Выбор сечения проводов

 

 Выбор сечения проводов производится с помощью экономических интервалов. Распределение мощности в проектируемой сети варианта  А определится:

 

Р _1-2 = Р2 = 20 МВт

Р _1-3 = Р3 = 40 МВт

Р _1-4 = Р4 = 10 МВт

Р _1-5 = Р5 =30 МВт

 В нормальном режиме расчетный ток  Iр, А, определится 

 

                                                        P

                                  Iр = -----------------------------                                                      (2)                                      

                                           Ö3 × U_ном × cosj × n ×N,

 

где Р – передаваемая мощность, кВт;

  U_ном – номинальное напряжение сети, кВ;

  cos j - коэффициент мощности;

   n – число цепей;

   N- число расщеплений проводов.

   Максимальный ток на  5 год эксплуатации 

 

                                 I_max5 = Ip × ai × a_т,                                                                    (3)

 

где a i —коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии;   

  a т -коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии Тmax и коэффициент ее попадания в максимум энергосистемы Км.

    Для линий 110  кВ значение ai , принимается рав­ным 1,05 [1, с.158 ], а a_т = 1,3 

 [ 1, с.158,табл.4.9 ] при К_м =1,0 и Т_max > 6000ч.

По табл.7.8 [1,с 280] для 2-х цепной линии выполненной на стальных опорах, II район по гололеду, европейская ОЭС определяем сечение провода F,мм², при условии

 

                                                          Iэ ³ I _max5                                                                 (4)

 

Из табл.7.12 [1,с292] выписываем марку провода и допустимый ток Iдоп, А.

Допустимый ток с учетом температуры окружающей среды

 

                                                  I _{доп о.с}. ³ I_доп × К _о.с. ,                                                    (5)

 

где Ко.с – коэффициент, учитывающий отклонение температуры окружающей среды от нормальной, Ко.с. = 0,88 [1 ,с292,т.7.13].

Выбранные провода проверяются на нагрев в аварийном режиме при обрыве одной цепи

                                        I_ав = 2 I_max5 £ I _{доп о.с}.                                                                  (6)

 

 Расчеты по формулам (2 …6) сведены в таблицу 1.2.

 

Таблица 2 – Выбор сечения проводов для схемы варианта А

Уч-к	P, МВт	Iр, А	Imax5, А	F, мм2	Марка провода	Iдоп , А	Iдоп о.с. А	Iав, А
1-2	20	58	79,7	95	2АС- 95/16	330	290	159,7
1-3	40	117	159	150	2АС- 150/19	450	396	319
1-4	10	58	79,7	95	АС- 95/16	330	290	--
1-5	30	88	120	150	2АС- 150/19	450	396	239

 

Провод на всех участках проходит проверку на нагрев в аварийном режиме.

 

Распределение мощности в проектируемой сети варианта Б.

Для кольца 1-3-5 активная мощность на головных участках 1-3, 1-5 определится

 

                                             Р₃* l₁₅₃ + Р₅* l ₁₅

                             Р_1-3 = ----------------------------                                                       (7)

                                              l ₁₃ + l ₃₅ + l _51,

 

где l₁₅₃  = l ₁₅+ l ₃₅  = 70 + 100 = 170 км

  l ₅₁  = 70км

 

 

         40*170 + 30* 70

Р_1-3 = --------------------------- = 35,6 МВт (против часовой стрелки)

            80 + 100 + 70

             

         Р₅* l ₁₃₅ + Р₃* l ₁₃     30*(80+100) + 40* 80

Р_1-5 = ---------------------------- = ---------------------------- = 34,4МВт (по часовой стрелке)

             l ₁₃ + l ₃₅ + l ₅₁                 80 + 100 + 70

 

 Правильность найденных мощностей подтверждается проверкой Р_1-5 + Р_1-3  = Р₅ + Р₃

 

                            35,6 + 34,4 = 30 + 40 МВт                       70 = 70 МВт

 

 Мощность на участке 5 -3 определяется по 1 закону Кирхгофа

                             Р_5-3  = Р _1-5 - Р₅   = 34,4 - 30 = 4,4 МВт

Выбор сечения проводов производится по формулам (4…6) и сведены в табл.3.

 

Таблица 3 – Выбор сечения проводов для схемы варианта Б

Уч. сети	P, МВт	Iр, А	Imax5, А	F, мм2	Марка провода	Iдоп , А	I доп о.с. А	Iав, А
1-2	20	58	80	95	2АС- 95/16	330	290	159
1-3	35,6	208	284	240	АС- 240/39	610	537	409
1-4	10	58	80	95	АС- 95/16	330	290	159
1-5	34,4	201	274	240	АС- 240/39	610	537	409
3-5	4,4	26	35	70	АС- 70/11	265	233	239

 

Проверка по условиям нагрева в послеаварийном режиме.

