Практическая работа расчет сечения проводов по допустимой потере напряжения

2.1 Выбор изоляторов линии электропередач

2.1.1 Выбор подвесных изоляторов

Выбираем изолятор стеклянный линейный подвесной тарельчатый марки ПС-
70Е.

Изоляторы предназначены для изоляции проводов от опорных конструкций
воздушных линий электропередачи (ВЛ). Изоляторы изготавливаются из различных
материалов в соответствии с условиями их работы на линии. Подвесные изоляторы
применяются на линиях от 6 кВ и выше, они обладают более высокими механическими
характеристиками, чем штыревые. Подвесные изоляторы собирают в гирлянды, число
единиц которых зависит от напряжения ВЛ. Подвесной изолятор состоит из
следующих частей: шапка, изоляторный замок, стержень (пестик), изолирующая
деталь, цементная связка.

Расшифровка условного обозначения стеклянных изоляторов для ЛЭП:

П, Ш – вид изолятора (подвесной, штыревой);

С – материал изоляционной детали (стекло);

С, К, В, Д – конфигурация изоляционной детали (сферическая, коническая, с
увеличенным вылетом ребра, двукрылая);

; 70; 120; 160; 210; 300; 400 – минимальная механическая разрушающая
нагрузка, кН;

А; Б; В; Д; Е – индекс модернизации изолятора.

Характеристики изолятора ПС-70Е:

разрушающая нагрузка – 70000 Н;

длина пути утечки – l_эф=303 мм;

строительная длина, l_стр
= 127/146 мм;

пробивное напряжение, кВ – 130;

коэффициент эффективности использования пути утечки k=1;

масса 3,4 кг;

Число изоляторов в гирлянде – 3 шт.

Рисунок 1. Изолятор стеклянный линейный подвесной тарельчатый ПС- 70Е

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

Тема:«Расчет электрических сетей
по потере напряжения.»

Цель работы: Ознакомиться с
условиями выбора сечения проводников по потере напряжения. Выполнить расчет по
приведенной методике согласно варианту, выбрать тип и сечение провода , сделать
вывод.

Краткие теоретические сведения:

Выбранные 
сечения  проводов  и  кабелей  проверяются  на  потерю напряжения. Нормально
допустимые отклонения напряжения согласно ГОСТ 13109-97  на   зажимах   ЭП  
(с  учетом допущений ГОСТ) должны составлять ± 5 % номинального напряжения. В
линиях переменного трехфазного тока потеря напряжения определится из выражения,
%:

, где – расчетный ток
линии, А на данном участке линии

и- активные и индуктивные
сопротивления 1 км линии, Ом/км;

– длина линии;

– номинальное
линейное напряжение, В;

 – коэффициент
мощности нагрузки;

– расчетный ток,
А;

Напряжение на
зажимах ЭП  определится
из выражения, %:

, где – напряжение на
источнике питания, при неизвестном значении можно принять в пределах 100-102 %;

– должно быть в
пределах 95…100 %;

– суммарные потери
напряжения в питающем кабеле и линии к ЭП.

При большом
количестве ЭП (>8) допустимо рассчитать  для наиболее мощного и самого
удаленного ЭП.

Величины  и  приведены в табл.1
и 2.

Таблица 1 Активные сопротивления проводов и кабелей,
ом/км

Сечение провода, мм кв.	Медные провода и кабели	Алюминиевые провода и кабели	Сталеалюминиевые провода
1  1,5  2,5  4  6  10  16  25  35  50  70  95  120  150  185 240  300  400	18,9  12,6  7,55  4,65  3,06  1,84  1,20  0,74  0,54  0,39  0,28 0,20  0,158  0,123  0,103 0,078  0,062  0,047	– – 12,6  7,90  5,26  3,16  1,98  1,28  0,92  0,64  0,46 0,34  0,27  0,21  0,17 0,132  0,106  0,08	– – – – – 3,12  2,06  1,38  0,85  0,65  0,46 0,33  0,27  0,21  0,17 0,132  0,107  0,08

Таблица 2 Индуктивные сопротивления
трехжильных кабелей и изолированных проводов, проложенных на роликах и
изоляторах, ом/км

Сечение,  мм кв.	Трехжильные кабели с медными жилами	Изолированные провода
до 1 кв	3 кв	6 кв	10 кв	на роликах	на изоляторах
1,5  2,5  4  6  10  16  25  35  50  70  95  120 150 185 240	– –  0,095  0,090  0,073  0,0675  0,0662  0,0637  0,0625  0,0612  0,0602  0,0602  0,0596  0,0596  0,0587	– – 0,111 0,104 0,0825 0,0757 0,0714 0,0688 0,0670 0,0650 0,0636 0,0626 0,0610 0,0605 0,0595	– – – – 0,11 0,102 0,091 0,087 0,083 0,08 0,078 0,076 0,074 0,073 0,071	– – – – 0,122 0,113 0,099 0,095 0,09 0,086 0,083 0,081 0,079 0,077 0,075	0,28  0,26  0,25  0,23  0,22  0,22  0,20  0,19  0,19  0,19  0,18  0,18  – – –	0,32  0,30  0,29  0,28  0,26  0,24  0,24  0,24  0,23  0,23  0,23  0,22  – –

Контрольные
вопросы:

1.  Как влияют
колебания напряжения на функционирование электрических сетей?

