Определение сечений проводов сооружаемых ЛЭП

Суммарное сечение (F) проводов фазы проектируемой ВЛ составляет:

где  – расчётный ток, А;  – нормированная плотность тока, А/мм².

В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ), нормированы следующие значения плотности тока для ВЛ 35…500 кВ:

Таблица 8 – Нормированные значения плотности тока для ВЛ

Проводники	Плотность тока, А/мм2, при числе часов использования максимума нагрузки, Tmax, ч/год
	более 1000 до 3000	более 3000 до 5000	более 5000
Неизолированные провода и шины: алюминиевые	1,3	1,1	1

        

Для заданного числа использования максимальной нагрузки 4600 ч

j_н = 1.1 А/мм².

Значение I_р определяется по выражению:

где I₅ – ток линии на пятый год эксплуатации ВЛ в нормальном режиме, определяемый для системообразующих линий основной сети по расчетным длительным потокам мощности;

α_i– коэффициент, учитывающий изменение нагрузки по годам эксплуатации

линии. Для линий 110-220 кВ значение α_iможет быть принято равным 1,05,что соответствует математическому ожиданию этого коэффициента в зоне наиболее часто встречающихся темпов роста нагрузки;

α_T– коэффициент, учитывающий число часов использования максимальной

нагрузки ВЛ (T_max), а коэффициент К_м – отражает участие нагрузки ВЛ в максимуме энергосистемы.

Таблица 9 – Коэффициенты попадания в максимум энергосистемы для различных потребителей электроэнергии

Процентный состав различных видов потребителей берем из таблицы 4 в соответствии с заданной активной мощностью подстанции.

3.1 Выбор сечений проводов ЛЭП радиально-магистрального варианта

Таблица 10- Расчёт коэффициентов попадания нагрузок новых подстанций в максимум энергосистемы

Подстанция	Активная мощность подстанции Р	Состав различных видов потребителей новых подстанций, %, для Kм, о.е.						Kм
		Освещение	Пром. 3-см.	Пром. 2-см.	Пром. 1-см.	Электроф. Тр-т	С/х
		1	0,85	0,75	0,15	1	0,75
ПС-1	44	15	15	20	10	40	-	0,84
ПС-2	53	15	20	15	30	-	20	0,63
ПС-3	18	40	10	-	-	-	50	0,86

 

Рассчитаем коэффициенты К_м для нагрузок новых подстанций.

Получаем аналогично: К_м2 = 0,63 и К_м3 = 0,86.  

Таблица 11 – Усредненные значения коэффициентов α _T

С помощью метода линейной интерполяции определяем коэффициенты α_T для ЛЭП: α_Т1 = 1,16, α_Т2 = 1,43 и α_Т3 = 1,12.

Рассчитаем ток линии на пятый год эксплуатации ВЛ в нормальном режиме, расчётный ток, суммарное сечение проводов фазы:

Для варианта радиально-магистральной сети используются двухцепные линии.

Выполним выбор сечений:

Согласно расчету, предварительно выбираем для линии:

- Г-1 провод марки АС 150/24

- Г-2 провод марки АС 240/32

- Б-3 провод марки АС 70/11

Выполним проверку сечений в аварийном режиме, для этого смоделируем обрыв в каждой ЛЭП одного из проводов, в результате токи, протекающие по оставшейся ЛЭП, увеличатся вдвое. По условиям механической прочности из условия механической прочности типовых опор для ВЛ 110 кВ максимальное сечение –
300 мм². По условиям механической прочности по гололеду для ВЛ 35 кВ и выше минимальное сечение – 120 мм². Минимальный диаметр для проводов ВЛ 110 кВ по условиям короны и радиопомех – 70 мм².

