Электрический расчет воздушной линии

Напряжением 0,38 кВ

 

После определения числа, мощности и места установки подстанций на плане расчетного населенного пункта необходимо для каждой зоны определить траектории отходящих от ТП линий 0,38 кВ, питающих потребителей электроэнергии. В курсовом проекте выполняется расчет и выбор проводов линий 0,38 кВ, отходящих от ТП1. В учебных целях расчет сечений проводов в линиях W1, W2 и W3 рекомендуется производить различными методами. Выбранные по результатам расчета провода проверяются на механическую прочность и по нагреву.

Порядок и методы расчета проводов рассмотрим на примере расчетной схемы ВЛ 0,38 кВ, приведенной на рисунке 5.1.

К линии W1 в точках 1, 2, 3, и 4 подключены коммунально-бытовые потребители электроэнергии. Нагрузка линии W2 – смешанная. Линия W3 питает производственные потребители. Длина участков линий определяется на плане населенного пункта с учетом задания по масштабу.

 

5.1 Расчет сечений проводов (на примере линии W1 с коммунально-бытовой нагрузкой) по экономическим интервалам:

5.1.1 Определяется расчетная полная мощность на каждом участке линии:

S_0-1=P_0-1/cosj_0-1; S_1-2=P_1-2/cosj_1-2; S_2-3=P_2-3/cosj_2-3; S_3-4=P_3-4/cosj₄,

где Р_0-1, Р_1-2, Р_2-3, Р_3-4 – расчетная активная нагрузка на участках линии; для коммунально-бытовых потребителей определяется попарным суммированием нагрузки в конце участка и нагрузки предыдущего участка с помощью табличных добавок.

Шины 0,4 кв Рисунок 5.1 W1 W3 W2

 

Например: Р_1-2=Р_2-3+Р_{доб 2} (при Р₂<Р_2-3), где добавка от меньшей мощности берется по таблицам 4.6 [1], 3.6 [2,3] или по таблице Е1 приложения Е.

Значение коэффициента мощности нагрузки участка линии определяется как средневзвешенное. Например:

.

5.1.2 Расчетный ток нагрузки на каждом участке линии равен:

, (5.1)

где S_р – расчетная полная мощность участка, кВА.

5.1.3 По таблице на с.185 [1], приложению 32 [2] или по таблице Н11 приложения Н выбираем экономическую площадь сечения проводов по границам интервалов тока нагрузки на каждом участке линии W1. При этом выбранные провода должны удовлетворять требованиям механической прочности, в соответствии с которыми на магистральных участках воздушной линии напряжением 0,38 кВ алюминиевые провода (марки А) должны иметь сечение не менее 50 мм².

5.1.4 Определяется потеря напряжения в линии W1 при выбранных сечениях проводов по формулам (3.5) и (3.6).

5.1.5 Если потеря напряжения в линии W1 не превышает допустимую потерю напряжения, определенную в п.4.10, то выбранные провода проверяются по условию нагрева:

, (5.2)

где I_{р макс} – максимальный ток нагрузки для выбранного сечения проводов, А;

I_доп – допустимый длительный ток для выбранного сечения и марки проводов, А; берется из таблицы приложения 4 [1,2,3] или по таблице Н10 приложения Н.

Параметры выбранных проводов сводятся в таблицу 5.1.

5.1.6 Если потеря напряжения в линии W1 превышает допустимую потерю напряжения, то сечение проводов линии W1 рекомендуется выбрать по допустимой потере напряжения.

 

5.2 Расчет проводов (на примере линии W2 со смешанной нагрузкой) по допустимой потере напряжения при постоянном сечении проводов в линии:

5.2.1 Определяется расчетная активная нагрузка на участках линии W2 попарным суммированием с помощью табличных добавок, поскольку нагрузка линии смешанная. Рассчитывается коэффициент мощности нагрузки участков линии аналогично п.5.1.1.

5.2.2 Определяется расчетная индуктивная нагрузка на участках линии по формуле, аналогичной (3.1): Q=P∙tgj, где tgj соответствует коэффициенту мощности нагрузки участков линии W2.

