Выбор сечения проводников воздушных линий электропередач

При проектировании воздушных линий напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения проводов производится по нормированным обобщенным показателям. В качестве таких показателей используют нормированные значения экономической плотности тока. Суммарное сечение (F) проводов фазы проектируемой линии составляет:

(15),

где - нормированная плотность тока, А/мм², для равняется 1,1 (по табл. 1.3.36 [2])

– расчётная токовая нагрузка линии, определяемая как:

(16),

где – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии, для линий 110 кВ принимается равным 1,05;

– коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии , для данной сети = 1,0 (по табл. 3.13 [1]);

– ток линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для линии питающей и распределительной сети из расчета режима соответствующего максимальной нагрузки энергосистемы:

(17).

Исходя из напряжения, расчетной токовой нагрузки, района по гололеду, материала опор и количества цепей в линии по табл. 3.15, [1] выбираются сечения сталеалюминевых проводов. Для линии 110 кВ наименьшее сечение сталеалюминевого провода равно 120 мм². Использование проводов сечением 70 мм² и 95 мм² согласно табл. 7.4, [1] экономически не выгодно и не целесообразно.

Выбранное сечение провода должно быть проверено по допустимой токовой нагрузке по нагреву. Проверка осуществляется по выражению:

(18),

где - наибольший ток в послеаварийном режиме, А;

- допустимый ток по нагреву, А (табл. 1. 3.29, [2]).

Для рассчитываемых вариантов схем сети произведем выбор сечения проводников воздушных линий.

Вариант I

Определим распределение полной мощности (без учета потерь в линиях) в проектируемой сети.

Рассмотрим двухцепные линии А-1, A-2’, 2’-2, 2’-5, A-3’, 3’-3, 3’-4.

Определим мощности, передаваемые по двухцепным линиям.

Определим расчетные токовые нагрузки линий в нормальном режиме, используя выражения 16,17.

В линии А – 1:

В линии А – 2’:

В линии 2’-2:

В линии 2’-5:

В линии А-3’:

В линии 3’-3:

В линии 3’-4:

Определим сечения (F) проводов проектируемой сети по формуле (15):

,

Сечения, полученные в результате расчетов округляем до ближайших стандартных. Так, для линий А-1, 2-2’, 2’-5, 3’-3, 3’-4 выбираем провода АС-120/19, для линий А-2’, А-3’ выбираем провода марки АС-185/29.

Выбранные провода проверяем на работу в послеаварийном режиме. Наибольшая токовая нагрузка в послеаварийном режиме будет иметь место при отключении одной цепи линии. Определим мощность линии в аварийном режиме , МВА и расчетный аварийный ток , А. Все полученные данные сводим в таблицу 2.5.

Рассмотрим двухцепные линии

- обрыв линии А-1

- обрыв линии А-2’

- обрыв линии 2’-2

- обрыв линии 2’-5

- обрыв линии A-3’

- обрыв линии 3’-3

- обрыв линии 3’-4

Таблица 2.5. Выбор марки и сечения проводов для схемы №1.

Линия	А– 1	А – 2’	2’-2	2’-5	А – 3’	3’-3	3’-4
		205,69	79,12	126,58	208,14	120,24
Марка провода	АС – 120/19	АС – 185/29	АС – 120/19	АС – 120/19	АС – 185/29	АС – 120/19	АС – 120/19
	101,17	411,38	158,24	253,16	416,28	240,48

 

При сравнении наибольшего тока в послеаварийном режиме с длительно допустимым током по нагреву выполняется неравенство , следовательно, выбранные провода удовлетворяют условию допустимого нагрева в послеаварийном режиме.

Вариант II

Определим распределение полной мощности (без учета потерь в линиях) в проектируемой сети.

Рассмотрим двухцепные линии А-3, A-5’, 5’-5, 5’-4.

Определим мощности, передаваемые по двухцепным линиям.

В нормальном режиме работы сети наибольший ток в двухцепной линии:

(19).

Определим расчетные токовые нагрузки двухцепных линий в нормальном режиме, используя выражение 19.

В линии А – 3:

.

В линии A-5’:

.

В линии 5’-5:

.

В линии 5’-4:

.

Определим распределение полной мощности (без учета потерь в линиях) в проектируемой сети. Рассмотрим линию А-2-3-А с двухсторонним питанием (рис.2.9).

A 1 2 A

 

S_A-1 S_1-2 S_A-2

S₁ S₂

 

Рис.2.9. Распределение полной мощности на участке А-1-2-А.

 

По первому закону Кирхгофа определим перетоки мощности на участке :

Определим расчетные токовые нагрузки линий в нормальном режиме, используя выражения 16,17.

Определим сечения (F) проводов проектируемой сети по формуле (15):

,

Сечения, полученные в результате расчетов округляем до ближайших стандартных. Так, для линий А-3, 5’-5, 5’-4, A-2, A-1 выбираем провода АС – 120/19, для линии A-5’ выбираем провод АС-185/24.

Выбранные провода проверяем на работу в послеаварийном режиме. Наибольшая токовая нагрузка в послеаварийном режиме будет иметь место при отключении одной цепи линии. Определим мощность линии в аварийном режиме , МВА и расчетный аварийный ток , А. Все полученные данные сводим в таблицу 1.6. Рассмотрим двухцепные линии:

- обрыв одной цепи линии А – 3

- обрыв одной цепи линии A-5’

- обрыв одной цепи линии 5’-5

- обрыв одной цепи линии 5’-4

Рассмотрим кольцо А-1-2-А:

- обрыв линии А – 1 (наиболее нагруженной будет линия А – 2)

- обрыв линии А – 2 (наиболее нагруженной будет линия А – 1):

Таблица 1.6. Выбор марки и сечения проводов для схемы №2.

Линия	A-3	A-5’	5’-5	5’-4	A-1	A-2	1-2
	120,24	214,48	126,58		131,19	128,15
Марка провода	АС – 120/19	АС – 185/29	АС – 120/19	АС – 120/19	АС – 120/19	АС – 120/19	АС – 120/19
	240,48	428,96	253,16				-

 

При сравнении наибольшего тока в послеаварийном режиме с длительно допустимым током по нагреву выполняется неравенство , следовательно, выбранные провода удовлетворяют условию допустимого нагрева в послеаварийном режиме.