Выбрать кабель по экономической плотности тока

Определение потери мощности ЛЭП. Экономическое сечение по максимальной мощности. Выбор проводов по экономической плотности тока

Определение потери электроэнергии в двух трансформаторах подстанции, работающих круглый год. Расчет параметров трансформатора. Определение экономического сечения сталеалюминевых проводов двухцепной воздушной линии электропередачи напряжением 110 кВ.

Задача № 1. Определение потери мощности ЛЭП

Определить потери мощности ВЛ 35 кВ длиной 22 км., по которым получает питание потребитель S₂ = 14МВа, при коэффициенте нагрузки cos?₂ = 0,85

Линия выполнена проводами марки АС-95 расположенными горизонтально с расстоянием между ними d = 2 м

Найти величины cos?₁ = ?; к.п.д. ЛЭП (з) = ?

Порядок расчета:

P₂ = S₂·cosц = 14·0,85 = 11,9 MBт

Q₂ = S₂·sinц = 14·0,53 = 7,42 МВар

P₁ = P₂ +_ДP = 11,9 + 1,156 = 13,056

Q₁ = Q₂ +_ДQ = 7,42 + 1,36 = 8,78

Задача № 2. Определение потери электроэнергии

Определить потери электроэнергии в 2-х трансформаторах подстанции работающих круглый год, если максимальная мощность

P_max = 17 Мвт, cosц = 0,91

110/10 кВ тип ТД, мощность 10 МВа, время использования:

Порядок расчета:

S_max = P_max/cosцS_max = 17/0,91 = 18,68 Ма

ф= (0,124 + Т_и ·10 -4 ) 2 ·8760 час ф= (0,124 + 6500 ·10 -4 ) 2 ·8760 = 5248 час

Потери электроэнергии в 2-х трансформаторах

Задача № 3. Экономическое сечение по максимальной мощности

Определить экономическое сечение сталеалюминевых проводов двухцепной воздушной линии электропередачи напряжением 110 кВ, если наибольшая нагрузка равна 55 тыс.кВт, а время ее использования 5000 ч. Коэффициент мощности нагрузки cos ц = 0,86

Порядок расчета:

При Т_и = 5000 ч экономическая плотность тока j_эк для алюминиевых проводов равна 1,1 А/мм 2

Экономическое сечение провода каждой линии

Принимаем провода марки АС — 150

Задача № 4. Выбор проводов по экономической плотности тока

Выбрать площадь сечения алюминиевых проводов воздушной линии трехфазного тока напряжением 10 кВ по экономической плотности тока для вариантов, когда площади сечения проводов на участках линии различны и когда они постоянны по всей длине линии.

Значения нагрузок в киловаттах и киловольт — амперах, а также длины участков в километрах указаны на рис. 1. Время использования наибольшей нагрузки линии Т_и = 4800 ч. Находим токи на отдельных участках:

Порядок расчета:

Определяем площадь сечения проводов для первого варианта. При Т_и = 4800 ч находим экономическую плотность тока j_эк = 1,1 А/мм 2 . Тогда

F_Aa = I_Aa/j_эк = 86/1,1 = 78 мм 2 (принимаем провод А-70)

F_ab = 73/1,1 = 66 мм 2 (провод А-70)

F_bc = 20/1,1, = 18 мм 2 (провод А-25)

F_bd = 26/1,1 = 23 мм 2 (провод А-25)

Чтобы определить площадь сечения проводов при постоянстве ее по всей длине магистрали, по формуле (1) находим эквивалентный ток:

Тогда площадь сечения провода будет одинаковой по всей длине линии:

F = 76,1/1,1 = 65,09 мм 2 , т.е. принимаем провод А — 70

Задача № 5. Наибольшая потеря напряжения в кабельной сети

Определить наибольшую потерю напряжения в кабельной сети 6 кВ. Длины и площади сечения, медных жил кабелей указаны на рис.2. Индуктивное сопротивление кабелей независимо от сечения можно принять Х0 = 0,08 Ом/км. Активное сопротивление при площади сечения жил кабелей 16: 35 и 95 мм2 равны соответственно 1,15; 0,52 и 0,2 Ом/км.