5.2.3 Задаемся удельным индуктивным сопротивлением проводов линии Х₀=0,4 Ом/км.

5.2.4 Рассчитываем составляющую потери напряжения (в вольтах) в реактивных сопротивлениях линии по формуле:

. (5.3)

5.2.5 Зная допустимую потерю напряжения DU_ДОП (п.4.10) в процентах и переведя её в вольты, находим составляющую потери напряжения (в вольтах) в активных сопротивлениях линии:

. (5.4)

5.2.6 Определяем сечение (в мм²) проводов линии W2:

, (5.5)

где g =32 м/Ом_*мм² - удельная проводимость алюминия.

5.2.7 Полученное по (5.5) расчетное значение сечения проводов округляем до стандартного. Выбранный провод проверяется по механической прочности и по нагреву. Параметры проводов сводим в таблицу 5.1.

5.2.8 Проверяем действительную потерю напряжения в линии W2 при выбранном стандартном сечении проводов по формулам (3.5) и (3.6). Если потеря напряжения больше допустимой, сечение проводов линии увеличиваем на одну ступень и проверку повторяем.

 

5.3 Расчет проводов (на примере разветвленной линии W3, питающей производственные потребители) на минимум проводникового материала:

5.3.1 Определяется расчетная полная мощность на каждом участке линии аналогично п.5.1.1, причем суммирование нагрузок для однородных (производственных) потребителей производится как с помощью табличных добавок, так и с учетом коэффициента одновременности.

5.3.2 Линия W3 разветвленная, поэтому для каждого участка линии определяем момент по формуле:

, (5.6)

и сумму моментов:

. (5.7)

 

5.3.3 Распределяем допустимую потерю напряжения ΔU_ДОП (п.4.10) по участкам линии пропорционально моментам этих участков:

(5.8)

 

5.3.4 Рассчитываем и выбираем сечение на каждом участке линии W3 при известной допустимой потере напряжения на участке, так же как и линию W2.

5.4 Результаты расчета линий сводим в таблицу 5.1. По каждой линии (W1, W2, W3) определяем фактическую потерю напряжения на всех участках по формулам (3.5), (3.6) и максимальную фактическую потерю напряжения «DU_Σф» и сравниваем с «DU_ДОП», определенной в п.4.10. Для неразветвленной линии максимальная фактическая потеря напряжения будет равна сумме потерь напряжения на всех участках линии. Для разветвленной линии (W3) необходимо определить суммарную потерю напряжения от шин 0,4 кВ до точки 13 (на участках 0-10, 10-11, 11-12, 12-13) и до точки 15 (на участках 0-10, 10-11, 11-12, 12-14, 14-15), а затем оба значения проставить в соответствующем столбце таблицы 5.1. Если максимальное значение DU_Σф>DU_ДОП, то сечения проводов на отдельных участках линии, начиная с головного, необходимо увеличить на одну ступень и расчет повторить.

На плане расчетного населенного пункта необходимо указать трассы всех линий 0,38 кВ, расставить и обозначить опоры ВЛ 0,38 кВ, ответвления от линий к потребителям, обозначить повторные заземления нулевого провода ВЛ 0,38 кВ и светильники наружного освещения населенного пункта. Кроме того, необходимо указать ответвления от магистрали ВЛ 10 кВ ко всем потребительским ТП населенного пункта и расставить опоры на магистральном участке и ответвлениях ВЛ 10 кВ. Опоры линий расставляются с учетом заданного варианта масштаба и величины пролета для ВЛ 0,38 кВ (40-50 м) и ВЛ 10 кВ (80-100 м).

 

 

Таблица 5.1

Линия	Участок	Провод	г0, Ом/км	х0, Ом/км	Iр.макс, А	Iдоп, А	DUф, %	DUΣф, %
W1	0-1
1-2
2-3
3-4
W2	0-5
5-6
6-7
7-8
8-9
W3	0-10
10-11
11-12
12-13
12-14
14-15