ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящее справочное пособие содержит основные, наиболее часто используемые при проектировании данные по параметрам основного оборудования электрических систем и технико-экономическим показателям элементов электрических систем.
Авторы рассчитывают, что данное учебное пособие окажет существенную помощь студентам вузов при выполнении курсовых и дипломных проектов.
Наличие данного пособия не освобождает студентов от необходимости использования каталогов, ГОСТ, прейскурантов, технической информации заводов, данных проектных организаций и других материалов при детальной проработке отдельных вопросов проектирования электроустановок.
ВВЕДЕНИЕ
Целью данной работы являлось создание справочника по высоковольтному оборудованию электроустановок, предназначенного для использования студентами электроэнергетических специальностей при курсовом и дипломном проектировании.
В настоящее время существует множество различных источников справочной информации. К таким источникам относятся учебники, справочники, каталоги, рекламные листки предприятий, сеть Интернет. Однако информация в одних источниках существенно устарела, в других она не удобна для использования в учебном процессе, так как предназначена для узких специалистов-проектировщиков (эти источники обладают избыточной для учебного проектирования информацией, что затрудняет ее поиск и использование). Кроме того, нет современного источника, в котором бы вся информация бала сосредоточена в одном месте.
С начала 2004 на кафедре ЭМ УГАТУ начато создание справочника по высоковольтному оборудованию электроустановок отвечающего требованиям учебного проектирования. В 2005 работа над справочником была продолжена.
В результате проведенной работы создан справочник, обладающий следующими свойствами:
– он является эффективным инструментом для выбора оборудования при выполнении курсовых и дипломных проектов;
– он является современным средством повышения производительности труда студентов;
– он позволяет существенно повысить эффективность проектных решений за счёт более тщательной, обоснованной проработки возможных вариантов выбора электрооборудования.
Данный справочник может быть полезен не только для студентов специальности ЭСиС УГАТУ, но и для энергетических специальностей других учебных заведений, как современное справочное пособие, предназначенное для эффективной работы студента, будущего инженера.
Номинальные напряжения
Таблица 1.1 Пропускная способность и дальность передачи линий
| Напряжение линии, кВ | Сечение провода, мм2 | Передаваемая мощность, МВт | Длина линии электропередачи, км | ||
| натуральная | при плотности тока 1,1 А/мм2* | Предельная - при КПД=0,9 | Средняя (между двумя соседними ПС) | ||
| 70 - 240 | 13 - 45 | ||||
| 150 - 300 | 38 - 77 | ||||
| 240 - 400 | 90 - 150 | ||||
| 2×240 - 2×400 | 270 - 450 | ||||
| 3×300 - 3×400 | 620 - 820 | ||||
| 3×300 - 3×500 | 770 - 1300 | ||||
| 5×300 - 5×400 | 1500 - 2000 | ||||
| 8×300 - 8×500 | 4000 - 6000 | — | |||
| * Для ВЛ 750-1150 кВ 0,85 А/мм2. |
110—1150 кВ
Рис. 1.1.Области применения электрических сетей разных номинальных напряжений. Указаны границы равноэкономичности:1 — 1150 и 500 кВ; 2 —500 и 220 кВ; 3 — 220 и 110 кВ: 4—110 и 35 кВ; 5 — 750 и 330 кВ; 6 — 330 и 150 кВ: 7—150 и 35 кВ
Таблица 1.2. Номинальные междуфазные напряжения, кВ, для напряжений выше 1000 В
по ГОСТ 721-77 (СТ СЭВ 779-77)
