Цель занятия – приобретение практических навыков по выбору сечений проводников воздушных и кабельных линий электропередачи.
Основные теоретические положения
Для определения расчетной нагрузки воздушной линии, питающей ГПП, следует учесть потери мощности в трансформаторах
. (4.1)
Эти потери определяются нагрузкой трансформатора на стороне низкого напряжения S p10 и его паспортными данными
. (4.2)
Расчетный ток линии
, (4.3)
где U ном – номинальное напряжение линии;
n – количество цепей (линий).
Сечение проводов ВЛ выбирается по экономической плотности тока [3], в соответствии к которой экономическое сечение провода
. (4.4)
Полученное сечение округляется до ближайшего стандартного сечения q и проверяется по ряду технических условий.
Минимальные сечения проводов ВЛ по условиям коронирования q кор и механической прочности q мех приводятся в [3]. Там же для каждого сечения провода приводится допустимый длительный ток I д. Выбранное сечение q должно удовлетворять следующим условиям:
q > q кор; q > q мех; I д > I ВЛ па, (4.5)
где I ВЛ па – ток послеаварийного режима.
Для двухцепной линии I ВЛ па = 2 I ВЛ.
Сечения кабельных линий (КЛ) выбираются по экономической плотности тока (см. выражение (4.4)) и проверяются по нагреву током послеаварийного режима и термической стойкими к току КЗ.
В соответствии с нормативными документами допустимая перегрузка кабелей в послеаварийном режиме составляет:
- для кабелей с бумажно-пропитанной изоляцией k п= 1,3;
- для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена k п= 1,2.
Проверка по нагреву в послеаварийном режиме выполняется по условию:
I КЛ па < kn k п I д, (4.6)
где I КЛ па – ток послеаварийного режима; для радиальных и магистральных схем I КЛ па = 2 I р КЛ;
kn – коэффициент, учитывающий количество кабелей в одной траншее; при количестве кабелей n = 1…6 коэффициент k n = 1…0,75 [3].
При невыполнении какого-либо технического условия выбранное сечение провода или кабеля увеличивается и проверка повторяется.
Задания для выполнения работы
Для схемы электроснабжения, приведенной на рис. 4.1 выбрать сечения питающих ВЛ и кабельных линий, отходящих от шин 10 кВ ГПП. Трансформаторы ГПП приять из задачи 3. Величину расчетной нагрузки на шинах 10 кВ ГПП принять по табл. 3.1. Считать, что эта нагрузка равномерно распределена по n отходящим от ГПП кабельным линиям. Каждый объект от шин 10 кВ ГПП получает питание по двум кабельным линиям, отходящим от разных секций шин. Выбрать марку проводов ВЛ и кабельных линий.
Рис. 4.1. Расчетная схема
После выбора сечения проводника следует указать его марку и из справочной литературы [3, 4, 5] привести паспортные данные:
r 0 – погонное активное сопротивление провода, Ом/км;
x 0 – погонное реактивное сопротивление провода, Ом/км;
b 0 – погонная емкостная проводимость провода, См/км;
I д – допустимый длительный ток, А.
Количество отходящих от ГПП кабелей n принять в соответствии с данными табл. 4.1.
Таблица 4.1
Исходные данные
| Вариант | ||||||||||
| n |
Содержание отчета
- название и цель работы;
- исходные данные;
- выбор и проверка сечений воздушных линий;
- выбор и проверка сечений кабельных линий;
- паспортные данные выбранных сечений проводников;
- марки проводов и кабелей с расшифровкой буквенно-цифрового обозначения.
Расчет тока КЗ
Цель занятия – приобретение практических навыков по расчету токов КЗ в системах электроснабжения и оценке минимального по термической стойкости сечения кабельных линий.
Основные теоретические положения
Расчет токов КЗ в системах электроснабжения выполняется в предположении, что ни в одном из режимов параллельная работа элементов схемы не предусматривается.
На основании расчетной схемы составляется схема замещения, в которой элементы расчетной схемы представляются ЭДС и сопротивлениями. Намечаются расчетные точки КЗ.
Если расчетная схема включает в себя несколько ступеней напряжения, расчеты следует выполнять в относительных базисных единицах (о.е.).
Расчет токов КЗ выполняется в следующей последовательности.
1. В качестве независимых базисных величин выбираются базисная мощность S б и базисное напряжение U б. В качестве базисной мощности целесообразно принимать значения 100, 1000 MB×А и т.д., мощность S КЗ на шинах районной подстанции или номинальную мощность трансформатора ГПП. Базисное напряжение рекомендуется принимать равным среднему номинальному значению на каждой ступени.
2. Рассчитывается базисный ток для i -ой ступени напряжения:
; (5.1)
3. Определяются индуктивные и активные сопротивления элементов схемы в о.е.
4. Рассчитываются суммарные сопротивления r S и х S цепи до расчетной точки КЗ. Для оценки влияния на ток КЗ активных сопротивлений вычисляется отношение 
. При условии 
активным сопротивлением при расчете тока КЗ можно пренебречь.
5. Рассчитывается начальное значение периодической составляющей тока КЗ в расчетной точке
(5.2)
6. Определяется постоянная времени затухания апериодической составляющей тока К3, ударный коэффициент и ударный ток К3
(5.3)
Кабельные линии должны быть термически стойкими к току КЗ. Минимально допустимое по термической стойкости сечение кабелей 10 кВ с бумажно-пропитанной изоляцией определяется по формуле
(5.4)
где В к – тепловой импульс;
С – параметр, зависящий от материала проводника, в частности, для кабелей с алюминиевыми жилами С = 90 А×с0,5/мм2.
Тепловой импульс вычисляется по формуле
Вк = Iп02 [tк + Ta], (5.5)
где t к = t защ + tc.в – время протекания тока КЗ, состоящее из времени действия релейной защиты t защ и собственного времени отключения выключателя tc.в.
Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена значение q min находится по данным табл. 10.1.
Таблица 10.1