Меню

Как рассчитать мощность линии электропередач



Расчет воздушных и кабельных линий электропередач

При расчёте воздушных и кабельных линий определяют:

Sн – номинально допустимое сечение по нагреву, Sэк – допустимое сечение по экономической плотности тока, Sт.с. – минимально допустимое сечение по термической устойчивости к токам КЗ, SΔU – минимальное допустимое сечение по потерям напряжения, Sм – допустимое сечение по механической прочности.

1) Выбор сечения жил кабеля и проводов ЛЭП по нагреву.

Для выбора сечений жил кабеля и проводов ВЛ по нагреву определяют расчётный ток, А:

где Sр–мощность трансформатора или максимального приёмника, кВА;

Uн – номинальное напряжение, кВ.

Зная величину расчётного тока, по таблице выбирают стандартное сечение, соответствующее большему ближайшему току, в зависимости от величины напряжения.

Для ВЛЭП с ОРУ-110 кВ: Sр = 40000 кВА, Uн = 110 кВ:

по таблице справочника выбираем провода типа АС-95, длительно-допустимым током А.

Для КЛ: Sр = 2000 кВт – мощность наибольшего приёмника питательного насоса. Uн = 6 кВ, cos φ = 0,9:

по таблице выбираем кабель типа АСБ – 3×95, длительно-допустимым током А.

2) Выбор сечения жил кабеля и проводов ЛЭП по экономической плотности.

Сечение, выбранное по нагреву, проверяют по экономической плотности тока. Сечение по экономической плотности тока, мм 2 :

где Iр – максимальный расчётный ток, А;

jэк = 1,4 – экономическая плотность тока, А/мм 2 .

Для ВЛЭП-110 кВ: Iр = 210 А:

Сечение выбранное по пункту (2.18) нам не подходит. Выбираем ближайшее большое сечение АС–150, длительно-допустимым током А.

Для КЛ: Iр = 213,8 А:

Выбранное по пункту (2.18) сечение нам не подходит, условие не выполняется. Выбираем ближайшее большее сечение АСБ — 3´185, длительно-допустимым током А.

3) Расчёт сети по потерям напряжения.

Выбор сечений жил кабелей и проводов по потере напряжения необходим для проверки обеспечения стабильности у приёмников электрической энергии, поддерживания нормированных уровней напряжения имеет большое значение для нормальной работы электрооборудования предприятий. Отклонение напряжения в ту или иную сторону наносит значительный ущерб.

ГОСТ-1309-67 на нормы качества электрической энергии допускает следующие отклонения напряжения на зажимах электродвигателей и личных электроприёмников:

— на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления в пределах от -5 до +10% номинального;

— на зажимах остальных приемников электрической энергии допускается отклонение напряжения в пределах ±5% номинального.

При номинальном напряжении двигателя 6 кВ отклонение в 5% составит 300 В, отклонение в +10% составит 600 В.

Выбранное сечение (мм 2 ) проводов или жил кабелей с учётом допустимых отклонений напряжения между источником тока и электроприёмником проверяют по формуле:

Читайте также:  Трансформатор повышающий мощность квт

где Iр – расчётный ток электроприёмника, А;

l – длина воздушной или кабельной ЛЭП, м;

cos φ – коэффициент мощности электроприемника;

γ – удельная проводимость проводника, м/(Ом · мм 2 );

ΔU – допустимое значение потери напряжения, В.

При температуре +20˚C для меди γ = 53 м/(Ом · мм 2 ), для алюминия γ = 32 м/(Ом · мм 2 );

Для ВЛ: Iр = 210 А, l = 2800 м, cos φ = 0,75, γ = 32 м/(Ом · мм 2 ):

Выбранный провод АС-150 по потерям напряжения проходит т. к. 150 мм 2 ≥ 49 мм 2 .