2.  Какие параметры
сети учитываются при расчете потерь напряжения?

3.  Способы снижения
колебаний напряжения в электрических сетях.

1.4 Электрический расчет воздушной линии электропередач

Электрический расчет линии электропередач позволяет подсчитать потери
мощности и напряжения на всем протяжении линии. Исходя из результатов
электрического расчета, можно судить о качестве подаваемой потребителю
электрической энергии.

В электрическом расчете учитываются активная и реактивная составляющие
мощности, передаваемой по линии. Реактивная составляющая мощности в свою
очередь делится на индуктивную и емкостную. Оба этих слагаемых реактивной
составляющей мощности зависят от среднегеометрического расстояния между
проводами, т.е. от положения проводников в пространстве.

В таблице 3 приведены данные для электрического расчета линии.

Таблица 3. Исходные данные для электрического расчета ЛЭП

Длина линии (L), км	48
Номинальное напряжение (	35
Марка провода	АС – 35/6.2
Удельное активное сопротивление (	0.8
Удельное индуктивное сопротивление (, Ом/км	0.403
Удельная емкостная проводимость (, См/км

Определим активную и реактивную составляющие выработанной мощности:

;

;

.

где – удельное активное сопротивление провода марки АС – 35/6.2;

 – индуктивное сопротивление провода марки АС – 35/6.2;

 – емкостная проводимость провода марки АС – 35/6.2;

l –
длина линии.

Подставляя в формулы (7), (8), (9) значения из таблицы 4 получаем
следующие значения:

Для определения величин продольного и поперечного падений напряжений в
линии используют следующие формулы:

где Р – активная мощность в начале линии;

Q –
реактивная мощность в начале линии;

R и X – активная и индуктивная
составляющие сопротивления линии;

U –
рабочее напряжение линии.

Подставив в формулы (10) и (11) значения мощностей, сопротивлений и
напряжения, получаем следующие значения падения напряжения в ЛЭП (продольной и
поперечной составляющей соответственно):

Продольная и поперечная составляющие падения напряжения складываются
векторно и для получения значения падения рабочего напряжения используют
выражение:

Подставим в формулу (12), значения падения напряжений, получим значение
падения рабочего напряжения для данной линии:

 

Падение напряжения в линии составляет 3.7 %, что соответствует
требованиям ПУЭ к качеству электрической энергии, подаваемой потребителю.

Произведем расчет потерь мощности в данной ЛЭП, используя формулы:

Выражения (13) и (14) отражают потери активной и реактивной мощностей в
данной ЛЭП соответственно. Подставим значения вырабатываемых мощностей и
сопротивлений в формулы и произведем расчет:

Рассчитаем величину индуктивных потерь мощности по линии по формуле:

Общие потери реактивной мощности рассчитываются по формуле:

Тогда для линии получаем следующую величину потерь реактивной мощности:

Векторно сложив активную и реактивную составляющие потерь мощности,
получим величину потерь полной мощности:

Рассчитаем полную мощность на конце ЛЭП:

Определим КПД ЛЭП и сведем в таблицу данные о потерях в линии, чтобы
сделать заключение о качестве подаваемой потребителю посредством данной ЛЭП
электрической энергии.

Для определения КПД используется формула:

Таблица 4. Результаты электрического расчета ЛЭП

Активная мощность вначале линии (Р), МВт	1.9
Активная мощность в конце линии (), МВт	1.83
Потери активной мощности на линии ( МВт	0.067
Потери реактивной мощности в линии (, МВар
Потери полной мощности на линии (	0.073 (3.7 %)
Продольная составляющая падения напряжения в линии (	1278.73
Поперечная составляющая падения напряжения в линии (	163.57
Падение рабочего напряжения линии (	1289.15 (3.7 %)
КПД ЛЭП,	96.5 %

По результатам электрического расчета можно сделать вывод о том, что
качество электрической энергии, подаваемое посредством ЛЭП потребителю,
удовлетворяет требованиям ПУЭ: потери напряжения не превышают 10 % от номинального
значения, что соответствует максимально возможному значению регулирования
трансформатора.

Потери полной мощности также не превышают 10 % от номинальной величины.
ЛЭП имеет КПД, равный 96.5 %.

