Средства транспорта электрической энергии

Раздел 4                                           

Средства транспорта электрической энергии

Содержание

 4.1. Воздушные линии электропередачи                                                        

 4.2. Кабельные линии электропередачи                                                          

 4.3. Токопроводы                                                                                           

4.1. Воздушные линии электропередачИ

          В электрических сетях переменного тока напряжением 35 кВ и выше наиболее распространенными средствами транспорта электроэнергии являются воздушные линии с неизолированными сталеалюминиевыми проводами. Такие линии применяются для подвода электроэнергии к центрам питания промышленных предприятий.

            Сечения неизолированных проводов воздушных линий выбираются по экономической плотности тока и проверяются по допустимому току, по условиям короны и по потерям напряжения. При этом должны быть также учтены ограничения на сечения по механической прочности в зависимости от толщины стенки гололеда и длины пролета.

Выбор по экономической плотности тока выполняется следующим образом:

1. Определяется экономическое сечение провода

                                                        (4.1)

где I_л,нр – ток в одной цепи линии в нормальном режиме максимальных нагрузок, А; j_эк – экономическая плотность тока, А/мм².

            Экономическая плотность тока зависит от материала проводника и от числа часов использования максимума нагрузки T_max. Согласно [4.1], для сталеалюминиевых и алюминиевых неизолированных проводов экономическая плотность тока равна 1 А/мм² при T_max > 5000 ч; 1,1 А/мм² при 3000 ч < T_max ≤ 5000 ч; 1,3 А/мм² при 1000 ч <               < T_max ≤ 3000 ч.

2. Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного.

Проверка по допустимому току производится по условию

                                                                                                         (4.2)                                           

где I_л,max – максимальный ток в одной цепи линии среди токов всех рабочих режимов (нормального, послеаварийных и ремонтных), А; I_доп – допустимый ток провода, А, вычисляемый по выражению

                                                    ,                                                  (4.3)                                           

где I_{доп,таб} – табличное значение допустимого тока, А; k₁ – поправочный коэффициент на температуру окружающей среды, определяемый по [4.1] или по формуле

                                        ,                                            (4.4)           

где Θ_доп – допустимая температура провода, равная для воздушных линий с неизолированными проводами +70 ⁰С; Θ_окр – фактическая температура окружающей среды; Θ_{окр,ном} – номинальная температура окружающей среды, к которой приведены табличные значения допустимого тока.

            Формула (4.4) справедлива не только для воздушных линий с неизолированными проводами, но и для кабельных линий и воздушных линий с изолированными проводами.  

Условие проверки по потерям напряжения имеет вид

,                                                       (4.5)

где DU – расчетная потеря напряжения в сети, %; DU_доп – максимально допустимая потеря напряжения, %.

            Расчетная потеря напряжения в линии равна

,                                          (4.6)

где l – длина линии, км; P и Q – мощности, передаваемые по линии, МВт и Мвар; r₀ и x₀ – сопротивления линии на 1 км длины, Ом/км; U_н – номинальное напряжение, кВ.

            В распределительных сетях 35 кВ и ниже величина DU_доп определяется из расчета сети на допустимые отклонения напряжения у потребителей; при приближенных расчетах допускается принимать DU_доп=6%. Если условие (4.5) в распределительной сети не выполнилось, то необходимо увеличить сечение проводов.

В питающих сетях 110 кВ и выше потери напряжения мало зависят от сечений проводов воздушных линий. Поэтому данные сечения по условию (4.5) не корректируются. Тем не менее, при проектировании питающих сетей проверка по потерям напряжения все же требуется. Допустимые потери напряжения (исходя из диапазона регулирования РПН силовых трансформаторов) в нормальном режиме составляют 15%, а в послеаварийном режиме – 20%. При невыполнении условия (4.5) следует либо предусмотреть дополнительную компенсацию реактивной мощности, либо повысить номинальное напряжение сети, либо изменить конфигурацию