Тема: Розрахунок і вибір високовольтної лінії живлення і величини напруги

Практична робота №3

3.1 Намічаємо два варіанти напруг:

U_н1 = 6кВ

U_н2 =10 кВ

3.2 Для кожної напруги визначаємо розрахунковий струм:

I_роз= , А (25)

S_роз = кВА (з розрахунку вибору компенсаційного обладнання);

U_н – номінальна напруга лінії живлення, В.

I_роз₁ =

I_роз2 =

3.3 Для кожної напруги знаходимо максимальний струм:

I_max , А (26)

де S_max = кВА (з розрахунку вибору компенсаційного обладнання)

I_max₁ =

I_max₂ =

3.4 Визначаємо економічно доцільний перетин кабелю для кожної напруги:

S_ек = мм² (27)

де J_ек- економічна кількість струму лінії живлення табл. 1,J_ек = А/мм²

S_ек1=

S_ек2=

3.5 Відповідно розрахованого економічного перетину вибираємо три стандартних перетину з яких один менше розрахункового, а два більше

табл. 2, табл. 3:

Для U_н1=6кВ S_ек1= мм² вибираємо перетин кабелю [ ] мм².

Для U_н2=10кВ S_ек2= мм² вибираємо перетин кабелю [ ] мм².

3.6 Для обраного перетину визначаємо капітальні витрати на спорудження кабельної лінії:

K_л = K₀∙l, грн (28)

де K₀ - питомі витрати на спорудження 1 км. кабельної лінії табл. 2, табл. 3, грн.;

l - довжина кабельної лінії, l = км.

U_н1=6кВ

U_н2=10кВ

3.7 Визначаємо щорічні амортизаційні відрахування:

В_а= , грн (29)

Р_а - відсоток відрахувань на амортизацію кабелю [1] с. 152, Р_а=4,5%.

Uн=6кВ

Uн=10кВ

3.8 Визначаємо коефіцієнт завантаження лінії:

K_зл= , (30)

I_доп - додатковий струм кабельної лінії табл. 2, табл. 3, А

U_н1=6кВ

U_н2=10кВ

3.9 Визначаємо вартість втрат електроенергії в лінії:

В_в.л..= Р_пит.∙l∙(Kз.л.)²∙ß∙ _max, грн. (31)

Р_пит.- питома потужність кабельної лінії табл. 2, табл. 3, кВт;

ß - вартість 1 кВт енергії, ß=1,12 грн.;

_max – час найбільших втрат в лінії, визначаємо час втрат в лінії виходячи з [1] c.93

, (32)

де ∑Р_зм = кВт (з розрахунку електричних навантажень)

S_роз. = кВА (з розрахунку компенсаційного обладнання)

= годин,

U_н1=6кВ

U_н2=10кВ

3.10 Визначаємо експлуатаційні витрати на експлуатацію кабельної лінії:

В_е=В_в.л+В_а, грн. (33)

U_н1=6кВ

U_н2=10кВ

3.11 Визначаємо річні витрати:

В_р.л.=В_е+0,15∙K_л, грн. (34)

Uн1=6кВ

Uн2=10кВ

3.12 Визначаємо активний опір кабельної лінії:

R=R₀∙l, Ом (35)

де R₀ - питомий активний опір кабельної лінії табл. 4, Ом/км

U_н1=кВ

U_н2=10кВ

2.3.13 Визначаємо реактивний опір кабельної лінії:

Х=Х₀∙l, Ом (36)

де Х₀ – питомий реактивний опір кабельної лінії табл. 4, Ом/км

U_н1=6кВ

U_н2=10кВ

3.14 Визначаємо втрати напруги в кабельній лінії:

, (37)

де P'_max - загальна активна енергія, що проходить через лінію живлення, кВт;

P'_max=P_max+P_р.осв., кВт (38)

де Р _max= кВт,

Р_р.осв.= кВт (з розрахунку електричних навантажень)

P'_max =

Q'_max=Q_max-Q_к.у, (39)

де Q _max - загальна реактивна енергія, що проходить через лінію живлення, кВАр; Q_max= кВАр (з розрахунку електричних навантажень),

Q_к.у= кВАр (з розрахунку вибору компенсаційного обладнання)

Q'_max=

U_н1=6кВ

U_н2=10кВ

3.15 Висновок: на підставі техніко-економічних міркувань, так як найменший коефіцієнт завантаження та втрати напруги в кабельній лінії, а також вартість втрат, то вибираємо кабель СБ (АСБ) перетином 3х мм² на кВ. Данні заносимо в таблицю 2.

