Файл: образец ЛЭП -35.doc

Индуктивное сопротивление проводов, Ом / км, можно определить по формуле:

Х ₀ = 0,145 lg ( D ср / r э ) + 0,016 μ,

Где D ср - среднегеометрическое расстояние между проводами фаз линии, мм; r э - эквивалентный радиус провода в фазе, м; μ - относительная магнитная проницаемость;

D ср = √ D ₁₂ * D ₁₃ * D ₂₃

Где D ₁₂, D ₁₃ D ₂₃ - расстояния между проводами фаз, мм.

Расстояния между проводами зависит от напряжения линии и типа опоры , но несмотря на большое разнообразие опор, для расчётов принимают следующие усреднённые значения индуктивного сопротивления на 1 км линии:

напряжение, кВ 6, 10, 35 - индуктивное сопротивление - 0,4 Ом / км.

---

3. Определение потерь напряжения в лэп - 35 кв

В электрических сетях при передаче электроэнергии происходит падение напряжения на активном и индуктивном сопротивлении проводов.

Алгебраическую разность между напряжением начала и конца линии называют потерей напряжения.

Электрическая нагрузка никогда не остаётся постоянной, меняясь в течение суток и года. Вследствие изменения нагрузки меняется и потеря напряжения в линии, следовательно, и напряжение у потребителя.

Постепенные изменения напряжения, вызываемые изменениями нагрузки в течение суток и года, называются отклонениями напряжения.

Отклонения напряжения влияют на работу приёмников электроэнергии. Наиболее чувствительны к ним осветительные потребители. Пониженное напряжение вызывает снижение светового потока и, следовательно, ухудшает условия освещения. Работа асинхронных электрических двигателей также зависит от значения напряжения. При снижениях напряжения , нормально загруженные двигатели останавливаются - опрокидываются. Кроме того, изоляция двигателей скорее выходит из строя.

В действующих нормах установлено, что напряжение на зажимах токоприёмников не должно повышаться больше чем на 5 % и снижаться также больше чем на 5 % от номинального напряжения. Потеря напряжения в линии непосредственно связана с отклонениями напряжения в ней. Потеря напряжения в линии равна разности между отклонениями напряжения в начале и конце этой линии.

Определяем потерю напряжения в ЛЭП - 35 кВ

∆U = ∆Ua + ∆Up ,

где ∆Ua - активная составляющая потерь напряжения

∆Ua = √ 3 r ₀ * Cosφ * I * L , В

где r ₀ - удельное активное сопротивление. Для АС – 70 r ₀ = 0,42 Ом / км.

Cos φ - коэффициент мощности. Для смешанной нагрузки Cos φ = 0.83.

I - ток расчётный максимальный , А

I p max = S p max / √ 3 * U , А

I p max = 1600 / 1,73 * 35 = 26,42 A

L - длина линии равная 15,9 км.

∆U а = 1,73 * 0,42 * 0,83 * 26,42 * 15,9 = 253,3 B

∆U p - реактивная составляющая потерь напряжения.

∆U p = √ 3 * х₀ * Sin φ * I * L , В

где х ₀ - удельное реактивное сопротивление Ом / км

х ₀ = 0,4 Ом / км; Sinφ = 0,56

∆U p = 1,73 * 0,4 * 0,56 * 26,42 * 15,9 = 162,8 В

---

Потери напряжения в ЛЭП – 35 составят:

∆U = 253,3 + 162,8 = 416,1 В

Потери напряжения в ЛЭП составили 1,19 % от номинального напряжения.

Для нормальной работы потребителей необходимо поддерживать определённый уровень напряжения на шинах подстанций. В электрических сетях предусматриваются способы регулирования напряжения, одним из которых является изменение коэффициента трансформации трансформаторов.

Известно, что коэффициент трансформации определяется как отношение первичного напряжения ко вторичному, или

N = U ₁ / U ₂ = ω ₁ / ω ₂ ,

Где ω ₁ и ω ₂ - число витков первичной и вторичной обмоток соответственно.

U ₂ = U ₁ * ω ₂ / ω ₁

Обмотки трансформаторов снабжаются дополнительными ответвлениями, с помощью которых можно изменять коэффициент трансформации. На подстанциях № 57 и № 46 установлены силовые трансформаторы типа ТМН. Переключение ответвлений может происходить под нагрузкой (РПН)

Регулирование под нагрузкой позволяет переключать ответвления обмотки трансформатора без разрыва цепи. Устройство РПН предусматривает регулирование напряжения в пределах от ⁺_- 10 % со ступенями приблизительно по 1,5 % .

Регулировочные ступени выполняются на стороне высшего напряжения, так как меньший по значению ток позволяет облегчить переключающее устройство.

