Вибір марки і площі перерізу проводів ліній електропередач

Для повітряних ліній 35-220 кВ вибір поперечного перерізу проводів у проектуванні протягом довготривалого періоду проводився не на основі зіставляння техніко-економічних розрахунків, а по нормованому узагальненому показнику, за який приймали економічну густину струму j_е. Цей показник приблизно відповідає мінімуму приведених народно-господарчих витрат на будівництво й експлуатацію лінії. Для вказаних ліній значення j_е були встановлені із допущення прямолінійності залежності вартості спорудження 1 км лінії від перерізу проводів.

Перехід, на початку 60-х рр. ХХ століття, до спорудження повітряних ліній на уніфікованих опорах відповідно змінив відношення у вартості ліній з різними перерізами проводів [5]. Це, в свою чергу, привело до того, що апроксимація залежності вартості лінії від перерізу проводу прямою лінією вже не відповідала дійсній нелінійній залежності і вносить істотну похибку у вибір перерізу проводів за нормативною економічною густиною струму. В цих умовах більш правильно нормувати не j_е, а економічні струмові інтервали (таблиця 2.1, [9]) кожної марки проводів, які визначаються з урахуванням уніфікації конструкцій повітряних ліній.

Метод вибору поперечного перерізу проводів ліній 35-750 кВ за економічними інтервалами більш об’єктивний [4,1]. У відповідності з цим методом вибір перерізу проводиться за розрахунковим струмовим навантаженням одного ланцюга лінії І_розр, який визначаться виразом:

І_розр = a₁×a_Т×I_{S (5)} / n_л,

де a₁ - коефіцієнт, який враховує зміну навантаження лінії за роками її експлуатації;

a_Т - коефіцієнт, що враховує число годин використання максимального навантаження лінії Т_нб і коефіцієнт її попадання в максимум навантаження енергосистеми К_m;_{S (5) -} сумарний струм, відповідний до максимального навантаження лінії в 5-ий рік її експлуатації;_л - кількість ланцюгів лінії.

Згідно рекомендацій [4] для ліній 35-220 кВ значення a₁ може бути прийняте рівним 1,05, що відповідає математичному сподіванню цього коефіцієнта в області найбільш поширених темпів росту навантаження. Значення коефіцієнта a_Т для ліній 35-220 кВ при K_m=1 складають при Т_нб<4000 - 0,8; при 4000<Т_нб<6000 - 1,0; Т_нб>6000 - 1,3.

Одержане значення І_розр порівнюється зі значеннями граничних економічних навантажень для різних перерізів проводів F _(i-1), F_i, F _(i+1), які підбираються для техніко-економічного розрахунку.

При виконанні умови: І_розр < І_{гр (i-1)} вибирається поперечний переріз F_i-1;

_грі > I_розр > І_{гр (i-1) -} вибирається переріз F_i;_{гр (і+1)} > I_розр> І_грi - вибирається переріз F_i+1.

Значення І_гр у [4] подані в залежності від номінальної напруги лінії, типу опор (одно - або дволанцюгові), матеріалу опор (залізобетон, сталь) і району кліматичних умов з ожеледі (1-4) для України та інших держав. Оскільки в складі вихідних даних проекту відсутні дані про умови вибору і матеріалу опор, то рекомендується для всіх ліній мережі, яка проектується, використовувати опори з одного й того ж матеріалу (або залізобетонні, або металеві; дерев’яні опори в наш час використовуються рідко). У випадках, коли дві лінії передбачається спорудити по одній трасі, рекомендується використовувати дволанцюгові опори, в останніх випадках - одноланцюгові. Якщо у проекті для будь-якої ділянки мережі значення І_розр перевищує граничний економічний струм для максимального перерізу проводів F_max лінії даної номінальної напруги I_{гр. ек. max}, то слід виявити доцільність варіанта спорудження цієї лінії з перетином F_max і її експлуатації з погіршеними техніко-економічними показниками (тобто при І_розр > I_{гр. ек. max}) у порівнянні з варіантами її посилення - переводом на підвищену напругу або спорудженням додаткових ланцюгів.

Разом з тим при виконанні учбового проектування внаслідок обмеженого часу розглядати варіанти з числом ланцюгів на окремих ділянках більше двох не рекомендується, якщо є другі варіанти, де на таких ділянках при такій самій номінальній напрузі умова I_розр > I_{гр. ек. max} виконується.

Для магістральних ліній з проміжними відгалуженнями потужностей вибір перерізу проводів на кожній з ділянок між підстанціями проводиться за відповідним розрахунковим струмом. Одначе у випадках, коли розрахункові струми суміжних ділянок попадають у сусідні економічні інтервали, допускається вибір однакового перерізу для цих ділянок, який відповідає ділянці найбільшої довжини. Оскільки механічний розрахунок сталевоалюмінієвих проводів не входить в перелік завдань даного проекту, то марка проводу вибирається відповідно із проектною практикою. Так, для проводів з перерізом до 185 мм² застосовується марка АС нормального використання (з відповідним перерізом алюмінієвих і сталевих частин приблизно рівним - 6, наприклад, АС 185/29). Проводи з перерізом 240-500 мм² застосовуються у полегшеному виконанні з відповідним перерізом алюмінієвих і сталевих частин приблизно рівним, наприклад АС 500/64. Параметри вибраних поперечних перерізів визначаються відповідно [4] або таблиці 2,2 [9].

Проведемо розрахунок по вибору марки та площі перерізу лінії між вузлами 303 та 901 варіанту №1.

 (МВА);

 (кА), або 52,69 (А);

 (А).

, оскільки Т_нб = 5000 годин.

Отже, відповідно таблиці 2.2 [9], обираємо лінію електропередач з наступними параметрами:

-   номінальна напруга - 35 кВ;

-   тип опор - одноланцюгові;

    матеріал опор - залізобетон;

    район ожеледі - ІV;

    марка та переріз проводу - АС-95/16.

Для всіх інших ліній електропередач розрахунок виконуємо аналогічно. Результати розрахунку представлені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Результати вибору марки та площі перерізу проводів