4. Выбор площади сечения проводников в сетях напряжением 0,38 и 10 кВ

Линии электропередачи напряжением 10 кВ выполняются в воздушном (ВЛ) или кабельном (КЛ) исполнении.

4.1. Выбор площади сечения проводников линий по допустимым потерям напряжения

Выбор площади сечения проводов и жил кабелей выполняется на основании расчета, исходя из допустимого отклонения напряжения, указанного в ГОСТ 13109–97. Длительно допустимое отклонение напряжения у потребителя составляет ±5% номинального напряжения, максимальное отклонение напряжения у электроприемников и на шинах центра питания допускается до ±10%.

Потери напряжения в сельских электрических сетях не должны превышать:

• в электрических сетях 10 кВ – 10%,

• в электрических сетях 0,38 и 0,22 кВ – 8%,

• в электропроводках одноэтажных жилых домов – 1%,

• в электропроводках зданий, сооружений, двух- и многоэтажных жилых домов – 2%.

При отсутствии исходных данных для расчета отклонения напряжения у электроприемников потери напряжения в элементах сети 0,38 кВ рекомендуется принимать:

• в линиях, питающих коммунально-бытовые потребители – 8%,

• производственные – 6%,

• животноводческие комплексы – 4%.

По допустимым потерям напряжения ΔU_доп. следует выбирать такие сечения проводников, при которых будут обеспечены фактические наибольшие потери напряжения ΔU_нб не больше допустимых:

ΔU_нб ≤ ΔU_доп . (4.1)

Здесь под наибольшей потерей напряжения понимается величина ее от источника питания (шин низшего напряжения подстанции) до наиболее удаленной точки.

Выбор сечений проводников по допустимым потерям напряжения главным образом объясняется необходимостью обеспечения требуемых отклонений напряжений на зажимах электроприемников.

Наибольшую потерю напряжения можно определить по формуле:

, (4.2)

где Р_iл, Q_iл – соответственно активная и реактивная мощность на i-м участке линии;

ΔU_а и ΔU_р - соответственно активная и реактивная составляющая потери напряжения.

При выборе площади сечения первоначально исходят из того, что для проводов и кабелей, используемых в сетях 0,38...10 кВ (сечения 16...185 мм²) х₀ слабо зависит от сечения проводника и может быть принято постоянным:

• 0,30 Ом/км для воздушных линий напряжением 0,38 кВ;

• 0,36 Ом/км для воздушных линий напряжением 6... 10 кВ;

• 0,06 Ом/км для кабельных линий напряжением 0,38 кВ;

• 0,09 Ом/км для кабельных линий напряжением 6... 10 кВ;

• 0,09 Ом/км для воздушных линий 0,38 кВ с самонесущими изолированными проводами;

• 0,27...0,30 Ом/км для воздушных линий напряжением 10 кВ с защищенными проводами.

Задавшись значением х₀, определяют реактивную составляющую потери напряжения:

(4.3)

где L_iл - длина i-го участка линии.

Далее по допустимой потере напряжения и найденной реактивной составляющей рассчитывают активную составляющую допустимой потери напряжения:

. (4.4)

Последующая часть расчета для рассматриваемых дополнительных условий несколько различна.

Для дополнительного условия постоянства сечения проводников по всей длине линии F=const формулу для определения можно записать:

. (4.5)

Учитывая, что удельное активное сопротивление ,

где γ - удельная проводимость материала проводника, получаем:

. (4.6)

Для получения минимального расхода проводникового материала, т.е. выполнения условия m_F=min, необходимо сечение на участках принимать пропорциональным квадратному корню из активных мощностей, протекающих на этих участках, т.е.

. (4.7)

Здесь величина k_p является постоянной для всех участков рассматриваемой линии и рассчитывается по формуле:

. (4.8)

Последующий расчет сечений проводников для всех дополнительных условий одинаковый. Найденные расчетные сечения округляют до ближайших стандартных значений. Для них по справочнику находят удельное активное r₀ и реактивное x₀ сопротивления и в соответствии с ними рассчитывают действительную наибольшую потерю напряжения до наиболее удаленной точки:

. (4.9)

Если условие (4.1) выполняется, то сечения обеспечивают допустимую потерю напряжения, и расчет заканчивают.