| Сети и приемники | Генераторы и синхронные компенсаторы | Трансформаторы и автотрансформаторы без РПН | Трансформаторы и автотрансформаторы с РПН | Наибольшее рабочее напряжение электрооборудования | ||
| Первичные обмотки | Вторичные обмотки | Первичные обмотки | Вторичные обмотки | |||
| (3)* | (3,15)* | (3) и (3,15)** | (3,15) и (3,3) | — | (3,15) | (3,6) |
| 6,3 | 6 и 6,3** | 6,3 и 6,6 | 6 и 6,3** | 6,3 и 6,6 | 7,2 | |
| 10,5 | 10 и 10,5** | 10,5 и 11,0 | 10 и 10,5** | 10,5 и 11,0 | 12,0 | |
| 21,0 | 22,0 | 20 и 21,0** | 22,0 | 24,0 | ||
| — | 38,5 | 35 и 36, 75 | 38,5 | 40,5 | ||
| — | — | 110 и 115 | 115 и 121 | |||
| (150)* | — | — | (165) | (158) | (158) | (172) |
| — | — | 220 и 230 | 230 и 242 | |||
| — | ||||||
| — | — | |||||
| — | — | |||||
| — | — | — | — | |||
| *Номинальные напряжения, указанные в скобках, для вновь проектируемых сетей не рекомендуются. ** Для трансформаторов и автотрансформаторов, присоединяемых непосредственно к шинам генераторного напряжения электрических станций или к выводам генераторов. |
Таблица 1.3. Напряжения выше 1000 В, рекомендуемые МЭК, кВ
| Номинальное напряжение электрических сетей | Наибольшее рабочее напряжение электрооборудования | Номинальное напряжение электрических ceтей | Наибольшее рабочее напряжение электрооборудования |
| 3,0*; 3,3* | 3,6* | 110; 115 | |
| 6,0*; 6,6* | 7,2* | 132; 138 | |
| 10; 11 | (150) | (170) | |
| (15) | (17,5) | 220; 230 | |
| 20; 22 | Не установлено | (300) | |
| 33*2 | 36*2 | То же | |
| 35*2 | 40,5*2 | »» | |
| (45) | (52) | »» | 525*3 |
| 66; 69 | 72,5 | »» | 765*4 |
| »» |
Расходы на собственные нужды
Таблица 1.4.Расход электроэнергии на собственные нужды конденсационных тепловых электростанций, %
| Тип турбины | Загрузка блока, % | Топливо | ||||
| Каменный уголь | Бурый уголь | Газ | Мазут | |||
| марки АШ | Других марок | |||||
| К- 160-130 | 6,8 | 6,5 | 6,6 | 4,9 | 5,2 | |
| 7,3 | 7,1 | 7,1 | 5,3 | 5,6 | ||
| К-200-130 | 6,8 | 6,1 | 6,8 | 4,6 | 5,7 | |
| 7,3 | 6,7 | 7,3 | 5,1 | 6,1 | ||
| К-300-240 | 4,4 | 3,7 | 4,2 | 2,4 | 2,6 | |
| 4,9 | 4,1 | 4,7 | 2,8 | 3,0 | ||
| К-500-240 | — | 4,4 | 3,7 | ___ | ___ | |
| — | 4,9 | 4,1 | ___ | ___ | ||
| К-800-240 | 4,2 | 3,7 | 3,9 | 2,3 | 2,5 | |
| 4,6 | 4,1 | 4,3 | ___ | ___ |
Таблица 1.5.Расход электроэнергии на собственные нужды теплоэлектроцентралей, %
| Топливо | Тип турбины | ||
| с противодавлением, МПа | с отбором и конденсацией | ||
| 0,08 | 0,12 | ||
| Уголь | 13,1 | 9,6 | 8,0 |
| Газ, мазут | 10,8 | 7,8 | 6,6 |
Таблица 1.6.Расход электроэнергии на собственные нужды атомных, газотурбинных и гидравлических электростанций, %
| Мощность, МВт | Электростанция | ||
| атомная | газотурбинная | гидравлическая | |
| До 200 | — | 1,7 - 0,6 | 2,0 - 0,5 |
| Свыше 200 | 7 - 5 | — | 0,5 - 0,3* |
| *Большие значения соответствуют меньшим единичным мощностям агрегатов. |
Воздушные линии
Таблица 1.7. Расчетные данные проводов из алюминиевого сплава марок АЖ, АН, АЖКП, АНКП но ГОСТ 839-80
| Номинальное сечение, мм2 | Сечение, мм2 | Диаметр провода, мм | Электрическое сопротивление постоянному току при 20 ºС, Ом/км, не более | Разрываое усилие провода, Н, не менее | Масса, кг/км | |||
| АЖ, АЖКП | АН, АНКП | АЖ, АЖКП | АН, АНКП | провода без смазки | смазки для проводов АЖКП, АНКП | |||
| 34,3 | 7,5 | 0,977 | 0,902 | 0,5 | ||||
| 49,5 | 9,0 | 0,676 | 0,624 | 0,5 | ||||
| 117,0 | 14,0 | 0,289 | 0,266 | 16,0 | ||||
| 148,0 | 15,8 | 0,229 | 0.211 | 20,0 | ||||
| 182,3 | 17,5 | 0,185 | 0,170 | 25,0 |
Таблица 1.8.Рекомендуемая область применения проводов