---

4. Расчёт годовых потерь электроэнергии.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Электрический ток, проходя по проводам ЛЭП, вызывает потери мощности и энергии на бесполезный, а порой вредный нагрев их. Потери мощности и энергии должны быть компенсированы генераторами электростанций, что увеличивает их нагрузку и требует дополнительного расхода топлива или гидроэнергии.

При проектировании сети необходимо стремиться уменьшить в ней потери энергии. Однако при неизменном коэффициенте мощности этого можно добиться, только увеличивая сечения проводов, а следовательно, и расход металла на сооружение сетей.

Потеря мощности в любом проводе по закону Ленца - Джоуля определяется по формуле:

∆Р = I ² * r

Если бы ток в течение всего года в проводе оставался неизменным, то годовые потери энергии в нём при неизменном коэффициенте мощности составил:

∆А = ∆Р * 24 * 365 = I ² r * 8760 * 10 ^{- 3} кВт * ч.

где I - ток в проводе, А,

r - активное сопротивление, Ом,

8760. - число часов в году.

Однако в действительности ток в проводе непрерывно меняется как в течение суток, так и в течение года в зависимости от изменения режима работы потребителей.

Для расчёта потерь энергии в реальной линии с переменной нагрузкой

строим график изменения этой нагрузки по продолжительности в течение

года

Годовой график по продолжительности нагрузок

На графике по оси Х – нагрузка, кВт ,а по оси У – время, в течение которого потребляется эта нагрузка. Годовое число часов равно 8760.

Определяем активную нагрузку по формуле:

Р = Cos φ * S = 0,83 * 1600 = 1328 кВт * ч.

Годовые потери электроэнергии в ЛЭП, кВт * ч определим по формуле:

ΔА _л = 3 I ² _max * r * τ * 10 ^{– 3}

ΔА _л = Р ² max * r * τ * 10 ^{– 3} / U н ² * Cos ² φ ;

Где I max - максимальный ток нагрузки, А ;

r - активное сопротивление ЛЭП, Ом ;

Р - активная нагрузка, кВт ;

τ - время максимальных потерь , ч.

---

τ = Σ I ² * t / I ² max = Σ P ² * t / P ² max ;

τ = 1328 ² * 5000 + 1100 ² * 1500 + 700 ² *2260 / 1328 ² =

= 881 * 10 ⁷ + 181,5 * 10 ⁷ + 110 * 10 ⁷ / 1328 ² = 6897 ч

Определяем годовые потери электроэнергии в линии

Δ A _л = 1328 ² * 6,678 * 6897 * 10 ^{– 3} / 35 ² * 0,83 ² = 96317 кВт * ч

R _л = r ₀ * L = 0,42 * 15,9 = 6,678 Ом.

Определяем переданную электроэнергию за год.

А = Σ Р * t , кВт * ч

А = 1328 * 5000 + 1100 * 1500 + 700 * 2260 = 9872000 кВт * ч.

Потеря электроэнергии в % от переданной составит:

Δ А = Δ А * 100 / А = 96317 * 100 / 9872000 = 0,98 %.

МЕРОПРИЯТИЯ ПО СНИЖЕНИЮ ПОТЕРЬ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

Снизить потери электроэнергии можно повышением коэффициента мощности. Повышение Cos φ - важная народохозяйственная задача, так как низкий Cos φ приводит к перерасходу металла на сооружение сетей, увеличению потерь электроэнергии, недоиспользованию мощности и снижению коэффициента полезного действия первичных двигателей и генераторов электостанций , а также трансформаторов электрических подстанций.

Повышение коэффициента мощности может быть осуществлено естественным (без применения специальных устройств ) и искусственным

(применяя специальные устройства для компенсации реактивной мощности ) способами.

Для естественного повышения Соs φ характерны следующие основные мероприятия:

• выбор электродвигателей с более высоким Соs φ ( высокоскоростных,

на шариковых подшипниках ) ;

• переключение обмоток электродвигателя при нагрузке меньше 50 % номинальной мощности с треугольника на звезду ( такое переключение возможно, если линейное напряжение сети равно номинальному напряжению фазы электродвигателя ) ;

• применение в первые годы эксплуатации сети трансформаторов с номинальной мощностью, несколько меньшей максимальной расчётной мощности потребителей, если последняя определена с перспективой развития на ближайшие 5…7 лет ;

• отключение одного из параллельно работающих трансформаторов при значительном снижении нагрузки.

Если все эти меры не дают нужного эффекта, то прибегают к искусственным способам повышения Соs φ , т. е. устанавливают специальные устройства для компенсации реактивной мощности:

---