Определение сечения проводов питающих линий электропередач

Расчёт питающей линии 0 – 1, схема которой приводится на рис. 1.13

 

 

Рис. 1.13 Схема к расчёту питающей линии 0 – 1.

Рассчитывается сечение проводов ЛЭП, для чего выбирается экономическая плотность тока j при Т_МАХ=3000 ч [3,6,7,9] j=1,3 А/мм².

F_ЭК= , (1.13)

где F_ЭК – сечение провода, мм²;

I_Р – расчётный ток, А.

I_P= (1.14)

I_P= =64,7 А

F_ЭК= =49,8 мм²

Для потребителей I – ой категории принимаем двухцепную линию

F’_ЭК= , (1.15)

F’_ЭК= =24,9 мм²

По условиям коронирования для линии электропередач напряжением 110 кВ выбирается провод АС – 70 [3,7,16].

Составив схему замещения рис. 1.14 определяются постоянные её значения для провода АС – 70

r_о = 0,45 Ом/км П.4 [7].

x_о = 0,44 Ом/км П.14 [10,3,16].

В_о = 2,47 × 10^-6 Ом^-1/км П.7 [15,18,17]

1 – е звено 2 – е звено

Рис. 1.14. Схема замещения питающей линии 0 – 1.

Сопротивления воздушных линий электропередач определяются по формулам:

r₁₂ = , Ом (1.16)

х₁₂ = , Ом, (1.17)

где ℓ – длина линии, км;

r₀ – удельное активное сопротивление провода, Ом/км;

х₀ – удельное индуктивное сопротивление провода Ом/км;

 

r₁₂ = = 11,25 Ом.

x₁₂ = = 14,3 Ом.

Определяется емкостная проводимость линии по формуле (1.18.).

В₁ = В₂ = , (1.18)

где В₀ – удельная емкостная проводимость, Ом^-1/км.

В₁ = В₂ = = 1,37 × 10^-6 Ом^-1

Определяются активное и индуктивное сопротивления трансформаторной подстанции

R₂₃ = , (1.19)

Где Р_к – потери короткого замыкания, кВт;

U_ном – номинальное напряжение высшего порядка, кВ;

S_ном – номинальная каталожная мощность, мВА.

Х₂₃ = (1.20)

где U_к – напряжение короткого замыкания, %;

n – число трансформаторов.

R₂₃ = = 21,3 Ом

Х₂₃ = = 254,1 Ом

Определяется реактивная мощность холостого хода группы n - трансформаторов:

∆U_хх = × n, (1.21.)

где I_о – ток холостого хода, %;

∆Q_хх = = 75 кВАр.

Рассчитывается линия электро передач по звеньям рис. 1.14.

Второе звено. По условию расчета активная мощность потребителя в конце звена Р_з = 2,525 МВт, коэффициент мощности cosj = 0.8.

Тогда реактивная мощность определяется по формуле:

Q_з = Р_з × tg j (1.22.)

Q_з = 2,525 × 0,75 = 1,894 Мвар.

Потери мощности во втором звене запишутся

∆Р₂ = × R₂₃ (1.23.)

∆Р₂ = × 21,3 = 0.018 мВт.

Потери реактивной мощности определяются:

∆Q₂ = × Х₂₃ (1.24.)

∆Q₂ = × 254,1 = 0,215 мВAP.

Потери напряжения в звене, продольная составляющая

(1.25)

 

∆U₂ = = 4,86 кВ

поперечная составляющая

(1.26.)

d U₂ = = -3,9 кВ.

Определим мощность и напряжение в начале второго звена:

Р₂ = Р₃ + ∆Р₃

Q₂ = Q₃ + ∆Q₃

Р₂ = 2,525 + 0.018 = 2,543 мВт;

Q₂ = 1,894 + 0,215 = 2,109 МВАр.

(1.28)

Данные, полученные при расчете сводим в таблицу 1.5.

 

Таблица 1.5.Расчет линий электропередач по звеньям

Номер звена	Напряжение в конце звена U, кВ	Мощность в конце звена	Потери мощности	Потери напряжения	Мощность в начале звена	Напряжение в начале звена, U, кВ
P, МВт	Q, МВАр	∆P, МВт	∆Q, МВАР	∆U, кВ	dU, кВ	P, МВт	Q, МВАр
		2,525	1,894	0,018	0,215	4,86	-3,9	2,543	2,109	114,9
	114,9	2,543	1,09	0,0065	0,0063	0,35	0,14	2,55	1,096	115,25

Первое звено. Активная мощность в конце звена Р₁ = 14,555 МВт. Реактивная мощность рассчитывается с учетом потери мощности трансформатора на холостом ходу и зарядной мощности линии Q_c

Q_c = BU² (1.29.)

Q_c = Q’₂ + Q_xx - B₂ U²₁ (1.30.)

Q₂ = 2,103 + 0,075 - 1.37 × 10^-6× 114,9² = 1,09 Мвар

Потери мощности в звене запишутся

∆Р₁ = × R₁₂ (1.31.)

∆Р₁ = = 0,0065 МВт.

∆Q₁ = (1.32.)

∆Q₁ = = 0.0063 Мвар.

Потери напряжения в звене

∆U₁ = (1.33)

∆U₁ = = 0,35 кВ

dU₁ = (1.34)

dU₁ = = 0.14 кВ.

Мощность и напряжение в начале первого звена определяется:

Р₁ = Р₂ + ∆Р₁ (1.35)

Q₁ = Q₂ + ∆Q₁

Q₁ = 1,09 + 0.0063 = 1,096 Мвар;

Р₁ = 2,543 + 0,0065 = 2,55 МВт.

U₁ = (1.36)

U₁ = = 115,25 кВ.

Полученные расчетные данные заносим в табл.1.5.

Из табл.1.5 находим основные технико-экономические показатели расчитаной линии.

Коэффициент полезного действия передачи

h = (1.37)

h = = 0,99

при этом

tg j = (1.38)

tg j = = 0,43

откуда определяется cos j = 0,92.

Общая потеря напряжения в линии определяется.

∆U % = U₁ – U₃ (1.39)

∆U = 115,25 – 110 = 5,25 кВ или 4,8%

Таким образом выбранная мощность и тип трансформатора, а так же сечение (3´70) мм² и марка проводов АС обеспечивают передачу запланированной расчетной мощности с достаточно высоким КПД передачи h = 0,99.

Данные расчётов заносим в таблицу 1.6.

Номер расчетного участка	Суммарная мощность участка Såp= åSpi, кВА		Расчетная мощность участка Sp = Kодн×åSpi	Марка и сечение провода	Длинна расчетного участка L, км	Потери напряжения на расчетном участке
Вариант I
0-1		0,8		АС - 70		0,9
1-2		0,8		АС - 70		0,35
1-4				АС - 70		0,11
1-5				АС - 70		0,1
2-3				АС - 70		0,2
Вариант II
0-1		0,8		АС – 70		0,9
1-2		0,8		АС – 70		0,35
1-4		0,8		АС – 70		0,14
4-5				АС – 70		0,1
2-3				АС – 70		0,2

Таблица 1.6 Расчет питающих линии напряжением 35 ¸ 110 кВ.