Расчет проводов воздушной линии электропередачи

В соответствии с “Правилами устройства электроустановок” (ПУЭ) [1]

городские распределительные сети напряжением 380/220 В должны быть трехфазными, четырехпроводными, с глухозаземленной нейтралью.

В процессе проектирования электрических сетей необходимо проводить расчет проводов на нагревание с целью выбора сечения проводов, обеспечивающего их работу без перегрева. Кроме этого провода необходимо рассчитывать по потере напряжения и на механическую прочность.

Для выбора сечений проводов воздушных линий по нагреву пользуются справочными таблицами предельно допустимых токов. Эти таблицы помещены в ПУЭ. Выдержка из них приведена в табл. 3.

Таблица 3

Токовые нагрузки голых алюминиевых (А)

и сталеалюминиевых (АС) проводов

Алюминиевые	Сталеалюминиевые
Марка провода	Допустимая нагрузка, А	Марка провода	Допустимая нагрузка, А
А-16
А-25
А-35		АС-35/6,2
А-50		АС-50/8
А-70		АС-70/11
А-95		АС-95/16

В случае, когда от одной линии питается группа параллельно включенных потребителей (потребитель А), допустимый ток проводов этой линии - I_д рассчитывают по формуле:

I_д.= I_д.max+ k_одн I_д.n ,

где I_д.max - допустимый ток наиболее мощного потребителя;

k_одн - коэффициент одновременности работы потребителей;

I_д.n - допустимые токи остальных потребителей.

Расчет сетей по потере напряжения проводят исходя из нормированных значений отклонений напряжения на приемниках. Для сетей напряжением 380/220В на всем их протяжении от ТП до последнего приемника допустимая величина потерь напряжения принимается равной 5%.

В работе расчет по падениям напряжений в проводах воздушной линии достаточно провести на участке от трансформаторной подстанции (ТП) до потребителя Е. При этом следует руководствоваться ниже приведенным примером.

До того, как проводить расчеты по потере напряжения, следует распределить потребителей на участке l₃-l₇ (см. задание) по фазным проводам с целью равномерной загрузки трехфазной системы в целом. Для этого следует ориентироваться на то, чтобы мощность одного или нескольких потребителей, питающихся от одной фазы - Р_ср, в сумме была близка к величине, составляющей одну треть от всей нагрузки на линии l₃-l₇

Р_ср = (Р_б + Р_в + Р_г + Р_д + Р_е)/3,

где Р_б..Р_е - мощность потребителей Б…Е. Для наглядности целесообразно нарисовать схему, поясняющую распределение потребителей по фазам. Например, при мощностях потребителей Б,В,Г,Д,Е, соответственно равных 2,5,7,3,4 кВт, Р_ср =7 кВт и схема будет выглядеть

Рис. 1

Распределяя потребителей по фазам, в данном задании на проектирование, можно руководствоваться принципом – потребителю с наибольшей мощностью (в примере 7 кВт) следует выделить отдельную фазу, оставшиеся потребители распределить попарно по двум оставшимся фазам так, чтобы суммарные мощности пар потребителей были равны между собой или минимально отличались друг от друга.

Из схемы видно, что участок сети от источника (трансформаторной подстанции) до потребителя В будет трехфазным. При этом на участке по рисунку слева до потребителя Б будет передаваться суммарная мощность всех потребителей Б,В,Г,Д,Е, равная 21 кВт. На участке от Б до В -19 кВт. Участок от В до Г будет двухфазным, на нем будет передаваться мощность -14 кВт. Участок от Г до Е будет однофазным, с передаваемыми мощностями: от Г до Д -7 кВт, от Д до Е – 4 кВт. Длины участков указаны в задании.

Сечения проводов на всех участках по схеме следует ориентировочно выбрать по нагреву (величине тока) в наиболее загруженной фазе (в данном случае

I = 7кВт / 0,22 кВ).

Провода на участке l₈ задания также следует предварительно выбрать по нагреву (величине тока, определенной по суммарной мощности, передаваемой участком).

Падение напряжения на трехфазных участках определяется по формуле:

;

на двухфазном участке по формуле:

DUф2 ;

на однофазном ответвлении:

DUф1 ,

где - удельное сопротивление алюминиевого провода (0,0288 Ом мм²/м);

- мощность (кВт), передаваемая на участке сети длиной (м);

- площадь сечения провода сети (мм²) на участке;

- номинальное линейное напряжение ( =0,38 кВ);

U_ф - фазное напряжение (В);

Полная потеря напряжения сети, имеющей трехфазный, двух- и однофазные участки, определится

DU_п = DU + (DU_ф1 + DU_ф2)

или в процентах

DU + (DU_ф1 + DU_ф2)

DU_п = ¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾ 100 %.

Пример. Рассчитаем потерю напряжения для трехфазного участка сети 0 - 3 (см. рис. 2) с данными, приведенными на рисунке (здесь 40 кВт – суммарная мощность потребителя А).

4А-16 4А-16 3А-16

40 кВт 1 21 кВт 2 17 кВт 3 10 кВт

30 м 30м

4 кВт 7 кВт

ТП

Рис. 2. Схема к примеру

Поскольку участок 0 - 3 состоит из участков с проводами разного сечения, потерю напряжения рассчитываем по отдельности с последующим суммированием:

= .

Если потери напряжения на электроприемниках оказываются больше допустимых 5%, то выбирают провода большего сечения и повторяют проверочный расчет с ними.

Проверка проводов на механическую прочность может состоять в сравнении выбранного сечения проводов с минимально допустимыми сечениями проводов по механической прочности согласно требованиям ПУЭ, приведенным в таблице 4.

Таблица 4

Наименование проводов	Сечение, мм^2
	медные	алюминиевые
Незащищенные изолированные провода в наружных установках	2,5
Голые провода в зданиях	2,5
Голые провода воздушных линий
Изолированные провода для прокладки в трубах		2,5

Дата добавления: 2015-07-17