Питання для самоконтролю

1.В яких випадках у сільських електричних мережах доцільно застосовувати стальні проводи?

2.У зв'язку з чим електричний розрахунок стальних проводів складніший, ніж розрахунок проводів з кольорових металів?

3.Поясніть метод розрахунку стальних проводів за таблицями?

4.Які переваги і недоліки розрахунку проводів за кривими Головсільелектро?

5.В чому суть розрахунку стальних проводів за кривими проф. В.М. Степанова?

Практична робота № 10

Визначення перерізу проводів повітряної лінії напругою 35 кВ

Навчальна_мета: набути практичних навиків по розрахунку і вибору проводів повітряних ліній напругою 35 кВ за економічною густиною струму.

Програма роботи

1. Визначення розрахункових потужностей і струмів на ділянках лінії.

2. Визначення марки і площі поперечного перерізу проводів.

3. Визначення втрат напруги в лінії.

Послідовність виконання роботи

1. Випишіть завдання задачі (приклад 10) з вихідними даними свого варіанту (табл. 10.2) і нанесіть їх на розрахункову схему мережі (рис. 10.2).

2. Визначте значення потужностей, струмів і cosy на ділянках лінії.

3. Виберіть марки і січення проводів для ділянок лінії.

4. Визначте втрати напруги на ділянках і в кінці лінії. Якщо розрахункові значення втрат перевищують допустимі, то необхідно внести корективи.

5. Проаналізуйте результати роботи.

Зміст звіту

1. Розрахункова ми.схема мережі з вихідними дани

2. Розрахунки по визначенню потужностей, струмів, коефіцієнтів потужності і марок проводів на ділянках лінії.

3. Розрахунки втрат напруги в мережі.

4. Зведена таблиця розрахунків мережі.

5. Висновок. Методичні вказівки до виконання роботи

Правила влаштування електроустановок рекомендують застосовувати даний метод для розрахунку проводів ліній напругою 35 кВ і більше, які знаходяться в сільській місцевості і живлять підстанції напругою 35/10 кВ на яких встановлені трансформатори з регулюванням напруги під навантаженням. Розрахункові навантаження ділянок живильних ліній напругою 35 кВ визначають сумуванням розрахункових навантажень підстанцій 35/10 кВ із наступними коефіцієнтами одночасності: при двох підстанціях - 0,97; при трьох - 0,95; при чотирьох і більше - 0,9. Якщо навантаження окремих підстанцій або ліній в мережах напругою 35 кВ відрізняються за значенням більше ніж в 4 рази, то їх сумують користуючись спеціальними таблицями для сумування навантажень.

Площу січення проводу визначають по значенню економічної густини струму, яке враховує капітальні затрати і вартість втрат в лінії:

де Fек -економічно-доцільна площа перерізу проводу, мм²;

j_ек -нормативне значення економічної густини струму, А/мм² (додаток 12);

I_р-розрахунковий струм, А.

Розрахунковий струм на ділянці лінії визначають за формулами:

де P_р, S_р -активна або повна розрахункова потужність на ділянці лінії, кВт і кВА

U_ном - номінальна напруга мережі, кВ,

cosφ - коефіцієнт потужності на ділянці лінії.

Для ліній виконаних з проводів однакової площі поперечного перерізу з п ділянками економічна густина струму на головній ділянці може бути збільшена в к_е раз. Поправочний коефіцієнт к_е на економічну густину струму початкової ділянки визначають за формулою:

де І₁,І₂, ....,І_п- струмові навантаження окремих ділянок лінії. А;

l_1, l₂, ....l_п-довжина цих ділянок, км;

L - повна довжина лінії, км;

п - кількість ділянок лінії.

Тобто, економічний переріз проводів магістралі, виконаної однією маркою, визначається за струмовим навантаженням першої ділянки по формулі:

Спорудження ліній з однаковим перерізом зручніше, але втрати потужності і витрати металу при цьому дещо більші, ніж при ступінчастому виборі перерізу проводів. Як правило для монтажу ліній використовують 2...З марки проводів.