Потерю напряжения до точки 4 определим по формуле

ДU_A4 = v3[44·0,87*(1,15*1+0,2*0,8)+ (122*0,98+88*0,78+22*0,99)* 0,2*0,8+44*0,493*(0,08*1,8)+(122*0,198+88*0,63+22*0,141)*0,08*0,8] = 159 B

Потерю напряжения до точки 3 определим по формуле

ДU_A3 = v3[44*0,87* 0,2*0,8+122*0,98 *0,2*0,8+88*0,78* (0,52+0,3+0,2*0,8) +22*0,99* (1,15*0,2+0,52*0,3+0,2*0,8)+44* 0,493*0,08*0,8+88*0,63*0,08 *1,1] = 112 B

Наибольшая потеря напряжения ДU_A4 = 159 В

Задача № 6. Потеря напряжения и мощности в линии

электроэнергия трансформатор напряжение провод

Линия трехфазного переменного тока напряжением 10 кВ питает две нагрузки (рис.3.). Вдоль всей линии подвешен стальной многожильный провод ПМС-50. Среднегеометрическое расстояние между проводами линии Dср =1,26 м. Определить потерю напряжения в линии от пункта питания до наиболее удаленной нагрузки, найти потерю активной мощности и выразить ее в процентах от мощности нагрузок.

Для того чтобы определить активное и внутреннее индуктивное сопротивление стальных проводов линии, необходимо знать токи на участках линии:

Активное сопротивления проводов на единицу длины:

R₀₂ = 2,76 Ом/км; R₀₁ = 2,85 Ом/км

Внутренние индуктивные сопротивления:

Х₀₂ = 0,28 Ом/км;Х₀₁ = 0,42 Ом/км;

Внешнее индуктивное сопротивление фазы трехфазной линии на единицу длины

Активные и индуктивные сопротивления участков линии:

R₁ = R₀₁l₁ = 2,85*3 = 8,55 Ом

R₂ = R₀₂l₂ = 2,76*2,5 = 6, 9 Ом

Потеря напряжения в линии

Потеря активной мощности

Тоже в процентах от мощности нагрузок

Подобные документы

Задача на определение активного и индуктивного сопротивления, ёмкостной проводимости фазы и реактивной мощности. Параметры схемы замещения трёхфазного трёхобмоточного трансформатора. Потери в линии электропередачи, реактивной мощности в трансформаторах.

контрольная работа [789,0 K], добавлен 27.02.2013

Выбор конфигурации сети 0,38 кВ и сечения проводов. Выбор сечения провода для мастерских в аварийном режиме и проверка по допустимой потере напряжения. Расчет сечения проводов воздушной линии 10 кВ. Общая схема замещения питающей сети и её параметры.

контрольная работа [468,7 K], добавлен 07.08.2013

Определение расчетных нагрузок и выбор мощности трансформаторов трансформаторного пункта. Выбор конфигурации и проводов сети. Определение возможности обеспечения уровня напряжения на шинах понизительной районной подстанции. Выбор сечения проводов линии.

курсовая работа [264,2 K], добавлен 07.08.2013

Выбор сечения проводов воздушных линий. Выбор типа и мощности трансформаторов. Расчет потерь мощности в элементах сети и в трансформаторах при отключении линии. Расчет режимов проектируемой сети с КУ. Технико-экономическое обоснование сечений ВЛ.

курсовая работа [400,3 K], добавлен 19.07.2011

Определение размера сердечника и числа витков обмоток. Предварительный выбор плотности тока. Выбор коэффициента заполнения. Активная составляющая относительного напряжения короткого замыкания. Определение сечения проводов. Расчет потерь в обмотках.

дипломная работа [86,3 K], добавлен 07.08.2013

Выбор мощности силовых трансформаторов. Расчет сечения линий электропередач, их параметры. Потери мощности и электроэнергии в силовых трансформаторах и линиях электропередач. Проверка выбранного сечения линий электропередачи по потере напряжения.

курсовая работа [741,1 K], добавлен 19.12.2012

Выбор напряжения сети, типа и мощности силовых трансформаторов на подстанции, сечения проводов воздушной линии электропередачи. Схема замещения участка электрической сети и ее параметры. Расчеты установившихся режимов и потерь электроэнергии в линии.

