4. Выбор и расчет сечений проводов и кабелей

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 5

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

В простейшем случае выбор сечений проводов и кабелей произ­водится с использованием таблицы экономической плотности тока (табл. П.2) и формулы F=I/j_эк, где I - расчетный ток линии, А; j_эк — рекомендуемая экономическая плотность тока. Выбирается бли­жайшее стандартное сечение, превышающее результат расчета.

Однако выбор проводов и кабелей таким способом не соответст­вует минимуму приведенных затрат. Графики зависимостей приведен­ных затрат от силы тока в линии 3 =f(I) для стандартных сечений представляют собой серию пересекающихся параболических кривых. Абсциссы точек пересечения этих графиков соответствуют значениям силы тока 7, при которых целесообразен переход от одного сечения к другому, т.е. определяют границы экономических интервалов сечений. С использованием зависимостей 3=f(I) построены номограммы эко­номических интервалов для линий электропередачи различных напря­жений и исполнений. Эти номограммы, а также данные табл. П.3 и графики рис. П.1 и рис. П.2 обычно используют для определения се­чений проводов и кабелей. В приложении на рис. П.З - П.8 приведены номограммы для ряда воздушных и кабельных линий. Для выбора се­чений кабелей можно воспользоваться данными табл. П.4 и П.5. При этом длительно допустимое значение силы тока I_доп определяется выражением I_доп = I_расч /K_пер * K_сн , где I_расч = S_нагр / U _ном ; K_пер - коэффициент допустимой перегрузки (табл. П.6); K_сн - коэффициент снижения (табл. П.7).

5. РАСЧЕТ ТОКОВ КОРОТКИХ ЗАМЫКАНИЙ

Расчет токов к.з. необходим для правильного выбора элементов и настроек устройств релейной защиты и автоматики систем электро­снабжения, для проверки чувствительности защиты в зоне действия и отстроенности защиты от к.з. вне этой зоны. В электроустановках пе­ременного тока напряжением выше 1000 В расчет токов к.з. должен проводиться в соответствии с ГОСТ [19].

Для расчета токов трехфазных к.з. целесообразно воспользоваться схемой замещения прямой последовательности. Составление такой схемы заключается в замене элементов сети на исходной схеме их со­противлениями для токов прямой последовательности и выборе рас­четных точек к.з. Сопротивления всех элементов определяются в Омах по формулам табл. 1. При этом за расчетные принимаются следующие средние значения напряжений U_Ср.ном: 3,15; 6,3; 10,5; 37; 115; 230; 340; 515; 770; 1150 кВ.

Таблица 1

Наименование элемента	Формула для расчета сопротивления
Воздушная или кабельная линия	Xл = X1км * Lкм Rл = R1км * Lкм
Трансформатор	Xтр= Uк%*U2ср.ном 100*Sтр.ном
Реактор	Xр= X%*Uср.ном 100* Iр.ном
Любая обобщенная нагрузка, син­хронная или асинхронная машина	X”= X%*U2ср.ном Sном
Система: а) При известном токе к.з.;     б) при известной мощности к.з.	XC= Uср.ном I”к.с   XC= U2ср.ном Sк.с

Для выбора защит необходимо рассчитать токи трехфазных к.з. в определенных характерных точках. На каждой линии намечается, как минимум, три расчетные точки - в начале, середине и конце, что позволяет при выборе защит построить кривую изменения первичного тока в защите при перемещении точки к.з. вдоль линии. Бели на линии есть ответвление, к которому подключается подстанция, то допустимо разделить линию на части в соответствии с местоположением ответв­ления. К расчетным точкам относят также шины подстанций, стороны высшего и низшего напряжений трансформаторов.

Погонные активные и индуктивные сопротивления проводов и кабелей приведены в табл. П.8 и П.9.

В современных энергосистемах токи при несимметричных к.з. и замыканиях на землю иногда превышают токи трехфазных к.з. В связи с этим возникает необходимость расчета эквивалентных схем обрат­ной и нулевой последовательностей.

Схема обратной последовательности аналогична схеме прямой последовательности, за исключением сопротивлений синхронных и асинхронных машин. Для генераторов обычно принимают X₂ = 1,22X_d", для нагрузки — Х_2н = 0,35X_1н .

Схема нулевой последовательности сильно отличается от схемы прямой последовательности. В эту схему входят сопротивления нуле­вой последовательности линий и сопротивления трансформаторов с соединением обмоток "звезда-треугольник", нейтрали которых зазем­лены, а также автотрансформаторов, В табл. 2 даны сопротивления нулевой последовательности ряда элементов, выраженные через со­противления прямой последовательности.

6. ПРИМЕРЫ ВЫБОРА СЕЧЕНИЙ ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ

6.1. Выбор сечений проводов ВЛ 110 кВ

Исходные данные: напряжение U_н = 110кВ; максимальный ток I_mах = 100А; количество часов использования максимума Т_mах = 5000 ч/год; нормативный коэффициент эффективности введения линии в строй Е_н = 0,15; климатическая зона — центр России; тип опор - стальные, одноцепные. Для выбора сечения проводов приме­ним метод экономических интервалов. Во-первых, по табл. П.3 нахо­дим нормативный коэффициент амортизации р_а = 0,024.

Далее, используя график рис. П.1, по заданному значению Т_mах=5000 ч/год находим значение времени потерь Т=3000 ч/год.

С учетом климатической зоны по графику зависимости С_э = f (τ) (рис. П.2) определяем удельную стоимость потерь энергии С_э ≈ 2,35 руб/кВт-ч.

Вычисляем значение:

На рнс.П.5 по значениям I_mах=100А и

находим точку N ₁ , попадающую в зону экономического сечения F_эк=150 мм².

6.2. Выбор сечения жил трехфазного кабеля КЛ 10 кВ

Исходные данные: напряжение U_н =10кВ; мощность нагрузки S_нагр = 2000 кВ А , материал жил — алюминий; тип линии — одиноч­ный кабель в траншее. Определяем длительно допустимую токовую нагрузку

I_доп = I_расч/(К_пер∙К_сн)

Где , значение коэффициента перегрузки и коэффициента снижения находим в табл. П.6 и П.7: К_пер=1,3; К_сн =1. Таким образом, I_доп=89А.