Выбор и проверка сечения проводов по экономической плотности тока, допустимой нагрузке и короне

Определим расчетную нагрузку линий в нормальном режиме работы.

Вариант 1. Сеть с односторонним питанием.

S_W1 = S_p1=24 MВА, S_W2 = S_p2=6 MВА, S_W3 = S_p3=30 MВА,

S_W4 = S_p4=18 MВА, S_W5 = S_p5=14 MВА.

Вариант 2. Сеть с односторонним питанием.

S_W2 = S_p1+ S_p2+ S_p3= 24+6+30=60 MВА,

S_W23== S_p3=30 MВА, S_W21 = S_p1=24 MВА,

S_W4 = S_p4 + S_p5 =18+14=32 MВА,

S_W45 = S_p5=14 MВА.

Вариант 3. Сеть с двухсторонним питанием.

Расчетную нагрузку определяем по формуле:

(2.1).

Напряжение источников питания и сечения проводов одинаковы, поэтому расчет мощности на участках линий можно проводить по длинам участков.

Для замкнутой сети А-1−2-3-А:

Мощность на участках 1−2 и 2−3 определяется из условия баланса мощностей.

Для замкнутой сети А-4−5-А:

Мощность на участке 4−5 определяется из условия баланса мощностей.

Расчетный ток в линиях определяется:

(2.2).

где S_р-расчетная нагрузка, кВА;

U_н-напряжение линии электропередачи, кВ;

n-число цепей линии передачи.

Вариант 1.

.

Вариант 2.

.

Вариант 3.

.

Сечения проводов линий электросетей при номинальном напряжении не выше 220 кВ выбираются по нормированной экономической плотности тока j_эк(А/мм ²), рекомендуемые величины которой приведены в таблице 1 [1].

Выбираем неизолированные сталеалюминевые провода.

Расчетное сечение находим по формуле:

(2.3).

Сечение, полученное в результате расчета, округляется до ближайшего стандартного значения (70, 95, 120, 185, 240, 300 мм ²).

Для исключения коронирования сечение проводов при напряжении 110 кВ не должно быть меньше 70 мм². В кольцевой схеме сечение проводов одинаково и выбирается по максимальной нагрузке.

Таблица 2.1. Вариант 1 — Провода для ЛЭП.

Таблица 2.2. Вариант 2 — Провода для ЛЭП.

Таблица 2.3. Вариант 3 — Провода для ЛЭП.

По условиям исключения общей короны и радиопомех сечения проводов выбираются таким образом, чтобы напряженность поля у поверхности любого провода не была больше определенного значения.

Величина наибольшей напряженности поля у поверхности любого из проводников должна быть не более 0,9 Е ₀.

(2.4).

где E₀-начальная коронная напряженность проводника, линии, кВ/м; m-коэффициент гладкости проводника: для скрученного провода — 0,85; R_пр— радиус проводника, м; д-относительная плотность воздуха (д=1).

При этом E₀ должно быть не выше 280 кВ/м.

Для провода минимальным сечением 70 мм².

Максимальная напряженность электрического поля:

(2.5).

где D — расстояние между фазами, м.

Условие выполняется.

Провода линий любого назначения проверяются при проектировании на нагрев расчетным током. При такой проверке сопоставляются максимальные рабочие токи I_р, каждой линии с допустимыми токами I_доп [1] для проводников, выбранных предварительно по экономической плотности тока.

Выбранное сечение считается удовлетворяющим условиям нагрева в установившемся режиме, если: I_p ? I_доп (2.6).

В противном случае сечение должно быть увеличено.

При выходе из строя одной цепи двухцепной линии, по оставшейся в работе цепи будет передаваться прежняя мощность, т. е. ток линии возрастет вдвое по сравнению с режимом нормальной работы В этом случае: 2I_p ? I_доп (2.7).

Вариант 1.

W1: 2I_p=2*63=126 A? I_доп= 265 А;

W2: 2I_p=2*15,8=31,6 A? I_доп= 265 А;

W3: 2I_p=2*78,7=157,4 A? I_доп= 330 А;

W4: 2I_p=2*47,2=94,4 A? I_доп= 265 А;

W5: 2I_p=2*36,7=73,4 A? I_доп= 265 А.

Вариант 2.

W2: 2I_p=2*157,4=314,8 A? I_доп= 450 А;

W21: 2I_p=2*63=126 A? I_доп= 265 А;

W23: 2I_p=2*78,7=157,4 A? I_доп= 265А;

W4: 2I_p=2*84=168 A? I_доп= 330 А;

W45: 2I_p=2*36,7=73,4 A? I_доп= 265 А.

Вариант 3.

W1: I_p=151,2? I_доп= 450 А;

W3: I_p=163,7A? I_доп= 450 А;

W12: I_p=25,2A? I_доп= 450А;

W23: I_p=6,3 A? I_доп= 450 А;

W4: I_p=106 A? I_доп= 330А;

W5: I_p=62 A? I_доп= 330 А;

W45:I_p=11,6 A? I_доп= 330 А.

Все проводники линий проходят проверку по нагреву.