курсовая работа [688,8 K], добавлен 14.07.2013

Выбор типа и мощности силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания и термической стойкости, сечений проводов по экономической плотности тока, релейной защиты, заземляющих устройств. Выбор опор и изоляторов. Ремонт молниезащитного троса.

дипломная работа [495,3 K], добавлен 20.09.2016

Расчет электрических параметров сети, потоков мощности по участкам и напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Выбор числа цепей и сечения проводов, количества и мощности трансформаторов на подстанции. Составление схемы замещения электропередачи.

лабораторная работа [459,6 K], добавлен 30.09.2015

Выбор числа и мощности трансформаторов связи на электрической подстанции. Определение приведенной и расчетной нагрузок подстанции. Предварительный расчет электрической сети: расчет и выбор сечения проводов, схем подстанции. Определение капитальных затрат.

курсовая работа [216,7 K], добавлен 18.06.2011

Выбор сечений жил кабелей и проводов по экономическим соображениям

Лекция № 10

по дисциплине: «Электроснабжение»

Тема: Выбор сечений проводов и жил кабелей.

Цель: Изучить основные способы выбора сечений проводов и жил кабелей.

1. Общие понятия

2. Выбор сечений жил кабелей и проводов по экономическим соображениям.

3. Выбор сечений жил кабелей и проводов воздушных линий по нагреву расчетным током.

4. Выбор сечений жил кабелей по нагреву током короткого замыкания.

5. Выбор сечений жил кабелей и проводов воздушных линий по потерям напряжения.

Литература

1. Кудрин Б.И. Электроснабжение промышленных предприятий. Учебник для вузов. – М.: Интермет Инжиниринг, 2015 г.

2.Мельников М.А. Внутризаводское электроснабжение /Учебное пособие. – Томск: Изд- во ТПУ, 2012 г.

3. Мельников М.А. Электроснабжение промышленных предприятий /Учебное пособие. – Томск: Изд-во ТПУ, 2001 г.

4. А.А. Сивков, Д.Ю. Герасимов, А.С. Сайгаш. Основы электроснабжения/Учебное пособие — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2012 г.

5.Кудрин Б.И., Жилин Б.В., Митюнина Ю.В. Электроснабжение потребителей и режимы. Учебное пособие для вузов. – М,: Издательский дом МЭИ, 2013 г.

6. Князевский Б.А. и Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий. – М.: Высшая школа, 1986 г.

Общие понятия

Сети промышленных предприятий делят на внешние (10 кВ и более), межцеховые (1000 В и более), цеховые (ниже 1000 В). Межцеховые и цеховые сети в данной работе не рассматриваются.

Внешние сети предназначены для передачи электроэнергии от источника питания к приемному пункту промышленного предприятия.

Если потребитель находится в непосредственной близости (несколько километров) от электростанции, то присоединение может быть выполнено непосредственно к шинам генераторного напряжения с помощью кабельных линий (рис. 1).

Рисунок 1 — Схема внешнего электроснабжения при получении электроэнергии от шин генераторного напряжения

Для увеличения пропускной способности кабельных линий и ее надеж­ности используют несколько кабелей, включенных параллельно. Реактор LR1 необходим для ограничения токов короткого замыкания. Кабельные линии могут быть проложены в траншеях, каналах, туннелях, блоках, на эстакадах, по галереям. Вместо кабельных линий в этой схеме могут быть использованы токопроводы при передаче электроэнергии на небольшие расстояния. Они предназначены для распределения электроэнергии большой мощности. В случае использования токопроводов реактор не устанав­ливается.

Токопроводы в сравнении с кабельной линией имеют более высокую надежность и перегрузочную способность. К недостаткам токопроводов от­носятся: наличие большой зоны отчуждения вдоль трассы токопровода, вы­сокая стоимость, большое индуктивное сопротивление, наличие дополни­тельных потерь электроэнергии.

Увеличение передаваемых мощностей в системе электроснабжения промышленных предприятий требует повышения сечения сетей. В последние 20 лет наблюдается постепенный переход от кабельных линий к токопроводам.

Если в начальном периоде развития токопроводы использовались исключительно для питания отдельных потребителей (например, преобразовательных подстанций электролизных установок), то теперь их область значительно расширена: токопроводы питают подстанции, печные установки, группы потребителей металлургического, химического и других электроемких производств, расположенных вдоль трассы.

