14. Определение сечения проводов и кабелей по экономической плотности тока

При расчете электрической сети возникают вопросы как выбрать сечение провода, чтобы сечение было выгодно с экономической точки зрения выгодно. Для этого необходимо знать величину ежегодных эксплуатационных расходов в зависимости от сечения проводника.

Чем больше сечение, тем больше капитальные и эксплуатационные расходы. С другой стороны уменьшаются потери электроэнергии. Для этого строят спец графики, в которых указывают годовые эксплуатационные расходы в зависимости от сечения. Суммарная кривая имеет минимум, которому соответствует некоторое сечение провода.

В ПУЭ рекомендуется на основе ряда технических и экономических расчетов сделанных для линии из проводов различного сечения, материалов кабельных и воздушных линий. Также учитывают число часов максимальной нагрузки. В связи с этим для определения экономического сечения провода необходимо пользоваться простой формулой: F_экн = I_max/j_эк (I_эк ~ j_эк).

I_max – ток максимальной нагрузки на проводник при нормальном режиме.

I_эк – экономическая плотность тока, которая зависит от материала, конструкции линии, времени использования макс. нагрузки (А/мм²).

В ПУЭ рекомендуются специальные таблицы, в которых учитывается число часов использования максимальной нагрузки, марка кабеля, марка провода (Al и Cu), также виды изоляций кабелей.

При увеличение проводимости j увеличивается, а при увеличение числа часов максимальной нагрузки j уменьшается.

Значение тока максимальной нагрузки необходимо брать для нормальных условий работы, при которых сеть работает длительно.

Полученное по формуле сечение провода округляется до стандартного.

При расчете сети состоящей из нескольких участков имеющих постоянную нагрузку, экономичное сечение определяется для каждого участка. Но если по техническим или экономическим соображениям нецелесообразно или потребители присоединены к линии на небольшом расстоянии друг от друга, можно принимать одно сечение по наиболее нагруженному участку.

Выбор проводов по экономической плотности основной но должен проверяться по другим параметрам (допустимы ток по нагреву, по допустимым потерям напряжения).

Согласно ПУЭ выбору по экономической плотности тока не подлежат: сети пром. предприятий до 1000 В, при числе часов использования макс нагрузки до 5000 часов; всех ответвлений отдельных электроприемников до 1000 В, а также осветительные сети; сети временного сооружения (до 5 лет).

15. Напряжения сети

Величиной напряжения определяются параметры линий электропередачи и выбираются электрооборудование подстанций и сетей, а следовательно, раз­меры капиталовложений, расход цветного металла, потери электроэнергии и эксплуатационные расходы.

Номинальное напряжение определяется передаваемой активной мощностью и длиной линий электропередачи.

Для предварительной оценки номинального напряжения можно воспользоваться данными таблицы или провести расчет по эмпирическим формулам.

UH0M, к В	1, км		Р.МВт
35	5...20		5...20
110	50...100		15...60
150	75...150		50...100
220	150...300		150...300

Для определения длины линий надо учитывать, что длина трассы из-за непрямолинейности и неровностей рельефа местности на 5... 15% больше расстояний по прямой между рассматриваемыми пунктами.

Номинальное напряжение можно предварительно определить по известной передаваемой мощности Р, МВт и длине линии 1, км, по формуле Стилла:

Эта формула применима для линий длиной до 250 км и передаваемых мощностей, не превышающих 60 МВт. В случае больших мощностей, передаваемых на расстояние до 1000 км, используется формула А.М.Зелеского:

Удовлетворительные результаты для всей шкалы номинальных напряжений от 35 до 1150 кВ дает формула Г.А.Илларионова:

Варианты проектируемой электрической сети или отдельные ее участки могут иметь разные номинальные напряжения. Обычно сначала определяют номинальное напряжение головных, более загруженных участков. Участки кольцевой сети, как правило, необходимо выполнять на одно номинальное напряжение.

В результате расчетов будут получены значения нестандартных напряжений отдельных линий сети. Выбираем ближайшее.