Выбор сечения линий, питающих ГПП предприятие

Сечение проводов и жил кабелей должны выбираться в зависимости от ряда факторов. Эти факторы разделяются на технические и экономические. Технические факторы, влияющие на выбор сечений, следующие

1. нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчетным) током;

2. нагрев от кратковременного выделения тепла током к.з.;

3. потери (падение) напряжения в жилах кабелей или проводах воздушной линии от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах;

4. механическая прочность – устойчивость к механической нагрузке (собственный вес, гололед, ветер);

5. коронирование – фактор, зависящий от величины примененного напряжения, сечения провода и окружающей среды.

Потери энергии при передаче по линии зависят от сечения провода линии и при увеличении сечения уменьшаются, так как увеличивается сопротивление линии, однако при этом возрастает расход цветного металла и увеличиваются затраты на сооружение линии. Для выбора более экономичного варианта их сравнивают. На основании сравнения вариантов ПУЭ установлены экономические плотности тока, зависящие от материала и конструкции провода и продолжительности включения максимума нагрузки. При этом не учитывают стоимость электроэнергии и величина напряжения линии. Экономически целесообразное сечение линии:

s_эк=I_р / j_эк

где I_р – расчетный ток;

j_эк – экономическая плотность тока, определяемая по [1,3,4 и т.п.].

В сетях напряжением до 1000 В сечение, выбранное по экономической плотности, в 2 – 3 раза превышает, сечение выбранное по нагреву, поэтому для уменьшения расхода цветного металла допускается:

· для изолированных проводов сечением до 16 мм² повышать экономическую плотность тока на 40%;

· не проверять на экономическую плотность:

а) электрические сети напряжением до 1000 В при продолжительности использования максимума до 4000 – 5000 часов;

б) ответвления к отдельным электроприемникам;

в) осветительные сети промышленных предприятий, жилых и общественных зданий;

г) сети временных сооружений и устройств со сроком службы до 5 лет;

д) шины распределительных устройств и подстанций.

По полученному экономическому сечению s_эк принимается ближайшее стандартное сечение по справочникам.

Шкала стандартных сечений проводов и кабелей

1,5; 2,5; 4;6; 10; 16; 25; 35; 50; 70; 95; 120; 150; 185; 300 мм2

 

Выбранный по экономической плотности тока провод или жила кабеля проверяется по нагреву и потере напряжения.

Условие проверки по нагреву

I_ав I_доп

где I_ав – величина тока в аварийном режиме (при выходе из строя одной из линий.

Условие проверки по потере напряжения

ΔU= 5%

ГПП получает питание от районной подстанции по двум воздушным линиям напряжением 35 кВ.

Определяется расчетный ток линии

I_р=S"_р/  U_ном =8000/2  35=66 А

По [4] принимается значение экономической плотности тока

j_эк =1,2 А/мм²

Экономически целесообразное сечение линии

s_эк=I_р/j_эк =66/1,2=55 мм²

По полученному экономическому сечению s_эк принимается ближайшее стандартное сечение

s =50 мм²

Принимается по справочнику [7] сталеалюминевый провод марки

АС – 50.

Проверяется выбранный по экономической плотности тока провод по нагреву. По справочнику [7] принимается допустимая токовая нагрузка

I_доп =210 А

Величина тока в аварийном режиме (при выходе из строя одной из линий.                                 I_ав=2 I_р =2 66=132 А

Условие проверки провода по нагреву выполняется

I_ав =132 А I_доп =210 А

Проверка провода по потере напряжения

Активное сопротивление линии

R=r_ol = 1000 l/γs =1000 17,8/32 50=11,1 Ом

Индуктивное сопротивление линии

Х=x_ol =0,4 17,8=7,12 Ом

Потеря напряжения в линии

Δ U=(PR+QX)/Uн =(8000 11,1+260 7,12)/35=2620 В

Δ U% =100 Δ U/Uн =100 2620/35000=7,49%

Условие проверки по потере напряжения не выполняется, поэтому необходимо принять провод следующего стандартного сечения АС-70

R=r_ol =1000 l /γs=1000 17,8/32 70= 7,95 Ом

Δ U= =(8000 7,95 +260 7,12)/35=1870 В

Δ U% =100 Δ U/Uн =100 1870/35000=5,32%

Условие проверки по потере напряжения не выполняется, поэтому необходимо принять провод следующего стандартного сечения АС-95

R=r_ol =1000 l/γs =1000 17,8/32 95= 5,86 Ом

Δ U= =(8000 5,86 +260 7,12)/35=1390 В

Δ U% =100 Δ U/Uн =100 1390 /35000=3,96 %<5%

Окончательно принимаем провод АС-95.