Токопроводы сооружаются на напряжения до и свыше 1000 в (до 35 кВ). Конструктивно они различаются расположением фаз, материалом шин, их профилем и типом изоляторов. Большое развитие получают открытые токопроводы.

Современные токопроводы имеют следующие исполнения: с жесткими шинами, закрепленными на опорных изоляторах, с расположением фаз в одной плоскости; с жесткими шинами на опорных изоляторах, с симметричным расположением фаз по вершинам равностороннего треугольника; с жесткими шинами с наружным экраном; с гибкими шинами наружной прокладки на подвесных изоляторах.

Токопроводы с расположением фаз в одной плоскости сооружаются исключительно в закрытых галереях или туннелях. Это значительно повышает основные затраты на монтаж токопроводов.

Симметричные токопроводы с жесткими шинами прокладывают в закрытых помещениях и на открытом воздухе.

При сооружении предпочтение оказывается открытым токопроводам как более экономичным, и лишь в том случае, когда трасса часто пересекается зданиями и сооружениями или когда в атмосфере содержатся агрессивные вещества, действующие разрушающе на алюминий и изоляцию, применяют закрытую прокладку токопроводов в галерее или туннеле. Галереи сооружаются непосредственно на поверхности земли либо на эстакаде. Туннели располагаются в земле на глубине 1—3 м.

При передаче мощности, не превышающей 10-15 МВА, используются кабельные линии, для более мощных потребителей предпочтение кабельным линиям или токопроводу отдается на основании технико-экономического сравнения.

В тех случаях, когда источник удален от потребителя на относительно большое расстояние, применяются воздушные линии (рис. 2).

Пропускные способности кабельных и воздушных линий должны соответствовать послеаварийным режимам работы ЦРП и ГПП, возникающим при отказе одного из источников электроэнергии.

Сечение проводов и жил кабелей выбирают по техническим и эконо­мическим условиям.

Рисунок 2 — Схема внешнего электроснабжения при получении электроэнергии от подстанции энергосистемы

К техническим условиям относится выбор сечений по нагреву расчет­ным током, условиям коронирования, механической прочности, нагреву от кратковременного выделения тепла током короткого замыкания (КЗ), поте­рям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.

Выбор сечений жил кабелей и проводов по экономическим соображениям

Экономически целесообразное сечение провода или кабеля определяют из соотношения

где I_p — расчетный ток линии, А;

j_эк — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм 2 . Расчетный ток линий ГПП определяется по формуле

где S_p — расчетная мощность, зависящая от назначения линии; п — количество цепей; U_н — номинальное напряжение питающей линии.

Сечение, выбранное по формуле (8.1), округляется до ближайшего стандартного сечения.

При расчете линий, состоящих из нескольких участков с разными на­грузками, экономические сечения рассчитывают по наибольшему рабочему току для каждого участка в отдельности.

Если потребители присоединены к линии на небольшом расстоянии один от другого, то из практических и конструктивных соображений нецелесообраз­но иметь на каждом участке разные сечения проводников. Одинаковое сечение проводника выбирают в таком случае по всей длине с учетом поправочного ко­эффициента K_П, который учитывает неравномерность нагрузки по линии:

где I_mах — максимальный ток наиболее загруженного участка сети (головной участок);

L — полная длина линий, км;

I_mахi — максимальный ток i-го участка линии;

L_i — длина i-го участка линии, км.

Выбору по экономической плотности тока не подлежат:

· сети промышленных предприятий и сооружений до 1000 В при чис­ле часов использования максимума нагрузки от 4000-5000 ч;

· ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1000 В, осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;

· сети временных сооружений и устройств со срокам службы до 5 лет.

Выбранное по формуле (8.1) сечение кабельных линий проверяют по допустимому нагреву в послеаварийном режиме. Сечение кабельных линий напряжением более 1000 В проверяют также по допустимым потерям напря­жения и по термической стойкости при токах короткого замыкания.