различных марок
| Область применения | Марка провода | Номинальное сечение, мм2 | Отношение сечений алюминиевой части и стального сердечника |
| Районы с толщиной стенки гололеда до 20 мм | АС | До 185 | 6 - 6,25 |
| 240 и более | 7,71 - 8,04 | ||
| АЖ | 120—185 | — | |
| Районы с толщиной стенки гололеда более 20 мм | АС | До 95 | |
| 120—400 | 4,29 - 4,39 | ||
| 450 и более | 7,71 - 8,04 | ||
| На побережье морей, соленых озер, в районе засоленных песков, в промышленных районах, где сталеалюминевые провода разрушаются от коррозии | АСК, АСКС, АСКП | 120—300 | 6,11 - 6,25 |
| Сети сельскохозяйственного назначения напряжением до 110кВ | А | 50—240 | — |
| АЖ | 50—185 | — | |
| 1 При отсутствии данных эксплуатации ширина полосы побережья принимается равной 5 км, а расстояние от промпредприятий - 1,5 км. |
Таблица 1.9. Расчетные данные ВЛ 35—150 кВ со сталеалюминевыми проводами (на 100 км)
| Номинальное сечение провода, мм2 | r0, Ом, при +20 ºС | 35 кВ | 110 кВ | 150 кВ | ||||
| Х0,Ом | Х0,Ом | b0, 10-4 См | q0, Мвар | Х0,Ом | b0, 10-4 См | q0, Мвар | ||
| 70/11 | 42,8 | 43,2 | 44,4 | 2.55 | 3,40 | 46,0 | 2,46 | 5,50 |
| 95/16 | 30,6 | 42,1 | 43,4 | 2,61 | 3,50 | 45,0 | 2,52 | 5,70 |
| 120/19 | 24,9 | 41,4 | 42,7 | 2,66 | 3,55 | 44,1 | 2,56 | 5,80 |
| 150/24 | 19,8 | 40,6 | 42,0 | 2,70 | 3,60 | 43,4 | 2,61 | 5,90 |
| 185/29 | 16,12 | — | 41,3 | 2,75 | 3,70 | 42,9 | 2,64 | 5,95 |
| 240/32 | 12,0 | — | 40,5 | 2,81 | 3,75 | 42,0 | 2,70 | 6,10 |
Таблица 1.10. Расчетные данные ВЛ 220—1150 кВ со сталеалюминиевыми проводами (на 100 км)
| Номинальное сечение провода, им2 | Количество проводов в фазе | r0, Ом, при +20 ºС | 220 к В | 330 кВ | 500 кВ | 750 кВ | 1150 кВ | |||||||||||||
| Х0,Ом | b0, 10-4 См | q0, Мвар | Х0,Ом | b0, 10-4 См | q0, Мвар | Х0,Ом | b0, 10-4 См | q0, Мвар | Х0,Ом | b0, 10-4 См | q0, Мвар | Dср=15м | Dср=24,2м | |||||||
| Х0,Ом | b0, 10-4 См | q0, Мвар | Х0,Ом | b0, 10-4 См | q0, Мвар | |||||||||||||||
| 240/32 | 12,1 6,0 | 43,5 — | 2, 60 — | 13,9 — | — 33,1 | — З,38 | — 40,6 | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | |
| 240/39 | 1,1 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 19,3 | 5,95 | 786,9 | — | — | — | |
| 240/56 | 2,4 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 30,8 | 3,76 | 211,5 | — | — | — | — | — | — | |
| 300/39 | 9,8 4,8 | 42,9 — | 2,64 — | 14,1 — | —32,8 | — 3,41 | — 40,9 | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | |
| 300/48 | 1,25 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 26,6 | 4,43 | 585,9 | |
| 300/66 | 3,4 2,1 | — — | — — | — — | — — | — — | — — | 31,0 — | 3,97 — | 99,2 — | — 28,8 | — 4,11 | — 231,2 | — — | — — | — — | — — | — — | — — | |
| 330/43 | 2,9 1,1 | — — | — — | — — | — — | — — | — — | 30,8 — | 3,60 — | 90,0 — | — — | — — | — — | — — | — — | — — | — 27,0 | — 4,38 | — 579,3 | |
| 400/51 | 7,5 3,75 2,5 1,5 | 42,0 — — — | 2,70 — — — | 14,4 — — — | — 32,3 — — | — 3,46 — — | — 41,5 — — | — — 30,6 — | — — 3,62 — | — — 90,5 — | — — — 28,6 | — — — 4,13 | — — — 232,3 | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | |
| 400/93 | 1,9 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 28,9 | 4,13 | 232,3 | — | — | — | — | — | — | |
| 500/64 | 6,0 3,0 2,0 1,5 | 41,3 — — — | 2,74 — — — | 14,6 — — — | — 32,0 — — | — 3,50 — — | — 42,0 — — | — —30,4 — | — — 3,64 — | — —91,0 — | — — — 30,3 | — — — 3,9 | — — — 219,4 | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — | — — — — |
