4 Расчет питающих линии электропередач
В линиях электропередачи 10–110 кВ как правило используется провод марки АС.
Сечение проводов линий высокого и низкого напряжений в нормальном режиме определим по экономической плотности тока.
Суммарное сечение проводов фазы проектируемой ВЛ составляет:
(мм2),
(4.1)
где 𝐼р – расчетный ток (А); 𝑗н – нормированная плотность тока (А /мм2 )
Значение расчетного тока определяем по выражению:
𝐼р = 𝐼5 ∙𝛼𝑖 ∙𝛼𝑡 (А), (4.2)
где 𝐼5 – ток линии на пятый год ее эксплуатации в нормальном режиме (А);
𝛼𝑖 – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации линии; 𝛼𝑡 – коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной нагрузки ВЛ.
Ток линии на пятый год эксплуатации определяем по выражению:
(А),
(4.3)
где 𝑆вл – полная мощность питающей ВЛ в режиме наибольших нагрузок на пятый год эксплуатации (ВА) (может быть оценена приближенно); 𝑈ном – номинальное напряжение ВЛ (В). Значение 𝛼𝑖 может быть принято равным 1,05. Значение 𝛼𝑡 принимаем равному 1.2.
Рассчитываем ток линии на пятый год:
В формулу 4.2 подставляем значения:
𝐼р = 88,2 ∙1,05 ∙1,2=111,1 А
Таким образом, суммарное сечение проводов фазы проектируемой ВЛ будет:
Из таблицы 1.3.29 ПУЭ «Допустимый длительный ток для неизолированных проводов по ГОСТ 839-80» выбираем номинальное сечение равное 150 мм2, ток во вне помещений будет равен 450 А.
Выбранное сечение провода ВЛ удовлетворят условию нагрева в послеаварийном режиме:
𝐼доп ≥ 𝐼нб (А), (4.4)
где 𝐼доп – длительно допустимый ток провода (А); 𝐼нб – максимальный ток послеаварийного или ремонтного режима (А), соответствующий отключению одной из питающих ВЛ.
В нашем случае:
𝐼нб=2
I5=2
111,1=222,2
А
450 ≥222,2
5. Расчет токов короткого замыкания
Расчет токов короткого замыкания будем выполнять в относительных единицах.
При расчете тока короткого замыкания на шинах высокого напряжения трансформаторной подстанции (точка К1 на рис. 5.1) сопротивления элементов схемы определяем по нижеприведенным выражениям.
а) б)
Рисунок 5.1 – Расчетная схема замещения и для рассматриваемой подстанции для точки К1(а), К2(б)
Определяем индуктивное сопротивление системы 1 и 2:
(о.е.),
(5.1)
(о.е.),
(5.2)
где
базовая мощность, ее значение принимается
произвольно, в расчете принимаем
;
мощность короткого замыкания системы
(см. задание на курсовое проектирование).
Индуктивное сопротивление линии электропередачи высокого напряжения определяем по формулам:
(о.е.),
(5.3)
(о.е.),
(5.4)
где
удельное индуктивное сопротивление
линии, в расчете принимаем
;
длина линии электропередачи (см. задание
на курсовое проектирование);
среднее напряжение линии электропередачи.
Находим общее индуктивное сопротивление от первой и второй системы:
(о.е.),
(5.5)
(о.е.).
(5.6)
Путем постепенного преобразования (трансконфигурации) приведем схему замещения к простому виду так, чтобы каждый источник питания или группа источников с эквивалентной ЭДС были связаны с точкой короткого замыкания одним сопротивлением.
Преобразование схемы выполняем в направлении от источника питания к месту короткого замыкания.
Определяем результирующее сопротивление до точки короткого замыкания К1:
(о.е.).
(5.7)
Далее рассчитываем токи трехфазного короткого замыкания.
Определяем базовый ток до точки короткого замыкания К1:
(А).
(5.8)
Рассчитываем токи трехфазного короткого замыкания до точки К1:
(А),
(5.9)
где
среднее значение относительной ЭДС для
электрической системы равно 1.
При расчете тока короткого замыкания на шинах низкого напряжения трансформаторной подстанции (точка К2 на рис. 5.1) сопротивления элементов схемы определяем по нижеприведенным выражениям.
Определяем индуктивные сопротивления систем:
(о.е),
(5.10)
(о.е). (5.11)
Индуктивное сопротивление линии электропередачи высокого напряжения определяем по формуле:
(о.е.), (5.12)
(о.е.). (5.13)
Общее индуктивное сопротивление от первой и второй системы:
(о.е.), (5.14)
(о.е.). (5.15)
Индуктивное сопротивление двухобмоточного трансформатора определяем по выражению:
(о.е.),
(5.16)
где
напряжение короткого замыкания
трансформатора (%);
номинальная мощность трансформатора.
Тогда общее сопротивление трансформатора:
(о.е.).
(5.17)
Сопротивления
Эквивалентное сопротивление для точки К2 будет находиться по формуле:
(о.е.). (5.18)
Определяем базовый ток до точки короткого замыкания К2:
(А).
(5.19)
Рассчитываем токи трехфазного короткого замыкания до точки К2:
(А).
(5.20)
Затем рассчитаем ударный ток трехфазного короткого замыкания.
Ударный ток определяем по формуле:
,
(5.21)
где
ударный коэффициент.
Ударный коэффициент определяем из справочника [4] : kуд=1,7
Тогда ударный ток для короткого замыкания в точке К1:
(А).
Ударный ток для короткого замыкания в точке К2:
(А).