Вибір оптимальних площ перерізів проводів ділянок

Розподільних мереж

Економічно доцільним є рішення, за якого на окремих ділянках лінії застосовують проводи, що мають різну площу перерізу. При цьому зменшуються втрати енергії в лінії або витрати кольорового металу на її спорудження.

Втрата напруги до найбільш віддаленого навантаження не повинна перевищувати допустимого значення. Вилучивши відповідно до виразу (7.22) втрату напруги, обумовлену передачею реактивних навантажень, отримуємо для активних навантажень в лінії, що складається з трьох ділянок (рис.7.10),

 

. (7.24)

 

 

Рисунок 7.10. Лінія з неоднаковими площами перерізу проводів на окремих

ділянках

 

 

З декількох варіантів розв’язку, кожний з котрих задовольняє технічні вимоги, тобто основну умову (7.24), потрібно вибрати той, що має найкращі економічні показники, тобто найменші зведені витрати («приведені затрати»).

Для визначення трьох невідомих площ перерізу проводів маємо лиш одне рівняння (7.24). Необхідно скласти ще дві додаткові умови. Приведені затрати для лінії будуть пропорційні об'єму кольорового металу в проводі

 

(7.25)

 

та втратам електроенергії в ній за рік

 

. (7.26)

Приведені затрати на лінію

 

(7.27)

 

де , , - сталі коефіцієнти.

Диференціюючи рівняння (7.27) по , а потім по і прирівнюючи , отримаємо, що найменші втрати енергії при незмінних витратах кольорового металу будуть за постійної густини струму на всіх ділянках лінії

 

. (7.28)

 

Постійна густина струму в загальному випадку для ділянок лінії

 

, (7.29)

 

а оптимальна площа перерізу проводів на будь-якій ділянці лінії

 

. (7.30)

 

Ця методика використовується при великій кількості годин використання максимуму навантаження . За малої ж тривалості використання максимуму навантаження , наприклад, в освітлювальних мережах, втрати енергії мають другорядне значення. Аналіз, подібний (7.25) – (7.30), приводить до виразів

 

, ,

або в загальному випадку при ділянках на лінії

 

,

де допоміжна величина

 

. (7.31)

Питання для самоперевірки

 

1. Які мережі називаються розподільними, рівень напруг в них?

2. Дайте визначення відхилення та коливання напруги.

3. Назвіть гранично допустимі відхилення напруги для різних електроприймачів відповідно до норм якості електроенергії.

4. Поясніть заступну схему та векторну діаграму фази розподільної мережі.

5. Що являють собою поздовжня та поперечна складові вектора спаду напруги?

6. Порівняйте визначення: спад напруги та втрата напруги.

7. Чому за втрату напруги можна прийняти поздовжню складову спаду напруги?

8. Що таке «момент навантаження»?

9. В чому полягає різниця визначення втрати напруги за потужністю на ділянках лінії та потужністю навантажень?

10. Як визначити площу поперечного перерізу проводів за допустимою втратою напруги?

11. Коли вибраний провід не потрібно перевіряти на відповідність допустимому струмові за нагрівом?

12. В чому полягає вибір оптимальних площ перерізу проводів ділянок розподільних мереж?

 

ЕЛЕКТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК РОЗІМКНЕНИХ ЖИВЛЯЧИХ МЕРЕЖ

Напруги ліній передачі живлячих мереж і передавані

Потужності

Передача електричної енергії від електростанцій до районних підстанцій енергосистеми і розподіл електричної енергії між потужними споживачами здійснюється по довгих лініях передачі напругою 110 і 220 кВ; при відносно малих навантаженнях і довжині ліній використовують напругу також 35 кВ.

Для передачі енергії на великі відстані від потужних електростанцій до центрів споживання, для зв’язку між енергосистемами застосовують лінії надвисоких напруг 330, 500, 750 кВ і вище.

Орієнтовно можна вказати, що напруга 110 кВ застосовується при передачі потужності більш 12...15 МВт на відстань більшу, ніж 30...40 км. При потужності понад 50...70 МВт і відстанях 150...200 км доцільною буде напруга 220 кВ, а при потужності більш, ніж 200...250 МВт і відстанях 200...300 км – напруга 330 кВ. Вартість лінії зазвичай менша при більш високій напрузі, бо для передачі тієї ж потужності потрібна менша кількість ланцюгів. У випадку, коли є споживачі І категорії, кількість ланцюгів не має бути меншою двох. Оскільки при електропостачанні залізничних навантажень (тягових підстанцій, промислових підприємств та ін.) не застосовують, як правило, напругу вище 220 кВ, то лініям 110...220 кВ приділимо основну увагу.

Схеми заміщення лінії передачі у вигляді чотириполюсників подані на рис. 8.1.

 

Рисунок 8.1. П- та Т-подібні схеми заміщення (заступні схеми) лінії

 

При розрахунках лінії напругою 110 кВ і вище треба враховувати ємність ЛЕП. Так, зарядна ємність однієї лінії 110 кВ з проводами АС-70 протяжністю 100 км дорівнює біля 3100 квар, в той час, як реактивне навантаження лінії не перевищує квар. Зазвичай для розрахунків використовують спрощені заступні схеми: П-подібну (див. рис. 8.1,а) чи Т-подібну (рис. 8.1,б). Зручнішою є П-подібна схема. Відносні похибки при розрахунках втрати напруги та струмів лінії до 100 км незначні (). При довжині лінії 300 км ці похибки досягають 2...10% (більші значення відповідають х.х.). Лінії 330 кВ і більше розраховують як лінії з розподіленими параметрами.