Таблица 1.11. Потери на корону в ВЛ 220-450 кВ
| Напряжение ВЛ, кВ | Номинальное сечение, мм2 | Количество проводов в фазе | Wк тах, тыс.кВт ·ч/км | Wк тin, тыс. кВт·ч/км | Рк тах, кВт/км | Рк тin, кВт/км |
| 240/32 | 2,7 | 2,0 | ||||
| 300/39 | 2,5 | 1,8 | ||||
| 400/51 | 1,7 | 1,3 | ||||
| 500/64 | 1,5 | 1,0 | ||||
| 240/32 | 4,3 | 3,2 | ||||
| 300/39 | 3,4 | 2,5 | ||||
| 400/51 | 2,6 | 1,8 | ||||
| 500/64 | 1,9 | 1.4 | ||||
| 330/43 | 8,0 | 5,7 | ||||
| 400/51 | 6,2 | 5,0 | ||||
| 500/64 | 4,9 | 3,4 | ||||
| 240/56 | 16,0 | |||||
| 300/66 | 13,7 | |||||
| 400/22 | 11,4 | |||||
| 400/51 | 10,8 | |||||
| 400/93 | 18,3 | |||||
| 500/64 | 16,6 | |||||
| 240/39 | 41,1 | |||||
| 330/43 | 27,4 | |||||
| Примечание. Минимальные потери соответствуют условиям ОЭС Северного Казахстана, Максимальные – ОЭС Сибири. Для других ОЭС следует принимать промежуточные значения. |
Таблица 1.12. Экономические интервалы токовых нагрузок для сталеалюминевых проводов ВЛ 35—750 кВ (при сокращенной номенклатуре сечений)
| Напряжение,кВ | Тип опор | Материал опор | Район по гололеду | Предельная экономический нагрузка на одну цепь, А, при сечении, мм2 | ||||||
| Объединенные энергосистемы европейской зоны ЕЭС СССР | ||||||||||
| Одноцепные | Железобетон | I - II | — | — | — | |||||
| III-IV | — | — | — | — | ||||||
| Сталь | I - II | — | — | — | ||||||
| III-IV | — | — | — | |||||||
| Двухцепные | Железобетон | I - II | — | — | — | |||||
| III-IV | — | — | — | |||||||
| Сталь | I - II | — | — | — | ||||||
| III-IV | — | — | — | |||||||
| Одноцепные | Железобетон | I - II | — | — | ||||||
| III-IV | — | — | — | |||||||
| Сталь | I - II | — | — | |||||||
| III-IV | — | — | ||||||||
| Двухцепние | Железобетон | I - II | — | — | ||||||
| III-IV | — | — | ||||||||
| Сталь | I - II | — | — | |||||||
| III-IV | — | — | ||||||||
| Одноцепные | Железобетон, сталь | I - IV | — | — | — | |||||
| Двухцепные | То же | I - IV | — | — | — | |||||
| Одноцепные | »» | I - IV | — | — | — | |||||
| » | »» | II - IV | — | — | — | |||||
| » | Сталь | II - IV | свыше | |||||||
| ОЭС Казахстана и Средней Азии | ||||||||||
| Одноцепные | Железобетон | I - II | — | — | — | |||||
| III - IV | — | — | — | — | ||||||
| Сталь | I – II | — | — | — | ||||||
| III - IV | — | — | — | |||||||
| Двухцепные | Железобетон | I – II | — | — | — | |||||
| III - IV | — | — | — | |||||||
| Сталь | I – II | — | — | — | ||||||
| III - IV | — | — | — | |||||||
| Одноцепные | Железобетон | I – II | — | — | ||||||
| III - IV | — | — | — | |||||||
| Сталь | I – II | — | — | |||||||
| III - IV | — | — | ||||||||
| Двухцепные | Железобетон | I – II | — | — | ||||||
| III - IV | — | — | ||||||||
| Сталь | I – II | — | — | |||||||
| III - IV | — | — | ||||||||
| Одноцепные | Железобетон, сталь | I - IV | — | — | — | |||||
| Двухцепные | То же | I - IV | — | — | — | |||||
| Одиоиепные | »» | II-IV | — | — | — | |||||
| ОЭС Сибири | ||||||||||
| Одноцепные | Железобетон, сталь | I – II | — | — | — | |||||
| III - IV | — | — | — | — | ||||||
| Сталь | I – II | — | — | — | ||||||
| III - IV | — | — | — | |||||||
| Двухиепные | Железобетон | I – II | — | — | — | |||||
| III - IV | — | — | — | |||||||
| Сталь | I – II | — | — | — | ||||||
| III - IV | — | — | — | |||||||
| Одноцепные | Железобетон | I – II | — | — | ||||||
| III - IV | — | — | — | |||||||
| Сталь | I – II | — | — | |||||||
| III - IV | — | — | ||||||||
| Двухцепные | Железобетон | I – II | — | — | ||||||
| III - IV | — | — | ||||||||
