Меню

1 линия шла по мощности



РАСЧЕТ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Под расчетом линии электропередачи будем понимать определение электрических параметров ее режима: напряжений, токов и мощностей. Такой расчет принято называть расчетом потокорас- пределения. Расчеты удобно делать по мощности нагрузки, т. е. не вычисляя, если это специально не требуется, токи в ветвях схемы. Падение напряжения в сопротивлении Z также можно вычислять через мощность на одном из его концов:

Если совместить напряжение в знаменателе с вещественной осью, го после перемножения комплексных двучленов в числителе (Р — jQ) и (R +jX) будем иметь следующие две формулы для вычисления падения напряжения:

Пусть даны напряжение и мощность в конце линии (Ц2 и S2) (рис. 2.3). Требуется определить напряжение и мощность в начале линии (Ux и §).

Для удобства расчета совместим U2 с действительной осью

U2 — U2> Чтобы определить §, воспользуемся формулой баланса

мощностей (2.10). Назовем последовательность вычислений, составляющих баланс мощностей, алгоритмом 1. Он состоит в следующем:

1) вычислим зарядную мощность в конце схемы замещения ЛЭП Qc2 [см. формулу (2.18)]:

2) найдем мощность в конце ветви сопротивления Z:

3) вычислим потери мощности в сопротивлении Z [см. (2.13)]:

4) найдем мощность в начале ветви сопротивления Z:

5) вычислим падение напряжения на сопротивлении 2

6) найдем напряжение в начале линии:

7) вычислим зарядную мощность в начале схемы замещения ЛЭП:

8) найдем мощность в начале линии:

Расчет выполняется в направлении движения по схеме замещения от конца к началу. Более компактно этот алгоритм можно записать в виде списка величин в последовательности, в которой они вычисляются:

Пример 2.1. Дана двухцепная линия длиной 120 км, выполненная проводом марки АС-240/32, с номинальным напряжением 220 кВ. Мощность в конце линии 140 + у80 MB A, напряжение в конце линии 210 кВ. Расчет приведен в системе Mathcad.

Параметры линии (сопротивления в омах, проводимости в сименсах).

Заданные параметры режима (мощности в мегаваттах и мегаварах, напряжения в киловольтах)

Пусть теперь известна мощность в конце линии, а напряжение- в начале и S2). Такая ситуация чаще всего встречается в

практике, ибо, как правило, задаются нагрузки сети и напряжение на тинах пункта питания.

В этом случае рассчитать линию по алгоритму, подобному приведенному выше, не удается. Единственное, что можно сразу вычислить, — это зарядную мощность в начале схемы замещения ЛЭП (п. 7 алгоритма 1), так как напряжение (У, на емкости в начале схемы известно.

Расчет можно выполнить приближенно. Зададимся приближенным значением напряжения Ц2, например Ц2 = ?/ном, тогда можно вычислить все потоки мощности в ветвях схемы замещения ЛЭП по алгоритму: 2, S/2, AS, S/A, QCI, S)>. После этого определяются падение напряжения AU и напряжение U2 :

Здесь Ц совмещено с действительной осью.

Такой расчет является приближенным (оценочным) и носит название «метод в два этапа»: этап 1 — расчет потокораспределения мощностей <0С2, &2> Ось и этап 2 — расчет режима

Пример 2.2. Рассчитать ЛЭП из примера 2.1 при известном напряжении в начале линии U = 223,584 кВ (намеренно взято напряжение, полученное в примере 2.1).

Заданные параметры режима

Этап 1. Расчет потокораспределения

Этап 2. Расчет режима напряжений

Абсолютная ошибка составляет 0,329 кВ, или 0,14 %.

Другой, более точный, метод состоит в решении уравнения, которое можно получить из (2.8), подставив в уравнение для Ц выражение тока /2 через мощность S2 и напряжение U2, в результате будем иметь

В этом уравнении одно неизвестное — Ц2. Решение приведем в системе Mathcad.

Пример 2.3. Рассчитать напряжение tA в линии из примера 2.1 путем решения уравнения (2.30) при U = 223,584.