Экономическая плотность тока зависит от продолжительности использования максимума нагрузки. С течением времени нагрузка сети не остается постоянной. Например, осветительная нагрузка достигает максимума вечером, ночью она уменьшается, утром в зимний день вновь увеличивается (утренний максимум обычно ниже вечернего), днем нагрузка снова уменьшается. Суточный график нагрузки меняется по сезонам года. Продолжительностью использования максимума нагрузки данного участка сети называется такое число часов, в течение которого при неизменной нагрузке, равной максимальной для этого участка, потребление электрической энергии в нем было бы равно действительному годовому потреблению. Чем равномерней график нагрузки, тем выше продолжительность использования максимума нагрузки. Если бы нагрузка сохранялась неизменной, продолжительность использования максимума равнялась бы 8760 ч в году. Чем больше продолжительность использования максимума, тем меньше экономическая плотность тока.

Дата добавления: 2019-02-12 ; просмотров: 354 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Выбрать кабель по экономической плотности тока

Бесплатная техническая библиотека:
▪ Все статьи А-Я
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ Новости науки и техники
▪ Архив статей и поиск
▪ Ваши истории из жизни
▪ На досуге
▪ Случайные статьи
▪ Отзывы о сайте

Справочник:
▪ Большая энциклопедия для детей и взрослых
▪ Биографии великих ученых
▪ Важнейшие научные открытия
▪ Детская научная лаборатория
▪ Должностные инструкции
▪ Домашняя мастерская
▪ Жизнь замечательных физиков
▪ Заводские технологии на дому
▪ Загадки, ребусы, вопросы с подвохом
▪ Инструменты и механизмы для сельского хозяйства
▪ Искусство аудио
▪ Искусство видео
▪ История техники, технологии, предметов вокруг нас
▪ И тут появился изобретатель (ТРИЗ)
▪ Конспекты лекций, шпаргалки
▪ Крылатые слова, фразеологизмы
▪ Личный транспорт: наземный, водный, воздушный
▪ Любителям путешествовать — советы туристу
▪ Моделирование
▪ Нормативная документация по охране труда
▪ Опыты по физике
▪ Опыты по химии
▪ Основы безопасной жизнедеятельности (ОБЖД)
▪ Основы первой медицинской помощи (ОПМП)
▪ Охрана труда
▪ Радиоэлектроника и электротехника
▪ Строителю, домашнему мастеру
▪ Типовые инструкции по охране труда (ТОИ)
▪ Чудеса природы
▪ Шпионские штучки
▪ Электрик в доме
▪ Эффектные фокусы и их разгадки

Техническая документация:
▪ Схемы и сервис-мануалы
▪ Книги, журналы, сборники
▪ Справочники
▪ Параметры радиодеталей
▪ Прошивки
▪ Инструкции по эксплуатации
▪ Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Бесплатный архив статей
(500000 статей в Архиве)

Алфавитный указатель статей в книгах и журналах

Бонусы:
▪ Ваши истории
▪ Викторина онлайн
▪ Загадки для взрослых и детей
▪ Знаете ли Вы, что.
▪ Зрительные иллюзии
▪ Веселые задачки
▪ Каталог Вивасан
▪ Палиндромы
▪ Сборка кубика Рубика
▪ Форумы
▪ Голосования
▪ Карта сайта

Дизайн и поддержка:
Александр Кузнецов

Техническое обеспечение:
Михаил Булах

Программирование:
Данил Мончукин

Маркетинг:
Татьяна Анастасьева

Перевод:
Наталья Кузнецова

При использовании материалов сайта обязательна ссылка на https://www.diagram.com.ua

сделано в Украине

Раздел 1. Общие правила

Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны. Выбор сечения проводников по экономической плотности тока

1.3.25. Сечения проводников должны быть проверены по экономической плотности тока. Экономически целесообразное сечение s, мм 2 , определяется из соотношения

J_эк — нормированное значение экономической плотности тока, А/мм 2 , для заданных условий работы, выбираемое по табл. 1.3.36.

1.3.26. Выбор сечений проводов линий электропередачи постоянного и переменного тока напряжением 330 кВ и выше, а также линий межсистемных связей и мощных жестких и гибких токопроводов, работающих с большим числом часов использования максимума, производится на основе технико-экономических расчетов

В технико-экономических расчетах следует учитывать все вложения в дополнительную линию, включая оборудование и камеры распределительных устройств на обоих концах линий. Следует также проверять целесообразность повышения напряжения линии.

Данными указаниями следует руководствоваться также при замене существующих проводов проводами большего сечения или при прокладке дополнительных линий для обеспечения экономической плотности тока при росте нагрузки. В этих случаях должна учитываться также полная стоимость всех работ по демонтажу и монтажу оборудования линии, включая стоимость аппаратов и материалов.

