Расчет мощности и напряжения, требуемых для плавки гололеда переменным и выпрямленным током (длинна воздушной линии электропередачи - 60 км, сечение проводов - 185 кв.мм)

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ  ЗАОЧНЫЙ  ТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ

Контрольная работа

по дисциплине                                                                                           «Монтаж и эксплуатация оборудования систем электроснабжения»

Выполнил:                                          студент 6 курса ЭФ СЗТУ

специальность 140211.65

Воробьев Н.А.

шифр 31-5507

Проверил:

Санкт-Петербург

2008

ЗАДАЧА 1

Воздушная линия электропередач (ВЛ) напряжением 110 кВ, длиной L, с проводами сечением F проходит в районе интенсивного гололедообразования. Для ВЛ предусматривается плавка гололеда на проводах, которая должна осуществляться от шин низкого напряжения 10 кВ подстанции, к которой эта ВЛ присоединена.

Рассчитать мощность S_пл и напряжение U_пл, требуемые для плавки гололеда переменным и выпрямленным током. Рекомендовать для своего варианта ВЛ конкретный способ плавки гололеда.

Дано:

L = 60 км;

F = 185 мм²

S_пл = ?; U_пл = ?

Решение:

Ток плавки I_пл рекомендуется принимать в диапазоне 1,0…2,0 I_доп.

Для провода сечением F = 185 мм²:

r₀ = 0,16 Ом/км;

x₀ = 0,4 Ом/км;

I_доп = 510 А.

10 кВ

Плавка гололеда переменным током

Iпл

X

R

1.  Принимаем величину тока плавки гололеда I_пл = 600 А, при продолжитель-ности 60 мин.

2.  Сопротивления проводов ВЛ:

2.1.  R = r₀L = 0,16·60 = 9,6 Ом;

2.2.  X = x₀L = 0,4·60 = 24 Ом;

2.3.  Z 25,8 Ом.

3.  Линейное напряжение U_пл, требуемое для плавки гололеда:

U_пл = I_пл Z = ·600·25,8 = 26,8·10³ В = 26,8 кВ

Принимаем ближайшее номинальное напряжение U_ном = 35 кВ.

4.  Для осуществления плавки от шин 10 кВ рекомендуется применить специальный трансформатор 10/35 кВ.

5.  Для принятого U_ном = 35 кВ уточняем значение тока плавки I_пл:

I_пл =  = = 784 А = 1,54 I_доп.

6.  Полная трехфазная мощность S_пл , требуемая для плавки гололеда:

S_пл = I_пл U_ном= ·784·35·10³ = 47,5·10⁶ Вт = 47,5 МВт.

10 кВ

Плавка гололеда постоянным током

R

Iпл

                                                                                                                 

А)      Плавка гололеда постоянным током по схеме «фаза – фаза»

1.  Принимаем величину тока плавки гололеда I_пл = 600 А, при продолжитель-ности 60 мин.

2.  Активные сопротивления проводов в фазах ВЛ:

R = r₀L = 0,16·60 = 9,6 Ом;

3.  Напряжение U_d, требуемое для плавки гололеда:

U_d = 2I_плR  = 2·600·9,6 = 11520 В = 11,52 кВ

4.  Определяем фазный ток Iи линейное напряжение Uна входе выпрямителя:

4.1.  I = 0,8I_пл = 0,8·600 = 480 А;

4.2.  U≈8145 В = 8,1 кВ

5.  Принимаем ближайшее номинальное напряжение U_ном = 10 кВ.

6.  Для принятого U_ном = 10 кВ уточняем значение тока плавки I_пл и фазного тока I на входе выпрямителя:

6.1.  U_d ≈ U = ·10000 = 14142 В;

6.2.  I_пл = = = 737 А = 1,44 I_доп продолжительностью 30 мин;

6.3.  I = 0,8I_пл = 0,8·737 = 590 А.

7.  Полная трехфазная мощность S_пл , требуемая для плавки гололеда:

S_пл = I U_ном= ·590·10·10³ = 10,2·10⁶ Вт = 10,2 МВт.

В)      Плавка гололеда постоянным током по схеме «фаза – две фазы»

1.  Принимаем величину тока плавки гололеда I_пл = 600 А, при продолжитель-ности 60 мин.

2.  Активные сопротивления проводов в фазах ВЛ:

R = r₀L = 0,16·60 = 9,6 Ом;

3.  Напряжение U_d, требуемое для плавки гололеда:

U_d = 1,5I_плR  =1,5·600·9,6 = 8640 В = 8,64 кВ

4.  Определяем фазный ток Iи линейное напряжение Uна входе выпрямителя:

  I = 0,8I_пл = 0,8·600 = 480 А;

  U≈6109 В = 6,1 кВ;

Принимаем ближайшее номинальное напряжение U_ном = 6 кВ.

5.  Для осуществления плавки от шин 10 кВ рекомендуется применить специальный трансформатор 10/6 кВ.

6.     Для принятого U_ном = 6 кВ уточняем значение тока плавки I_пл и фазного тока на входе выпрямителя:

6.1.U_d ≈U = ·6000 = 8485 В;

6.2.  I_пл = = = 589 А = 1,15 I_доп продолжительностью 1 час.

6.3.  I = 0,8I_пл = 0,8·589 = 471 А

7.      Полная трехфазная мощность S_пл , требуемая для плавки гололеда:

S_пл = I U_ном= ·471·6·10³ = 4,9·10⁶ Вт = 4,9 МВт.

Т.к. при схеме плавки гололеда переменным током приходится использовать специальный трансформатор, а при схеме «фаза – фаза» постоянным током трансформатор не требуется, и при этом затраты э/энергии при этой схеме меньше, чем при схеме «фаза – две фазы» (со специальным трансформатором), рекомендуется для плавки гололеда схема плавки постоянным током «фаза – фаза».

ЗАДАЧА 2

От главной понижающей подстанции промышленного предприятия к распределительному пункту (РП) проложена Т лет назад кабельная линия напряжением U= 10 кВ, состоящая из n кабелей с алюминиевыми жилами