Проверочный расчет параметров воздушных линий 110 кВ

Сечения проводов и жил кабелей должны выбираться в зависимости от ряда технических и экономических факторов

Технические факторы, влияющие на выбор сечений, следующие:

1)           нагрев от длительного выделения тепла рабочим (расчетным);

2)           нагрев от кратковременного тепла током короткого замыкания.

3)           потери (падение) напряжения в жилах кабелей или проводах воздушной линии от проходящего по ним тока в нормальном и аварийном режимах;

4)           механическая прочность – устойчивость к механической нагрузке (собственная масса, гололед, ветер);

5)           коронирование – фактор, зависящий от применяемого напряжения, сечения провода и окружающей среды.

Работа проводов воздушных линий протекает в особых условиях: они постоянно находятся под высоким напряжением, по ним проходит электрический ток, и, вместе с тем, они постоянно подвергаются воздействию ветра, резких колебаний температуры и влажности воздуха, разрядов молний, гололеда, снега.

Под допустимой нагрузкой неизолированных проводов по условиям нагрева понимается токовая нагрузка, повышающая температуру провода до предельного значения 70°С при полном безветрии и температуре окружающей среды +25°С.

Сечения проводов выбираются в зависимости от напряжения, расчетной токовой нагрузки, материала и цепности опор.

Выбранное сечение должно быть проверено по допустимой токовой нагрузке по нагреву:

где I_П.А. – расчетный ток в послеаварийном режиме для проверки проводов по нагреву; I_{доп. факт.} – допустимые длительные токовые нагрузки.

При выборе сечений проводов воздушной линии необходимо учитывать ограничения по условиям коронирования и механической прочности. Так при номинальном напряжении 1…35 кВ наименьшие допустимые сечения проводов воздушных линий по условиям механической прочности – 25 мм². 

Расчетная  токовая нагрузка составляет 18371 кВА. Тогда расчётный ток определится из выражения:

А,                                                 (2.1)

Из норм ПУЭ (по ГОСТ 839-59) выбирается сталеалюминиевый провод сечением 25 мм ², для которого допустимый длительный ток вне помещений I_доп = 105 А.

Условие I_доп³I_М выполняется, т.к.

I_доп = 105 А > I_М = 64,81 А                                                         (2.2)

Чтобы выбрать экономически целесообразную линию, нужно провести расчет выбора сечения провода по экономической плотности линии. Экономически целесообразное сечение определяется по расчетному току линии I_M и экономической плотности j_эк.

При Т_max = 6000 ч экономическая плотность тока для неизолированных алюминиевых проводов составит j_эк = 1,0 А / мм ²

Экономическое сечение провода

 мм²                                                                                     (2.3)

По экономической плотности тока окончательно выбирается сталеалюминиевый провод сечением 70 мм², для которого допустимый длительный ток I_ДОП = 210 А.