Начальное приближение (в комплексном виде):

Решающий блок Mathcad

Given

Источник

Как определить напряжение линий электропередач: простые способы

Узнайте, как определить напряжение ЛЭП по внешнему виду, количеству изоляторов, маркировке и другим параметрам. Общая классификация ЛЭП по напряжению.

Если вы любитель загородных прогулок и пикников, а охота и рыбалка – ваша страсть, велика вероятность, что когда-нибудь вы попадёте под опасное напряжение в зоне ЛЭП. Ведь к определённым электрическим магистралям, вообще, не стоит приближаться. Для электрика определение напряжения — задача несложная. Как же непрофессионалу узнать, какое напряжение в линии электропередач опасно для жизни и здоровья? Ниже мы расскажем читателям сайта Сам Электрик, как определить напряжение ЛЭП по внешнему виду, количеству изоляторов и другим параметрам.

Классификация ВЛ

По напряжению ЛЭП могут быть:

  1. Низковольтными, на 0,4 киловольта, передающими электроэнергию в пределах небольших населённых пунктов.
  2. Средними, на 6 или на 10 киловольт, передающими электричество на расстояние менее 10 км.
  3. Высоковольтными, на 35 киловольт, для электроснабжения небольших городов или посёлков.
  4. Высоковольтными, на 110 киловольт, распределяющими электричество между городами.
  5. Высоковольтными, на 150 (220, 330, 500, 750) кВ, передающими энергию на дальние расстояния.

Самое высокое напряжение на ЛЭП составляет 1150 киловольт.

Безопасные расстояния

Правилами охраны труда на каждое напряжение ЛЭП определяются минимальные расстояния до проводящих ток частей. Сокращать эту дистанцию запрещено.

Определение напряжения по внешнему виду

Следующий этап — определение мощностей ВЛ.

Как же узнать напряжение на ЛЭП по её внешнему виду? Легче всего это сделать по количеству проводов и по числу изоляторов. Самый простой способ — определение по изоляторам.

Существуют ВЛ разных классов напряжения. Рассмотрим поочередно каждую.

ЛЭП на 0,4 киловольта (400 Вольт) — низковольтные, встречающиеся во всех населенных пунктах. В них всегда используются штыревые изоляторы из фарфора или стекла. Опоры изготавливают из железобетона или дерева. В однофазной линии два провода. Если фазы три, проводников будет четыре и более.

Читайте также:  Bmw 320i мощность двигателя

Далее идут ЛЭП на 6 и 10 киловольт. Визуально они неотличимы друг от друга. Здесь всегда по три провода. В каждом используется два штыревых фарфоровых или стеклянных изолятора или один, но большего номинала. Используются эти трассы для подведения питания к трансформаторам. Минимальное расстояние до частей, проводящих ток, здесь составляет 0,6 м.

Часто в целях экономии совмещают подвеску проводников 0,4 и 10 кВ. Охранной зоной таких трасс является расстояние 10 м.

В ЛЭП на напряжение 35 кВ, используются подвесные изоляторы в количестве от 3 до 5 штук в гирлянде к каждому из трёх фазных проводов.

Обычно такие воздушные магистрали через территорию городов не проходят. Допустимым считается расстояние – 0,6 м, а охранная зона определяется 15 метрами. Опоры должны быть железобетонными или металлическими, с разнесенными друг от друга на допустимое расстояние проводниками, несущими ток.

В ЛЭП на напряжение 110 кВ монтаж каждого из проводов осуществляется на отдельной гирлянде из 6-9 подвесных изоляторов. Минимально близким к проводникам, является расстояние в 1 метр, а охранная зона определяется 20 метрами.

Материалом для опоры служит железобетон или металл.

Если напряжение 150 кВ, применяют 8-9 подвесных изоляторов на каждую гирлянду в ЛЭП. Расстояние 1,5 м до проводников тока считается в этом случае минимальным.

Когда напряжение 220 кВ, число используемых изоляторов находится в пределах от 10 до 40 единиц. Фаза передаётся по одному проводу.