Таблица 12 – Проверка выбранных марок проводов для радиальной схемы

Линия	Выбранная марка провода	Iав/Iдоп	Fрасч/Fмех max	Fрасч/Fгол min	Fрасч/Fрад min
Г-1	АС 150/24	348,4 / 450	158,3 / 300	158,3 / 120	158,3 / 70
Г-2	АС 240/32	519,52 / 610	236,1 / 300	236,1 / 120	236,1 / 70
Б-3	АС 70/11	136 / 265	62 / 300	62 / 120	62 / 70

 

Сечение АС 70/11 на линии Б-3 не прошло проверку по двум критериям: минимальное сечение из условий механической прочности по гололёду и по условиям короны и радиопомех. Поэтому окончательно для этой линии выбираем провод марки АС 120/19 I_доп = 390 А.

3.2 Выбор сечений проводов ЛЭП кольцевого варианта

,

, ,

Проводим расчёты сечений аналогично предыдущему пункту, учитывая, что линии Г-1, Г-2 и 1-2 – одноцепные. Результаты сведем в соответствующую таблицу.

Таблица 13 – Проверка расчётных сечений для кольцевой схемы

Линия	Расчётное сечение, мм2	Fрасч/Fмех max	Fрасч/Fгол min	Fрасч/Fрад min
Г-1	381,47	381,47 / 300	381,47 / 120	381,47 / 70
Г-2	458,41	458,41 / 300	458,41 / 120	458,41 / 70
1-2	68,635	68,635 / 300	68,635 / 120	68,635 / 70

Выбранные сечения не подошли. Выполним перерасчет потокораспределения:

Рисунок 7 – Потокораспределение мощностей с учётом двухцепных линий

S _Г-2 = 47,47+j34,86 МВА, S _1-2 = 5,53+j4,14 МВА, S _Г-1 = 49,53+j36.14 МВА

Расчёт расстояния между подстанциями, а также расчёт номинальных напряжений ВЛ проведем аналогично предыдущему пункту, учитывая, что теперь линии Г-1, Г-2 –двухцепные; полученные данные сведём в таблицу.
Таблица 14 – Окончательный выбор номинальных напряжений ВЛ варианта замкнутой сети

ВЛ	L, км	L+20%, км	P, МВт	Количество цепей	U, кВ	Uном, кВ
Г-2	23	27,6	47,47	2	80,9	110
1-2	24,84	29,81	5,53	1	57,3	110
Г-1	16,49	19,8	49,53	2	75,3	110
Б-3	37,01	44,4	18	2	71,5	110

 

Выполним выбор сечений:

 

I _{5 Г-1} = 161 А, I _{5 Г-2} = 155 А, I _{5 1-2} = 36 А

I _{р Г-1} = 199,5 А, I _{р Г-2} = 232,7 А, I _{р 1-2} = 54 А

F_Г-1 = 181 мм², F_Г-2 = 211,6 мм², F_1-2 = 49,1 мм²

Согласно расчету, предварительно выбираем для линии:

- Г-1 провод марки АС 185/29 I_доп = 510 А.

- Г-2 провод марки АС 240/32 I_доп = 610 А.

 -1-2 провод марки АС 50/8 I_доп = 210 А.

Таблица 15 – Проверка выбранных марок проводов для радиальной схемы

Линия	Выбранная марка провода	Iав/Iдоп	Fрасч/Fмех max	Fрасч/Fгол min	Fрасч/Fрад min
Г-1	АС 185/29	399 / 510	181 / 300	181 / 120	181 / 70
Г-2	АС 240/32	465,4 / 610	211,6 / 300	211,6 / 120	211,6 / 70
1-2	АС 50/8	108 / 210	49,1 / 300	49,1 / 50	49,1 / 70

 

Сечение на линии 1-2 выбираем провод марки АС 70/11 I_доп = 265 А.

Согласно проверкам, окончательно выбираем для линии:

- Г-1 провод марки АС 185/29 I_доп = 510 А.

- Г-2 провод марки АС 240/32 I_доп = 610 А.

- 1-2 провод марки АС 70/11  I_доп = 265 А.