Для КЛ: Iр = 213,8 А, l = 100 м, cos φ = 0,9, ΔU6 = 300 В, γ = 32 м/(Ом · мм 2 )

Выбранный кабель АСБ-3х185 по потерям напряжения проходит т. к. 185 мм 2 ≥ 3,47 мм 2 .

4) Выбор сечения жил кабелей по условию термической стойкости к току КЗ.

Выбранное сечение кабелей напряжением свыше 1 кВ проверяется на термическую стойкость к току КЗ по выражению:

где I — установившийся ток КЗ, кА;

tп – приведенное время протекания КЗ;

α- расчетный коэффициент, определяемый ограничением допустимой температуры нагрева и материалом жил кабеля, для кабеля с медными жилами α = 7, с алюминиевыми жиламиα = 12;

tп – приведённое время , принимаем соответственно времени срабатывания защиты (tп = 0,2 с).

Для КЛ: I = 12,5 кА:

Выбранный кабель АСБ-3х185 по термической устойчивости проходит т. к. 185 мм 2 ≥ 67,1 мм 2 .

5) Расчёт проводов на механическую прочность.

По условиям механической прочности на воздушных ЛЭП напряжением до 35 кВ минимальным сечением являются: 16 мм 2 для сталеалюминевых, 25 мм 2 для алюминиевых проводов.При напряжение свыше 35 кВ допускается применять многопроволочные провода с минимальным сечением: 35 мм 2 для алюминиевых; 25 мм 2 для сталеалюминевых и стальных проводов.Кабельные ЛЭП на механическую прочность не проверяются. Выбранные сечения ВЛЭП проходят по механической прочности. Результаты расчета внесены в таблицу 2.1.

Расчет шинопроводов.

Шинопровод расчитывается на термическую стойкость, динамическую стойкость шин, разрушающую стойкость излятораторов. Выбирается сечение шин в зависимости от расчетной нагрузки всех потребителей запитанных от него с запасом по мощности в соответствии с правилами ПУЭ. Номинальный ток шинопровода рассчитывается по следующей формуле:

где:
IВ — номинальный ток шинопровода, А
Pinst — установленная мощность, Вт
Α — коэффициент разновременности
β — коэффициент использования
d — коэффициент питания
d=1 — если питание подается с одной стороны
d=0,5 — если питание подается с двух сторон или из центра
Ue — номинальное напряжения, В
cosφ — коэффициент мощности

Читайте также:  Как посчитать общую мощность трехфазной сети

Выбор шинопроводов несложен и основан на данных, предоставленных изготовителем. Методы монтажа, выбор изоляционных материалов и поправочные коэффициенты для групп цепей не являются при этом определяющими параметрами.

Площадь поперечного сечения для любой модели определяется изготовителем на основе следующих параметров:

§ Температура окружающего воздуха 35 °C.

§ 3 нагруженные шины.

Номинальный ток

Номинальный ток рассчитывается с учетом следующих факторов:

§ Схема расположения (компоновка),

§ Ток, потребляемый различными ЭП, питаемыми от шинопровода.

Источник

Расчет проводов воздушной линии электропередачи

date image2015-07-14
views image4374

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

В соответствии с “Правилами устройства электроустановок” (ПУЭ) [1]

городские распределительные сети напряжением 380/220 В должны быть трехфазными, четырехпроводными, с глухозаземленной нейтралью.

В процессе проектирования электрических сетей необходимо проводить расчет проводов на нагревание с целью выбора сечения проводов, обеспечивающего их работу без перегрева. Кроме этого провода необходимо рассчитывать по потере напряжения и на механическую прочность.

Для выбора сечений проводов воздушных линий по нагреву пользуются справочными таблицами предельно допустимых токов. Эти таблицы помещены в ПУЭ. Выдержка из них приведена в табл. 3.

