Расчет необходимых электрических величин при реконструкции электроснабжения

        3. Расчет необходимых электрических величин при реконструкции электроснабжения

3.1. Общие сведения о расчете электрических величин

Целью электрического расчета линий является выбор напряжения, марки и сечения проводов и кабелей, определение потери напряжения в различных точках сети. В случае если напряжение линии задано, а провода выбраны по условию механической прочности, задача электрического расчета сводится к проверке принятого сечения проводников.

Исходными данными для электрических расчетов являются значения активных и реактивных нагрузок и распределение их вдоль линии. При выборе или проверке проводов и кабелей необходимо учитывать следующие основные положения:

1.  Провода и кабели не должны перегреваться при прохождение расчетного тока нагрузки сверх допустимого значения.

2.  Сечение проводников должны быть проверены по экономической плотности тока.

3.  Сечения кабелей должны быть проверены на нагрев от токов короткого замыкания.

4.  Отклонения напряжения на зажимах электроприемников должны находиться в пределах, допускаемых ГОСТ 13109.

Допустимые длительные токи для проводов и кабелей приведены в ПУЭ. При выборе сечений проводников по нагреву следует принимать максимальный расчетный ток для нормального, послеаварийного или эксплуатационного режима линий.

Выбранные сечения проводов и кабелей должны, кроме технических требований, удовлетворять условию экономичности. Согласно ПУЭ экономически целесообразная площадь сечения, мм², определяется из соотношения:

                                                     ,                                                      (3.1)

где  I – расчетный ток линии нормального режима работы, А;

       I_эк – нормированное значение экономической плотности тока для заданных условий работы линии; принимается по ПУЭ, А/мм².

Полученное сечение проводника округляется до ближайшего стандартного.

Линии продольного электроснабжения характеризуются большой протяженностью при относительно малой плотности нагрузки. Исключение могут составлять линии с крупными сосредоточенными нагрузками.

Так для линии 10 кВ с нагрузками, не превышающими 600 кВА, расчетный ток равен 34,7 А. Для алюминиевых и сталеалюминиевых проводов при продолжительности использования максимума нагрузки в пределах 3000–5000 ч/год экономическая плотность тока I_эк=1,1 А/мм².

Экономически целесообразная площадь сечения:

S=34,7/1,1=31,5 (мм²)

Поскольку минимальными сечениями, принимаемыми в линиях продольного электроснабжения 10 кВ по условию механической прочности, являются АС–35 или АС–50, проверка проводов по нагреву и экономической плотности тока при нагрузке 600–700 кВА может не проводиться. При подключении к линии крупных сосредоточенных нагрузок такую проверку следует выполнять[16]. 

3.2.Расчет потерь напряжения в линии 10 кВ продольного электроснабжения при выводе из работы тяговой подстанции о/п Катозеро и о/п Кереть

          По данным нагрузок линии ПЭ табл.1.4 произведен расчет потери напряжения в линии ПЭ.

Расчетные формулы для определения потерь напряжения В:

 ,             (3.2)

где          r₀ – активное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

      х₀ – реактивное сопротивление 1 км линии, Ом/км;

      P – активная составляющая мощности, кВт;

     Q – реактивная составляющая мощности, квар;

     U_н – номинальное напряжение в линии ПЭ, кВ;

      l – расстояние до нагрузки, км.

Для провода АС–50 активное сопротивление равняется 0,65 Ом/км, реактивное 0,32 Ом/км.

Активная и реактивная составляющие мощности определяются по формулам:

                                                                                                     (3.3)  

                                                                                                      (3.4)

где S – полная мощность нагрузки, кВА;

    cosφ – коэффициент мощности нагрузок линии, для нашей линии         можно принять средний коэффициент равный 0,62 [16].

Для примера произведем расчет потери напряжения на участке 1002,8–1007,7 км:

(В)  

(кВт)                     (квар)

(В) 

          (кВт)                                          (квар)

(В)

          (кВт)                                          (квар)

(В)

          (кВт)                                          (квар)

(В)

Полный расчет представлен в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Расчет потери напряжения в линии продольного электроснабжения