Выбор сечений проводов по экономической плотности тока

Основным критерием, по которому при проектировании выбирают провода и кабели, является минимальное значение годовых приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию линии электропередач. В общем случае провода и кабели различаются материалом токоведущей части и ее сечением.

Для данного числа часов использования максимума нагрузки Т_М=4850ч и для алюминиевых проводов ЛЭП принимаем экономическую плотность тока J_э=1,1 А/мм², коэффициент мощности cosφ=0.8

Согласно Правилам устройства электроустановок упрощенный выбор сечений осуществляется по экономической плотности тока:

:

Расчет для варианта схемы №1:

Определяем ток, протекающий по проводам на каждом участке сети по формуле:

Ток, протекающий по участку А1:

Ток, протекающий по участку 3В:

Ток, протекающий по участку 12:

Ток, протекающий по участку 23:

Ток, протекающий по участку В4:

Ток, протекающий по участку А4:

Определяем расчетные сечения проводов на каждом участке сети.

Расчетное сечение проводов на участке А4:

Расчетное сечение проводов на участке 3В:

Расчетное сечение проводов на участке 12:

Расчетное сечение проводов на участке 23:

Расчетное сечение проводов на участке В4:

Значения на участке 3В сечений проводов ЛЭП превышают максимально допустимые величины по условиям механической прочности опор (согласно [1], для ЛЭП 110кВ на стальных унифицированных опорах максимально допустимое сечение проводов составляет 240 мм² – провод АС-240/32), поэтому участок 3В принимаем двухцепным и получаем:

Принимаем провода стандартного сечения, наиболее близкого к расчетному для каждого участка сети:

На участке А1 принимаем провод АС-205/27, длительно допустимый ток I_дл.доп=515А;

На участке 3В принимаем провод 2хАС-185/24, длительно допустимый ток I_дл.доп=520А;

На участке 12 принимаем провод АС-95/16, длительно допустимый ток I_дл.доп=330А;

На участке 23 принимаем провод АС-70/11, длительно допустимый ток I_дл.доп=265А;

На участке В4 принимаем провод АС-120/19, длительно допустимый ток I_дл.доп=390А;

На участке А4 принимаем провода АС-205/27, длительно допустимый ток

I_дл.доп=515А.

Проверка

1. По условию короны.

По условиям проверки для напряжения 110кВ минимальный диаметр провода составляет 11,4 мм, что соответствует проводу АС-70/11.

По данному условию проверку проходят все участки.

2. По допустимой токовой нагрузки в послеаварийном режиме.

Для проверки проводов по допустимой токовой нагрузке предположим, что в сети произошла авария, в результате которой отключился наиболее загруженный головной участок А4, а также одна из цепей в двухцепной линии участка 3В.

В таком случае схема примет вид:

Таким образом, получаем схему с односторонним питанием. Рассчитаем новое распределение мощностей по участкам сети в послеаварийном режиме:

Р_авА1=33,9МВт

Р_ав12=15,9МВт

Р_ав23=9,13МВт

Рав3В=57,13МВт

Р_авВ4=50МВт

Рассчитаем токи, протекающие по участкам сети в послеаварийном режиме по формуле

:

Ток, протекающий по участку А1 в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=515А

Ток, протекающий по участку 12 в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=330А

Ток, протекающий по участку 23 в послеаварийном режиме:

<I_дл.доп=265А

Ток, протекающий по участку 3В в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=520А

Ток, протекающий по участку В4 в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=390А

Все провода по допустимой токовой нагрузки проходят.

3. Проверка по механической прочности опор ЛЭП:

Для линии с номинальным напряжением 110кВ на железобетонных опорах сечение проводов линии не должно превышать 240 мм². В проектируемой сети ни на одном из участков сечение проводов не превышает этого значения, следовательно, условие механической прочности опор соблюдается для всей сети.

Расчет для варианта схемы №4:

Определяем ток, протекающий по проводам на каждом участке сети:

Ток, протекающий по участку А1:

Ток, протекающий по участку 3В:

Ток, протекающий по участку 12:

Ток, протекающий по участку 23:

Ток, протекающий по участку А4:

Определяем расчетные сечения проводов на каждом участке сети:

Расчетное сечение проводов на участке А1:

Расчетное сечение проводов на участке 3В:

Расчетное сечение проводов на участке 12:

Расчетное сечение проводов на участке 23:

Расчетное сечение проводов на участке А4:

Поскольку линия А4 выполнена двухцепной, то сечение проводов каждой цепи:

Значения на участке 3В сечений проводов ЛЭП превышают максимально допустимые величины по условиям механической прочности опор (согласно [1], для ЛЭП 110кВ на стальных унифицированных опорах максимально допустимое сечение проводов составляет 240 мм² – провод АС-240/32), поэтому участок 3В принимаем двухцепным и получаем:

Принимаем провода стандартного сечения, наиболее близкого к расчетному для каждого участка сети:

На участке А1 принимаем провод АС-205/27, длительно допустимый ток I_дл.доп=515А;

На участке 3В принимаем провод 2хАС-185/24, длительно допустимый ток I_дл.доп=520А;

На участке 12 принимаем провод АС-120/19, длительно допустимый ток I_дл.доп=390А;

На участке 23 принимаем провод АС-205/27, длительно допустимый ток I_дл.доп=515А;

На участке А4 принимаем провод 2хАС-150/24, длительно допустимый ток I_дл.доп=450А;

Проверка

1. По условию короны

По условиям проверки для напряжения 110кВ минимальный диаметр провода составляет 11,4мм, что соответствует проводу АС-70/11.

По данному условию проверку проходят все участки.

2. Проверка по допустимой токовой нагрузке в послеаварийном режиме.

Для проверки проводов по допустимой токовой нагрузке предположим, что в сети произошла авария, в результате которой отключился наиболее загруженный головной двухцепный участок 3В, а также одна из цепей в двухцепной линии участка А4.

В таком случае схема примет вид:

Рассчитаем токи, протекающие по участкам сети в послеаварийном режиме по формуле:

Ток, протекающий по участку А1 в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=515А

Ток, протекающий по участку 12 в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=390A

Ток, протекающий по участку 23 в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=515А

Ток, протекающий по участку 3В в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=520А

Ток, протекающий по участку А4 в послеаварийном режиме:

< I_дл.доп=450А

Все провода по допустимой токовой нагрузки проходят.

3. Проверка по механической прочности опор ЛЭП

Для линии с номинальным напряжением 110кВ на железобетонных опорах максимально возможное сечение провода составляет 240 мм². В проектируемой сети ни на одном из участков сечение проводов не превышает этого значения, следовательно, условие механической прочности опор соблюдается для всей сети.

Дата добавления: 2015-08-05