Втрати напруги, В, на ділянках мережі визначають використовуючи формулу:

де Р- активна потужність ділянки, кВт;

Q - реактивна потужність ділянки, квар;

r₀-питомий активний опір проводів ділянки, Ом/км;

х_о- зовнішній індуктивний опір проводів ділянки, Ом/км;

l- довжина ділянки повітряної лінії, км;

U_ном-номінальна напруга мережі, кВ.

Втрати напруги в процентному відношенні, %, можна визначити за формулою.

Розглянемо приклад по вибору проводів для повітряної лінії напругою 35 кВ.

Приклад 10. Вибрати проводи для повітряної лінії напругою 35 кВ. Розрахункову схему мережі наведено на рис. 10.1.

Вихідні дані:

- довжина ділянок лінії становить:

l₁= 10 км; l₂- 12 км; l₃ = 8 км; l₄ = 6 км;

- максимальне активне навантаження споживачів становить:

Р₁ = 1200 кВт: Р₂ = 1000 кВт; Р₃ = 700 кВт; Р₄ = 500 кВт;

- коефіцієнти потужності споживачів:

cosφ₁=0,90; cos φ_г = 0,85; cos φ₃= 0,82; cos φ₄ = 0,88.

Час використання максимуму навантаження Т_тах = 3200 год. Допустимі втрати напруги в мережі ∆U_доп= 5%. Середня геометрична відстань між проводами D_cр= 3 м. Лінія розміщена в // кліматичному районі за ожеледдю. Для монтажу лінії повинно бути використано не більше двох марок проводів.

Рис. 10.1. Розрахункова схема мережі напругою 35 кВ до прикладу 10.

Розв*язання

Максимальне повне навантаження споживачів:

Визначаємо потужності і струми на ділянках.

Ділянка 3-4

Ділянка 2-3

Ділянка 1 - 2

Ділянка А - 1

Економічна густина струму для алюмінієвих або сталеалюмінієвих проводів при Т_mах = 3200 год/рік становить j_eк= 1,1 А/мм² (див. додаток 12).

Довжина прольотів повітряної лінії знаходиться в межах 150. .200 м. Визначаємо переріз проводів на розрахункових ділянках і враховуючи максимально допустиму довжину прольоту для проводів малих перерізів (див. додаток 28) вибираємо марки проводів:

Виконання лінії передбачено двома марками проводів. Передбачаємо ділянку лінії 2-4 виконати проводом АС35/6,2. Для визначення перерізу проводу однакового по всій довжині ділянки А-2 визначаємо поправочний коефіцієнт нерівномірності навантаження на даній ділянці:

Визначаємо переріз проводів на ділянці А-2:

Отже, на ділянці мережі А-2 приймаємо марку проводів АС50/8.

Визначаємо втрати напруги на ділянках мережі за формулою:

В процентному відношенні втрати напруги на ділянках визначаємо за формулою:

Вносимо дані розрахунків у зведену таблицю.

Таблиця 10.1. Зведена таблиця розрахунків повітряної лінії напругою 35 кВ

Ділянка

Потужність

cos

tg

Струм, l,A

Довжина,l, км

Марка проводу

Oпір проводів

Втрати напруги

Р ,кВт

Q ,квар

S ,кВ А

ro, Ом,/км

хо, Ом/км

на ділянці, %

від очатку %

А-1 1-2 2-3 3-4

3060 2090 1164 500

1775,1 1311,7 751,8 269.9

3538,5 2468,5 1379,2 568,2

0,865 0,847 0,84 0,88

0,5801 0,6276 0,6459 0,5398

58.4 40,8 22,8 9,4

10128 6

АС50/8 АС50/8 АС35/6,2АС35/6,2

0.592 0,5920.7730,773

0,423 0,423 0,435 0,435

2,09 1-75 0.79 0,25

2.093.84 4.63 4,88

Як видно з розрахунків, найбільше відхилення напруги від початку лінії становить 4.88 %, що не перевищує допустимого ∆U_доп = 5 %.