Токовые нагрузки голых алюминиевых (А)

и сталеалюминиевых (АС) проводов

Алюминиевые Сталеалюминиевые
Марка провода Допустимая нагрузка, А Марка провода Допустимая нагрузка, А
А-16
А-25
А-35 АС-35/6,2
А-50 АС-50/8
А-70 АС-70/11
А-95 АС-95/16

В случае, когда от одной линии питается группа параллельно включенных потребителей (потребитель А), допустимый ток проводов этой линии — Iд рассчитывают по формуле:

где Iд.max — допустимый ток наиболее мощного потребителя;

kодн — коэффициент одновременности работы потребителей;

Iд.n — допустимые токи остальных потребителей.

Расчет сетей по потере напряжения проводят исходя из нормированных значений отклонений напряжения на приемниках. Для сетей напряжением 380/220В на всем их протяжении от ТП до последнего приемника допустимая величина потерь напряжения принимается равной 5%.

В работе расчет по падениям напряжений в проводах воздушной линии достаточно провести на участке от трансформаторной подстанции (ТП) до потребителя Е. При этом следует руководствоваться ниже приведенным примером.

До того, как проводить расчеты по потере напряжения, следует распределить потребителей на участке l3-l7 (см. задание) по фазным проводам с целью равномерной загрузки трехфазной системы в целом. Для этого следует ориентироваться на то, чтобы мощность одного или нескольких потребителей, питающихся от одной фазы — Рср, в сумме была близка к величине, составляющей одну треть от всей нагрузки на линии l3-l7

где Рб..Ре — мощность потребителей Б…Е. Для наглядности целесообразно нарисовать схему, поясняющую распределение потребителей по фазам. Например, при мощностях потребителей Б,В,Г,Д,Е, соответственно равных 2,5,7,3,4 кВт, Рср =7 кВт и схема будет выглядеть

Читайте также:  Мощность двигателя рено симбол

Распределяя потребителей по фазам, в данном задании на проектирование, можно руководствоваться принципом – потребителю с наибольшей мощностью (в примере 7 кВт) следует выделить отдельную фазу, оставшиеся потребители распределить попарно по двум оставшимся фазам так, чтобы суммарные мощности пар потребителей были равны между собой или минимально отличались друг от друга.

Из схемы видно, что участок сети от источника (трансформаторной подстанции) до потребителя В будет трехфазным. При этом на участке по рисунку слева до потребителя Б будет передаваться суммарная мощность всех потребителей Б,В,Г,Д,Е, равная 21 кВт. На участке от Б до В -19 кВт. Участок от В до Г будет двухфазным, на нем будет передаваться мощность -14 кВт. Участок от Г до Е будет однофазным, с передаваемыми мощностями: от Г до Д -7 кВт, от Д до Е – 4 кВт. Длины участков указаны в задании.

Сечения проводов на всех участках по схеме следует ориентировочно выбрать по нагреву (величине тока) в наиболее загруженной фазе (в данном случае

I = 7кВт / 0,22 кВ).

Провода на участке l8 задания также следует предварительно выбрать по нагреву (величине тока, определенной по суммарной мощности, передаваемой участком).

Падение напряжения на трехфазных участках определяется по формуле:

на двухфазном участке по формуле:

на однофазном ответвлении:

где — удельное сопротивление алюминиевого провода (0,0288 Ом мм 2 /м);

— мощность (кВт), передаваемая на участке сети длиной (м);

— площадь сечения провода сети (мм 2 ) на участке;

— номинальное линейное напряжение ( =0,38 кВ);

Uф — фазное напряжение (В);

Полная потеря напряжения сети, имеющей трехфазный, двух- и однофазные участки, определится

или в процентах

Пример. Рассчитаем потерю напряжения для трехфазного участка сети 0 — 3 (см. рис. 2) с данными, приведенными на рисунке (здесь 40 кВт – суммарная мощность потребителя А).