Линии используют для подведения электроэнергии к крупным подстанциям. Наименьшее расстояние приближения к проводникам составляет 2 м. Величина охранной зоны – 25 м.

В последующих классах высоковольтных ЛЭП появляется отличие по числу проводов на фазу.

Если произведен монтаж двух проводников на одну фазу, а изоляторов в гирляндах по 14, перед вами магистраль 330 кВ.

Минимальным расстоянием до токоведущих частей в ней считается 3,5 м. Необходимое увеличение охранной зоны до 30 м. Материалом для опор служит железобетон или метал.

Если фаза расщепляется на 2-3 проводника, а подвесных изоляторов в гирляндах по 20, то напряжение ВЛ составляет 500 кВ.

Охранная зона в этом случае ограничивается 30 метрами. Опасной считается дистанция менее 3,5 м до проводов.

В случае разделения фазы на 4 или 5 проводников, соединение которых кольцевое или квадратное, и присутствия в гирляндах 20 и более изоляторов, напряжение ВЛ составляет 750 кВ.

Охранная территория таких трасс — 40 м, а приближение к токопроводящим частям ближе 5 м опасно для жизни.

В России есть единственная в мире ЛЭП, напряжение которой 1150 кВ. Фазы в ней делятся на 8 проводов каждая, а в гирляндах присутствуют 50 и более изоляторов.

К этой трассе не стоит приближаться более чем на 8 метров. Увидеть такую высоковольтную линию можно, например, на участке магистрали «Сибирь – Центр».

Получить подробную информацию о любой ВЛ, её местоположении можно на интерактивной карте в сети интернет.

Маркировка на опорах

Возможно определение мощности ВЛ по маркировкам, нанесенным непосредственно на опоры. Первыми в такой записи идут заглавные буквы, означающие класс напряжения:

  • Т — 35 кВ,
  • С – 110 кВ,
  • Д – 220 кВ.

Через тире пишут номер линии. Следующая цифра – порядковый номер опоры.

Сети железных дорог

Около 7% электроэнергии, вырабатываемой на электростанциях России, передаётся по трассам ВЛ на объекты ЖД. В целом, длина железнодорожного полотна составляет 43 тысячи километров. Из них 18 тысяч км питаются постоянным током напряжением в 3 000 Вольт, а остальные 25 тысяч км работают на переменном токе напряжением в 25 000 Вольт.

Энергия электрифицированных дорог используется не только для движения поездов. Ею питают промышленные предприятия, населенные пункты, другие объекты недвижимости, расположенные вдоль железных дорог или в непосредственной близости к магистралям. По статистике, более половины электроэнергии контактной сети ЖД расходуется на электроснабжение объектов, не включенных в транспортную инфраструктуру.

Заключение

После того, как удалось выяснить, как по количеству изоляторов можно определить напряжение на ЛЭП, осталось понять, насколько можно доверять такому способу.

Климатические условия на территории России довольно разнообразны. Например, умеренно континентальный климат в Москве значительно отличается от влажных субтропиков Сочи. Поэтому, ВЛ одинакового класса напряжения, расположенные в различных климатических и природных условиях, могут отличаться друг от друга и по типу опор, и по количеству изоляторов.

В случае комплексного анализа по всем критериям, предложенным в статье, определение напряжения ЛЭП по внешним признакам будет довольно точным. А вот каким может быть напряжение в конкретной высоковольтной магистрали, со 100% точностью вам подскажут местные энергетики.

Источник

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

При ремонте и проектировании электрооборудования появляется необходимость правильно выбирать провода. Можно воспользоваться специальным калькулятором или справочником. Но для этого необходимо знать параметры нагрузки и особенности прокладки кабеля.

Для чего нужен расчет сечения кабеля

К электрическим сетям предъявляются следующие требования:

  • безопасность;
  • надежность;
  • экономичность.

Если выбранная площадь поперечного сечения провода окажется маленькой, то токовые нагрузки на кабели и провода будут большими, что приведет к перегреву. В результате может возникнуть аварийная ситуация, которая нанесет вред всему электрооборудованию и станет опасной для жизни и здоровья людей.