Потоки мощности при отключении уч.1- 3 определятся

 

Р₁₅  = Р₅ + Р ₃ = 30 + 40 = 70МВт

Р₅₃  = Р₂ = 40 МВт

 

                    P₁₅                               70 000

I_ав15 = -------------------------= ------------------------ = 409 А

                n Ö 3 Uном cosj 1× 1,73 ×110 × 0,9

 

I_ав53 = 233,5А

При отключении линии 1-5 распределение мощности определится

 

Р₁₃  = Р₃ + Р ₅ = 40 + 30 = 70 МВт

Р₃₅  = Р₅ = 30 МВт

I_ав12 =408,7А

I_ав35 = 239А

 

Сравниваем допустимые токи с учетом окружающей среды и токи в аварийном режиме

Iав₁₃ = 409А Iдоп о.с = 537А , условие (1.6) выполняется, т.к. 409 < 537А

Iав₁₅ = 409А Iдоп о.с = 537А , условие (1.6) выполняется, т.к. 409 < 537А

Iав₃₅ = 239А Iдоп о.с = 233А , условие (1.6)  не выполняется, т.к. 239 > 233А, поэтому

на участке 3-5 устанавливаем провод марки  АС- 95/16 с Iдоп о.с = 290А

 

Выбранные сечения проводов проходят проверку на нагрев в аварийном режиме.

 

Расчет схемы замещения

 

    Исходными данными для расчета схемы замещения линий являются справочные данные выбранных марок проводов, приведенные в таблицах 4, 6.

 

Расчет схемы замещения варианта А.

 

Таблица 4 - Справочные данные  проводов  варианта А [1, с.277 ,т.7.5 ]

 

Участок сети	Р, МВт	l, км	Марка провода	ro , Ом/км	х o , Ом/км	Bo 10-6, См/км	qo, Мвар
1-2	20	70	2АС-95/16	0,31	0,43	2,61	0,035
1-3	40	80	2АС-150/24	0,198	0,42	2,7	0,036
1-4	10	60	АС – 95/16	0,31	0,43	2,61	0,035
1-5	30	70	2АС-150/24	0,198	0,42	2,7	0,033

 

Активное   и  реактивное сопротивления  линий определятся по формулам

 

                                                            Rл = ro l / n N,                                                     (8)

                                                            Хл = хo  l / n N,                                                       (9) 

 

где ro – удельное  активное сопротивление провода, Ом/км;

хо  - удельное  реактивное сопротивление провода, Ом/км;

l - длина  участка сети, км;

n – количество цепей;

N – количество расщеплений проводов по фазе.

Проводимости линии определятся по формулам

 

                                                            Gл = go × l × n × N,                                                   (10)

                                                            Bл = bo × l × n × N,                                                 (11)

 

где go  - удельная активная проводимость линий, См/км;

   bo  - удельная реактивная проводимость линий, См/км.

 

Для линий U=110кВ  активная проводимость G_л = 0.

Генерируемая реактивная мощность определится

 

                                                               Qс = 0,5 U² Bл,                                                             (12)

 

Расчеты по формулам (8…12) сведены в таблицу 5.

 

 Таблица 5- Данные схемы замещения линий варианта А

Участок	Rл , Ом	Xл, Ом	Bл10-6, См	Qс, Мвар
1-2	11	15	365	2,2
1-3	8	17	432	2,6
1-4	18,6	26	157	0,9
1-5	7	15	378	2,3

 

Расчет схемы замещения варианта Б.

 

Таблица 6 - Справочные данные  проводов варианта Б [1, с.277 ,т.7.5 ]

 

Участок сети	Р, МВт	l, км	Марка провода	ro , Ом/км	х o , Ом/км	Bo 10-6, См/км	qo, Мвар
1-2	20	70	2АС-95/16	0,31	0,43	2,61	0,035
1-3	35,6	80	АС-240/39	0,12	0,405	2,81	0,038
1-4	10	60	АС – 95/16	0,31	0,43	2,61	0,035
1-5	34,4	70	АС-240/39	0,12	0,405	2,81	0,038
3-5	4,4	100	АС – 95/16	0,31	0,43	2,61	0,035

 

Активное, реактивное сопротивления и проводимости линий определяются по формулам (8…12). Результаты расчетов сведены в таблицу 7.

 

Таблица 7- Данные схемы замещения линий варианта Б

Участок	Rл , Ом	Xл, Ом	Bл10-6, См	Qс, Мвар
1-2	11	15	365	2,2
1-3	9,6	32,4	224,8	1,36
1-4	18,6	26	157	0,9
1-5	8,4	28,4	196,7	1,19
3-5	43	44	255	1,54