Расчет мощности и напряжения, требуемых для плавки гололеда переменным и выпрямленным током (длинна воздушной линии электропередачи - 55 км, сечение проводов - 150 кв.мм)

главной понижающей подстанции промышленного предприятия к распределительному пункту (РП) проложена Т лет назад кабельная линия напряжением  U = 10 кВ, состоящая из n параллельных кабелей с алюминиевыми жилами сечением  F.  В настоящее время расчетная нагрузка РП составляет S_р.

Оценить допустимость  перегрузки кабелей в нормальном режиме и при аварийном отключении одного из кабелей. При недопустимой перегрузке кабелей дать обоснование расчетом рекомендации по увеличению количества кабелей.

Имеем исходные данные:

S_р= 17 МВА;

F = 240 мм²;

n = 3 шт.;

Т = 19 лет;

Изоляция – Резина;

Способ прокладки – открыто.

Решение.

1.  По расчетной нагрузке S_р и U определяем расчетный ток I_р:

;

2.  По табл.  2.3.   определяем допустимый длительный ток I_доп одиночного кабеля с резиновой изоляцией сечением F=240мм², при открытой прокладке  I_доп=320 А.

3.  При параллельной прокладке кабелей  по табл.  2.4.   определяем поправочный коэффициент  k_п=0,96, учитывающий количество кабелей n=3 .

4.  Проверка допустимости нагрузки кабелей в нормальном режиме работы выполняется по условию:

.

Данные кабели в нормальном режиме не прошли проверку, поэтому рекомендуется увеличить количество кабелей до n=4.

Для n=4, поправочный коэффициент k_п=0,95

Снова проводим проверку допустимости нагрузки кабелей в нормальном режиме:

Данные кабели, для n=4 в нормальном режиме проверку прошли.

5.  Проверяем допустимость перегрузки кабелей в аварийном режиме по условию (Kпер=1,18 – для кабелей с резиновой изоляцией, но так как кабели находятся в работе 17 лет, принимаем Kпер=1,1):

Данные кабели в аварийном режиме прошли проверку.

По итогам расчётов рекомендуется увеличить количество проложенных кабелей до 4.

Задача 3.

Для двухступенчатого суточного графика нагрузки трансформатора требуется: рассчитать переходный тепловой режим трансформатора;

оценить допустимость систематической перегрузки;

оценить относительный износ витковой изоляции за сутки.

     Имеем исходные данные:

К₁ = 0,7 о.е.;

К₂ = 1,3 о.е.;

t = 4 ч;

Трансформатор – ТДН

Условия – зима.

Решение.

1.    (по таблице 3.3, условия – зима, населенный пункт – Санкт-Петербург);

В  установившемся тепловом режиме с нагрузкой К превышение температуры масла на выходе из обмотки над температурой воздуха  определяем по выражению:

для трансформатора ТДН из табл. 3.4:

2.  Изменение превышения температуры масла на выходе из обмотки над температурой воздуха в переходном тепловом режиме при изменении нагрузки от значения К₁ до значения К₂ определяется экспоненциальной зависимостью:

Для  t=1 ч:

Для t=2  ч:

Для t=3 ч:

Для t=4 ч:

Изменение превышения температуры масла на выходе из обмотки над температурой воздуха в интервале после перегрузки определяем экспоненциальной зависимостью:

Для t=1 ч:

Для t=2 ч:

Для t=3 ч:

Для t=4 ч:

Для t=5 ч:

Для t=6 ч:

Для t=3τ₀=7,5 ч:

В установившемся тепловом режиме с нагрузкой К₁ превышение температуры наиболее нагретой точки обмотки над температурой масла на выходе из обмотки определяем по выражению:

Для нагрузки К₁

Для нагрузки К₂

Температура наиболее нагретой точки обмотки к концу интервала перегрузки составит:

Предельная температура наиболее нагретой точки обмотки  ;    

Предельная температура масла на выходе из обмотки  .

Температуры масла на выходе из обмотки и наиболее нагретой точки обмотки не превышают при перегрузке предельно допустимых температур, таким образом, очевидно, что систематическая перегрузка в заданном режиме работы допустима.

3.  Определяем термический износ изоляции.

Для определения термического износа изоляции участки изменения температуры наиболее нагретой точки обмотки  разбиваем на интервалы