Выбор сечений проводов

Основным условием, которому должны удовлетворять выбираемые при проектировании провода и кабели, должна являться экономическая целесообразность варианта электрической сети, для сооружения которой эти проводники предназначаются. Количественной характеристикой этого усло­вия служит минимальное значение приведенных народнохозяй­ственных затрат на сооружение и эксплуатацию линии сети, выполненной выбранными проводами и кабелями. Провода и кабели различаются материалом токоведущей части, ее номи­нальным сечением, поэтому при проектировании выбираются сечения проводов (или кабелей), а также материал, из которого они должны быть выполнены, причем этот выбор осуществляет­ся с учетом требования минимальных приведенных затрат. Как правило, для линий воздушной электрической сети с напряже­нием 35 кВ и выше принимаются сталеалюминиевые провода марок AC. Сети с меньшим напряжением, классифицируемые как местные сети, выполняются обычно алюминиевыми проводами. В этих условиях, отражающих имею­щийся опыт проектирования, выбору подлежит лишь сечение проводов воздушных линий.

При выборе проводов и кабелей по условию наивысшей экономической эффективности принимаются во внимание нормаль­ные рабочие режимы электрических сетей. Пример такого режима может быть указан применительно к двухцепной линии.

Очевидно, что экономические характеристики такой линии должны устанавливаться применительно к нормальной работе обеих ее цепей. В этом случае передача энергии будет сопровождаться меньшими потерями и поэтому, выбирая сечение проводов рассматриваемой двухцепной линии, следует считать, что по каждой из ее цепей длительно передается половина суммарной мощности. Такой режим в данном случае будет нор­мальным рабочим режимом, его и следует принимать в качестве расчетного.

При выборе сечений проводов и кабелей приходится учитывать также и ряд ограничений. Одно из них определяется условиями нагрева. Это ограничение должно учитываться при проектировании любых сетей независимо от их конструктивного выполнения и назначения в виде проверки сечения, выбранного по критерию наибольшей экономической эффективности, по условиям нагрева. При проверке по нагреву рассматриваются ре­жимы, в которых по проектируемой линии протекают наибольшие токи. Так, для двухцепной линии проверка по нагреву должна проводиться в предположении отключения одной из параллельных цепей в период максимальной нагрузки подстанции.

Другое ограничение, влияющее на выбор сечения проводов и кабелей, определяется требованием поддерживать необходимый уровень напряжения у потребителей местных сетей при ограниченном применении устройств для регулирования напряжения.

Выбор сечения проводов и кабелей местных сетей таким образом, чтобы максимальная потеря напряжения в них не превосходила допускаемого значения, в настоящее время является экономически оправданным способом обеспечения потребителей напряжением требуемого качества.

При проектировании районных сетей ограничение по потере напряжения не учитывается. Объясняется это прежде всего тем, что непосредственные потребители энергии связаны с линиями районной сети трансформаторами и автотрансформаторами, способными регулировать напряжение в распределительных сетях. Другой причиной является сравнительно малая зависимость потери напряжения от сечений проводов, для которых r_о < x_o.

В таких сетях в случаях, когда они выполняются воздушными линиями, принима­ются во внимание другие ограничения. Одно из них опреде­ляется необходимостью предотвратить заметное развитие короны на проводах.

Характеристики короны определяются величиной напряжен­ности электрического поля на поверхности провода, которая при прочих равных условиях зависит от кривизны этой поверхности и, следовательно, от диаметра провода. При малых диа­метрах напряженность электрического поля велика, увеличение диаметра может снизить величину этой напряженности до значений, при которых корона либо вообще не развивается, либо проявляется в незначительной степени. Поэтому в ПУЭ указаны минимально допустимые диаметры воздушных линий, выполненных сплошными проводами. Эти диаметры составляют: для ли­нии напряжением 110 кВ — 11,3 мм, для линий 150 кВ — 15,2 мм, для линий 220 кВ — 21,6 мм. Им отвечают следующие марки сталеалюминиевых проводов: АС-70 при 110 кВ, АС-120 при 150 кВ и АС-240 при 220 кВ. Для линий 330 и 500 кВ, выпол­няемых расщепленными проводами, правилами вводится требо­вание обеспечить соответствующим выбором диаметра и числа проводов в фазе напряженность электрического поля, не превы­шающую 26 кВ/см.

Для практических расчетов сечения проводов линий электросетей при номинальном напряжении не выше 220 кВ выбираются по нормированной экономической плотности тока. Рекомендуемые в настоящее время величины j_эк (А/мм²) приведены в справочниках.

Экономически целесообразное сечение проводов

,

где I_нб — ток, протекающий по проводам линии в нор­мальном режиме наибольших нагрузок.

Расчетный ток определяется по мощности, протекающей по рассматриваемой линии в режиме наибольших нагрузок

,

где Р_i - мощность, протекающая по i участку сети.

Дальнейший ход выбора сечения проводов предусматри­вает округление найденных значений сечений до ближай­ших стандартных, проверку по условиям возникно­вения общей короны и нагреву проводов в послеаварийном режиме, а также изменение принятых сечений, если эти условия не удовлетворяются. Значения длительно допу­стимых по нагреву токовых нагрузок на провода приведены в справочниках.

Так как на сооружаемых ВЛ должны применяться унифицированные или типовые опоры, выбранные сечения должны находится в границах используемых сечеий для каждого типа используемых опор. Если расчетное сечение участка сети превысит верхнюю границу использования максимального сечения провода для выбранного класса напряжения, то следует рассмотреть варианты усиления сети (применение двухцепных линий, переход на следующий класс напряжений и т.д.).

Для электропередачи напряжением 330 кВ и выше эко­номическая плотность не нормируется, а выбор экономиче­ского сечения проводов выполняется на основе метода экономических интервалов.

Сечения проводников местных сетей, как уже было отмечено, выбираются по допу­скаемой потере напряжения при тех или иных дополни­тельных условиях.

Дата добавления: 2015-10-16