Выбор сечений проводников по условию короны.

У словие короны выражается формулой:

, (2.6)

где Е_макс – наибольшая напряженность электрического поля у поверхности любого провода при среднем эксплуатационном напряжении; Е ₀– напряженность электрического поля, соответ­ствующая появлению общей короны.

Значения Е_макс и Е_о зависят от диаметра провода, для ВЛ

110-220 кВ:

. (2.7)

Поскольку диаметры и сечения проводов связаны между со­бой, выбор (проверка) проводов по условию короны может быть осуществлен по соотношению:

. (2.8)

3. Выбор сечений проводников по допустимым потерям напряжения – объясняется необходимостью обеспече­ния требуемых отклонений напряжений на зажимах электропри­емников.

Выбираются такие сечения проводников, при которых фактические наи­большие потери напряжения в них не больше допустимых

. (2.9)

Здесь под наибольшей понимается потеря напряжения от ис­точника питания (шин низшего напряжения подстанции) до наи­более удаленного узла сети.

1) Для сетей напря­жением 0,38-10 кВ наибольшую потерю напряжения можно определить по формуле:

, (2.10)

где и – соответственно активная и реактивная состав­ляющие потери напряжения; п – число последователь-ных участ­ков сети.

Здесь > , следовательно, > , и значит > . Поэтому изменением сечения в таких сетях можно

добиться нужной величины потери напряжения .

Дополнительные условия выбора (для сетей до 10 кВ):

· неиз­менность сечения по всей линии с несколькими нагрузками .

При этом условии сечение определяется по формуле:

, (2.11)

где g – удельная проводимость материала проводника; P_i и l_i –соответственно мощность и длина i -го участка линии.

· минимум расхода проводникового металла.

При этом условии сечение определяется по формуле:

, (2.12)

где – коэффициент активных мощностей.

Из этих двух выбранных сечений (, ) выбирают наибольшее, округляют до ближайшего стандартного значения и для него по справочнику находят удельное актив-

ное r₀ и реактивное х₀ сопротивления и в соответствии с ними рассчитывают дейст­вительную наибольшую потерю напряжения до наиболее уда­ленной точки по формуле (2.11).

2) В сетях более высокого напряжения U_ном ³ 35 кВ нет необходимости выбирать сечение проводника по допустимой потере напряжения, т.к.:

– к ним непосредственно не подключа­ются электро-приемники (у которых наибольшие потери);

– потери напряжения поддерживаются допустимыми за счет ре­гулирования напряжения трансформаторов на подстанциях, связы­вающих сети 35 кВ и выше с сетями низших клас­сов напряжений.

4. Выбор сечений проводников по механической прочности – механический расчет проводов производится из

условий:

– наибольшей внешней нагрузки;

– низшей температуры и отсутствии внешних нагрузок;

– среднегодовой температуры и отсутствии внешних нагру­зок.

Задача решается комплексно для каждого климатического района со­вместно с выбором опор (унифицированные) и длин пролетов.

1) Для ВЛ до 1 кВ по условиям ме­ханической прочности следует применять провода сечением не менее:

– алюминиевые, 16 мм²;

– сталеалюминиевые, 10 мм².

2) В ВЛ более 1 кВ минимально допустимые сече­ния проводов устанавливаются ПУЭ в зависимости от:

– тол­щины стенки гололеда;

– отсутствия или наличия пересечений с инженерными сооружениями (линиями связи, железными до­рогами и т. п.);

– мест, где установлено разрушение проводов от коррозии, следует применять сталеалюминиевые провода марок АСКС, АСКП и АСК и алюминие­вые провода марки АКП.

5. Проверка сечений проводников по условию термической стой­кости – с связи с тем, что в кабелях и изолированных проводах даже относительно кратковременное протекание токов короткого замыкания может вызвать термическое (тепловое) повреждение изоляции.

В соответствии с ПУЭ при напряжении выше 1 кВ по термической стойкости не проверяются проводники, защищенные плавкими предохранителями.

Изолированные прово­да и кабели считаются термически устойчивыми к токам КЗ, когда их температура нагрева не превышает следующих пре­дельно допустимых значений:

• кабели до 10 кВ включительно с изоляцией:

– бумажно-пропитанной – 200°С;

– поливинилхлоридной или резиновой – 150°С;

– полиэтиленовой – 120°С;

• кабели 20-220 кВ – 125°С.

В практических расчетах термическое действие тока КЗ оце­нивается тепловым импульсом:

, (2.13)

где – действующее значение периодической составляющей тока к.з.; t_отк –время отключения к.з.; – постоянная аперио-ди­ческой составляющей тока к.з.

Минимально допустимое сечение проводника по условию

термической стойкости находится по выражению:

, (2.14)

где с – коэффициент, зависящий от напряжения, материала проводника и изоляции.

6. Выбор сечений проводников по условию работы защитных аппаратов (для сетей до 1 кВ): устройств, автоматически отключающих участок сети, по которому начинает протекать ток, превышающий допустимый по нагреву. Применяют:

1) Плавкие предохранители (однофазные), имеют в корпусе металлическую вставку, которая перегорает при превышении тока сверх допустимого и тем самым отключает поврежденный участок сети от источника питания.

Таблица 2.4.

Условия для проверки аппаратов защиты

 

Виды защиты	Только от к. з ПУЭ 3.1.9	От перегрузок и от к.з ПУЭ 3.1.11
1.Предохранитель с плавкой вставкой
2. Автоматический выключатель:
2.1. Только с элект-ромагнитным расце-пителем
2.2. Только с теп-ловым расцепителем:
а) с нерегулируемой характеристикой
б) с регулируемой характеристикой

2) Автоматические выключатели (одно- и трехфазные), служат для защиты сетей от перегрузок и токов к.з. (расцепители отключают поврежденный участок сети от источника питания).

Выбор сечений проводников осуществляется по допусти-

мым токам из справочных таблиц, где представлены основные (используемые на практике) сечения проводов (алюминиевых или сталеалюминевых) и кабелей (медных): например, 1,5 мм², 2,5 мм², 4 мм², 6 мм², 10 мм², 16 мм² и т.д.

Сечение уточняется (увеличивается) в случае невы-полнения условия защиты, определяемого из таблицы 2.4.

 

 

ГЛАВА 3. РЕГУЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