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Если же монтировать провода с большой площадью поперечного сечения, то безопасное применение обеспечено. Но с финансовой точки зрения будет перерасход средств. Правильный выбор сечения провода — это залог длительной безопасной эксплуатации и рационального использования финансовых средств.

Правильному подбору проводника посвящёна отдельная глава в ПУЭ: «Глава 1.3. Выбор проводников по нагреву, экономической плотности тока и по условиям короны».

Читайте также:  Закон ома последовательное соединение мощность

Осуществляется расчет сечения кабеля по мощности и току. Рассмотрим на примерах. Чтобы определить, какое сечение провода нужно для 5 кВт, потребуется использовать таблицы ПУЭ ( «Правила устройства электроустановок«). Данный справочник является регламентирующим документом. В нем указывается, что выбор сечения кабеля производится по 4 критериям:

  1. Напряжение питания (однофазное или трехфазное).
  2. Материал проводника.
  3. Ток нагрузки, измеряемый в амперах (А), или мощность — в киловаттах (кВт).
  4. Месторасположение кабеля.

В ПУЭ нет значения 5 кВт, поэтому придется выбрать следующую большую величину — 5,5 кВт. Для монтажа в квартире сегодня необходимо использовать провод из меди. В большинстве случаев установка происходит по воздуху, поэтому из справочных таблиц подойдет сечение 2,5 мм². При этом наибольшей допустимой токовой нагрузкой будет 25 А.

В вышеуказанном справочнике регламентируется ещё и ток, на который рассчитан вводный автомат (ВА). Согласно «Правилам устройства электроустановок«, при нагрузке 5,5 кВт ток ВА должен равняться 25 А. В документе указано, что номинальный ток провода, который подходит к дому или квартире, должен быть на ступень больше, чем у ВА. В данном случае после 25 А находится 35 А. Последнюю величину и необходимо брать за расчетную. Току 35 А соответствуют сечение 4 мм² и мощность 7,7 кВт. Итак, выбор сечения медного провода по мощности завершен: 4 мм².

Чтобы узнать, какое сечение провода нужно для 10 кВт, опять воспользуемся справочником. Если рассматривать случай для открытой проводки, то надо определиться с материалом кабеля и с питающим напряжением.

Например, для алюминиевого провода и напряжения 220 В ближайшая большая мощность будет 13 кВт, соответствующее сечение — 10 мм²; для 380 В мощность составит 12 кВт, а сечение — 4 мм².

Выбираем по мощности

Перед выбором сечения кабеля по мощности надо рассчитать ее суммарное значение, составить перечень электроприборов, находящихся на территории, к которой прокладывают кабель. На каждом из устройств должна быть указана мощность, возле нее будут написаны соответствующие единицы измерения: Вт или кВт (1 кВт = 1000 Вт). Затем потребуется сложить мощности всего оборудования и получится суммарная.

Если же выбирается кабель для подключения одного прибора, то достаточно информации только о его энергопотреблении. Можно подобрать сечения провода по мощности в таблицах ПУЭ.

Таблица 1. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с медными жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм² Для кабеля с медными жилами
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
1,5 19 4,1 16 10,5
2,5 27 5,9 25 16,5
4 38 8,3 30 19,8
6 46 10,1 40 26,4
10 70 15,4 50 33
16 85 18,7 75 49,5
25 115 25,3 90 59,4
35 135 29,7 115 75.9
50 175 38.5 145 95,7
70 215 47,3 180 118,8
95 260 57,2 220 145,2
120 300 66 260 171,6

Таблица 2. Подбор сечения провода по мощности для кабеля с алюминиевыми жилами

Сечение токопроводящей жилы, мм² Для кабеля с алюминиевыми жилами
Напряжение 220 В Напряжение 380 В
Ток, А Мощность, кВт Ток, А Мощность, кВт
2,5 20 4,4 19 12,5
4 28 6,1 23 15,1
6 36 7,9 30 19,8
10 50 11,0 39 25,7
16 60 13,2 55 36,3
25 85 18,7 70 46,2
35 100 22,0 85 56,1
50 135 29,7 110 72,6
70 165 36,3 140 92,4
95 200 44,0 170 112,2
120 230 50,6 200 132,2

Кроме того, надо знать напряжение сети: трехфазной соответствует 380 В, а однофазной — 220 В.

