Расчет и выбор питающей линии

2.7 Расчет и выбор питающей линии

Подстанция «Бурлы» получает питание от двух воздушных линий напряжением 35 кВ. Линии выполнены из сталеалюминевых проводов, которые имеют большую механическую прочность, чем обычные провода. Сердечник таких проводов выполняется из одной или несколько свитых стальных оцинкованных проволок. Алюминиевые проволоки, покрывающие стальной сердечник одним, двумя, или тремя повивами, являются токоведущей частью провода. Электропроводность стального сердечника мала, и поэтому не учитывается. Сталеалюминевые провода изготавливают следующих марок:

- АС, имеющие отношение сечений алюминия и стали 5,5-6;

- АСО (облегченной конструкции), имеющие отношение стали и алюминия 7,5-8;

- АСУ (усиленной конструкции), имеющие отношение алюминия и стали около 4,5.

В данном дипломном проекте применяются провода марки АС.

Площадь сечения проводов питающих линий сначала определяется по условиям экономической выгоды - плотности тока (экономический расчет), а затем проверяется по нагреву, потере напряжения, по тепловой устойчивости действию токов короткого замыкания, на отсутствие короны (электрический расчет).

Определяем номинальный ток I_ном ,А, на стороне 35 кВ по формуле

, (2.35)

где S_ном.т - номинальная мощность трансформатора, кВА;

U_ном - номинальное напряжение, кВ.

Определяем экономически выгодное сечение провода S_эк , мм², по формуле

, (2.36)

где j_эк - экономическая плотность тока, А/мм².

Экономическая плотность тока для данного случая j_эк=1 А/мм² [6, с.85, таб. 2.26]

Из условия S>S_эк выбираем провод АС-70 [8, с.428, таб.7.35].

Проводим проверку выбранного сечения провода по нагреву током нормального режима

, (2.37)

где k_попр - поправочный коэффициент; для воздушной линии

k_попр=1

I_доп=265 А для данного сечения провода, т.е 265 А>66,06 А, что удовлетворяет условию проверки.

Проводим проверку по нагреву током послеаварийного режима с учетом пропускной способности по условию

К_пер·I_доп ≥ 2I_дл,  (2.38)

где К_пер - коэффициент перегрузки, К_пер=1,3-1,35 для ВЛЭП.

,

что удовлетворяет условию проверки

Проверка на отсутствие короны.

Наибольшая напряженность поля Е₀ , кВ/см, у поверхности провода, соответствующая появлению общей короны, определяется по формуле

 (2.39)

где m - коэффициент негладкости многопроволочных проводов

линии, равный 0,82;

R₀ - радиус проводов, см;

d - относительная плотность воздуха, d=1,04-1,05.

Согласно ПУЭ E_max=28 кВ/см. Чтобы провод не коронировал, необходимо: E_max ≥ E₀.

Таким образом, 28 кВ/см > 25,08 кВ/см, т.е. провод коронировать не будет.

Проверка проводов на потерю напряжения, которая в ВЛЭП допускается до 10%.

Потеря напряжения , В, определяется по формуле

, (2.40)

где l - длина воздушной линии, км;

R₀ - активное сопротивление воздушной линии, Ом/км;

X₀ - индуктивное сопротивление воздушной линии, Ом/км.

Сопротивления линии R₀=0,428 Ом/км, X₀=0,432 Ом/км [8, с. 432, таб. 7.38]

Потеря напряжения для первой ВЛ с длиной 10 км

Выразим потерю в процентах

 (2.41)

,

что допустимо.

Потеря напряжения для второй ВЛ с длиной 25 км по (2.39)

Выразим потерю в процентах по (2.40)

,

что допустимо.

Проверка на устойчивость токам КЗ

, (2.42)

где I_к - величина тока КЗ в данной точке, А;

t_пр - приведенное время, с;

С - коэффициент, соответствующий разности выделенной

теплоты в проводнике после и до короткого замыкания.

Коэффициент С для алюминиевых проводов С=90 [8, с.18, таб.1.15].

В случае, когда выполняется условие S_min<S_ном , провод устойчив к действию токов КЗ.

В нашем случае 31,67 мм²<70 мм².Значит, провод устойчив к действию токов КЗ.

Таким образом, в данном дипломном проекте выбираем провод марки АС-70.