40 кВт 1 21 кВт 2 17 кВт 3 10 кВт

Рис. 2. Схема к примеру

Поскольку участок 0 — 3 состоит из участков с проводами разного сечения, потерю напряжения рассчитываем по отдельности с последующим суммированием:

Если потери напряжения на электроприемниках оказываются больше допустимых 5%, то выбирают провода большего сечения и повторяют проверочный расчет с ними.

Проверка проводов на механическую прочность может состоять в сравнении выбранного сечения проводов с минимально допустимыми сечениями проводов по механической прочности согласно требованиям ПУЭ, приведенным в таблице 4.

Источник

Как рассчитать мощность линии электропередач



Расчет воздушных и кабельных линий электропередач

При расчёте воздушных и кабельных линий определяют:

Sн – номинально допустимое сечение по нагреву, Sэк – допустимое сечение по экономической плотности тока, Sт.с. – минимально допустимое сечение по термической устойчивости к токам КЗ, SΔU – минимальное допустимое сечение по потерям напряжения, Sм – допустимое сечение по механической прочности.

1) Выбор сечения жил кабеля и проводов ЛЭП по нагреву.

Для выбора сечений жил кабеля и проводов ВЛ по нагреву определяют расчётный ток, А:

где Sр–мощность трансформатора или максимального приёмника, кВА;

Uн – номинальное напряжение, кВ.

Зная величину расчётного тока, по таблице выбирают стандартное сечение, соответствующее большему ближайшему току, в зависимости от величины напряжения.

Для ВЛЭП с ОРУ-110 кВ: Sр = 40000 кВА, Uн = 110 кВ:

по таблице справочника выбираем провода типа АС-95, длительно-допустимым током А.

Для КЛ: Sр = 2000 кВт – мощность наибольшего приёмника питательного насоса. Uн = 6 кВ, cos φ = 0,9:

по таблице выбираем кабель типа АСБ – 3×95, длительно-допустимым током А.

2) Выбор сечения жил кабеля и проводов ЛЭП по экономической плотности.

Сечение, выбранное по нагреву, проверяют по экономической плотности тока. Сечение по экономической плотности тока, мм 2 :

где Iр – максимальный расчётный ток, А;

jэк = 1,4 – экономическая плотность тока, А/мм 2 .

Для ВЛЭП-110 кВ: Iр = 210 А:

Сечение выбранное по пункту (2.18) нам не подходит. Выбираем ближайшее большое сечение АС–150, длительно-допустимым током А.

Для КЛ: Iр = 213,8 А:

Выбранное по пункту (2.18) сечение нам не подходит, условие не выполняется. Выбираем ближайшее большее сечение АСБ — 3´185, длительно-допустимым током А.

3) Расчёт сети по потерям напряжения.

Выбор сечений жил кабелей и проводов по потере напряжения необходим для проверки обеспечения стабильности у приёмников электрической энергии, поддерживания нормированных уровней напряжения имеет большое значение для нормальной работы электрооборудования предприятий. Отклонение напряжения в ту или иную сторону наносит значительный ущерб.

ГОСТ-1309-67 на нормы качества электрической энергии допускает следующие отклонения напряжения на зажимах электродвигателей и личных электроприёмников:

— на зажимах электродвигателей и аппаратов для их пуска и управления в пределах от -5 до +10% номинального;

— на зажимах остальных приемников электрической энергии допускается отклонение напряжения в пределах ±5% номинального.

Читайте также:  Что такое потребляемая мощность варочной панели

При номинальном напряжении двигателя 6 кВ отклонение в 5% составит 300 В, отклонение в +10% составит 600 В.

Выбранное сечение (мм 2 ) проводов или жил кабелей с учётом допустимых отклонений напряжения между источником тока и электроприёмником проверяют по формуле:

где Iр – расчётный ток электроприёмника, А;

l – длина воздушной или кабельной ЛЭП, м;

cos φ – коэффициент мощности электроприемника;

γ – удельная проводимость проводника, м/(Ом · мм 2 );

ΔU – допустимое значение потери напряжения, В.