В ПУЭ дана информация и для алюминиевых, и для медных проводов. У обоих есть свои преимущества и недостатки. Достоинства медных проводов:

  • высокая прочность;
  • упругость;
  • стойкость к окислению;
  • электропроводность больше, чем у алюминия.

Недостаток медных проводников — высокая стоимость. В советских домах использовалась при постройке алюминиевая электропроводка. Поэтому если происходит частичная замена, то целесообразно поставить алюминиевые провода. Исключение составляют только те случаи, когда вместо всей старой проводки (до распределительного щита) устанавливается новая. Тогда есть смысл применять медь. Недопустимо, чтобы медь с алюминием контактировали напрямую, т. к. это приводит к окислению. Поэтому для их соединения используют третий металл.

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Можно самостоятельно произвести расчет сечения провода по мощности для трехфазной цепи. Для этого надо воспользоваться формулой: I=P/(U*1.73), где P — мощность, Вт; U — напряжение, В; I — ток, А. Затем из справочной таблицы выбирается сечение кабеля в зависимости от рассчитанного тока. Если же там не будет необходимого значение, тогда выбирается ближайшее, которое превышает расчетное.

Как рассчитать по току

Величина тока, проходящего через проводник, зависит от длины, ширины, удельного сопротивления последнего и от температуры. При нагревании электрический ток уменьшается. Справочная информация указывается для комнатной температуры (18°С). Для выбора сечения кабеля по току используют таблицы ПУЭ (ПУЭ-7 п.1.3.10-1.3.11 ДОПУСТИМЫЕ ДЛИТЕЛЬНЫЕ ТОКИ ДЛЯ ПРОВОДОВ, ШНУРОВ И КАБЕЛЕЙ С РЕЗИНОВОЙ ИЛИ ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ).

Таблица 3. Электрический ток для медных проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Площадь сечение проводника, мм² Ток, А, для проводов, проложенных
открыто в одной трубе
двух одножильных трех одножильных четырех одножильных одного двухжильного одного трехжильного
0,5 11
0,75 15
1 17 16 15 14 15 14
1,2 20 18 16 15 16 14,5
1,5 23 19 17 16 18 15
2 26 24 22 20 23 19
2,5 30 27 25 25 25 21
3 34 32 28 26 28 24
4 41 38 35 30 32 27
5 46 42 39 34 37 31
6 50 46 42 40 40 34
8 62 54 51 46 48 43
10 80 70 60 50 55 50
16 100 85 80 75 80 70
25 140 115 100 90 100 85
35 170 135 125 115 125 100
50 215 185 170 150 160 135
70 270 225 210 185 195 175
95 330 275 255 225 245 215
120 385 315 290 260 295 250
150 440 360 330
185 510
240 605
300 695
400 830
Читайте также:  Какая потребляемая мощность у стиральной машины автомат

Для расчета алюминиевых проводов применяют таблицу.

Таблица 4. Электрический ток для алюминиевых проводов и шнуров с резиновой и ПВХ-изоляцией

Площадь сечения проводника, мм² Ток, А, для проводов, проложенных
открыто в одной трубе
двух одножильных трех одножильных четырех одножильных одного двухжильного одного трехжильного
2 21 19 18 15 17 14
2,5 24 20 19 19 19 16
3 27 24 22 21 22 18
4 32 28 28 23 25 21
5 36 32 30 27 28 24
6 39 36 32 30 31 26
8 46 43 40 37 38 32
10 60 50 47 39 42 38
16 75 60 60 55 60 55
25 105 85 80 70 75 65
35 130 100 95 85 95 75
50 165 140 130 120 125 105
70 210 175 165 140 150 135
95 255 215 200 175 190 165
120 295 245 220 200 230 190
150 340 275 255
185 390
240 465
300 535
400 645