• сети промышленных предприятий и сооружений напряжением до 1 кВ при числе часов использования максимума нагрузки предприятий до 4000- 5000;
• ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 кВ, а также осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;
• сборные шины электроустановок и ошиновка в пределах открытых и закрытых распределительных устройств всех напряжений;
• проводники, идущие к резисторам, пусковым реостатам и т. п.;
• сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы 3-5 лет.

1. При максимуме нагрузки в ночное время экономическая плотность тока увеличивается на 40 %.

3. Для линий одинакового сечения с п ответвляющимися нагрузками экономическая плотность тока в начале линии может быть увеличена в k_у раз, причем k_у определяется из выражения

где I₁, I₂, . I_n — нагрузки отдельных участков линии;

l — полная длина линии.

1.3.31. Выбор экономических сечений проводов воздушных и жил кабельных линий, имеющих промежуточные отборы мощности, следует производить для каждого из участков, исходя из соответствующих расчетных токов участков. При этом для соседних участков допускается принимать одинаковое сечение провода, соответствующее экономическому для наиболее протяженного участка, если разница между значениями экономического сечения для этих участков находится в пределах одной ступени по шкале стандартных сечений. Сечения проводов на ответвлениях длиной до 1 км принимаются такими же, как на ВЛ, от которой производится ответвление. При большей длине ответвления экономическое сечение определяется по расчетной нагрузке этого ответвления.

Смотрите другие статьи раздела Правила устройства электроустановок (ПУЭ).

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

По экономической плотности тока

Сечение — один из важнейших параметров линии электропередачи. С увеличением сечения проводов линии возрастают затраты на ее сооружение и нормативные отчисления от них. В то же время уменьшаются потери электроэнергии и их стоимость за год. Поэтому задача выбора оптимального сечения требует технико-экономического подхода к своему решению.

Рассмотрим выражение для приведенных затрат на сооружение и эксплуатацию электропередачи в функции сечения проводов:

,

причем некоторое «экономическое» сечение F_ЭКбудет соответствовать З_min.

Стоимость линии зависит от ее длины:

,

где l — длина линии, км;

К₀ — удельные капитальные вложения, руб./км, которые могут быть представлены в виде

,

где а — капитальные вложения в один километр линии, руб./км, не зависящие от сечения (затраты на подготовку просеки, прокладку дорог, осушение участков болот и т.д.);

b — часть удельных капитальных вложений, пропорциональная сечению провода, руб/(км·мм 2 ) (стоимость металла, опор, арматуры и т.д.).

Анализ составляющих издержек в зависимости от применяемого сечения показывает, что издержки на обслуживание линии от него не зависят.

В то же время имеет место влияние сечения проводов на стоимость потерь электроэнергии:

,

где I_НБ — наибольший рабочий ток линии, А;

r — удельное сопротивление материала провода, Ом∙мм 2 /км;

b — стоимость потерь электроэнергии, руб./(кВт∙ч);

t — время наибольших потерь, ч/год, т.е. время, за которое при работе с наибольшей нагрузкой потери электроэнергии те же, что и при работе по реальному графику нагрузок за год.

— на капитальный ремонт и

— реновацию (накопление средств на замену физически изношенного и
морально устаревшего оборудования) и

зависят от сечения:

,

где a_Э -ежегодные отчисления на амортизацию и текущий ремонт линии в относительных единицах, 1/год.

Подставляя полученные зависимости в исходное выражение для приведенных затрат, имеем:

.

Характер полученных зависимостей иллюстрирует рис.2.49.

Рис. 2.49. Зависимость составляющих приведенных затрат от сечения проводов линий

Собственно экономическое сечение линии находим, приравнивая к нулю производную :

.

Используя экономическое сечение, отвечающее минимуму приведенных затрат, вводят понятие:

экономическая плотность тока, А/мм 2 — отношение наибольшего протекающего в линии тока к экономическому сечению:

,

.

Полученное выражение помогает уяснить суть экономической плотности тока, но для практических расчетов не применяется.