Расчет воздушной линии электропередач

Минобрнауки
России

Федеральное
государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Тульский
государственный университет»

Кафедра
«Электроэнергетика»

Курсовая
работа

По предмету:
«Энергоснабжение»

На тему:
«Расчет воздушной линии электропередач»

Введение

.
Расчет сечения провода

.1
Расчет тока, проходящего по линиям

.2
Расчет сечения провода по экономической плотности тока

.3
Расчет по допустимому нагреву

.4
Электрический расчет воздушной линии электропередач

.5
Механический расчет проводов и тросов воздушных линий электропередачи

.
Выбор элементов воздушной линии электропередач

.1
Выбор изоляторов линии электропередач

.1.1
Выбор подвесных изоляторов

.2
Выбор опоры линии электропередач

.
Проверка спроектированной ВЛ на соответствие требованиям ПУЭ

Список
литературы

Введение

Одним из важнейших элементов системы электроснабжения являются линии
электропередач (ЛЭП). Различают два типа ЛЭП: кабельные и воздушные. Воздушные
линии электропередач имеют большую протяженность во всем мире и являются
основным способом передачи электрической энергии на дальние расстояния.

Воздушные ЛЭП (ВЛ) делятся по применяемому току на линии переменного и
постоянного тока, по назначению на сверхдальние (предельные для связи энергосистем),
магистральные (предназначенные для передачи энергии от электростанций крупным
потребителям), распределительные и подводящие. Также имеется классификация по
напряжению. По напряжению ВЛ делятся на низковольтные (до1000 В) и
высоковольтные (свыше 1000 В).

Наибольшее распространение получили высоковольтные линии переменного
тока, работающие на напряжениях 35-110 кВ. Такие линии применяются для
обеспечения энергией таких крупных потребителей, как города и объекты
промышленности.

Задачей данной курсовой работы является проектирование высоковольтной ВЛ,
предназначенной для электроснабжения крупного потребителя (промышленного
предприятия) с заданными параметрами нагрузки.

Целью данной курсовой работы является расчет и подбор оптимальных
материалов для строительства и распределения ВЛ, исходя из параметров
передаваемой мощности и расстояния, на которое эту мощность нужно передать,
также необходимо учитывать особенности географического положения проектируемой
ЛЭП, так как они оказывают существенное влияние на работу ЛЭП. Помимо всех
прочих перечисленных выше требований необходимо добиться определенного качества
передаваемой энергии на стадии проектирования.

Исходные данные для проектирования:

Объект проектирования: «Воздушная линия электропередач».

Род тока – трехфазный, переменный, f=50 Гц.

Номинальное напряжение 35 кВ.

Длина линии l= 48 км; S_ном = 2 МВА.

Продолжительность максимума нагрузки t = свыше 5000 ч/год; cosj =0,95.

Характеристика среды:

район по гололеду;

район по ветру;

температура воздуха t = ± 30 °С.

1. Расчет
сечения провода

1.1 Расчет
тока, проходящего по линиям

1.3 Расчет по допустимому нагреву

Электрический ток, протекая по проводнику, оказывает на него определенное
термическое действие – осуществляет его нагрев. Одним из условий долгой и
безаварийной работы линии является правильный выбор проводников по длительно
допустимой температуре нагрева. Выбор производится исходя из значений
максимального рабочего тока линии и максимально допустимого тока длительной
работы для конкретной марки провода. Максимальная температура нагрева проводов
ЛЭП, принятая в ПУЭ, составляет семьдесят градусов.

Надежная длительная работа проводов и кабелей определяется длительностью
допустимой температурой их нагрева, величина которой зависит от вида изоляции.
Учитывая условия надежности, безопасности и экономичности, ПУЭ устанавливают
предельную температуру нагрева проводников в зависимости от длительности
прохождения тока, материала токоведущей части и изоляции провода или кабеля.

Выбор сечения проводника по нагреву длительным током нагрузки сводится к
сравнению расчетного тока  с допустимым табличным значением  для принятых марок проводов и
условий их прокладки. При выборе должно соблюдаться условие:

Для принятого за оптимальный в результате предварительного электрического
расчета провода марки АС – 35/6.2 длительно допустимый ток

Длительно допустимые токи нагрузки проводов, кабелей и шин указаны в
таблицах ПУЭ, составленных для температур окружающего воздуха +25 °С, почвы +15
°С и приведены в приложениях.

При отклонении температуры от нормируемых параметров для определения
длительно допустимого тока вносится поправочный температурный коэффициент и
используется формула:

где  – поправочный температурный коэффициент.

В таблице 2 представлены значения поправочных температурных коэффициентов
для определения токовых нагрузок при различных температурах.

Таблица 2. Значения поправочных температурных коэффициентов для
определения токовых нагрузок при различных температурах

Температура, °С	-5	+5	+10	+15	+20	+25	+30	+35	+40	+45	+50
Поправочный коэффициент	1.29	1.24	1.2	1.15	1.11	1.05	1.0	0.94	0.88	0.81	0.74	0.61

Для определения длительно допустимого тока линии при заданных
температурных условиях воспользуемся формулой (3), подставив значение :

следовательно условие выбора проводника по допустимому
нагреву выполняется. следовательно условие по экономическому сечению выполняется.
Проводник выбран корректно.