Для примерного расчета сечения кабеля по току его надо разделить на 10. Если в таблице не будет полученного сечения, тогда необходимо взять ближайшую большую величину. Это правило подходит только для тех случаев, когда максимально допустимый ток для медных проводов не превышает 40 А. Для диапазона от 40 до 80 А ток надо делить на 8. Если устанавливают алюминиевые кабели, то надо делить на 6. Это объясняется тем, что для обеспечения одинаковых нагрузок толщина алюминиевого проводника больше, чем медного.

Расчет сечения кабеля по мощности и длине

Длина кабеля влияет на потерю напряжения. Таким образом, на конце проводника напряжение может уменьшиться и оказаться недостаточным для работы электроприбора. Для бытовых электросетей этими потерями можно пренебречь. Достаточно будет взять кабель на 10-15 см длиннее. Этот запас израсходуется на коммутацию и подключение. Если концы провода подсоединяются к щитку, то запасная длина должна быть еще больше, т. к. будут подключаться защитные автоматы.

При укладке кабеля на большие расстояния приходиться учитывать падение напряжения. Каждый проводник характеризуется электрическим сопротивлением. На данный параметр влияют:

  1. Длина провода, единица измерения — м. При её увеличении растут потери.
  2. Площадь поперечного сечения, измеряется в мм². При её увеличении падение напряжения уменьшается.
  3. Удельное сопротивление материала (справочное значение). Показывает сопротивление провода, размеры которого 1 квадратный миллиметр на 1 метр.

Падение напряжения численно равняется произведению сопротивления и тока. Допустимо, чтобы указанная величина не превышала 5%. В противном случае надо брать кабель большего сечения. Алгоритм расчета сечения провода по максимальной мощности и длине:

  1. В зависимости от мощности P, напряжения U и коэффициента cosф находим ток по формуле: I=P/(U*cosф). Для электросетей, которые используются в быту, cosф = 1. В промышленности cosф рассчитывают как отношение активной мощности к полной. Последняя состоит из активной и реактивной мощностей.
  2. С помощью таблиц ПУЭ определяют сечение провода по току.
  3. Рассчитываем сопротивление проводника по формуле: Rо=ρ*l/S, где ρ — удельное сопротивление материала, l — длина проводника, S — площадь поперечного сечения. Необходимо учесть ток факт, что ток идет по кабелю не только в одну сторону, но и обратно. Поэтому общее сопротивление: R = Rо*2.
  4. Находим падение напряжения из соотношения: ΔU=I*R.
  5. Определяем падение напряжения в процентах: ΔU/U. Если полученное значение превышает 5%, тогда выбираем из справочника ближайшее большее поперечное сечение проводника.

Открытая и закрытая прокладка проводов

В зависимости от размещения проводка делится на 2 вида:

  • закрытая;
  • открытая.

Сегодня в квартирах монтируют скрытую проводку. В стенах и потолках создаются специальные углубления, предназначенные для размещения кабеля. После установки проводников углубления штукатурят. В качестве проводов используют медные. Заранее всё планируется, т. к. со временем для наращивания электропроводки или замены элементов придется демонтировать отделку. Для скрытой отделки чаще используют провода и кабели, у которых плоская форма.

При открытой прокладке провода устанавливают вдоль поверхности помещения. Преимущества отдают гибким проводникам, у которых круглая форма. Их легко установить в кабель-каналы и пропустить сквозь гофру. Когда рассчитывают нагрузку на кабель, то учитывают способ укладки проводки.

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Определение площади сечения проводника по его диаметру

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Какая проводка лучше — сравнение медной и алюминиевой электропроводки

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Какой провод лучше использовать для проводки в квартире и в частном деревянном доме?

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Как рассчитать падение напряжения по длине кабеля в электрических сетях

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Как перевести амперы в киловаты?

Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Способы вычисления потребления электроэнергии бытовыми приборами

Источник