Согласно ПУЭ экономическая плотность тока выбирается в зависимости от вида проводника и времени использования максимума нагрузки. Напомним, что Т_НБ — время использования наибольшей нагрузки — время, за которое при работе с наибольшей нагрузкой потребитель получил бы то же количество электроэнергии, что и при работе по реальному графику нагрузок за год.

На практике полноценные технико-экономические расчеты по выбору сечения проводов каждой конкретной линии выполняются для ВЛ 750 кВ и выше и передач постоянного тока.

При проектировании ВЛ напряжением до 500 кВ включительно выбор сечения проводов производится по нормированным обобщенным показателям — нормированным значениям экономической плотности тока.

Суммарное сечение (F) проводов фазы проектируемой ВЛ составляет

,

где: — расчетный ток, А, используемый в качестве тока ;

— нормированная плотность тока, А/мм 2 .

Значение определяется по выражению:

,

где — ток линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме, определяемый для системообразующих линий основной сети по расчетным длительным потокам мощности. Для линий распределительной сети определяется расчетом потокораспределения при прохождении максимума нагрузки энергосистемы;

— коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии. Для линий 110-220 кВ значение может быть принято равным 1,05, что соответствует математическому ожиданию этого коэффициента в зоне наиболее часто встречающихся темпов роста нагрузки. Для ВЛ 330 и 500 кВ определяется по специальным кривым.

В соответствии с ПУЭ установлены значения плотности тока для ВЛ 35—500 кВ и кабельных линий, приведенные в табл. 2.11.

Таблица 2.11. Нормированные значения плотности тока для

ВЛ 35—500 кВ и кабельных линий

Плотность тока, А/мм 2 , при числе часов использования максимума нагрузки Т_max, ч/год

Примечание: В скобках приведены значения экономической плотности тока, приводившиеся

в четвертом издании ПУЭ.

В заключение следует отметить, что сечения проводов на ответвлениях от основной ВЛ длиной до 2 км, сооружаемых одновременно с основной линией, принимаются такими же, как и на основной линии. Для заходов действующих ВЛ на новые ПС сечение провода выбирается, как правило, не меньшим, чем на основной линии.

При пользовании нормированными значениями плотности тока необходимо также руководствоваться следующим. Приведенные выше значения относятся только к проектируемым линиям и не являются критерием экономической нагрузки существующих линий. На таких линиях по сравнению с прокладкой дополнительных цепей или заменой проводов проводами больших сечений допускается превышение (вплоть до двукратного) нормативных величин плотности тока.

Увеличение числа цепей сверх необходимого по условиям надежности электроснабжения в целях удовлетворения требований по экономической плотности тока обосновывается технико-экономическим расчетом. При этом во избежание увеличения числа линий или цепей также допускается превышение нормативных величин плотности тока вплоть до двукратных значений.

Для ВЛ 110 и 220 кВ основной сети, сооружаемых на территории крупных городов, рекомендуется применять сечения проводов не менее 240 и
400 мм 2 соответственно.

Выбору по экономической плотности тока не подлежат:

1. Сети промышленных предприятий с напряжением до 1 кВ при времени наибольшей нагрузки до 4 000 — 5 000 ч;

2. Ответвления к отдельным электроприемникам напряжением до 1 000 В и осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;

3. Сети временных сооружений, а также устройства со сроком службы
3-5 лет.

Сечение проводов и кабелей, выбранное по экономической плотности тока, проверяют:

1. По допустимой токовой нагрузке по нагреву :

,

где — расчетный ток для проверки проводов по нагреву (средняя токовая нагрузка за полчаса); при этом расчетными режимами могут являться нормальные или послеаварийные режимы, а также периоды ремонтов других элементов сети, возможных неравномерностей распределения нагрузки между линиями и т. п.

2. По условиям короны проверке подлежат ВЛ 110 кВ и выше, прокладываемые по трассам с отметками выше 1500 м над уровнем моря. При более низких отметках проверка не производится, если сечения проводов равны или превышают минимально допустимые по условиям короны.

3. Проверке по допустимым потерям и отклонениям напряжения ВЛ
35 кВ и выше не подлежат, так как повышение уровня напряжения путем увеличения сечения проводов таких линий по сравнению с применением трансформаторов с РПН или средств компенсации реактивной мощности экономически не оправдывается.

4. По механической прочности проверяют только провода ВЛ.