэтому изменением сечения в таких сетях можно
добиться нужной величины потери напряжения .
Дополнительные условия выбора (для сетей до 10 кВ):
неизменность сечения по всей линии с несколькими нагрузками .
При этом условии сечение определяется по формуле:
, (2.11)
где – удельная проводимость материала проводника; Pi и li –соответственно мощность и длина i-го участка линии.
минимум расхода проводникового металла.
При этом условии сечение определяется по формуле:
, (2.12)
где – коэффициент активных мощностей.
Из этих двух выбранных сечений ( , ) выбирают наибольшее, округляют до ближайшего стандартного значения и для него по справочнику находят удельное актив-
ное r0 и реактивное х0 сопротивления и в соответствии с ними рассчитывают действительную наибольшую потерю напряжения до наиболее удаленной точки по формуле (2.11).
2) В сетях более высокого напряжения Uном 35 кВ нет необходимости выбирать сечение проводника по допустимой потере напряжения, т.к.:
– к ним непосредственно не подключаются электро-приемники (у которых наибольшие потери);
– потери напряжения поддерживаются допустимыми за счет регулирования напряжения трансформаторов на подстанциях, связывающих сети 35 кВ и выше с сетями низших классов напряжений.
4. Выбор сечений проводников по механической прочности – механический расчет проводов производится из
условий:
– наибольшей внешней нагрузки;
– низшей температуры и отсутствии внешних нагрузок;
– среднегодовой температуры и отсутствии внешних нагрузок.
Задача решается комплексно для каждого климатического района совместно с выбором опор (унифицированные) и длин пролетов.
1) Для ВЛ до 1 кВ по условиям механической прочности следует применять провода сечением не менее:
– алюминиевые, 16 мм2;
– сталеалюминиевые, 10 мм2.
2) В ВЛ более 1 кВ минимально допустимые сечения проводов устанавливаются ПУЭ в зависимости от:
– толщины стенки гололеда;
– отсутствия или наличия пересечений с инженерными сооружениями (линиями связи, железными дорогами и т. п.);
– мест, где установлено разрушение проводов от коррозии, следует применять сталеалюминиевые провода марок АСКС, АСКП и АСК и алюминиевые провода марки АКП.
5. Проверка сечений проводников по условию термической стойкости – с связи с тем, что в кабелях и изолированных проводах даже относительно кратковременное протекание токов короткого замыкания может вызвать термическое (тепловое) повреждение изоляции.
В соответствии с ПУЭ при напряжении выше 1 кВ по термической стойкости не проверяются проводники, защищенные плавкими предохранителями.
Изолированные провода и кабели считаются термически устойчивыми к токам КЗ, когда их температура нагрева не превышает следующих предельно допустимых значений:
• кабели до 10 кВ включительно с изоляцией:
– бумажно-пропитанной – 200°С;
– поливинилхлоридной или резиновой – 150°С;
– полиэтиленовой – 120°С;
• кабели 20-220 кВ – 125°С.
В практических расчетах термическое действие тока КЗ оценивается тепловым импульсом:
, (2.13)
где – действующее значение периодической составляющей тока к.з.; tотк – время отключения к.з.; – постоянная аперио-дической составляющей тока к.з.
Минимально допустимое сечение проводника по условию
термической стойкости находится по выражению:
, (2.14)
где с – коэффициент, зависящий от напряжения, материала проводника и изоляции.
6. Выбор сечений проводников по условию работы защитных аппаратов (для сетей до 1 кВ): устройств, автоматически отключающих участок сети, по которому начинает протекать ток, превышающий допустимый по нагреву. Применяют:
1) Плавкие предохранители (однофазные), имеют в корпусе металлическую вставку, которая перегорает при превышении тока сверх допустимого и тем самым отключает поврежденный участок сети от источника питания.
Таблица 2.4.
Условия для проверки аппаратов защиты
Виды защиты |
Только от к. з ПУЭ 3.1.9 |
От перегрузок и от к.з ПУЭ 3.1.11 |
1.Предохранитель с плавкой вставкой |
|
|
2. Автоматический выключатель: |
|
|
2.1. Только с элект-ромагнитным расце-пителем |
|
|
2.2. Только с теп-ловым расцепителем: |
|
|
а) с нерегулируемой характеристикой |
|
|
б) с регулируемой характеристикой |
|
|
2) Автоматические выключатели (одно- и трехфазные), служат для защиты сетей от перегрузок и токов к.з. (расцепители отключают поврежденный участок сети от источника питания).
Выбор сечений проводников осуществляется по допусти-
мым токам из справочных таблиц, где представлены основные (используемые на практике) сечения проводов (алюминиевых или сталеалюминевых) и кабелей (медных): например, 1,5 мм2, 2,5 мм2, 4 мм2, 6 мм2, 10 мм2, 16 мм2 и т.д.
Сечение уточняется (увеличивается) в случае невы-полнения условия защиты, определяемого из таблицы 2.4.