При температуре +20˚C для меди γ = 53 м/(Ом · мм 2 ), для алюминия γ = 32 м/(Ом · мм 2 );

Для ВЛ: Iр = 210 А, l = 2800 м, cos φ = 0,75, γ = 32 м/(Ом · мм 2 ):

Выбранный провод АС-150 по потерям напряжения проходит т. к. 150 мм 2 ≥ 49 мм 2 .

Для КЛ: Iр = 213,8 А, l = 100 м, cos φ = 0,9, ΔU6 = 300 В, γ = 32 м/(Ом · мм 2 )

Выбранный кабель АСБ-3х185 по потерям напряжения проходит т. к. 185 мм 2 ≥ 3,47 мм 2 .

4) Выбор сечения жил кабелей по условию термической стойкости к току КЗ.

Выбранное сечение кабелей напряжением свыше 1 кВ проверяется на термическую стойкость к току КЗ по выражению:

где I — установившийся ток КЗ, кА;

tп – приведенное время протекания КЗ;

α- расчетный коэффициент, определяемый ограничением допустимой температуры нагрева и материалом жил кабеля, для кабеля с медными жилами α = 7, с алюминиевыми жиламиα = 12;

tп – приведённое время , принимаем соответственно времени срабатывания защиты (tп = 0,2 с).

Для КЛ: I = 12,5 кА:

Выбранный кабель АСБ-3х185 по термической устойчивости проходит т. к. 185 мм 2 ≥ 67,1 мм 2 .

5) Расчёт проводов на механическую прочность.

По условиям механической прочности на воздушных ЛЭП напряжением до 35 кВ минимальным сечением являются: 16 мм 2 для сталеалюминевых, 25 мм 2 для алюминиевых проводов.При напряжение свыше 35 кВ допускается применять многопроволочные провода с минимальным сечением: 35 мм 2 для алюминиевых; 25 мм 2 для сталеалюминевых и стальных проводов.Кабельные ЛЭП на механическую прочность не проверяются. Выбранные сечения ВЛЭП проходят по механической прочности. Результаты расчета внесены в таблицу 2.1.

Расчет шинопроводов.

Шинопровод расчитывается на термическую стойкость, динамическую стойкость шин, разрушающую стойкость излятораторов. Выбирается сечение шин в зависимости от расчетной нагрузки всех потребителей запитанных от него с запасом по мощности в соответствии с правилами ПУЭ. Номинальный ток шинопровода рассчитывается по следующей формуле:

где:
IВ — номинальный ток шинопровода, А
Pinst — установленная мощность, Вт
Α — коэффициент разновременности
β — коэффициент использования
d — коэффициент питания
d=1 — если питание подается с одной стороны
d=0,5 — если питание подается с двух сторон или из центра
Ue — номинальное напряжения, В
cosφ — коэффициент мощности

Выбор шинопроводов несложен и основан на данных, предоставленных изготовителем. Методы монтажа, выбор изоляционных материалов и поправочные коэффициенты для групп цепей не являются при этом определяющими параметрами.

Площадь поперечного сечения для любой модели определяется изготовителем на основе следующих параметров:

§ Температура окружающего воздуха 35 °C.

§ 3 нагруженные шины.

Номинальный ток

Номинальный ток рассчитывается с учетом следующих факторов:

§ Схема расположения (компоновка),

§ Ток, потребляемый различными ЭП, питаемыми от шинопровода.

Источник

Как рассчитать мощность линии электропередач

  • Главная
  • Светильники
  • Опоры
  • Мачты
  • Молниеотводы
  • МАФы
  • Проекты
  • Доставка
  • Блог
  • Контакты
  • Общий каталог
  • Уличное
  • Промышленное
  • Архитектурное
  • Для теплиц

Существует множество различных расчетов ЛЭП: механический расчет на максимальную нагрузку (устойчивость к внешним воздействиям, включая гололед и ветер), расчет режимов и другие методы, где вычисляют напряжение, токи, мощность и другие параметры сети. Все это нужно для подбора оптимального оборудования, оптимизации работы осветительной сети и достижения высокого качества поставляемой электроэнергии.