Таблиця 2 – Дані вибору кабелю

US_н, кВ	Перетин кабеля, мм²	∆Р_пит ккВт	КВ_л, грн	R₀, Ом	Х₀, Ом	В_вл, грн.	IІ_доп, А	В_а, грн.	В_рл, грн.	В_е, грн.	∆U, %

Таблиця 1 – Економічна густина струму

провідник	Економічна густина струму j_ек, А/мм²при кількості годин використання максиму навантаження на рік Т_max, год
Від 1000 до 3000	Від 3000 до 5000	Понад 5000
Кабелі з паперовою і проводи з гумовою та ПВХ ізоляцією з жилами:
мідними	3,0	2,5	2,0
алюмінієвими	1,6	1,4	1,2

Таблиця 2 - Кабелі з паперовою ізоляцією з алюмінієвими жилами

напруга	перетин жили	I доп. в тран-шеї	втрати ΔР_пит	Довжина кабеля на 1% втрат	Маса Аl т/км	АСБ АОСБ	ЛАБ АСАБ АСБ	ААШР	АСБГ АОСБГ	ААБГ АОАБГ	ААША
кВ	мм²	А	кВт/км	м	гр/км	В траншее		На конструкциях
						0,08	1,81	1,48	1,32	2,08	1,62
					0,13	1,93	1,55	1,4	2,19	1,7
					0,2	2,12	1,68	1,5	2,37	1,81
					0,28	2,35	1,8	1,64	2,56	1,96
					0,4	2,65	2,06	1,83	2,83	2,18
					0,56	3,08	2,33	2,11	3,21	2,44
					0,76	3,60	2,69	2,4	3,7	2,79
					0,96	4,11	3,06	2,72	4,18	3,12
					1,2	4,75	3,48	3,11	4,74	3,5
					1,48	5,48		3,56	5,6
					1,92	6,56	4,75	4,28	6,43	4,76

						0,13	2,36	1,76	1,61	2,44	1,75
					0,2	2,54	1,91	1,76	2,62	1,89
					0,28	2,77	2,08	1,88	2,84	2,07
					0,4	3,07	2,26	2,11	3,17	2,3
					0,56	3,49	2,6	2,38	3,59	2,61
					0,76	4,01	2,99	2,76	4,01	1,03
					0,96	4,56	3,37	3,08	4,65	3,41
					1,2	5,21	3,83	3,5	5,28	3,89
					1,48	5,9	4,37	4,01	6,03	4,45
					1,92	7,09	5,2	4,8	7,22	5,26

Таблиця 3 – Кабельні лінії (кабелі трифазні, трьох- та чотирьохжильні з паперовою ізоляцією) з мідними жилами

Робоча напруга, кВ	Перетин жили, мм²	Допустиме струмове навантаження І_доп, А	втрати ΔР_пит, кВт/км ΔP_пит	Довжина кабеля на 1% втрат	Маса міді, т/км	вартість 1 км лінії при прокладанні, грн.
в траншеї	в кабельних каналах (тунелях)	В траншеї	В каналі, тунелі або по естакадам	В бло-ках	по лоткам
СБ	АБ	СБГ	АБГ	СГТ	СБГ	АБГ
						0,3 0,4 0,7 0,9 1,3 1,9 2,5 3,2 4,0 4,9 6,3	2,262 2,630 3,029 3,549 4,329 5,226 6,396 7,527 8,749 10,452 12,727	1,911 2,171 2,496 2,227 3,588 4,290 — — — — —	2,171 2,548 2,912 3,484 4,225 5,096 6,266 7,384 8,606 10,270 12,493	1,846 2,093 2,418 2,912 3,523 4,238 — — — — —	2,405 2,73 3,172 4,409 5,096 6,071 7,28 7,982 9,347 11,167—	2,08 2,457 2,821 3,419 4,16 5,031 6,292 7,41 8,619 10,166 12,532	1,755 2,002 2,327 2,873 3,458 4,173 — — — — —
				—	—	0,4 0,7 0,9 1,3 1,9 2,5 3,2 4,0 4,9 6,3	3,25 3,588 4,134 4,862 5,756 6,890 8,008 9,516 11,089 13,429	— — — — — — — — — —	3,159 3,510 4,017 4,719 5,577 6,747 7,852 9,321 10,858 13,208	— — — — — — — — — —	3,354 3,861 4,407 5,135 6,084 6,513 8,515 10,153 11,973 —	3,042 3,393 3,952 4,654 5,499 6,773 7,873 9,152 10,764 13,195	— — — — — — — — — —

Таблиця 4 – Розрахункові характеристики кабелів паперовою ізоляцією

Перетин жили, мм²	Активний опір при +20⁰С R₀, Ом/км	Індуктивний опірХ₀, Ом/км
мідь	алюміній	6 кВ	10 кВ
	1,84 1,15 0,74 0,52 0,37 0,26 0,194 0,153 0,122 0,099 0,077	3,1 1,94 1,24 0,89 0,62 0,443 0,326 0,258 0,206 0,167 0,129	0,11 0,102 0,091 0,087 0,083 0,08 0,078 0,076 0,074 0,073 0,071	— 0,113 0,099 0,095 0,09 0,086 0,083 0,081 0,079 0,077 0,075