Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Тема №2. Электрические сети.doc
Скачиваний:
40
Добавлен:
22.09.2019
Размер:
3.6 Mб
Скачать

2.16 Понятие об экономической плотности тока. Выбор сечения по экономической плотности тока

Экономической называют такую плотность тока в проводнике, при которой затраты на сооружение и эксплуатацию линий, приведенные к одному году, являются наименьшими.

Затраты определяются следующим образом

З=Енорм.*К+И,

где З – затраты;

Енорм – нормативный коэффициент отчисления;

К – капитальные затраты;

И – издержки.

Рассмотрим методику определения плотности тока

З З

К*Енорм.

И

qопт. q

q – сечение, мм2.

П отери мощности Рл обратно пропорциональны сечению проводника

Чем больше q,тем меньше потери.

Плотность тока, которая соответствует оптимальному значению сечения qопт. называется экономической jэк=f (qопт).

Значения jэк приведены в ПУЭ (п.1.3.27. таблица 1.3.36). В таблице 1.3.36 экономическая плотность тока jэк определяется по трем параметрам:

jэк=f (материал; изолированный/неизолированный провод; время использования максимума нагрузки Тм).

Последовательность выбора сечения провода по экономической плотности тока.

  1. Определить расчетный ток IР нормального режима получасового максимума;

  2. Намечается тип линии (ВЛ или КЛ).материал провода и по ПУЭ по ПУЭ (или по справочнику, учебнику) определяется экономическая плотность тока.

  3. Определяется экономическое сечение qэк по формуле

  1. Из стандартного ряда сечений ВЛ и КЛ выписывается ближайшее

qст1, qэк, qст2

В практике проектирования часто применяют ближайшее меньшее (для экономии металла).

По экономической плотности тока не следует выбирать:

  • ВЛ напряжением 110 кВ и выше;

  • Сети временных сооружений, срок службы которых не превышает 2 – 5 лет. В нашей отрасли это буровые установки.

  • КЛ к отдельным электродвигателям, питающимся от магистралей;

  • Линия 380 В при времени использования максимума Тм менее 4000 – 5000 часов.

2.17 Выбор (проверка) сечения линий по нагреву в длительном и кратковременном режиме

У каждого проводника есть длительно допустимая температура нагрева . Для ВЛ длительно допустимая температура определяется сопротивление контактных соединений и равна 700. Для КЛ определяется допустимой температурой нагрева изоляции (60-700).

Все допустимые температуры для всех элементов сети приводятся в ПУЭ(ПУЭ 1.3.22, 1.3.23). При этом фактическая температура нагрева проводника не должна превышать длительно допустимую температуру нагрева:

(1)

Температура нагрева проводника :

.

Если условия охлаждения задать стандартными. То - стандарт:

25о – для оборудования в воздухе;

15о - для оборудования в земле, в воде.

Тогда температура будет только функцией только тока нагрузки .

При этом условие (1) можно записать в виде

Iнаиб. раб.<Iдл. доп., (2)

где Iнаиб. раб.- наибольший рабочий ток, но реальный.

Примеры определения наибольшего рабочего тока:

Для кабельной линии к электродвигателю

Iнаиб. раб.=Iном или 1,05Iном

  • При питании потребителя по двум линиям

Iнаиб. раб= Iр1+ Iр2

Iр1 Л1 Л2 Iр2

Iнаиб. раб= 2Iр, если Iр1= Iр2 полагаем, что

нагрузки одинаковы, токи одинаковы).

При питании от двух трансформаторной подстанции по схеме «два блока линия -трансформатор»

Iнаиб. раб = Кдоп. пер.* Iр, (3)

где Кдоп. пер – коэффициент допустимой

перегрузки;

ИЛИ

Iнаиб. раб = Iр1+ Iр2 (4)

Формула (3) учитывает возможность отключения части потребителей, а (4) используется, если мощность трансформатора достаточна для питания всей нагрузки без ограничений.

Проверка сечения при кратковременном режиме (режим КЗ)

В ПУЭ (пункт 1.4.16) приводятся кратковременно допустимые температуры для всех видов оборудования. При этом реальная температура нагрева проводника не должна превышать кратковременную допустимую температуру нагрева:

.

В инженерной практике применяются упрощенные методы.

Температура нагрева зависит от количества энергии, выделяемой в проводнике током короткого замыкания, от сечения проводника q и от условий охлаждения (теплоотвода). При заданной допустимой температуре проводника и при стандартной температуре окружающей среды для каждого значения выделяемой энергии при КЗ можно найти такое сечение провода, при котором температура проводника будет не более допустимой. Это сечение называют минимально допустимым сечением по условиям нагрева или термическим сечением. Если сечение провода будет больше минимально допустимого, то температура его нагрева будет меньше предельно допустимой. Таким образом, сечение проводника должно удовлетворять условию

q> qmin .

Минимально допустимое сечение проводника по условиям нагрева при КЗ qmin определяется по выражению

qmin= ,

где В – тепловой импульс,

С – константа. Приводится в руководящих указаниях и справочниках (для КЛ с алюминиевыми жилами напряжением до 10 кВ С=90);

Iкз – периодическая составляющая тока КЗ (действующее значение);

tк – длительность КЗ, которая определяется следующим образом

tК=tРЗ+tВ,

где tРЗ – время срабатывания основной релейной защиты (Основная – эта та, которая защищает всю линию с наименьшей выдержкой времени);

tВ – время действия выключателя.