Одним из самых важных считается расчет потерь в линии электропередачи (ЛЭП), поскольку на пути к потребителю напряжение падает. Чем больше сопротивление материала проводника, тем больше потери. Они наиболее ощутимы при подключении множества потребителей. Самые отдаленные пользователи получают напряжение в несколько раз ниже заявленного.

Это не просто ухудшает работу электрооборудования, но и создает некую опасность, которая возникает следующим образом:

  1. При эксплуатации проводников под нагрузкой, которая превышает расчетную, возникает режим перегрузки.
  2. При длительной работе под постоянными перегрузками проводник перегревается.
  3. В результате повышается вероятность КЗ (короткого замыкания) и возникновения пожара.

Поэтому для обеспечения электробезопасности очень важно при расчете подобрать проводник с таким сечением, которое будет соответствовать номинальному току автоматического выключателя.

Но расчет кабельных линий электропередачи необходим не только из соображений безопасности. Его производят также для определения сечений проводников и достижения еще нескольких целей:

  • Для получения разрешения на подключение объекта.
  • Для максимально равномерного распределения тока среди потребителей.
  • Для расчета допустимой нагрузки и оптимальных токов для всех элементов сети.
  • Для подбора номинального тока автоматического выключателя.

Общая последовательность расчета:

  • Вычислить мощность всех ламп (Мл) в сети: Мл = Мс · Кп, где Мс – мощность одного светильника, К­с – количество ламп в сети.
  • Определить общую нагрузку (Pн) сети: Pн = Мл · Кспр. · Кп, где Кспр. – коэффициент спроса электрооборудования (представлен в таблице), Кп – коэффициент потерь в пускорегулирующих устройствах ламп.
  • Рассчитать мощность питающей сети (P): P = Pн · Kл, где Kл – количество линий в сети.
  • Вычислить момент нагрузки (Мн) для каждой сети: Мн = Pн · L, где L – расстояние от центра приложения нагрузок для каждой сети. Здесь Ln = L1 + (Инт. · (К­с -1)/2), где L1 – расстояние от щита до первой лампочки в сети, Инт. – интервалы между лампочками в осветительной сети.
  • Определить момент нагрузок (Мнn) для каждой линии: Мнn = Pн · Ln.
  • Вычислить момент нагрузок (Мнс) для запитывающей сети: Мнс = P · Lщ, где Lщ – расстояние до щитка (м).
  • Определить сборный момент нагрузки (МНс) по всем линиям: МНс = Мнс + Мнn.
  • Рассчитать потери напряжения (Пн) для линий: Пн = Нн – Ннд — Пнс, где Нн – номинальное напряжение при холостой работе трансформатора (равно 105%), Нмд – напряжение на самых отдаленных лампочках (определяется в процентах от общего напряжения и обычно принимается равным 95%), Пнс – общие потери всей сети.
  • Определить сечение (Сп) провода: Сп = МНс/(K · Пн).
  • Вычислить потери напряжения (Пn) для каждой сети: Пn = Мn/(Сп · K), где K – коэффициент, зависящий от напряжения и материала проводов (для алюминия – 44, для меди – 77, поскольку это основные материалы, используемые для проводов).

Обычно нормативные потери равны 5-10%. После расчета нужно сравнить с ними полученные значения. На основании итогов можно скорректировать мощность ламп и другие параметры сети.

Подобные расчеты не обязательно проводить вручную. Сегодня существуют специальные программы и онлайн-калькуляторы, где достаточно ввести основные параметры сети. Главная цель расчетов – добиться равномерного распределения напряжения. Это позволяет снизить риск аварийных ситуаций, уменьшить процент убытков и избежать перегрева проводников.

Источник