Определение сечения проводов по условию наименьшего расхода металла при заданном значении допустимой потери напряжения

  Если линия выполнена из цветного металла, то, задаваясь значением индуктивного сопротивления одного километра линии x ₀ = 0,35...0,4 Ом/км, приближенно определяют потерю напряжения в индуктивном сопротивлении линии, используя формулы

                                     или                                              

                                                                                    

Затем определяют допустимую потерю напряжения в активном сопротивлении линии

 

                                                                                     

     

Если линия не имеет ответвлений и сечение вдоль всей длины принимается одинаковым, то сечение проводов линии (мм²) определяют по формуле

 

 или

                                                                                           

где I_a - активный ток. А;

l - длина линии, м;

- удельная проводимость, м/(Oм∙мм²);

Р - активная мощность, протекающая в линии, Вт;

- потеря напряжения в активном сопротивлении, В;

- номинальное напряжение сети, В.

Сечения округляют до ближайшего большего стандартного.

Электрические сети чаще всего выполняют проводами различных сечений по длине. К концу линии сечения уменьшаются, так как уменьшаются токи, протекающие по линии. При одном и том же значении допустимой потери напряжения можно иметь несколько вариантов сечения проводов линий. В одном из них будет наименьший расход металла.

При расчете на минимум расхода металла допустимая потеря напряжения на n -м участке радиальной неразветвленной сети определяется формулой

 

               .                              

 

а при расчете сложной или разветвленной сети

 

                                                                              

 

где - допустимая потеря напряжения на n участке сети, В;

- допустимые максимальные потери напряжения в сети, В;

М - моменты, равные:  или                                                 

Здесь I_n - ток на участке сети, А; l_n - длина участка, м или км; S_n - мощность на участке сети, кВ∙А.

 

Зная допустимую потерю напряжения по участкам, можно определить сечения проводов по выше приведенной формуле или методом подбора по фиктивному значению сопротивления

 

                                                                                            

 

Значение  для стандартных сечений проводов находят, исходя из соответствующих им табличных данных r ₀ и x ₀, которые берут из приложений 1, 11, 15 /1/, и соs  нагрузок

 

Сечение выбирают, исходя из неравенства

 

 

5.2 Задачи для самостоятельного решения

 

1)Определить максимальные потери напряжения в воздушной линии трехфазного переменного тока напряжением 35 кВ, выполненной сталеалюминиевыми проводами. Среднее геометрическое расстояние между проводами Д_ср =2000 мм. Схема сети показана на рисунке 5.2, где расстояния указаны в километрах, а нагрузки – в киловольтах-амперах при заданных коэффициентах мощности.

 

Рисунок 5.2 Схема  линии со сталеалюминиевыми проводами

 

2) Определить максимальную потерю напряжения в линии трехфазного переменного тока напряжением 10 кВ, выполненной стальными проводами марки ПС25. Нагрузки в киловаттах и  нагрузок, а также длины участков сети в километрах указаны на схеме (рисунок 5.3).

Рисунок 5.3 Схема линии со стальными проводами

3) Определить сечение алюминиевых проводов воздушной линии трехфазного тока напряжением 6 кВ, если допустимая потеря напряжения составляет 5 %. а среднее геометрическое расстояние между проводами Д_ср =1000 мм. Схема линии электропередачи приведена на рисунке 5.4, где расстояния указаны в километрах, а мощности в киловаттах и киловарах.

 

 

Рисунок 5.4 Схема линии электропередачи

 

Расчет провести для двух случаев: при постоянном сечении проводов вдоль всей линии и при различных сечениях на участках, но минимальных затратах металла.

 

Вопросы для самоконтроля знаний

 

5.3.1 Что называют потерями напряжения в электрических сетях?

5.3.2 Какие виды потерь напряжения бывают?

5.3.3 Что означает термин «Допустимая потеря напряжения»?

5.3.4 В чем состоит сущность расчета разомкнутых трехфазных сетей с равномерной нагрузкой фаз по потере напряжения?

5.3.5 Изложите алгоритм расчета сельских сетей, исходя из допустимых потерь напряжения в сети, определяемых путем составления таблицы потерь и отклонений напряжения.

5.3.6 Объясните смысл продольной составляющей падения напряжения в линии?

5.3.7  Как можно определить продольную составляющую падения напряжения в линии?

5.3.8 Как выбирается сечение провода по допустимой потере напряжения?

5.3.9 Как определяется допустимая потеря напряжения при расчете на минимум расхода металла?