Выбор сечения проводников воздушных линий электропередач

6. Выбор сечения проводников воздушных линий электропередач

Существует несколько способов для выбора сечения проводников воздушных линий электропередач:

По условиям экономичности

По допустимым потерям напряжения

По условиям нагрева

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

Схема 1

Рассмотрим линию с двухсторонним питанием (А-1-2-А)

По первому закону Кирхгофа определим переток мощности :

Рассмотрим двухцепные линии

Схема 2.

Рассмотрим линию с двухсторонним питанием (А-5-4-А)

По первому закону Кирхгофа определим переток мощности :

Рассмотрим двухцепные линии

Расчетную токовую нагрузку линии определим по выражению:

,(13)

где αi – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации лини, для линий 110 – 220кВ принимается равным 1,05, что соответствует математическому ожиданию этого коэффициента в зоне наиболее часто встречающихся темпов роста нагрузки;

 - коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки линии Тмахс. Выбирается по [ табл. 3.табл.3,13]. ;

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

В нормальном режиме работы сети наибольший ток в одноцепной линии равен :

(14)

В двухцепной линии:

(15)

Схема 2.

Тогда расчетная токовая нагрузка линии А – 1 в нормальном режиме:

В линии А – 3:

В линии A – 2:

В линии А – 4:

В линии А – 5:

В линии 5 – 4:

Исходя из напряжения, расчетной токовой нагрузки, района по гололеду, материала опор и количества цепей в линии по [табл. 7.8, 1] выбираются сечения сталеалюминевых проводов. Для линии 110кВ наименьшее сечение сталеалюминевого провода равно 120 мм2. Использование проводов сечением 70 мм2 и 95 мм2 согласно [ табл. 9.5, 1] экономически не выгодно и не целесообразно. Так для линии А – 1 выбираем АС – 120;

Для А – 2: АС – 120

Для А – 3: АС – 120

Для А – 4: АС – 120

Для А – 5: АС – 120

Для 4 – 5: АС – 120

Проверка выбранных сечений по допустимому нагреву осуществляется по формуле: (16) где  - наибольший ток в послеаварийном режиме, А;  - допустимый ток по нагреву, А [3, табл. 3.15].

Превышение температуры проводника над температурой окружающей среды зависит от количества выделяемого в нем тепла, следовательно от квадрата длительного прохождения по нему тока, а также от условий его охлаждения. Работа проводов и кабелей по условиям их нагрева считается допустимой, если при заданной величине тока температура проводника не превышает допустимого значения. Ток допустимый из формулы (16) зависит от удельной электрической проводимости материала и диаметра проводника. В практических расчетах сетей обычно пользуются годовыми таблицами длительно допустимых токов нагрузки на провода и кабели из различных материалов и при различных условиях прокладки. Таким образом, условие проверки выбранного сечения по нагреву записывается в виде формулы (16).

Наибольшая токовая нагрузка в послеаварийном режиме будет иметь место при отключении одной цепи линии.

Аварийные токи:

По [3, табл. 3.15].определяем допустимые токи по нагреву и все полученные результаты запишем в таблицу 4.

Таблица 4

Линия	А – 1	А – 2	A – 3	А – 4	А-5	4-5
	48,7	66,1	87,3	86,2	48,2	8,81
F=	54,1	73,4	97	95,7	53,5	9,78
	97,5	132,26	179,7	269,49	269,49	114,6
	390	390	390	390	390	390
Марка провода	АС 120/19	АС 120/19	АС 120/19	АС 120/19	АС 120/19	АС 120/19

При сравнении наибольшего тока в послеаварийном режиме с длительно допустимым током по нагреву выполняется неравенства (17) и, следовательно, выбранные провода удовлетворяют условию допустимого нагрева в послеаварийном режиме.

Схема1

Рассмотрим линию с двухсторонним питанием (А-1-2-А)

По первому закону Кирхгофа определим переток мощности :

Рассмотрим двухцепные линии

В нормальном режиме работы сети наибольший ток в одноцепной линии равен:

(14)

В двухцепной линии:

(15)

Тогда расчетная токовая нагрузка линии А – 3 в нормальном режиме:

В линии А – 5:

В линии А – 4:

В линии А – 1:

В линии А – 2:

Исходя из напряжения, расчетной токовой нагрузки, района по гололеду, материала опор и количества цепей в линии по [табл. 7.8, 1] выбираются сечения сталеалюминевых проводов. Для линии 110кВ наименьшее сечение сталеалюминевого провода равно 120 мм2. Использование проводов сечением 70 мм2 и 95 мм2 согласно [ табл. 9.5, 1] экономически не выгодно и не целесообразно. Так для линии А – 1 выбираем АС – 120;

Для А – 2: АС – 120;

Для 2 – 1: АС – 120;

Для А – 3: АС – 120;

Для А – 4: АС – 120;

Для А – 5: АС – 120.

Наибольшая токовая нагрузка в послеаварийном режиме будет иметь место при отключении одной цепи линии.

Аварийные токи:

По [табл. 7.12, 1] определяем допустимые токи по нагреву и все полученные результаты запишем в таблицу 4.

Таблица 4

Линия	А – 5	А – 4	A – 3	А – 2	А-1	1-2
	57,3	77,4	87,3	46,01	68,6	19,8
F=	63,6	86	97	51,2	76,2	22
	114,6	154,86	174,7	229,8	229,8	132,2
	390	390	390	390	390	390
Марка провода	АС 120/19	АС 120/19	АС 120/19	АС 120/19	АС 120/19	АС 120/19

При сравнении наибольшего тока в послеаварийном режиме с длительно допустимым током по нагреву выполняется неравенства (17) и, следовательно, выбранные провода удовлетворяют условию допустимого нагрева в послеаварийном режиме.