Выбор сечений проводов по допускаемой потере напряжения. Значения среднего индуктивного сопротивления линии ВЛ

Задача. Выбрать сечения проводников в сети напряжением 10/0,4 кВ по допускаемой потере напряжения (рис.8).

Воздушные линии электропередачи 10 кВ соединяют центр питания (ЦП) с трансформаторными пунктами (ТП) 10/0,4 кВ с известными нагрузками максимального режима S_i = P_i + jQ_i (i = 1,2,3) От шин 0,4 кВ трансформаторного пункта ТП-1 отходит магистральная ВЛ электропередачи, питающая нагрузки сети 0,38 кВ.

Район по гололеду – II.

Исходные данные

1. Мощности нагрузок ТП-2, ТП-3 и сети 0,38 кВ.

2. Расстояния участков ВЛ 10 кВ .

3. Допускаемая потеря напряжения

Краткие теоретические сведения

Подбор сечений проводников выполняется по соотношениям, основанным на свойстве ЛЭП иметь индуктивное сопротивление, мало отличающееся от своего среднего значения для данного класса ЛЭП (см. табл. 9)

                                   (23)

Исходя из этого свойства, вычисляется приближенная величина потерь напряжения на индуктивных сопротивлениях участков ЛЭП и находится допустимая величина потерь напряжения на активных сопротивлениях

                          (24)

Одним из критериев выбора сечений проводников в распределительных электрических сетях является минимум объема цветного металла, расходуемого на проводники ЛЭП (минимум капитальных вложений)

                              (25)

где V_i– объем цветного металла на i – м участке; n – число линий.

При этом должны выполняться следующие ограничения:

                             (26)

где суммируются потери напряжения от пункта питания до наиболее удаленного потребителя;

                           (27)

где I_maxj – ток на j-м участке ЛЭП  в режиме максимальных нагрузок; I_допj – предельный ток по условию нагрева проводника для сечения, принятого на j-м участке ЛЭП.

   (28)

Критерий C₁ с учетом ограничения на потерю напряжения дает соотношения для вычисления оптимальных сечений:

а) для одного из участков ЛЭП, например n - го,

          (29)

б) для других участков сечения вычисляются по формулам:

                        (30)

где r - удельное сопротивление провода Ом×мм²/км.

Полученные сечения округляются до стандартных значений с учетом остальных ограничений.

При введении дополнительного ограничения - равенства сечений на всех участках ЛЭП

                     (31)

формула для вычисления сечения выглядит следующим образом:

         (32)

Для ЛЭП, питающей только одну нагрузку

              (33)

Вторым критерием, по которому выбирают проводники ЛЭП, является минимум общих потерь мощности в сети с такими же ограничениями, что и для первого критерия.

                  (34)

Этот критерий, также с учетом ограничения по допускаемой потере напряжения, приводит к соотношению для любого участка ЛЭП:

, где       (35)

Полученные сечения округляются до стандартных значений с учетом имеющихся ограничений.

Указания к решению задачи

1. Для ВЛ 10 кВ следует выбрать сталеалюминиевые провода (марки АС). Для ВЛИ 0,38 кВ следует выбрать самонесущие изолированные провода (марки СИП-2А), состоящие из четырех жил. Участки магистрали ВЛИ выполнить проводом одного сечения. Для всех марок проводов принять удельное активное сопротивление r = 28.8 Ом мм²/км.

2. Вначале следует выбрать сечение проводов ВЛ 10 кВ по допускаемой потере напряжения равной, 5 %; дополнительный критерий – минимум расхода цветного металла.

Выбирается одна магистраль, например линии L₃ и L₁, и для ее участков по заданному критерию выбираются сечения F₃ и F₁. Проверить выбранные сечения  по допустимому току нагрева (табл. П.16) и механической прочности проводов ВЛ. Определить действительную величину потери напряжения в магистрали и сопоставить ее с допускаемой. Расчетные данные проводов ВЛ 10 кВ см. в табл П.1. При необходимости увеличить сечения проводов.

Примечание. Для ВЛ свыше 1 кВ без пересечений со сталеалюминиевыми проводами в районе по гололеду до II включительно минимально допустимым сечением является АС-35/6,2

После этого определяется располагаемая потеря напряжения в линии L₂ и по ней выбирается сечение F₂. Для него также выполняются все необходимые проверки.

Средние значения индуктивных сопротивлений даны в табл. 9.

Таблица 9

Значения среднего индуктивного сопротивления линии ВЛ

3. Определить располагаемую потерю напряжения для 0,4 кВ ТП-1:  

, где V_ЦП – отклонение напряжения в ЦП по отношению к номинальному (принять равным 5 %); DU_L1-L3 - действительная величина потери напряжения в магистрали L₁-L₃;  DU_ТП^пов – повышение напряжения трансформатором (принять равным 5 %); DU_ТП-1 – потеря напряжения в трансформаторе ТП-1 (принять равной 3,8 %); V_доп – допускаемое отклонение напряжения у наиболее удаленного потребителя сети 0,38 кВ (принять равной минус 5 %).

4. Выбрать сечение проводов на магистрали сети 0,38 кВ.

5. Проверить выбранные сечения по допускаемому току нагрева (табл. 11) и механической прочности несущей жилы СИП-2А ВЛИ (табл. 10). При необходимости увеличить сечение проводов.

6. Определить действительную величину потери напряжения в линии 0,38 кВ от ТП-1 до наиболее удаленного потребителя и сопоставить ее с располагаемой потерей напряжения. Электрические параметры СИП-2А см. в табл 11.

7. При необходимости изменить выбранные сечения проводов и сделать