Таблиця 10.2. Варіанти завдань до практичної роботи №10

Варіант	Потужність споживачів, кВт				Довжина ділянок, км				Коефіцієнт потужності споживачів				Тmax, год/рік	∆Uдоп, %	Dср, м	№ схема
	Р1	Р2	Р3	Р4	l1	l2	l3	l4	cosφ1`	cosφ2`	cosφ3`	cosφ4`
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30	500 1100 900 500 1500 1100 1300 1400 700 800 1600 1000 1200 1300 1100 1700 700 900 600 2000 1900 700 1800 1700 1600 1400 1500 900 700 600	700 600 800 900 500 1000 1200 800 1300 900 1200 800 1100 600 500 700 900 1000 1600 800 500 900 500 700 400 500 500 1100 900 1600	800 700 1000 1400 1000 700 600 700 1400 500 600 900 600 400 1200 600 1300 1100 900 700 1100 600 900 400 700 900 1000 1000 1300 900	1000 900 700 600 600 800 700 1000 600 1000 500 1100 700 1000 900 500 1000 700 600 500 400 1300 600 700 900 800 600 400 800 500	7 6 13 10 8 7 10 14 12 11 5 10 7 9 15 7 10 12 7 11 12 13 11 9 10 11 12 13 10 9	8 7 5 11 10 8 5 6 7 10 15 7 6 10 5 9 8 11 6 12 8 5 7 8 5 8 7 5 7 8	10 9 7 6 5 10 9 5 9 5 6 11 13 8 7 10 11 5 13 6 9 10 8 10 9 7 6 8 8 10	5 11 10 5 9 6 7 7 5 6 7 6 8 5 7 8 6 6 7 5 6 6 5 7 8 6 10 7 10 6	0,82 0,85 0,92 0,93 0,90 0,85 0,86 0,90 0,92 0,91 0,90 0,80 0,92 0,85 0,90 0,85 0,83 0,86 0,98 0,88 0,85 0,90 0,86 0,85 0,88 0,90 0,84 0,92 0,90 0,95	0,90 0,95 0,86 0,87 0,85 0,89 0,90 0,88 0,94 0,86 0,85 0,90 0,93 0,88 0,80 0,90 0,84 0,92 0,87 0,90 0,90 0,93 0,88 0,87 0,92 0,88 0,85 0,85 0,86 0,80	0,90 0,87 0,90 0,88 0,95 0,92 0,92 0,80 0,85 0,90 0,88 0,85 0,87 0,92 0,80 0,95 0,92 0,96 0,85 0,90 0,92 0,84 0,92 0,91 0,80 0,84 0,92 0,80 0,80 0,88	0,84 0,92 0,80 0,86 0,92 0,90 0,85 0,82 0,84 0,92 0,80 0,92 0,82 0,88 0,80 0,85 0,84 0,82 0,80 0,84 0,80 0,90 0,84 0,80 0,82 0,88 0,88 0,90 0,92 0,82	3200 2900 3400 3500 3000 2800 2600 3100 2800 5100 3600 2900 5200 3800 3000 3600 2700 5400 3700 4200 5500 2800 4300 5000 2500 5600 2900 5100 4600 3000	6 7 5 5 7 6 7 6 5 5 6 7 6 5 7 7 5 6 6 7 5 5 6 7 7 5 6 5 7 6	3,0 3,2 3,4 3,5 3,1 3,3 3,4 3,3 3,2 3,5 3,0 3,1 3,3 3,5 3,2 3,0 3,4 3,1 3,5 3,0 3,2 3,4 3,3 3,1 3,4 3,0 3,1 3,5 3,2 3,3	а б в а б в а б в а б в а б в а б в а б в а б в а б в а б в

Примітка. 1. Для всіх варіантів - для монтажу лінії повинно бути використано не більше двох марок проводів.

2. Для варіантів 1 ...20 лінія рочміщупьея в ІІ районі ча ожеледдю, а для варіантів 21...30 - в ІІІ районі ча ожеледдю.

Рис. 10.2. Розрахункові схеми ліній напругою 35 кВ до практичної роботи №10.